DE102018110429A1

DE102018110429A1 - System und verfahren zur automatischen reinigung einer sensorlinse

Info

Publication number: DE102018110429A1
Application number: DE102018110429.4A
Authority: DE
Inventors: Frank J. Dusina; Scott W. Damman; Aaron S. Pfau
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2018-05-01
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2038-05-02
Also published as: CN108791066B; CN108791066A; US10676071B2; US20180319376A1; DE102018110429B4

Abstract

Verfahren und System zum Überwachen und Auswerten von Unregelmäßigkeiten an einer Sensorlinse eines Fahrzeugsensors werden offenbart. Eine Ausführungsform eines Verfahrens beinhaltet die Schritte zum Bereitstellen des Fahrzeugs mit einem Stellglied, das konfiguriert ist, um die Sensorlinse und eine Steuerung in einer elektronischen Verbindung mit dem Stellglied zu bewegen, und zum Empfangen von Sensordaten, die mindestens einer Eigenschaft einer Fahrzeugumgebung entsprechen, von dem mindestens einen Sensor, Auswerten der Sensordaten, um zu bestimmen, ob die Sensordaten eine Unregelmäßigkeit auf der Sensorlinse des mindestens einen Sensors anzeigen, Klassifizieren der Unregelmäßigkeit, Speichern von Unregelmäßigkeitsdaten entsprechend der klassifizierten Unregelmäßigkeit in einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Datenträger und, als Reaktion auf das Klassifizieren einer Unregelmäßigkeit, automatisches Steuern des Stellglieds, um die Sensorlinse von einer ersten Position in eine zweite Position zu bewegen.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet von Fahrzeugsensoren, im Besonderen auf eine bewegliche Linse und ein Reinigungssystem für einen Fahrzeugsensor.
Der Betrieb von modernen Fahrzeugen wird zunehmend automatisierter, d. h. Fahrzeuge übernehmen die Fahrsteuerung mit geringerem Eingriff des Fahrers. 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.
Autonome Fahrzeuge sind mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, die Informationen über die Umgebung liefern. Sensoren, die häufig in autonomen Fahrzeugen zu finden sind, umfassen LIDAR-Sensoren, RADAR und optische Kameras. Während des Gebrauchs können Ablagerungen oder Beschädigungen der Sensorlinse auftreten. Die Beschädigungen oder Ablagerungen können das Sichtfeld des Sensors und damit die Leistungsfähigkeit des autonomen Antriebssystems beeinträchtigen.
KURZDARSTELLUNG
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung stellen eine Reihe von Vorteilen bereit. Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung mildern beispielsweise die Auswirkungen von Beschädigungen oder Verschmutzungen an einer Linse eines Fahrzeugsensors, wie beispielsweise einem LIDAR-Sensor oder einer optischen Kamera. Darüber hinaus beinhaltet die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Sensorlinse, die zumindest teilweise in einem Sichtfeld des Sensors positioniert ist. Die Sensorlinse ist von einer ersten Position in eine zweite Position verschiebbar, sodass in der ersten Position ein erster Bereich der Sensorlinse im Sichtfeld des Sensors und in der zweiten Position ein zweiter Bereich der Sensorlinse im Sichtfeld des Sensors positioniert ist. Während sich der Sensor von der ersten in die zweite Position bewegt, reinigt ein Linsenreinigungssystem die Sensorlinse, um Ablagerungen zu entfernen.
In einem Aspekt wird ein Verfahren zum Überwachen und Auswerten von Unregelmäßigkeiten an einer Sensorlinse mindestens eines Sensors eines Fahrzeugs offenbart. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Bereitstellens des Fahrzeugs mit einem Stellglied, das konfiguriert ist, um die Sensorlinse und eine Steuerung in elektronischer Verbindung mit dem Stellglied zu bewegen, und des Empfangens von Sensordaten, die mindestens einer Eigenschaft einer Fahrzeugumgebung von dem mindestens einen Sensor entsprechen, durch die Steuerung, des Auswertens der Sensordaten durch die Steuerung, um zu bestimmen, ob die Sensordaten eine Unregelmäßigkeit auf der Sensorlinse des mindestens einen Sensors anzeigen, des Klassifizierens der Unregelmäßigkeit durch die Steuerung, des Speicherns der Unregelmäßigkeitsdaten durch die Steuerung entsprechend der klassifizierten Unregelmäßigkeit in einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Datenmedium, und als Reaktion auf die klassifizierte Unregelmäßigkeit das automatische Steuern des Stellglieds, um die Sensorlinse von einer ersten Position in eine zweite Position zu verschieben.
In einigen Aspekten beinhaltet das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als Ablagerungen auf der Sensorlinse oder als Beschädigung der Sensorlinse.
In einigen Aspekten beinhaltet das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als eine von entfernbaren Ablagerungen, ignorierbaren Ablagerungen, gebrauchsfähigen Beschädigungen und ignorierbaren Beschädigungen.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als ignorierbare Ablagerungen weiterhin das Entfernen von gespeicherten Sensordaten aus dem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Medium, die erhalten wurden, als sich die Sensorlinse in der ersten Position befand, worin in der ersten Position ein Sichtfeld der Sensorlinse zumindest teilweise durch die Unregelmäßigkeit verdeckt ist.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als ignorierbare Beschädigung weiterhin das automatische Steuern des Stellglieds, um die Sensorlinse von einer ersten Position, in der die Unregelmäßigkeit in einem Sichtfeld des Sensors auftritt, in eine zweite Position zu verschieben, in der die Unregelmäßigkeit nicht im Sichtfeld des Sensors auftritt.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren weiterhin das Bereitstellen des Fahrzeugs mit einem Reinigungssystem, das einen Linsenreiniger beinhaltet, der konfiguriert ist, um mindestens einen Teil einer Außenfläche der Sensorlinse zu reinigen, und als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als ablösbare Ablagerungen, das automatische Steuern des Stellglieds durch die Steuerung, um die Sensorlinse aus einer ersten Position in eine zweite Position zu verschieben, worin sich der Linsenreiniger zum Entfernen der Ablagerungen von der Sensorlinse über mindestens einen Teil der Außenfläche der Sensorlinse bewegt.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren weiterhin das Bereitstellen des Fahrzeugs mit einem drahtlosen Kommunikationssystem und als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als gebrauchsfähige Beschädigung, das Erzeugen eines Benachrichtigungssignals durch die Steuerung und das Senden des Benachrichtigungssignals über das drahtlose Kommunikationssystem an eine Fernzugriffszentrale, worin das Benachrichtigungssignal eine Servicemeldung für den mindestens einen Sensor ist.
In einigen Aspekten beinhaltet das Speichern der Unregelmäßigkeitsdaten das Speichern einer Position der Unregelmäßigkeit auf der Sensorlinse.
In einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Kraftfahrzeug mindestens einen Fahrzeugsensor mit einer Sensorlinse, mindestens ein Sensorlinsenreinigungssystem, das konfiguriert ist, um mindestens einen Teil einer Oberfläche der Sensorlinse zu reinigen, mindestens ein Stellglied, das konfiguriert ist, um die mindestens eine Sensorlinse zu steuern, und eine Steuerung, die mit einem Algorithmus des Sensorlinsenreinigungs- und Auswertesteuerungssystems programmiert und konfiguriert ist, um ein Stellgliedsteuersignal basierend auf dem Algorithmus des Sensorlinsenreinigungs- und Auswertesteuerungssystems zu übermitteln.
In einigen Aspekten beinhaltet das mindestens eine Sensorlinsenreinigungssystem einen Reinigungskörper und eine Spitze, worin sich die Spitze entlang mindestens eines Teils einer Außenfläche der mindestens einen Sensorlinse von einem Ende der Sensorlinse zu einem gegenüberliegenden Ende der Sensorlinse erstreckt.
In einigen Aspekten umschließt die Sensorlinse den Fahrzeugsensor vollständig.
In einigen Aspekten ist die Sensorlinse um eine Achse drehbar, die durch den Fahrzeugsensor verläuft.
In einigen Aspekten entfernt der Druck der Spitze gegen die Sensorlinse eine Unregelmäßigkeit von der äußeren Oberfläche der Sensorlinse beim Drehen der Sensorlinse.
In einigen Aspekten verschiebt sich die Sensorlinse vor mindestens einem Teil des Fahrzeugsensors.
In einigen Aspekten entfernt der Druck der Spitze gegen die Sensorlinse eine Unregelmäßigkeit von der äußeren Oberfläche der Sensorlinse beim Verschieben der Sensorlinse.
In noch einem weiteren Aspekt beinhaltet eine Sensorlinsenanordnung eines Fahrzeugsensors eine Sensorlinse, die konfiguriert ist, um sich zumindest teilweise über ein Sichtfeld des Fahrzeugsensors zu erstrecken, mindestens ein Stellglied, das konfiguriert ist, um die Sensorlinse zu steuern, einen Reinigungskörper und eine Spitze, die mit dem Reinigungskörper verbunden ist, wobei sich die Spitze von einem Ende der Sensorlinse zu einem gegenüberliegenden Ende der Sensorlinse erstreckt. Als Reaktion auf ein von dem mindestens einen Stellglied empfangenes Stellgliedsteuersignal bewegt sich die Sensorlinse in Bezug auf den Fahrzeugsensor so, dass ein erster Bereich der Sensorlinse aus dem Sichtfeld des Fahrzeugsensors verschoben wird und ein zweiter Bereich der Sensorlinse sich über das Sichtfeld des Fahrzeugsensors erstreckt.
In einigen Aspekten ist das mindestens eine Stellglied ein Rotationszylinder, der sich in eine erste Richtung dreht, sodass sich die Sensorlinse in eine zweite und entgegengesetzte Richtung bewegt.
In einigen Aspekten umschließt die Sensorlinse den Fahrzeugsensor vollständig.
In einigen Aspekten ist die Sensorlinse um eine Achse drehbar, die durch den Fahrzeugsensor verläuft.
In einigen Aspekten wird die Sensorlinse vor mindestens einem Teil des Fahrzeugsensors als Reaktion auf das Drehen des mindestens einen Stellglieds verschoben, wobei der Druck der Spitze gegen die Sensorlinse eine Unregelmäßigkeit von der Außenfläche der Sensorlinse beim Verschieben der Sensorlinse entfernt.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird hierin in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren beschrieben, worin gleiche Zahlen für gleiche Elemente stehen.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Kommunikationssystems, das mit einem mit Sensoren ausgestattetes Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform beinhaltet.
2 ist eine schematische Darstellung einer Ansicht eines Sensors, die mehrere Beeinträchtigungen der Sensorlinse gemäß einer Ausführungsform darstellt.
3A ist eine schematische Darstellung der Draufsicht eines Sensors mit einer gelenkig gelagerten Sensorlinse gemäß einer Ausführungsform.
3B ist eine schematische Darstellung einer perspektivischen Seitenansicht des Sensors und der Linse von 3A.
4 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Sensors mit einer gelenkig gelagerten Sensorlinse gemäß einer weiteren Ausführungsform.
5 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Sensors mit einer gelenkig gelagerten Sensorlinse gemäß einer weiteren Ausführungsform.
6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Steuerungssystems für ein Fahrzeug, das einen Sensor mit einer gelenkig gelagerten Linse aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen und Korrigieren von Unregelmäßigkeiten in einer Sensorlinse gemäß einer Ausführungsform.

Die vorstehenden und anderen Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den hinzugefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen deutlicher. Mit Verständnis dafür, dass diese Zeichnungen nur einige Ausführungsformen gemäß der Offenbarung darstellen und nicht als Einschränkung ihres Umfangs zu betrachten sind, wird die Offenbarung mit zusätzlicher Spezifizität und ausführlich durch die Verwendung der zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Alle Abmessungen, die in den Zeichnungen oder an anderer Stelle hierin offenbart sind, dienen lediglich der Veranschaulichung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können größer oder kleiner dargestellt sein, um die Einzelheiten bestimmter Komponenten zu veranschaulichen. Folglich sind die hierin offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die verschiedenen Arten und Weisen der Nutzung der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Wie Fachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen und Implementierungen erwünscht sein.
Eine bestimmte Terminologie kann in der nachfolgenden Beschreibung auch lediglich zum Zweck der Referenz verwendet werden und soll folglich nicht einschränkend sein. Begriffe, wie „oberhalb“ und „unterhalb“, beziehen sich beispielsweise auf Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Begriffe, wie „vorn“, „hinten“, „links“, „rechts“, „Heck“ und „Seite“, beschreiben die Ausrichtung und/oder die Örtlichkeit von Teilen der Komponenten oder Elementen innerhalb eines konsistenten, aber beliebigen Rahmens, welche durch Bezugnahmen auf den Text und die zugehörigen Zeichnungen bei der Beschreibung der zu erörternden Komponenten oder Elementen verdeutlicht werden. Darüber hinaus können Begriffe, wie „erste/r“, „zweite/r“, „dritte/r“ und so weiter, verwendet werden, um separate Komponenten zu beschreiben. Solche Terminologie kann die oben ausdrücklich erwähnten Wörter beinhalten sowie Ableitungen davon und Wörter von vergleichbarer Bedeutung.
1 veranschaulicht schematisch eine Betriebsumgebung, die ein mobiles Fahrzeugkommunikations- und Steuersystem 10 für ein Kraftfahrzeug 12 umfasst. Das Kommunikations- und Steuersystem 10 für das Fahrzeug 12 beinhaltet im Allgemeinen eine vernetzte drahtlose Vorrichtung 57, einschließlich, aber nicht beschränkt auf ein Smartphone, Tablet oder eine tragbare Vorrichtung, wie beispielsweise eine Uhr, ein Computer 64 und eine Fernzugriffszentrale 78.
Wie hierin erläutert, beinhaltet das Fahrzeug 12 eine Vielzahl von Sensoren 26, die Informationen zur Unterstützung der Steuerung des Fahrzeugs 12 bereitstellen. Die Sensoren 26 beinhalten in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere GPS, RADAR, LIDAR, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren und/oder zusätzliche Sensoren. Das Sichtfeld oder die Sicht eines LIDAR, RADAR, einer optischen Kamera oder eines anderen Sensors kann bei ungünstigen Wetterbedingungen durch Kondensation, Niederschlag oder Ablagerungen auf der Linse des Sensors beeinträchtigt werden. Das Sichtfeld des Sensors kann ebenfalls durch eine Beschädigung der Sensorlinse beeinträchtigt werden. Die hierin vorgestellten Verfahren und Systeme zum Reinigen von Sensoren werden verwendet, um Probleme im Zusammenhang mit gefährdeten Sichtfeldern durch das Reinigen und Analysieren der Sichtfelder der Sensoren zu minimieren. In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Reinigungssystem eine gelenkig gelagerte Sensor-Schutzlinse, einen integrierten und austauschbaren Scheibenwischer und ein Steuersystem, das konfiguriert ist, um permanente oder temporäre Unregelmäßigkeiten der Linsenoberfläche zu erkennen und zu kategorisieren, sodass das System die Linse drehen kann, um einen dauerhaft beschädigten Bereich zu vermeiden und zu bestimmen, ob ein Austausch der Linse erforderlich ist.
Das Fahrzeug 12, das in 1 schematisch dargestellt ist, beinhaltet ein Antriebssystem 13, das in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, eine Elektromaschine, wie z. B. einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem, beinhalten kann. Das Fahrzeug 12 ist in der dargestellten Ausführungsform als Pkw dargestellt, es ist jedoch zu beachten, dass jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorräder, Lastwagen, Geländelimousinen (SUVs), Wohnmobile (RVs), Wasserfahrzeuge, Luftfahrzeuge usw. ebenfalls verwendet werden kann.
Das Fahrzeug 12 beinhaltet zudem ein Getriebe 14, das so konfiguriert ist, dass es Leistung von dem Antriebssystem 13 auf eine Vielzahl von Fahrzeugrädern 15 gemäß wählbaren Drehzahlverhältnissen überträgt. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebe 14 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten. Das Fahrzeug 12 beinhaltet zusätzlich Radbremsen 17, die so konfiguriert sind, dass sie ein Bremsmoment an die Fahrzeugräder 15 liefern. Die Radbremsen 17 können in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, ein regeneratives Bremssystem, wie z. B. eine Elektromaschine und/oder andere geeignete Bremssysteme, beinhalten.
Das Fahrzeug 12 beinhaltet zudem ein Lenksystem 16. Während in einigen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung als ein Lenkrad dargestellt, kann das Lenksystem 16 kein Lenkrad beinhalten.
Das Fahrzeug 12 beinhaltet ein drahtloses Kommunikationssystem 28, das konfiguriert ist, um drahtlos mit anderen Fahrzeugen („V2V“) und/oder Infrastruktur („V2I“) zu kommunizieren. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das drahtlose Kommunikationssystem 28 konfiguriert, um über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) unter Verwendung des IEEE 802.11-Standards 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.
Das Antriebssystem 13, das Getriebe 14, das Lenksystem 16 und die Radbremsen 17 stehen mit oder unter der Steuerung von mindestens einer Steuereinheit 22 in Verbindung. Obgleich zu Veranschaulichungszwecken als eine einzige Einheit dargestellt, kann die Steuereinheit 22 zusätzlich eine oder mehrere andere „Steuereinheiten“ beinhalten. Die Steuerung 22 kann einen Mikroprozessor, wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine grafische Verarbeitungseinheit (GPU), beinhalten, die mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder Medien in Verbindung steht. Computerlesbare Speichergeräte oder Medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Aufrechterhaltungsspeicher („Keep-Alive-Memory, KAM“) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare Speichergeräte oder Medien können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl an bekannten Speichergeräten, wie beispielsweise PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichergeräten implementiert sein, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinheit 22 beim Steuern des Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuereinheit 22 beinhaltet ein automatisiertes Antriebssystem (ADS) 24 zum automatischen Steuern verschiedener Stellglieder im Fahrzeug. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das ADS 24 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. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das ADS 24 so konfiguriert, dass es das Antriebssystem 13, das Getriebe 14, das Lenksystem 16 und die Radbremsen 17 steuert, um die Fahrzeugbeschleunigung, das Lenken und das Bremsen ohne menschliches Eingreifen über eine Vielzahl von Stellgliedern 30 in Reaktion auf Eingaben von einer Vielzahl von Sensoren 26, wie z. B. GPS, RADAR, LIDAR, optischen Kameras, thermischen Kameras, Ultraschallsensoren und/oder zusätzlichen Sensoren, zu steuern.
Die Steuerung 22 beinhaltet zudem eine Sensorauswerte- und Reinigungssteuerung 25 zum automatisierten Erkennen und Analysieren von Unregelmäßigkeiten auf der Linse des Sensors 26. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die Steuerung 25 konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine Unregelmäßigkeit an einer gelenkig gelagerten Sensorlinse permanent oder temporär ist und um die Sensorlinse zum Verbessern des Sichtfeldes des Sensors 26 über ein oder mehrere Stellglieder 30 als Reaktion auf Eingaben von einem oder mehreren der Sensoren 26 zu bewegen oder zu drehen. Wie hierin erläutert, beinhalten die Sensoren 26 RADAR, LIDAR, optische Kameras und/oder zusätzliche Sensoren, wobei ein klares Sichtfeld die Funktion des Sensors verbessert.
1 veranschaulicht mehrere vernetzte Geräte, die mit dem drahtlosen Kommunikationssystem 28 des Fahrzeugs 12 kommunizieren können. Eines der vernetzten Geräte, das über das drahtlose Kommunikationssystem 28 mit dem Fahrzeug 12 kommunizieren kann, ist das drahtlose vernetzte Gerät 57. Das drahtlose vernetzte Gerät 57 kann eine Computerverarbeitungsfähigkeit, einen Sender-Empfänger, der mit einem drahtlosen Nahbereichsprotokoll kommunizieren kann, und eine visuelle Anzeige beinhalten. Die Computerverarbeitungsfähigkeit beinhaltet einen Mikroprozessor in Form einer programmierbaren Vorrichtung, die eine oder mehrere in einer internen Speicherstruktur gespeicherte Befehle beinhaltet und angewendet wird, um binäre Eingaben zu empfangen und binäre Ausgaben zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das drahtlose vernetzte Gerät 57 ein GPS-Modul, das GPS-Satellitensignale empfangen und GPS-Koordinaten basierend auf diesen Signalen erzeugen kann. In weiteren Ausführungsformen beinhaltet das drahtlose vernetzte Gerät 57 eine Mobilfunk-Kommunikationsfunktionalität, wodurch die drahtlose vernetzte Vorrichtung 57, wie hierin erläutert, Sprach- und/oder Datenkommunikationen über ein Drahtlosträgersystem unter Verwendung eines oder mehrerer Mobilfunk-Kommunikationsprotokolle durchführt.
Obgleich in 1 als ein einziges Gerät dargestellt, kann der Computer 64 eine Anzahl an Computern beinhalten, die über ein privates oder öffentliches Netzwerk, wie z. B. das Internet, zugänglich sind. Jeder Computer 64 kann für einen oder mehrere Zwecke verwendet werden. In einer exemplarischen Ausführungsform kann der Computer 64 als ein Webserver konfiguriert sein, der durch das Fahrzeug 12 über das drahtlose Kommunikationssystem 28 und den Mobilfunkanbieter zugänglich ist. Zu anderen derart zugänglichen Computern 64 können beispielsweise gehören: ein Computer in einer Reparaturwerkstatt, der Diagnoseinformationen und andere Fahrzeugdaten vom Fahrzeug über das drahtlose Kommunikationssystem 28 oder einen Speicherort eines Drittanbieters hochgeladen werden können oder aus welchem Fahrzeugdaten oder sonstigen Informationen, entweder durch Kommunikation mit dem Fahrzeug 12, der Fernzugriffszentrale 78, dem drahtlosen vernetzten Gerät 57 oder einer Kombination aus diesen bereitgestellt werden. Der Computer 64 kann eine durchsuchbare Datenbank und ein Datenbankverwaltungssystem instandhalten, das die Eingabe, Löschung und Änderung von Daten, sowie den Empfang von Anfragen ermöglicht, um Daten innerhalb der Datenbank zu lokalisieren. Der Computer 64 kann zudem für die Bereitstellung von Internetverbindungen, wie z. B. DNS-Diensten, oder als Netzwerkadressenserver verwendet werden, der DHCP oder ein anderes geeignetes Protokoll verwendet, um dem Fahrzeug 12 eine IP-Adresse zuzuweisen.
Die Fernzugriffszentrale 78 ist konzipiert, um das drahtlose Kommunikationssystem 28 des Fahrzeugs 12 mit einer Reihe von unterschiedlichen Systemfunktionen bereitzustellen, und beinhaltet im Allgemeinen eine oder mehrere Datenbanken, Live-Berater sowie ein automatisches Sprachdialogsystem (VRS). Diese verschiedenen Komponenten der Fernzugriffszentrale sind bevorzugt miteinander über ein verdrahtetes oder drahtloses lokales Netzwerk gekoppelt. Die Datenbank kann Kontoinformationen, wie beispielsweise Teilnehmerauthentisierungsinformationen, Fahrzeugkennungen, Profildatensätze, Verhaltensmuster, Sensorstatusdaten und andere entsprechende Teilnehmerinformationen, speichern. Datenübertragungen können zudem durch drahtlose Systeme, wie z. B. 802.11x, GPRS und dergleichen, erfolgen. Die Fernzugriffszentrale 78 kann das VRS als automatisierten Berater oder eine Kombination aus dem VRS und dem Live-Berater nutzen.
Es versteht sich, dass das offenbarte Verfahren mit einer beliebigen Anzahl an unterschiedlichen Systemen verwendet werden kann und nicht speziell auf die hierin dargestellte Betriebsumgebung einschränkt ist. Die Architektur, der Aufbau, die Konfiguration und der Betrieb des Systems 10 und dessen einzelne Komponenten sind allgemein bekannt. Auch andere, hierin nicht dargestellte und den Fachleuten bekannte Systeme könnten die offenbarten Verfahren nutzen.
2 stellt eine Straßenszene 210 dar, die von einem oder mehreren Sensoren 26 des Fahrzeugs 12 betrachtet wird. Die Szene beinhaltet den Verkehr vor und um das Fahrzeug 12. Die Sensoren 26 erfassen und identifizieren zusammen mit der Steuerung 22 und dem ADS 24 ohne Einschränkung Merkmale der umliegenden Umgebung, wie beispielsweise Ampeln 212 und Fahrzeugmerkmale 214. Im Laufe der Zeit kann mindestens ein Teil des Sichtfeldes eines oder mehrerer Sensoren 26 durch einen Defekt oder eine Beeinträchtigung 222 der Linse oder eines die Linse bedeckenden Schirms, beispielsweise durch einen Steinschlag oder andere Stöße, beeinträchtigt werden. Zu den weiteren Beeinträchtigungen, die mindestens einen Teil eines Sichtfeldes eines oder mehrerer Sensoren 26 beeinträchtigen, zählen Niederschlag oder Ablagerungen 224, die Verunreinigungen, wie beispielsweise und ohne Einschränkung Regen, Staub, Straßenschutt, Spritzwasser, Schnee, Eis, Insekten, Salznebel usw. beinhalten können. Darüber hinaus kann Beschlag oder Kondensation 226 auch die gesamte oder einen Teil der Linse eines oder mehrerer Sensoren 26 beeinträchtigen. Einige der Beeinträchtigungen 222, 224, 226 sind vorübergehend und können gereinigt oder entfernt werden (wie beispielsweise die Ablagerungen 224 und die Kondensation 226), während andere Beeinträchtigungen dauerhaft sind (wie beispielsweise der Defekt 222).
Obwohl nicht im Umfang dieser Offenbarung vorgesehen, kann das ADS 24 Umgebungsmerkmale, wie beispielsweise die Ampeln 212 und Fahrzeugmerkmale 214, identifizieren und klassifizieren und die identifizierten Merkmale nutzen, um das Fahrzeug 12 während des autonomen oder teilautonomen Betriebs zu führen und zu steuern. Die Beeinträchtigungen 222, 224, 226 können jedoch Geräusche oder andere Störungen verursachen, welche die Sensoren 26 daran hindern können, die Umgebung genau zu betrachten.
Wie hier erläutert, kann die Ausstattung eines oder mehrerer Sensoren 26 mit einer beweglichen Außenlinse und einem integrierten Scheibenwischer Beeinträchtigungen, wie beispielsweise die Beeinträchtigungen 222, 224, 226, reduzieren oder verhindern, die das Sichtfeld eines oder mehrerer Sensoren 26 beeinträchtigen. In einigen Ausführungsformen überwacht die Steuerung 25 die von einem oder mehreren Sensoren 26 empfangenen Daten, bestimmt, ob eine Beeinträchtigung der Sensordaten vorliegt, klassifiziert die beeinträchtigten Daten als Folge einer dauerhaften oder vorübergehenden Beeinträchtigung und bewirkt entweder, dass das Stellglied 30 die Linse des Sensors 26 für ein unbeeinträchtigtes Sichtfeld dreht, vernachlässigbare Beeinträchtigungen ignoriert und/oder einen Fehler setzt, der eine Beeinträchtigung des Sichtfeldes des Sensors anzeigt, und den Benutzer und/oder die Fernzugriffszentrale 78 benachrichtigt. Darüber hinaus überwacht das Steuerungssystem 25 in einigen Ausführungsformen die von einem oder mehreren Sensoren 26 empfangenen Daten, um zu bestimmen, ob die Sensorlinse ausgetauscht oder gewartet werden soll. In einigen Ausführungen kann das Steuerungssystem 25 beispielsweise ohne Einschränkung drahtlos mit der Fernzugriffszentrale 78 kommunizieren, wenn die Daten anzeigen, dass die Sensorlinse ausgetauscht werden muss und das Fahrzeug 12 in eine Serviceeinrichtung geleitet werden kann.
In einigen Ausführungsformen, nachdem eine oder mehrere Beeinträchtigungen, wie beispielsweise die Beeinträchtigungen 222, 224, 226 identifiziert wurden, empfängt und speichert das Steuerungssystem 25 Identifikationsinformationen bezüglich der Beeinträchtigung 222, 224, 226, einschließlich beispielsweise und ohne Einschränkung Informationen über die Position der Beeinträchtigungen 222, 224, 226 auf der Sensorlinse und das Klassifizieren der Beeinträchtigungen 222, 224, 226. Wenn die Beeinträchtigungen 222, 224, 226 als Beeinträchtigung eingestuft werden, die nicht durch eine Reinigung beseitigt oder ignoriert werden können und sich innerhalb des Sichtfeldes des Sensors befinden, kann das Steuerungssystem 25 die Position des Sensors so steuern, dass die Beeinträchtigungen 222, 224, 226 nicht innerhalb des Sichtfeldes des Sensors liegen, wie im Folgenden näher erläutert wird,
3A veranschaulicht die Draufsicht eines Sensorreinigungssystems 302, gemäß einer Ausführungsform. Das Sensorreinigungssystem 302 beinhaltet eine bewegliche, drehbare Linse 306 und einen Linsenreiniger 308. Die Linse 306 umschließt den Sensor 26, der in einigen Ausführungsformen ein LIDAR-, RADAR- oder ein optischer Sensor ist. Wie in 3A dargestellt, umschließt die Linse 306 in einigen Ausführungsformen den Sensor 26 vollständig. Der Linsenreiniger 308 beinhaltet einen Reinigungskörper 310 und eine Spitze 312. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Reinigungskörper 310 einen Behälter für eine Reinigungslösung. In einigen Ausführungsformen ist die Spitze 312 austauschbar. In einigen Ausführungsformen ist die Reinigungslösung in die Spitze 312 integriert. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich die Spitze 312 entlang mindestens eines Teils der Außenfläche der Linse 306 von einem ersten oder oberen Ende der Linse 306 zu einem unteren oder gegenüberliegenden Ende der Sensorlinse 306, wie in 3B dargestellt.
In einigen Ausführungsformen, wie in 3A dargestellt, ist die Linse 306 um den Sensor 26 drehbar, das heißt, die Linse 306 dreht sich um eine Achse, die vertikal durch den Sensor 26 verläuft. In einigen Ausführungsformen wirkt ein Stellglied 30 auf die Linse 306, um die Linse 306 in eine neue Position zu drehen, sodass ein Sichtfeld 316 des Sensors 26 (definiert als die Linsenfläche zwischen den Punkten A und B) sauber und/oder frei von Beeinträchtigungen, wie beispielsweise den Beeinträchtigungen 222, 224, 226 ist. In einigen Ausführungsformen ist das Stellglied 30 ein Hochgeschwindigkeits-Zahnstangenantriebssystem. In einigen Ausführungsformen ist das Stellglied 30 ein Rotationszylinder, der sich in eine erste Richtung dreht, sodass sich die Linse 306 in eine zweite und entgegengesetzte Richtung bewegt. Die Linse 306 dreht sich entweder gegen den Uhrzeigersinn 318 oder im Uhrzeigersinn 320, um das Sichtfeld 316 auf einen neuen Abschnitt der Linse 306 zu verschieben.
In einigen Ausführungsformen empfängt der Linsenreiniger 308 zum Reinigen der Linse 306 ein Signal von der Steuerung 22 und gibt dabei das Fluid aus dem Gehäuse 310 an die Spitze 312 ab. In einigen Ausführungsformen empfängt das Stellglied 30 ein Signal von der Steuerung 22, um die Linse 306 entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Wenn sich die Linse 306 dreht, entfernt der Druck der Spitze 312 gegen die Linse 306 Ablagerungen oder Rückstände von der Oberfläche der Linse 306.
4 veranschaulicht eine Draufsicht eines Reinigungssystems 402, gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Sensorreinigungssystem 402 beinhaltet eine bewegliche Linse 406 und die Linsenreiniger 408, 438. Die Linse 406 erstreckt sich über mindestens einen Teil eines Sichtfeldes eines LIDAR-, RADAR- oder optischen Sensors 26. Der Linsenreiniger 408 beinhaltet einen Reinigungskörper 410 und eine Spitze 412 sowie der Linsenreiniger 438 einen Reinigungskörper 430 und eine Spitze 432. In einigen Ausführungsformen beinhalten die Reinigungskörper 410, 430 einen Behälter für eine Reinigungslösung. In einigen Ausführungsformen sind die Spitzen 412, 432 austauschbar. In einigen Ausführungsformen ist die Reinigungslösung in die Spitzen 412, 432 integriert.
In einigen Ausführungsformen, wie in 4 dargestellt, verschiebt sich die Linse 406 vor einem Sichtbereich des Sensors 26, das heißt, die Linse 406 bewegt sich von rechts nach links (wie durch den Pfeil 418 angezeigt) und/oder von links nach rechts (wie durch den Pfeil 420 angezeigt) vor dem Sensor 26. In einigen Ausführungsformen wirkt ein oder mehrere Stellglieder 30 auf die Linse 406, um die Linse 406 in eine neue Position zu bewegen, sodass ein Sichtfeld 416 des Sensors 26 (definiert als die Linsenfläche zwischen den Punkten A und B) sauber und/oder frei von Beeinträchtigungen, wie beispielsweise den Beeinträchtigungen 222, 224, 226 ist. In einigen Ausführungsformen sind die Stellglieder 30 ein Hochgeschwindigkeits-Zahnstangen- und Ritzelantriebssystem. In einigen Ausführungsformen sind die Stellglieder 30 Rotationszylinder, die sich in eine erste Richtung drehen, sodass sich die Linse 406 von links nach rechts bewegt und in eine zweite Richtung dreht, sodass sich die Linse 406 von rechts nach links bewegt.
Ähnlich wie das hierin behandelte Reinigungssystem 302 empfangen die Linsenreiniger 408, 438 ein Signal von der Steuerung 22, um die Linse 406 zu reinigen, wobei das Fluid von den Körpern 410, 430 zu den Spitzen 412, 432 abgegeben wird. In einigen Ausführungsformen empfängt ein oder mehrere der Stellglieder 30 ein Signal von der Steuerung 22, um das Objektiv 406 entweder in eine Richtung von links nach rechts 420 oder von rechts nach links 418 zu verschieben. Wenn sich die Linse 406 verschiebt, entfernt der Druck der Spitzen 412, 432 gegen die Linse 406 Ablagerungen oder Rückstände von der Oberfläche der Linse 406. Ähnlich dem in 3B dargestellten Reinigungssystem 302 erstrecken sich die Spitzen 412, 432 in einigen Ausführungsformen über mindestens einen Teil der Außenfläche der Linse 406 von oben nach unten.
5 veranschaulicht eine Draufsicht eines Reinigungssystems 502, gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Sensorreinigungssystem 502 beinhaltet eine bewegliche Linse 506 und die Linsenreiniger 508, 538. Die Linse 506 erstreckt sich über mindestens einen Teil eines Sichtfeldes eines LIDAR-, RADAR- oder optischen Sensors 26. Der Linsenreiniger 508 beinhaltet einen Reinigungskörper 510 und eine Spitze 512 sowie der Linsenreiniger 538 einen Reinigungskörper 530 und eine Spitze 532. In einigen Ausführungsformen beinhalten die Reinigungskörper 510, 530 einen Behälter für eine Reinigungslösung. In einigen Ausführungsformen sind die Spitzen 512, 532 austauschbar. In einigen Ausführungsformen ist die Reinigungslösung in die Spitzen 512, 532 integriert.
In einigen Ausführungsformen, wie in 5 dargestellt, dreht sich die Linse 506 vor einem Sichtbereich des Sensors 26, das heißt, die Linse 506 dreht sich um eine vertikale Achse des Sensors 26. In einigen Ausführungsformen umschließt die Linse 506 einen Teil des Sensors 26. In einigen Ausführungsformen wirkt ein oder mehrere Stellglieder 30 auf die Linse 506, um die Linse 506 in eine neue Position zu drehen, sodass ein Sichtfeld 516 des Sensors 26 (definiert als die Linsenfläche zwischen den Punkten A und B) sauber und/oder frei von Beeinträchtigungen, wie beispielsweise den Beeinträchtigungen 222, 224, 226 ist. In einigen Ausführungsformen sind die Stellglieder 30 ein Hochgeschwindigkeits-Zahnstangen- und Ritzelantriebssystem. In einigen Ausführungsformen sind die Stellglieder 30 Rotationszylinder, die sich in eine erste Richtung drehen, sodass sich die Linse 506 gegen den Uhrzeigersinn dreht (siehe Pfeil 518) und in eine zweite Richtung, sodass sich die Linse 406 im Uhrzeigersinn dreht (siehe Pfeil 520).
Ähnlich wie die hierin behandelten Reinigungssysteme 302, 402 empfangen die Linsenreiniger 508, 538 ein Signal von der Steuerung 22, um die Linse 506 zu reinigen, wobei das Fluid von den Körpern 510, 530 zu den Spitzen 512, 532 abgegeben wird. In einigen Ausführungsformen empfängt ein oder mehrere Stellglieder 30 ein Signal von der Steuerung 22, um die Linse 406 entweder im Uhrzeigersinn 520 oder gegen den Uhrzeigersinn 518 zu drehen. Wenn sich die Linse 506 dreht, entfernt der Druck der Spitzen 512, 532 gegen die Linse 506 Ablagerungen oder Rückstände von der Oberfläche der Linse 506. Ähnlich dem in 3B dargestellten Reinigungssystem 302 erstrecken sich die Spitzen 512, 532 in einigen Ausführungsformen über mindestens einen Teil der Außenfläche der Linse 506 von oben nach unten.
6 ist ein Blockdiagramm einer Steuerung 22 mit der Sensorauswertung und Reinigungssteuerung 25 zum automatischen Erkennen, Überwachen und Analysieren von Unregelmäßigkeiten in den Linsen des Sensors 26, wie beispielsweise und ohne Einschränkung die Linsen 306, 406 und 506. Das Steuerungssystem 25 beinhaltet ein Steuermodul 602, das Daten 601 von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren 26 empfängt. Die Sensordaten 601 beinhalten in einigen Ausführungsformen Daten bezüglich des Sichtfeldes des Sensors 26, wie beispielsweise das Sichtfeld 316, 416 oder 516. Die Daten 601 beinhalten in einigen Ausführungsformen Daten zu Beeinträchtigungen, wie beispielsweise den Beeinträchtigungen 222, 224, 226, auf der Linse 306, 406, 506, sowie Daten zur Position der Beeinträchtigung auf der Sensorlinse. Das Überwachungsmodul 602 empfängt die Sensordaten 601 und bestimmt, ob die Linse 306, 406, 506 einen Defekt aufweist, beispielsweise eine oder mehrere der Beeinträchtigungen 222, 224, 226, die das Sichtfeld des Sensors 26 beeinträchtigen. Das Überwachungsmodul 602 empfängt zudem Defektdaten der Sensorlinse aus einer Schadensdatenbank 612, um zu bestimmen, ob der Defekt oder die Beeinträchtigung 222, 224, 226 in der Schadensdatenbank 612 erkannt wird, die in einigen Ausführungsformen in der Steuerung 22 gespeichert ist.
Das Überwachungsmodul 602 analysiert die Sensordaten 601 und erzeugt Analysedaten 603, die von einem Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 empfangen werden. Das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 analysiert die Daten 603 und klassifiziert etwaige festgestellte Defekte als entfernbare Ablagerungen, ignorierbare Ablagerungen, gebrauchsfähige Schäden oder ignorierbare Schäden an der Linse 306, 406 und 506. Das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 bestimmt zudem, ob der klassifizierte Defekt durch eine Reinigung der Linse über das Drehen der Linse 306, 406, 506 beseitigt werden kann oder ob es sich bei dem klassifizierten Defekt um Schäden handelt, die durch eine Reparatur oder einen Austausch behoben werden sollen.
Das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 erzeugt klassifizierte Daten 605, die an ein oder mehrere Module des Steuerungssystems 25 übertragen werden. In einigen Ausführungsformen werden die klassifizierten Daten 605 von einem Aufzeichnungsmodul 606 empfangen. Das Aufzeichnungsmodul 606 analysiert die klassifizierten Daten 605 und erfasst oder speichert die Defektdaten basierend auf der Defektklassifizierung in der Schadendatenbank 612. Einmal in der Schadendatenbank 612 erfasst, werden die Defektdaten vom Überwachungsmodul 602 verwendet, um zu bestimmen, ob es sich um einen bekannten Defekt an der Linse 306, 406, 506 oder einen neuen Defekt handelt. Zudem werden die Defektdaten verwendet, um zu bestimmen, ob die Linse 306, 406, 506 in eine neue Position gedreht werden soll, um den Fehler zu vermeiden, oder ob die Linse 306, 406, 506 gereinigt werden soll. In einigen Ausführungsformen beinhalten die Defektdaten die Position der Beeinträchtigungen auf der Sensorlinse.
In einigen Ausführungsformen werden die klassifizierten Daten 605 von einem Benachrichtigungsmodul 608 empfangen. Das Benachrichtigungsmodul 608 empfängt die klassifizierten Daten 605 und bestimmt basierend auf der Defekt-Klassifizierung, ob ein Defekt, der nicht über ein Benachrichtigungssignal des drahtlosen Kommunikationssystems behoben oder ignoriert werden kann, an den Betreiber oder die Fernzugriffszentrale 78 gemeldet werden soll. Das Benachrichtigungssignal beinhaltet in einigen Ausführungsformen Anweisungen an den Betreiber oder das Fernzugriffszentrum 78, dass einer oder mehrere der Sensoren 26 gewartet werden sollen.
In einigen Ausführungsformen empfängt ein Steuermodul 610 die klassifizierten Daten 605. Das Steuermodul 610 empfängt die klassifizierten Daten 605 und erzeugt, basierend auf der Defektklassifizierung, ein Steuersignal 611. Das Steuermodul 610 überträgt das Steuersignal 611 an ein oder mehrere Stellglieder 30, um die Linse 306, 406, 506 in eine neue Position zu drehen oder zu verschieben, bis der Defekt oder die Beschädigung außerhalb des Sichtfeldes des Sensors 26 liegt oder aus dem Sichtfeld gereinigt wurde. In einigen Ausführungen, wenn ein Sensordefekt nicht gereinigt oder ignoriert werden kann, sendet das Steuermodul 610 ein Steuersignal an das ADS 24 der Steuerung 22 als Anweisung, das Fahrzeug 12 in einem „limp home“-Modus oder einem nicht autonomen Modus zu betreiben.
7 ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus oder Verfahrens 700 zum Überwachen und Auswerten einer Sensorlinse, wie beispielsweise der Sensorlinsen 306, 406, 506. Das Verfahren 700 kann in Verbindung mit einem Fahrzeug eingesetzt werden, das einen oder mehrere Sensoren aufweist, wie beispielsweise das Fahrzeug 12 mit einem oder mehreren Sensoren 26. Das Verfahren 700 kann in Verbindung mit der Steuerung 22 und den verschiedenen Modulen des Sensorauswerte- und Reinigungssystems 25 gemäß exemplarischen Ausführungsformen eingesetzt werden. Die Abfolge der Vorgänge des Verfahrens 700 ist nicht auf die in 7 dargestellte sequenzielle Ausführung beschränkt, sondern kann in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolgen erfolgen oder es können je nach Sachlage und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung gleichzeitig Schritte ausgeführt werden.
Beginnend bei 702, wie in 7 dargestellt, geht das Verfahren 700 zu Schritt 704 über. Bei 704 empfängt das Überwachungsmodul 602 Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren 26. In einigen Ausführungsformen überwacht das Überwachungsmodul 602 Sensordaten von einer oder mehreren Kameras oder LIDAR-Sensoren des Fahrzeugs 12. Wie hierin erläutert, überwacht das Überwachungsmodul 602 die Sensordaten auf Beeinträchtigungen, wie beispielsweise die Beeinträchtigungen 222, 224, 226, die das Sichtfeld des Sensors 26 behindern könnten.
Das Verfahren 700 geht dann von 704 zu 706 über. Das Überwachungsmodul 602 überwacht und bestimmt bei 706, ob die Linse 306, 406, 506 einen Defekt aufweist, beispielsweise eine oder mehrere der Beeinträchtigungen 222, 224, 226, die das Sichtfeld des Sensors 26 beeinträchtigen. Wenn die Linse 306, 406, 506 keinen Defekt aufweist, wie beispielsweise Ablagerungen oder Beschädigungen, kehrt das Verfahren 700 zur weiteren Überwachung der Linse 306, 406, 506 zu 704 zurück.
Wenn die Linse 306, 406, 506 einen Defekt aufweist, geht das Verfahren 700 zu 708 über. Bei 708 bestimmt das Überwachungsmodul 602, ob die aus den Sensordaten identifizierten Defekte oder Beeinträchtigungen 222, 224, 226 aus den in der Defektdatenbank gespeicherten Daten, wie beispielsweise der Datenbank 612, erkannt wird.
Wenn der Defekt nicht über die Defektdatenbank erkannt wird, geht das Verfahren 700 zu 710 über. Bei 710 wird ein Fehler für den Sensor 26 eingestellt, der als Defekt oder Beeinträchtigung 222, 224, 226 identifiziert wurde. In einigen Ausführungsformen wird der Fehler über die Steuerung 22 eingestellt. In einigen Ausführungsformen wird die Benachrichtigung des Sensorfehlers über das Benachrichtigungsmodul 608 und das drahtlose Kommunikationssystem 28 an den Betreiber und/oder eine entfernte Stelle, wie beispielsweise das Fernzugriffszentrum 78, übermittelt. Das Verfahren 700 geht von 710 zu 736 über und endet.
Wenn der Defekt oder die Beeinträchtigung aus der Defektdatenbank erkannt wird, geht das Verfahren 700 zu 712 über. Bei 712 werden die Daten des Überwachungsmoduls 602 durch das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 analysiert. Das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 analysiert die Sensordaten, um zu bestimmen, ob die Beeinträchtigung auf entfernbare Ablagerungen oder Beschädigungen der Linse 306, 406, 506 zurückzuführen ist.
Wenn der Defekt oder die Beeinträchtigung als Ablagerung klassifiziert wird, geht das Verfahren 700 zu 714 über. Bei 714 bestimmt das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604, ob die Ablagerungen mittels einer Linsenreinigung durch Drehen der Linse 306, 406, 506 so entfernt werden können, dass mindestens ein Teil der Linse 306, 406, 506 von einem oder mehreren Linsenreinigern, wie beispielsweise den Linsenreinigern 308, 408, 438, 508, 538, gereinigt wird. Wenn die Ablagerungen durch Reinigen der Linse entfernt werden können, geht das Verfahren 700 zu 716 über. Bei 716 empfängt das Steuermodul 610 die Daten über die entfernbaren Ablagerungen und erzeugt ein Steuersignal, das an einen oder mehrere Stellglieder 30 gesendet wird, um die Linse 306, 406, 506 in eine neue Position zu drehen oder zu verschieben, bis die Ablagerungen aus dem Sichtfeld des Sensors 26 entfernt werden. Das Verfahren 716 geht von 700 zu 736 über und endet.
Wenn die Ablagerungen nicht durch Drehen oder Verschieben der Linse entfernt werden können, geht das Verfahren 700 zu 718 über. Bei 718 bestimmt das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604, ob die Ablagerungen auf der Linse 306, 406, 506 ignoriert werden können. Wenn die Ablagerungen ignoriert werden können, geht das Verfahren 700 zu 720 über. Bei 720 speichert das Aufzeichnungsmodul 606 die Position der Linsenablagerungen. Die Daten der Linsenablagerungen können an jedem beliebigen Speicherort der Steuerung 22 gespeichert werden, wie beispielsweise in der Defektdatenbank 612. Das Verfahren 700 geht dann zu 722 über. Bei 722 werden die Sensordaten aus dem geschädigten Bereich der Linse 306, 406, 506 von den verschiedenen Modulen der Steuerung 22, darunter in einigen Ausführungsformen das ADS 24, gelöscht oder ignoriert, da die Sensordaten verdeckt oder unvollständig sein können. Das Verfahren 722 geht von 700 zu 736 über und endet.
Wenn die Ablagerungen nicht ignoriert werden können, geht das Verfahren 700 von 718 zu 724 über. Bei 724 wird ein Fehler für den Sensor 26 eingestellt, der als Defekt oder Beeinträchtigung 222, 224, 226 identifiziert wurde. In einigen Ausführungsformen wird der Fehler durch die Steuerung 22 eingestellt. In einigen Ausführungsformen wird die Benachrichtigung des Sensorfehlers über das Benachrichtigungsmodul 608 und das drahtlose Kommunikationssystem 28 an den Betreiber und/oder eine entfernte Stelle, wie beispielsweise das Fernzugriffszentrum 78, übermittelt. In einigen Ausführungsformen löst die Benachrichtigung über den von der Fernzugriffszentrale 78 empfangenen Sensorfehler ein Wartungsereignis für das Fahrzeug 12 aus und das Fahrzeug 12 wird zu einer Serviceeinrichtung geleitet. Das Verfahren 724 geht von 700 zu 736 über und endet.
Wenn der Defekt oder die Beeinträchtigungen 222, 224, 226 bei 712 als Beschädigung klassifiziert wird, geht das Verfahren 700 zu 726 über. Bei 726 werden die klassifizierten Daten vom Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 dahingehend ausgewertet, ob die Beschädigung durch die Wartung der Linse 306, 406, 506 verringert oder gemildert werden kann. Als Beispiel und ohne Einschränkung kann die Sensorleistung verbessert werden, wenn die Beschädigung ein Loch oder ein großer Riss in der Linse 306, 406, 506 ist. Wenn die Beschädigung durch eine Wartung der Linse 306, 406, 506 verbessert oder beseitigt werden konnte, geht das Verfahren 700 zu 710 über. Wie hierin erläutert, wird bei 710 ein Fehler für den Sensor 26 eingestellt, der als Defekt oder Beeinträchtigung 222, 224, 226 identifiziert wurde. In einigen Ausführungsformen wird der Fehler durch die Steuerung 22 eingestellt. In einigen Ausführungsformen wird die Benachrichtigung des Sensorfehlers über das Benachrichtigungsmodul 608 und das drahtlose Kommunikationssystem 28 an den Betreiber und/oder eine entfernte Stelle, wie beispielsweise das Fernzugriffszentrum 78, übermittelt. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Benachrichtigung einen Vorschlag oder eine Anweisung an den Betreiber oder die Fernzugriffszentrale 78, dass das Fahrzeug 12 in Bezug auf die beschädigte Sensorlinse 306, 406, 506 gewartet werden soll. Das Verfahren 700 geht von 710 zu 736 über und endet.
Wenn die Beschädigung keine Wartung erfordert, geht das Verfahren 700 von 726 zu 728 über. Bei 728 speichert das Aufzeichnungsmodul 606 die Position der Linsenablagerungen. Die Daten der Linsenbeschädigungen können an jedem beliebigen Speicherort der Steuerung 22 gespeichert werden, wie beispielsweise in der Defektdatenbank 612.
Dann fährt das Verfahren 700 mit 730 fort. Das Klassifizierungs- und Auswertemodul 604 bestimmt bei 730, ob die Beschädigung aus dem Sichtfeld des Sensors 26 herausgedreht werden kann. Wenn die Beschädigung aus dem Sichtfeld herausgedreht werden kann, geht das Verfahren 700 zu 732 über. Bei 732 empfängt das Steuermodul 610 die Daten über die Beschädigungen der Linse 306, 406, 506 sowie die Position der Beschädigung der Linse und erzeugt ein Steuersignal, das an einen oder mehrere Stellglieder 30 gesendet wird, um die Linse 306, 406, 506 in eine neue Position zu drehen oder zu verschieben, bis die Beschädigungen aus dem Sichtfeld des Sensors 26 entfernt sind. Das Verfahren 732 geht von 700 zu 736 über und endet.
Wenn die Beschädigung nicht aus dem Sichtfeld des Sensors 26 herausgedreht werden kann, geht das Verfahren 700 zu 734 über. Bei 734 werden die Sensordaten aus dem geschädigten Bereich der Linse 306, 406, 506 von den verschiedenen Modulen der Steuerung 22, darunter in einigen Ausführungsformen das ADS 24, gelöscht oder ignoriert, da die Sensordaten verdeckt oder unvollständig sein können. Das Verfahren 734 geht von 700 zu 736 über und endet.
In einigen Ausführungsformen wird das Verfahren 700 fortlaufend zum Überwachen des Status der Sensorlinse eingesetzt.
Es sollte betont werden, dass viele Variationen und Modifikationen an den hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, deren Elemente als unter anderen akzeptablen Beispielen befindlich zu verstehen sind. Alle derartigen Modifikationen und Variationen sollen hierin in den Umfang dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Patentansprüche geschützt werden. Darüber hinaus kann jeder der hierin beschriebenen Schritte gleichzeitig oder in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die sich von den hierin beschriebenen Schritten unterscheidet. Darüber hinaus können, wie es offensichtlich sein sollte, die Merkmale und Attribute der hierin offenbarten spezifischen Ausführungsformen auf unterschiedliche Weise kombiniert werden, um zusätzliche Ausführungsformen zu bilden, die alle in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
Hierin verwendete bedingte Sprache, wie z. B. „kann“, „könnte“, „z. B.“ und dergleichen, sind generell, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder anderweitig im verwendeten Kontext verstanden, so zu verstehen, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände beinhalten, während anderer Ausführungsformen dies nicht tun. Somit bedeutet diese Bedingungssprache im Allgemeinen nicht, dass Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner Weise für eine oder mehrere Ausführungsformen erforderlich sind, oder dass eine oder mehrere Ausführungsformen notwendigerweise zum Entscheiden eine Logik, ob mit oder ohne Autor-Eingabe oder -Aufforderung, beinhalten, ob diese Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner besonderen Ausführungsform beinhaltet sind oder durchgeführt werden sollen.
Darüber hinaus kann die folgende Terminologie hierin verwendet worden sein. Die Singularformen „ein“, „eine“, „die“ und „der“ schließen Referenzen im Plural mit ein, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. Somit beinhaltet beispielsweise der Bezug auf ein Element den Bezug auf eines oder mehrere Elemente. Die Begriffe „diejenigen“ und „solche“ beziehen sich auf ein, zwei oder mehr und gelten allgemein für die Auswahl einiger oder aller Mengen. Der Begriff „Vielzahl“ bezieht sich auf zwei oder mehr eines Elements. Der Begriff „etwa“ oder „annähernd“ bedeutet, dass Mengen, Abmessungen, Größen, Formulierungen, Parameter, Formen und andere Merkmale nicht exakt sein müssen, sondern je nach Wunsch angenähert und/oder größer oder kleiner sein können, was akzeptable Toleranzen, Umrechnungsfaktoren, Abrunden, Messfehler und dergleichen und andere Faktoren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, widerspiegelt. Der Begriff „im Wesentlichen“ bedeutet, dass die genannte Eigenschaft, der Parameter oder der Wert nicht genau erreicht werden muss, sondern dass Abweichungen oder Variationen, wie beispielsweise Toleranzen, Messfehler, Messgenauigkeitsbeschränkungen und andere Faktoren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, in Mengen auftreten können, die den Effekt den die Eigenschaft zur Verfügung stellen soll, nicht ausschließt.
Nummerische Daten können hierin in einem Bereichsformat ausgedrückt oder dargestellt werden. Es versteht sich, dass ein solches Bereichsformat lediglich zwecks Komfort und Kürze verwendet wird, und somit flexibel interpretiert werden sollte, um nicht nur die nummerischen Werte explizit einzuschließen, die ausdrücklich als die Grenzen des Bereichs aufgeführt sind, sondern auch um so interpretiert zu werden, dass alle einzelnen nummerischen Werte oder Teilbereiche innerhalb dieses Bereichs beinhaltet sind, als ob jeder nummerische Wert und Teilbereich ausdrücklich aufgeführt ist. Als Veranschaulichung sollte ein nummerischer Bereich von etwa 1 bis 5 so interpretiert werden, dass er nicht nur die explizit rezitierten Werte von etwa 1 bis etwa 5 einschließt, sondern sollte auch so interpretiert werden, dass er auch einzelne Werte und Unterbereiche innerhalb des angegebenen Bereichs beinhaltet. Somit sind in diesem nummerischen Bereich Einzelwerte, wie 2, 3 und 4, und Teilbereiche, wie „etwa 1 bis etwa 3“, „etwa 2 bis 4“ und „etwa 3 bis etwa 5“, „1 bis 3“, „2 bis 4“ „3 bis 5“ usw., beinhalten. Dieses selbige Prinzip gilt für Bereiche, die nur einen Zahlenwert (z. B. „größer als etwa 1“) angeben, und soll unabhängig vom Umfang des Bereichs oder den beschriebenen Eigenschaften gelten. Eine Vielzahl von Begriffen kann in einer gemeinsamen Liste zwecks Komfort vorgelegt werden. Allerdings sollten diese Listen so ausgelegt werden, dass jedes Element der Liste einzeln als separates und einzigartiges Element identifiziert wird. Somit sollte kein einzelnes Element einer solchen Liste als De-facto-Entsprechung eines anderen Elements der gleichen Liste ausschließlich basierend auf ihrer Darstellung in einer gemeinsamen Gruppe angesehen werden, außer wenn das Gegenteil angegeben ist. Weiterhin können die Begriffe „und“ und „oder“ in Verbindung mit einer Liste von Gegenständen verwendet werden, die weit auszulegen sind, da einer oder mehrere der aufgeführten Gegenstände allein oder in Kombination mit anderen aufgeführten Gegenständen verwendet werden können. Der Begriff „alternativ“ bezieht sich auf die Auswahl einer von zwei oder mehr Alternativen, und soll die Auswahl nur der aufgeführten Alternativen oder nur einer der aufgeführten Alternativen auf einmal nicht beschränken, es sei denn, der Kontext gibt klar etwas anderes an.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, der jede vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann, bereitgestellt und/oder implementiert werden. Desgleichen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten oder ausführbare Anweisungen durch eine Steuerung oder einen Computer in vielfältiger Weise gespeichert werden, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie einem ROM, und als änderbare Information auf beschreibbaren Speichermedien, wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten verkörpert werden. Die besagten exemplarischen Vorrichtungen können sich als Teil eines Fahrzeugcomputersystems On-Bord oder Off-Board befinden und eine Fernkommunikation mit Vorrichtungen an einem oder mehreren Fahrzeugen durchführen.
Während exemplarische Ausführungsformen vorstehend beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere exemplarische Aspekte der vorliegenden Offenbarung auszubilden, die nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, um Vorteile zu bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale bevorzugt zu sein, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass ein oder mehrere oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Daher sind Ausführungsformen, die nach dem Stand der Technik, in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen beschrieben sind, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Verfahren zum Überwachen und Auswerten von Unregelmäßigkeiten an einer Sensorlinse mindestens eines Sensors eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Stellglieds zum Bewegen der Sensorlinse und einer Steuerung in elektronischer Verbindung mit dem Stellglied; Empfangen von Sensordaten durch die Steuerung, die mindestens einer Eigenschaft einer Fahrzeugumgebung entsprechen, von dem mindestens einen Sensor; Auswerten der Sensordaten durch die Steuerung, um zu bestimmen, ob die Sensordaten eine Unregelmäßigkeit auf der Sensorlinse des mindestens einen Sensors anzeigen; Klassifizieren der Unregelmäßigkeit durch die Steuerung; Speichern durch die Steuerung von Unregelmäßigkeitsdaten, die der klassifizierten Unregelmäßigkeit entsprechen, auf einem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Datenträger; und als Reaktion auf die klassifizierte Unregelmäßigkeit, automatisches Steuern des Stellglieds durch die Steuerung, um die Sensorlinse von einer ersten Position in eine zweite Position zu verschieben.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit entweder als Ablagerung auf der Sensorlinse oder als Beschädigung der Sensorlinse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als eine von entfernbaren Ablagerungen, ignorierbaren Ablagerungen, nutzbaren Beschädigungen und ignorierbaren Beschädigungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend, als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als ignorierbare Ablagerung, das Entfernen von gespeicherten Sensordaten aus dem nicht-flüchtigen, computerlesbaren Medium, die bei einer ersten Position der Sensorlinse erhalten wurden, worin in der ersten Position ein Sichtfeld der Sensorlinse zumindest teilweise durch die Unregelmäßigkeit verdeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als ignorierbare Beschädigung, das automatische Steuern des Stellglieds, um die Sensorlinse von einer ersten Position, in der die Unregelmäßigkeit in einem Sichtfeld des Sensors erscheint, in eine zweite Position zu verschieben, in der die Unregelmäßigkeit nicht im Sichtfeld des Sensors erscheint.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Bereitstellen des Fahrzeugs mit einem Reinigungssystem, das einen Linsenreiniger umfasst, der konfiguriert ist, um mindestens einen Teil einer Außenfläche der Sensorlinse zu reinigen; und als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als entfernbare Ablagerung, das automatische Steuern des Stellglieds, um die Sensorlinse von einer ersten Position in eine zweite Position zu verschieben, worin sich der Linsenreiniger über mindestens einen Teil der Außenfläche der Sensorlinse bewegt, um die Ablagerung von der Sensorlinse zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Bereitstellen des Fahrzeugs mit einem drahtlosen Kommunikationssystem; und als Reaktion auf das Klassifizieren der Unregelmäßigkeit als nutzbare Beschädigung, Erzeugen eines Benachrichtigungssignals durch die Steuerung und Übertragen des Benachrichtigungssignals über das drahtlose Kommunikationssystem an eine Fernzugriffszentrale; worin das Benachrichtigungssignal eine Servicemeldung für den mindestens einen Sensor ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Speichern der Unregelmäßigkeitsdaten das Speichern einer Position der Unregelmäßigkeit auf der Sensorlinse umfasst.