DE102018114327A1

DE102018114327A1 - Streckentraversalfähigkeit für automatisiertes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018114327A1
Application number: DE102018114327.3A
Authority: DE
Inventors: Michael A. Losh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US20180364708A1; CN109131332A

Abstract

Verfahren und Vorrichtungen zum Steuern eines Fahrzeugs werden bereitgestellt. Die Vorrichtungen beinhaltet ein Bedienerüberwachungssystem, das konfiguriert ist, um einen Bediener des Fahrzeugs auf eine vorübergehende Unfähigkeit zu überwachen, und ein autonomes Antriebssystem, das konfiguriert ist, das Fahrzeug in einem temporären autonomen Betriebsmodus zu betreiben. Ein manuelles Antriebssystem wird bereitgestellt, um das Fahrzeug in einem manuellen Modus zu betreiben, und ein Modusbestimmungssystem wird bereitgestellt, um einen momentanen Modus des Fahrzeugs zwischen dem temporären autonomen Betriebsmodus und dem manuellen Modus basierend auf der vorübergehenden Unfähigkeit umzustellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das technische Gebiet bezieht sich im Allgemeinen auf die Fahrzeugsteuerung und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs während vorübergehender Anfälle der Unfähigkeit.
EINLEITUNG
Ein Fahrzeug kann manuell oder autonom betrieben werden. Es kann jedoch möglich sein, zwischen diesen Betriebsmodi entsprechend der aktuellen Bedürfnisse zu wechseln. So kann beispielsweise ein autonomer Betriebsmodus von einem Bediener oder Fahrer des Fahrzeugs gestartet werden.
Ein autonomes Fahrzeug ist ein Fahrzeug, das in der Lage ist, seine Umgebung zu erfassen und mit geringfügiger oder gar keiner Benutzereingabe zu navigieren. Ein autonomes Fahrzeug tastet seine Umgebung mithilfe von einer oder mehreren Erfassungsvorrichtungen, wie beispielsweise Radar, Lidar, Bildsensoren und dergleichen ab. Das autonome Fahrzeugsystem nutzt weiterhin Informationen von globalen Positioniersystemen (GPS), Navigationssystemen, Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen, Fahrzeug-Infrastruktur-Technologien und/oder drahtgesteuerten Systemen, um das Fahrzeug zu navigieren.
Die Fahrzeugautomatisierung wurde kategorisiert nach numerischen Automatisierungsebenen 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.
Dementsprechend kann es während einer Unfähigkeit des Bedieners wünschenswert sein, spezifische Bedingungen zum automatischen Starten und Beenden eines vorübergehenden autonomen Betriebs eines Fahrzeugs zu definieren. 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
Eine Steuerung ist zum Steuern eines Fahrzeugs vorgesehen. In einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung ein Bedienerüberwachungssystem, das konfiguriert ist, um einen Bediener des Fahrzeugs auf eine vorübergehende Unfähigkeit zu überwachen, und ein autonomes Antriebssystem, das zum Betreiben des Fahrzeugs in einem temporären autonomen Betriebsmodus konfiguriert ist. Die Steuerung beinhaltet ein manuelles Antriebssystem, das konfiguriert ist, um das Fahrzeug in einem manuellen Modus zu betreiben, und ein Modusbestimmungssystem, das konfiguriert ist, um einen momentanen Modus des Fahrzeugs zwischen dem temporären autonomen Betriebsmodus und dem manuellen Modus basierend auf der vorübergehenden Unfähigkeit umzustellen.
In verschiedenen Ausführungsformen erfasst das Bedienerüberwachungssystem Reaktionen des Bedieners und bestimmt, ob die Reaktion den Bediener vorübergehend untauglich macht. Das Bedienerüberwachungssystem erzeugt ferner ein Bedienerunfähigkeitsauslösesignal für einen autonomen Eingriff und sendet das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal an das Modusbestimmungssystem, wenn der Bediener unfähig ist. Das Modusbestimmungssystem initiiert einen autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs, wenn das Modusbestimmungssystem das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal empfängt und beendet den autonomen Betrieb, wenn das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal endet und wenn der Bediener eine manuelle Steuerung des Fahrzeugs annimmt.
In verschiedenen Ausführungsformen bestimmt das autonome Antriebssystem, ob eine beabsichtigte Strecke des Fahrzeugs vorhanden ist und folgt der beabsichtigten Strecke, wenn diese vorhanden ist, oder bringt das Fahrzeug auf andere Weise in einen vorbestimmten Zustand, wenn keine beabsichtigte Strecke vorhanden ist.
In verschiedenen Ausführungsformen bestimmt das autonome Antriebssystem, ob die beabsichtigte Strecke explizit festgelegt ist oder die beabsichtigte Strecke basierend auf vergangenen Fahrmustern impliziert ist.
In verschiedenen Ausführungsformen bestimmt das autonome Antriebssystem einen Fahrkontext und bringt das Fahrzeug basierend auf dem bestimmten Fahrkontext in einen vorbestimmten Zustand.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Bedienerüberwachungssystem mindestens einen Sensor einer Gruppe von Bedienerüberwachungssensoren, bestehend aus: einem Mikrofon, einer Kamera, einem Lenkrückmeldungssensor, wobei der mindestens eine Sensor so positioniert ist, dass er Bedienerreaktionen an Bord des Fahrzeugs erkennt.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Bedienerüberwachungssystem mindestens zwei Mikrofone, die positioniert und konfiguriert sind, um das Erkennen einer Position einer Geräuschquelle zum Unterscheiden zwischen verschiedenen möglichen Bedienerpositionen zu ermöglichen.
In verschiedenen Ausführungsformen erfasst das Bedienerüberwachungssystem die Unfähigkeit eines Bedieners basierend auf einem Signal des mindestens einen Sensors.
In verschiedenen Ausführungsformen erzeugt das Bedienerüberwachungssystem wiederholt das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal, wenn der Bediener unfähig ist und das Modusbestimmungssystem den autonomen Betriebsmodus nach einer vorbestimmten Auslösewiederholung oder nach einer vorbestimmten Auslösedauer einleitet.
In verschiedenen Ausführungsformen erzeugt das autonome Antriebssystem ein Notrufsignal und sendet das Notrufsignal an ein Kommunikationssystem, nachdem das Fahrzeug in den vorbestimmten Zustand gebracht wurde und wenn das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal noch für eine vorbestimmte Zeitdauer vorhanden ist oder falls der Bediener nicht innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer reagiert.
In verschiedenen Ausführungsformen erkennt und behandelt die oben und im Folgenden beschriebene Steuerung eine kurzzeitige Untauglichkeit (vorübergehende Unfähigkeit) eines Bedieners oder Fahrers eines Fahrzeugs, z. B. Kurzzeitanfälle von Niesen oder andere unfreiwillige Reaktionen, die den Fahrer zeitweilig in einem Ausmaß untauglich machen können, in dem der anhaltende manuelle Betrieb des Fahrzeugs in unerwünschter Weise beeinträchtigt wird. In verschiedenen Ausführungsformen nimmt ein Fahrzeug, das zu autonomem Betrieb nach SAE-Level-2 oder höher fähig ist, automatisch temporären autonomen Betrieb an, wenn und solange die Unfähigkeit erkannt wird und wenn verschiedene Aktivierungsbedingungen erfüllt sind (z. B. Fahrer-Einverständnis, autonome Ausstattung ist gesund und funktional usw.).
In verschiedenen Ausführungsformen nutzen die Steuerung und ihre Funktion bestehende Ausrüstung und Merkmale in zusätzlichen Szenarien und ermöglichen die Annahme eines autonomen Betriebs und das Beenden des autonomen Betriebs, wenn der manuelle Betrieb wieder aufgenommen wird. Die Notwendigkeit einer Intervention kann für bestimmte Arten von Anfällen, die eine ausgeprägte Phänomenologie aufweisen und zu hohe Unfähigkeit führen, eindeutig gerechtfertigt sein. Wenn der Bediener/Fahrer nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode eine kompetente Steuerung übernimmt (insbesondere eingeschränkt, wenn das Ziel unbekannt ist und potentielle Streckenwendepunkte unmittelbar bevorstehen), muss das Fahrzeug beginnen, in einen vorbestimmten Zustand abzubrechen. Dieser vorbestimmte Zustand kann insbesondere ein Haltezustand des Fahrzeugs in einem vorbestimmten Bereich einer Straße oder nahe der Straße sein, z. B. bei einem Rasthof oder nur neben oder abseits von der Straße. Der Fahrer kann den manuellen Betrieb fortsetzen, wenn er dazu in der Lage ist, und der autonome Betrieb wird entsprechend enden.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die Steuerung insbesondere in der Lage, Formen der Unfähigkeit des Bedieners zu erkennen, die eine kurze Dauer haben und eine ausgeprägte Phänomenologie aufweisen, z. B. mehrfaches Niesen und/oder eine Art von epileptischem Anfall, was jedoch eine nicht erschöpfend und nicht einschränkende exemplarische Auflistung ist.
In verschiedenen Ausführungsformen bringt die Steuerung das Fahrzeug unter bestimmten Bedingungen in einen vorbestimmten Zustand. Ein autonomer Betrieb muss möglicherweise schnell abbrechen, d. h. das Fahrzeug anhalten, wenn die beabsichtigte Strecke nicht explizit festgelegt (z. B. unter Verwendung der Navigationsstrecke) oder stark impliziert (gewohnheitsmäßige tägliche/wöchentliche Fahrmuster) abhängig vom Fahrkontext (Autobahn kann mehrere Minuten des autonomen Eingriffs erlauben, während die Innenstadt viel kürzer sein kann) ist.
Sofern nicht anders angegeben oder auf eine andere Ausführungsform verwiesen wird, können zwei oder mehrere der hierin vorstehend genannten Ausführungsformen als ein Teil der Steuerung kombiniert werden. Die Funktionen können unter Verwendung von Hardwaremodulen oder als Software oder Funktionsmodule der Steuerung implementiert werden.
Ein Fahrzeug wird bereitgestellt, das eine Steuerung zum Steuern des Fahrzeugs beinhaltet. Die Steuerung beinhaltet ein Bedienerüberwachungssystem, das konfiguriert ist, um einen Bediener des Fahrzeugs auf eine vorübergehende Unfähigkeit zu überwachen, und ein autonomes Antriebssystem, das konfiguriert ist, das Fahrzeug in einem temporären autonomen Betriebsmodus zu betreiben. Die Steuerung beinhaltet ferner ein manuelles Antriebssystem, das konfiguriert ist, um das Fahrzeug in einem manuellen Modus zu betreiben, und ein Modusbestimmungssystem, das konfiguriert ist, um einen momentanen Modus des Fahrzeugs zwischen dem temporären autonomen Betriebsmodus und dem manuellen Modus basierend auf der vorübergehenden Unfähigkeit umzustellen.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Bedienerüberwachungssystem des Fahrzeugs konfiguriert, um Reaktionen des Bedieners zu erfassen und zu bestimmen, ob die Reaktion den Bediener untauglich macht. Das Bedienerüberwachungssystem ist ferner dazu konfiguriert, ein Bedienerunfähigkeitsauslösesignal für einen autonomen Eingriff zu erzeugen und das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal an das Modusbestimmungssystem zu übertragen, wenn der Bediener unfähig ist, d. h. er das Fahrzeug nicht zumindest teilweise oder vollständig in einem manuellen Betriebsmodus bedienen kann. Das autonome Antriebssystem ist konfiguriert, um einen autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs zu initiieren, wenn das Modusbestimmungssystem das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal empfängt und den autonomen Betrieb beendet, wenn das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal endet und wenn der Bediener eine manuelle Steuerung des Fahrzeugs annimmt.
Es ist anzumerken, dass das Fahrzeug in verschiedenen Ausführungsformen in Übereinstimmung mit einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsformen mit Bezug auf die Steuerung modifiziert ist.
Es wird ein Verfahren für die Steuerung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Überwachens eines Bedieners des autonomen Fahrzeugs, Erkennen von Reaktionen des Bedieners und Bestimmen, ob die Reaktionen den Bediener zeitweilig untauglich machen, Erzeugen eines Bedienerunfähigkeitsauslösesignals, wenn der Bediener untauglich ist, und Umstellen eines momentanen Modus des Fahrzeugs zwischen dem temporären autonomen Betriebsmodus und dem manuellen Modus basierend auf der vorübergehenden Unfähigkeit.
Es wird angemerkt, dass das Verfahren in verschiedenen Ausführungsformen in Übereinstimmung mit den Funktionen von einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsformen der Steuerung modifiziert ist.
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 einer Steuerung gemäß einer Ausführungsform darstellt;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Transportsystem mit einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen von 1 gemäß einer Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Steuerung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
4 ist eine schematische Darstellung von Funktionsmodulen eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
5 ist eine schematische Darstellung eines Zustandsübergangsdiagramms zwischen dem manuellen und autonomen Betrieb eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform; und
6 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung dient lediglich als Beispiel und soll die Anwendung und Verwendung in keiner Weise einschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, im vorstehenden technischen Bereich, Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung an eine ausdrücklich oder implizit vorgestellte Theorie gebunden zu sein. Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in allen Kombinationen, unter anderem beinhaltend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), 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, die die beschriebene Funktionalität bieten.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hierin als funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die zur Ausführung der erforderlichen Funktionen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltungskomponenten, beispielsweise Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Wertetabellen oder dergleichen, einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können. Zudem werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl an Systemen eingesetzt werden können, und dass das hierin beschriebene System lediglich eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Der Kürze halber sind konventionelle Techniken in Verbindung mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienelementen der Systeme) hierin ggf. nicht im Detail beschrieben. Weiterhin sollen die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien exemplarische Funktionsbeziehungen und/oder physikalische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
In Bezug auf 1, wird ein Fahrzeug 10 mit einem Steuersystem 100 in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen gezeigt. Das Fahrzeug 10 beinhaltet im Allgemeinen ein Fahrgestell 12, eine Karosserie 14, Vorderräder 16 und Hinterräder 18. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das Fahrgestell 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 16 und 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 halbautonomes Fahrzeug 10, das in einem autonomen Modus und einem manuellen Modus betrieben werden kann. In der Regel ist einer dieser Modi zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv. Falls der manuelle Modus aktiv ist und eine vorübergehende Unfähigkeit des Fahrers festgestellt wird, wird das Fahrzeug in den autonomen Modus überführt. 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 implementiert das Fahrzeug 10 ein sogenanntes Level Four- oder Level Five-Automatisierungssystem, das betrieben werden kann, während der manuelle Modus nicht aktiv ist, d. h. während eines autonomen Modus. In verschiedenen Ausführungsformen erzeugt das autonome Fahrsystem ein Notrufsignal und sendet das Notrufsignal an ein Kommunikationssystem, nachdem das Fahrzeug in den vorbestimmten Zustand gebracht wurde und wenn das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal noch für eine vorbestimmte Zeitdauer vorhanden ist oder falls der Bediener nicht innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer reagiert. Ein Level-Fünf-System zeigt eine „Vollautomatisierung“ an und verweist auf die Vollzeitleistung eines automatisierten Fahrsystems aller Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter allen Fahrbahn- und Umgebungsbedingungen, die von einem menschlichen Fahrer verwaltet werden können.
Wie dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Antriebssystem 20, ein Übertragungssystem 22, ein Lenksystem 24, ein Bremssystem 26, ein Sensorsystem 28, ein Stellantriebsystem 30, mindestens einen Datenspeicher 32, mindestens eine Steuerung 34 und ein Kommunikationssystem 36. Das Antriebssystem 20 kann in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem, beinhalten. Das Getriebesystem 22 ist dazu konfiguriert, Leistung vom Antriebssystem 20 zu den Fahrzeugrädern 16 und 18 gemäß den wählbaren Übersetzungen zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Getriebesystem 22 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe. Das Bremssystem 26 ist dazu konfiguriert, den Fahrzeugrädern 16 und 18 ein Bremsmoment bereitzustellen. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, Brake-by-Wire, ein regeneratives Bremssystem, wie beispielsweise eine elektrische Maschine und/oder andere geeignete Bremssysteme beinhalten. Das Lenksystem 24 beeinflusst die Position der Fahrzeugräder 16 und 18. Während in einigen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung als ein Lenkrad dargestellt, kann das Lenksystem 24 kein Lenkrad beinhalten.
Das Sensorsystem 28 beinhaltet eine oder mehrere Sensorvorrichtungen 40a-40n, die beobachtbare Zustände der äußeren Umgebung und/oder der inneren Umgebung des Fahrzeugs 10 erfassen. Die Sensorvorrichtungen 40a-40n können Radargeräte, Lidare, globale Positionierungssysteme, optische Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren und/oder andere Sensoren beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Das Stellantriebssystem 30 beinhaltet eine oder mehrere Stellantriebs-Vorrichtungen 42a-42n, die ein oder mehrere Fahrzeugmerkmale, wie zum Beispiel das Antriebssystem 20, das Getriebesystem 22, das Lenksystem 24 und das Bremssystem 26, steuern, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Im autonomen Modus steuern die Aktuatorvorrichtungen die Fahrzeugmerkmale, während dies in dem manuellen Modus der Fahrer tut. In verschiedenen Ausführungsformen können die Fahrzeugmerkmale ferner Innen- und/oder Außenfahrzeugmerkmale, wie beispielsweise Türen, einen Kofferraum und Innenraummerkmale, wie z. B. Luft, Musik, Beleuchtung usw., beinhalten, sind jedoch nicht auf diese beschränkt (nicht nummeriert). Zumindest einige der Sensoren des Sensorsystems sind interne Mikrofone, Kameras und/oder Lenksensoren zum Überwachen des Fahrers auf Unfähigkeit.
Das Kommunikationssystem 36 ist dazu konfiguriert, Informationen drahtlos an und von anderen Einheiten 48, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf andere Fahrzeuge („V2V“-Kommunikation,) Infrastruktur („V2I“-Kommunikation), entfernte Systeme und/oder persönliche Vorrichtungen (in Bezug auf 2 näher beschrieben), zu übermitteln. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Kommunikationssystem 36 ein drahtloses Kommunikationssystem und dazu konfiguriert, über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) unter Verwendung des IEEE 802.11-Standards oder unter Verwendung von zellulärer Datenkommunikation wie LTE (Long Term Evolution) oder mittels eines anderen mobilen oder zellulären Kommunikationsstandards zu kommunizieren. Jedoch sind zusätzliche oder alternative Kommunikationsverfahren, wie z. B. ein dedizierter Nahbereichskommunikationskanal (DSRC-Kanal), der zum Beispiel auf der drahtlosen IEEE 802.11p-Variante basiert, in verschiedenen Ausführungsformen geeignet und werden ebenfalls als in den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallend betrachtet. 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 für V2V- und V2I-Kommunikation entwickelt wurden.
Die Datenspeichervorrichtung 32 speichert Daten zur Verwendung beim automatischen Steuern des autonomen Fahrzeugs 10 während des autonomen Modus. In verschiedenen Ausführungsformen speichert die Datenspeichervorrichtung 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 Fahrzeug 10 (drahtlos und/oder drahtgebunden) mitgeteilt und in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden. Wie ersichtlich, kann die Datenspeichervorrichtung 32 ein Teil der Steuerung 34, von der Steuerung 34 getrennt, oder ein Teil der Steuerung 34 und Teil eines separaten Systems sein.
Die Steuerung 34 beinhaltet mindestens einen Prozessor 44 und eine computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46. Der Prozessor 44 kann eine Spezialanfertigung oder ein handelsüblicher Prozessor sein, eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikprozessoreinheit (GPU) unter mehreren Prozessoren verbunden mit der Steuerung 34, ein Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chip-Satzes), ein Makroprozessor, eine Kombination derselben oder allgemein jede beliebige Vorrichtung zur Ausführung von Anweisungen. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können flüchtige und nicht-flüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Keep-Alive-Memory (KAM) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nicht-flüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während der Prozessor 44 ausgeschaltet ist. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl an bekannten Speichervorrichtungen, wie beispielsweise PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtungen, implementiert werden, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuerung 34 beim Steuern des 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 beinhaltet. Die Anweisungen empfangen und verarbeiten, wenn diese vom Prozessor 44 ausgeführt werden, Signale vom Sensorsystem 28, führen Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen zur automatischen Steuerung der Komponenten des autonomen Fahrzeugs 10 durch und erzeugen Steuersignale an das Stellantriebsystem 30, um die Komponenten des 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 Fahrzeugs 10 eine beliebige Anzahl an Steuerungen 34 beinhalten, die über irgendein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und zusammenwirken, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen durchzuführen, und Steuersignale zu erzeugen, um die Funktionen des autonomen Fahrzeugs 10 automatisch zu steuern.
In verschiedenen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Befehle der Steuerung 34 in dem Steuersystem 100 verkörpert und bewirken, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ein Fahrzeugbetriebsübergangssystem 102, das eine vorübergehende Untauglichkeit des Bedieners in dem Fahrzeug 10 bestimmt und Übergänge zwischen einem manuellen Betriebsmodus und einem autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs 10 steuert. Der manuelle Betriebsmodus beruht beispielsweise auf einer Bedienereingabe, um das Fahrzeug zu steuern; und der autonome Betriebsmodus steuert beispielsweise das Fahrzeug ohne eine Bedienereingabe.
Mit weiterem Bezug auf 2 in verschiedenen Ausführungsformen kann das 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 oder einfach durch ein entferntes System verwaltet werden, insbesondere wenn es im autonomen Modus betrieben wird. So kann beispielsweise das autonome Fahrzeug 10 einem autonomen fahrzeugbasierten Transportsystem zugeordnet sein. 2 veranschaulicht eine exemplarische Ausführungsform einer Betriebsumgebung, die im Allgemeinen bei 50 dargestellt ist und ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem 52 beinhaltet, das, wie mit Bezug auf 1 beschrieben, einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen 10a-10n zugeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Betriebsumgebung 50 ferner eine oder mehrere Benutzervorrichtungen 54, die mit dem autonomen Fahrzeug 10 und/oder dem entfernten Transportsystem 52 über ein Kommunikationsnetzwerk 56 kommunizieren.
Das Kommunikationsnetzwerk 56 unterstützt die Kommunikation zwischen Geräten, Systemen und Komponenten, die von der Betriebsumgebung 50 unterstützt werden (z. B. über physische Kommunikationsverbindungen und/oder drahtlose Kommunikationsverbindungen). So beinhaltet beispielsweise das Kommunikationsnetzwerk 56 ein Drahtlosträgersystem 60, 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 Drahtlosträgersystems 60 mit dem Festnetz erforderlich sind. Jeder Mobilfunkturm beinhaltet Sende- und Empfangsantennen und eine Basisstation, wobei die Basisstationen verschiedener Mobilfunktürme mit den MSC verbunden sind, entweder direkt oder über Zwischenvorrichtungen, wie beispielsweise eine Basisstationssteuerung. Das Drahtlosträgersystem 60 kann jede geeignete Kommunikationstechnologie implementieren, beispielsweise digitale Technologien, wie CDMA (z. B. CDMA2000), LTE (z. B. 4G LTE oder 5G LTE), GSM/GPRS oder andere aktuelle oder neu entstehende drahtlose Technologien. Andere Mobilfunkturm/Basisstation/MSC-Anordnungen sind möglich und könnten mit dem Mobilfunkanbietersystem 60 verwendet werden. So könnten sich beispielsweise die Basisstation und der Mobilfunkturm an derselben Stelle oder entfernt voneinander befinden, jede Basisstation könnte für einen einzelnen Mobilfunkturm zuständig sein oder eine einzelne Basisstation könnte verschiedene Mobilfunktürme bedienen, oder verschiedene Basisstationen könnten mit einer einzigen MSC gekoppelt werden, um nur einige der möglichen Anordnungen zu nennen.
Abgesehen vom Verwenden des drahtlosen Trägersystems 60 kann ein zweites drahtloses Trägersystem in Form eines Satellitenkommunikationssystems 64 verwendet werden, um unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit dem autonomen Fahrzeug 10a-10n bereitzustellen. Dies kann unter Verwendung von einem oder mehreren Kommunikationssatelliten (nicht dargestellt) und einer aufwärts gerichteten Sendestation (nicht dargestellt) erfolgen. Die unidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitenradiodienste beinhalten, worin programmierte Inhaltsdaten (Nachrichten, Musik usw.) von der Sendestation empfangen werden, für das Hochladen gepackt und anschließend zum Satelliten gesendet werden, der die Programmierung an die Teilnehmer ausstrahlt. Die bidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitentelefondienste beinhalten, die den Satelliten verwenden, um Telefonkommunikationen zwischen dem Fahrzeug 10 und der Station weiterzugeben. Die Satellitentelefonie kann entweder zusätzlich oder anstelle des Mobilfunkanbietersystems 60 verwendet werden.
Ein Festnetz-Kommunikationssystem 62 kann ein konventionelles Festnetz-Telekommunikationsnetzwerk beinhalten, das mit einem oder mehreren Festnetztelefonen verbunden ist und das drahtlose Trägersystem 60 mit dem entfernten Transportsystem 52 verbindet. So kann beispielsweise das Festnetz-Kommunikationssystem 62 ein Fernsprechnetz (PSTN) wie jenes sein, das verwendet wird, um festverdrahtetes Fernsprechen, paketvermittelte Datenkommunikationen und die Internetinfrastruktur bereitzustellen. Ein oder mehrere Segmente des Festnetz-Kommunikationssystems 62 könnten durch Verwenden eines normalen drahtgebundenen Netzwerks, eines Lichtleiter- oder eines anderen optischen Netzwerks, eines Kabelnetzes, von Stromleitungen, anderen drahtlosen Netzwerken, wie drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) oder Netzwerke, die drahtlosen Breitbandzugang (BWA) bereitstellen oder jeder Kombination davon implementiert sein. Weiterhin muss das entfernte Transportsystem 52 nicht über das Festnetz-Kommunikationssystem 62 verbunden sein, sondern könnte Funktelefonausrüstung beinhalten, sodass sie direkt mit einem drahtlosen Netzwerk, wie z. B. dem drahtlosen Trägersystem 60, kommunizieren kann.
Obwohl in 2 nur eine Benutzervorrichtung 54 dargestellt ist, können Ausführungsformen der Betriebsumgebung 50 eine beliebige Anzahl an Benutzervorrichtungen 54, einschließlich mehrerer Benutzervorrichtungen 54 unterstützen, die das Eigentum einer Person sind, von dieser bedient oder anderweitig verwendet werden. Jede Benutzervorrichtung 54, die von der Betriebsumgebung 50 unterstützt wird, kann unter Verwendung einer geeigneten Hardwareplattform implementiert werden. In dieser Hinsicht kann das Benutzergerät 54 in einem gemeinsamen Formfaktor realisiert werden, darunter auch in: einen Desktop-Computer; einem mobilen Computer (z. B. einem Tablet-Computer, einem Laptop-Computer oder einem Netbook-Computer); einem Smartphone; einem Videospielgerät; einem digitalen Media-Player; einem Bestandteil eines Heimunterhaltungsgeräts; einer Digitalkamera oder Videokamera; einem tragbaren Computergerät (z. B. einer Smart-Uhr, Smart-Brille, Smart-Kleidung); oder dergleichen. Jede von der Betriebsumgebung 50 unterstützte Benutzervorrichtung 54 ist als computerimplementiertes oder computergestütztes Gerät mit der Hardware-, Software-, Firmware- und/oder Verarbeitungslogik realisiert, die für die Durchführung der hier beschriebenen verschiedenen Techniken und Verfahren erforderlich ist. So beinhaltet beispielsweise die Benutzervorrichtung 54 einen Mikroprozessor in Form einer programmierbaren Vorrichtung, die eine oder mehrere in einer internen Speicherstruktur gespeicherte Anweisungen beinhaltet und angewendet wird, um binäre Eingaben zu empfangen und binäre Ausgaben zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 ein GPS-Modul, das GPS-Satellitensignale empfangen und GPS-Koordinaten basierend auf diesen Signalen erzeugen kann. In weiteren Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 eine Mobilfünk-Kommunikationsfunktionalität, sodass die Vorrichtung Sprach- und/oder Datenkommunikationen über das Kommunikationsnetzwerk 56 unter Verwendung eines oder mehrerer Mobilfunk-Kommunikationsprotokolle durchführt, wie hierin erläutert. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 eine visuelle Anzeige, wie zum Beispiel ein grafisches Touchscreen-Display oder eine andere Anzeige.
Das entfernte Transportsystem 52 beinhaltet ein oder mehrere Backend-Serversysteme, die an dem speziellen Campus oder dem geografischen Standort, der vom Transportsystem 52 bedient wird, Cloud-basiert, netzwerkbasiert oder resident sein können. Das entfernte Transportsystem 52 kann mit einem Live-Berater, einem automatisierten Berater oder einer Kombination aus beidem besetzt sein. Das entfernte Transportsystem 52 kann mit den Benutzervorrichtungen 54 und den autonomen Fahrzeugen 10a-10n kommunizieren, um Fahrten zu planen, autonome Fahrzeuge 10a-10n zu versetzen und dergleichen. In verschiedenen Ausführungsformen speichert das entfernte Transportsystem 52 Kontoinformationen, wie zum Beispiel Teilnehmerauthentifizierungsdaten, Fahrzeugkennzeichen, Profilaufzeichnungen, Verhaltensmuster und andere entsprechende Teilnehmerinformationen.
Gemäß einem typischen Anwendungsfall-Arbeitsablauf kann ein registrierter Benutzer des entfernten Transportsystems 52 über die Benutzervorrichtung 54 eine Fahrtanforderung erstellen. Die Fahrtanforderung gibt typischerweise den gewünschten Abholort des Fahrgastes (oder den aktuellen GPS-Standort), den gewünschten Zielort (der einen vordefinierten Fahrzeugstopp und/oder ein benutzerdefiniertes Passagierziel identifizieren kann) und eine Abholzeit an. Das entfernte Transportsystem 52 empfängt die Fahrtanforderung, verarbeitet die Anforderung und sendet ein ausgewähltes der autonomen Fahrzeuge 10a-10n (wenn und sofern verfügbar), um den Passagier an dem vorgesehenen Abholort und zu gegebener Zeit abzuholen. Das entfernte Transportsystem 52 kann zudem eine entsprechend konfigurierte Bestätigungsnachricht oder Benachrichtigung an die Benutzervorrichtung 54 erzeugen und senden, um den Passagier zu benachrichtigen, dass ein Fahrzeug unterwegs ist.
Wie ersichtlich, bietet der hierin offenbarte Gegenstand bestimmte verbesserte Eigenschaften und Funktionen für das, was als ein standardmäßiges oder Basislinien autonomes Fahrzeug 10 und/oder ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem 52 betrachtet werden kann. Zu diesem Zweck kann ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem modifiziert, erweitert oder anderweitig ergänzt werden, um die nachfolgend näher beschriebenen zusätzlichen Funktionen bereitzustellen.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen implementiert die Steuerung 34 ein autonomes Antriebssystem (ADS) 70 und ein manuelles Antriebssystem (MDS) 71, wie in 2 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 und ein manuelles Antriebssystem 71 bereitzustellen, die in Verbindung mit dem Fahrzeug 10 verwendet werden.
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, Radare und/oder eine beliebige Anzahl anderer Arten von Sensoren. Das Computervisionssystem 74 kann auch als Sensorfusionssystem bezeichnet werden, da es den Eingang mehrerer Sensoren absichert.
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.
Das Fahrzeugsteuersystem 80 ist dazu konfiguriert, eine Fahrzeugsteuerungsausgabe an das Stellgliedsystem 30 zu übermitteln. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhalten die Aktuatoren 42 eine Lenkkontrolle, eine Schaltkontrolle, eine Drosselsteuerung und eine Bremssteuerung. Die Lenksteuerung kann beispielsweise ein Lenksystem 24 steuern, wie in 1 dargestellt. Die Gangschaltsteuerung kann beispielsweise ein Getriebesystem 22 steuern, wie in 1 dargestellt. Die Drosselsteuerung kann beispielsweise ein Antriebssystem 20 steuern, wie in 1 dargestellt. Die Bremssteuerung kann beispielsweise das Radbremssystem 26 steuern, wie in 1 dargestellt.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Steuerung 34 gewohnte Streckenlernfunktionalität. Somit erkennt die Steuerung 34 Gewohnheiten, die von einem Bediener/Fahrer, dem Wochentag, der Tageszeit usw. abhängen. Basierend auf vergangenen Gewohnheiten und dem Verlauf der aktuellen Strecke identifiziert die Steuerung 34 eine vergangene Strecke, der zu folgen ist, falls der autonome Modus aktiviert wird. Wenn zum Beispiel der aktuelle Bediener, der Wochentag, die Tageszeit und der Kurs der aktuellen Strecke mit mindestens einer, vorzugsweise mehreren, vergangenen Strecken übereinstimmen und der autonome Modus aktiviert ist, folgt das ADS der vergangenen Strecke.
In dem manuellen Fahrmodus wird die Fahrereingabe verwendet, um das Fahrzeug zu steuern, und das autonome Antriebssystem ist inaktiv oder in einem Bereitschaftsmodus.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeugbetriebsübergangssystem 102 vorgesehen, das Teil der Steuerung 34 oder funktional und/oder kommunikativ mit der Steuerung 34 und/oder mit einem oder mehreren der Module der Antriebssysteme 70, 71 assoziiert bzw. gekoppelt sein kann. Das Fahrzeugbetriebsübergangssystem 102 beinhaltet ein Bedienerüberwachungssystem 82 (in 4 ausführlicher gezeigt) und ein Modusbestimmungssystem 81 (in 5 ausführlicher gezeigt) zum Wechseln zwischen dem autonomen Modus und dem manuellen Modus oder und umgekehrt.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Anweisungen der Antriebssysteme 70, 71 je nach Funktion oder System gegliedert sein. Das autonome Antriebssystem 70 beinhaltet beispielsweise, wie in 3 dargestellt, ein Sensorfusionssystem 74, ein Positionierungssystem 76, ein Leitsystem 78 und ein Fahrzeugsteuersystem 80. 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.
Das Bedienerüberwachungssystem 82 bestimmt auf der Grundlage von Sensordaten eine vorübergehende Untauglichkeit des Bedieners in dem Fahrzeug 10, und das Modusbestimmungssystem 81 bestimmt einen Modus oder Zustand des Fahrzeugs 10 als den manuellen Betriebsmodus oder den autonomen Betriebsmodus und erzeugt selektiv Signale für das autonomen Antriebssystem 70 basierend auf dem Modus/Zustand. Die Bedienerunfähigkeitssignale gehören zu dem vollständigen Satz von Signalen, auf die hierin Bezug genommen wird, die autonomes Fahren aktivieren oder deaktivieren, wie es von der ADS 70 durchgeführt wird.
Mit Bezug auf 4 ist das Bedienerüberwachungssystem 82 beispielsweise ausführlicher gezeigt. Das Bedienerüberwachungssystem empfängt Sensordaten von internen Mikrofonen, Kameras, Lenksystemen usw. und bestimmt die vorübergehende Unfähigkeit des Bedieners. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Bedienerüberwachungssystem 82 ein Geräuschtrennungs- und -filtermodul 92, ein Wiederholungsgeräuscherfassungsmodul 94, ein Niesen/Schnarchen-Erkennungsmodul 96, ein Gesichtsausdruckerkennungsmodul 98, ein Gestenerkennungsmodul 104 und ein Summationsmodul 106.
Das Geräuschtrennungs- und -filtermodul 92 lokalisiert, filtert und/oder erkennt vorbestimmte Geräuschmuster basierend auf der charakteristischen Phänomenologie des jeweiligen Geräusches.
Das Wiederholungsgeräuscherfassungsmodul 94 erkennt und erfasst ein sich wiederholendes Geräusch. Das Wiederholungsgeräuscherfassungsmodul 94 erkennt die Unfähigkeit auf der Grundlage des Intervalls oder der Zeitspanne zwischen zwei identischen oder ähnlichen Geräuschen. In verschiedenen Ausführungsformen wird dieses Intervall oder diese Zeitspanne individuell für jedes individuelle Geräuschmuster eingestellt oder vorbestimmt, d. h., um beispielsweise zwischen Niesen, Husten und anderen Arten von Anfällen unterscheiden zu können.
Ein Niesen/Schnarchen-Erkennungsmodul 96 ist vorgesehen und erkennt das erfasste Geräusch. Basierend auf dem erkannten Geräusch kann eine Art von Anfall identifiziert werden. Die Kamera(s) 83b überwachen den Bediener und liefern die erfassten Bilder an ein Gesichtsausdruckerkennungsmodul 98 und ein Gestenerkennungsmodul 104. Eine Lenkrückmeldungseinheit 83c überwacht und erfasst eine Lenkeingabe des Bedieners und extrahiert atypische Lenkbewegungen. Die Lenkbewegungen werden in das Gestenerkennungsmodul 104 eingegeben.
Daten von dem Niesen/Schnarchen-Erkennungsmodul 96, dem Gesichtsausdruckerkennungsmodul 98 und dem Gestenerkennungsmodul 104 werden durch das Summationsmodul 106 der Bedienerzustandserfassungseinheit 90 verschmolzen und/oder kumuliert, um zu bestimmen, ob der Bediener unfähig ist. Wenn dies der Fall ist, wird ein Auslösesignal ausgegeben, sodass das autonome Antriebssystem einen autonomen Betrieb des Fahrzeugs annimmt.
Insbesondere wird das Auslösesignal zum Annehmen eines autonomen Betriebs erzeugt, wenn das erfasste Geräusch, der Gesichtsausdruck und die erkannte Geste kohärent anzeigen, dass der Bediener abgelenkt ist. Die Daten von dem Niesen/Schnarchen-Erkennungsmodul 96, dem Gesichtsausdruckerkennungsmodul 98 und dem Gestenerkennungsmodul 104 können jedoch ihr individuell festgelegtes Gewicht haben. Die Ausgabe dieser Module kann gleich oder unterschiedlich gewichtet sein.
In einem anderen Beispiel ist 5 eine schematische Darstellung eines Zustandsübergangsdiagramms mit einer Vielzahl von Zuständen innerhalb jedes Modus und einer Vielzahl von Übergängen zwischen den Zuständen und Modi. Das Zustandsdiagramm wird verwendet, um den Modus/Zustand durch das Modusbestimmungssystem 81 zu bestimmen. Zum Beispiel beginnt das Modusbestimmungssystem 81 den Betriebsmodus in dem manuellen Modus. Der manuelle Modus beinhaltet mindestens drei Zustände, einen Zustand für autonome Intervention nicht bereit 104, einen Zustand für autonome Intervention bereit 106 und einen Zustand für Auslösebedingungen beobachtet 108. Der autonome Modus beinhaltet mindestens vier Zustände, einen Zustand für Auslösebedingungsfortsetzung 110, einen Zustand für Auslösebedingung abwesend 112, einen Zustand für Abbrechen zu Minimalrisikozustand 114 und einen Zustand für Bedieneraufforderung 116.
Das Modusbestimmungssystem 81 beginnt in dem Zustand für autonome Intervention nicht bereit 104. Das Modusbestimmungssystem 81 geht von dem Zustand autonomer Übergang nicht bereit 104 in den Zustand für autonome Intervention bereit 106 über, wenn der Bediener einen autonomen Eingriff gewählt hat und vorzugsweise alle wesentlichen Komponenten des Systems die Betriebsbereitschaft anzeigen (z. B. abgeschlossene Selbsttests und für die normale Funktion bestimmt).
In dem manuellen Modus und dem Zustand für autonome Intervention nicht bereit 102 behält das Modusbestimmungssystem 81 den Zustand 102 bei, solange die autonome Intervention nicht bereit ist. Wenn der Bediener des Fahrzeugs zu einem bestimmten Zeitpunkt einen autonomen Eingriff gewählt hat und vorzugsweise die wesentlichen Komponenten die Betriebsbereitschaft anzeigen, geht das Modusbestimmungssystem 81 in den Zustand für autonome Intervention bereit 106 über. Im Fall von Systemfehlererfassungen geht das Modusbestimmungssystem 81 von dem Zustand für autonome Intervention bereit 106 zu dem Zustand für autonome Intervention nicht bereit 104 zurück. Wenn ein Auslösesignal von der Bedienerzustandserfassungseinheit 90 erfasst wird, geht das Modusbestimmungssystem 81 von dem Zustand für autonome Intervention bereit 106 in den Zustand für Auslösebedingungen beobachtet 108 über. In dem Fall, dass der Auslöser aufgehoben wird, geht das Modusbestimmungssystem 81 zurück zu Zustand 106.
Sobald im Zustand 108 und im Falle einer Auslösesignalwiederholung oder wenn das Auslösesignal eine vorbestimmte Grenzdauer erreicht, aktiviert das Modusbestimmungssystem 81 den autonomen Modus und geht in den Zustand für Auslösebedingungsfortsetzung 110 über. Während sich die Auslösebedingung fortsetzt, behält das Modusbestimmungssystem 81 den Zustand 110 in dem autonomen Modus bei, und das Fahrzeug wird autonom betrieben, solange die Auslösebedingung fortdauert, d. h. solange der Zustand 110 aufrechterhalten wird. Wenn die Auslösebedingung aufgehoben wird und das Auslösesignal nicht vorhanden ist, geht das Modusbestimmungssystem 81 vom Zustand 110 in den Zustand für Auslösebedingung abwesend 112 über, während das Fahrzeug noch autonom betrieben wird. Wenn der Bediener anspricht und eine manuelle Steuerung annimmt, geht das Modusbestimmungssystem 81 von dem Zustand 112 in den Zustand für autonome Intervention bereit 106 des manuellen Modus über.
In dem Zustand für Auslösebedingungfortsetzung 110 geht das Modusbestimmungssystem 81 in den Zustand für Abbrechen zu Minimalrisikozustand 114 über, wenn ein Grenzwert für die Fortsetzung der vorbestimmten Bedingung erreicht wird oder wenn ein Systemfehler festgestellt wird. Im Zustand 114 wird das Fahrzeug autonom in einen vorbestimmten Zustand gebracht, z. B. in einen Haltezustand am Straßenrand. Nachdem dieser vorbestimmte Zustand („minimaler Risikozustand“) des Fahrzeugs erreicht ist, geht das Modusbestimmungssystem 81 vom Zustand 114 in den Zustand für Bedieneraufforderung 116 über. Das Modusbestimmungssystem 81 behält den Zustand für Bedieneraufforderung 116 für eine vorbestimmte Zeitperiode bei und fordert den Bediener wiederholt auf. Wenn der Bediener anspricht und eine manuelle Steuerung annimmt, geht das Modusbestimmungssystem 81 vom Zustand 116 in den Zustand für autonome Intervention nicht bereit 104 über. Falls der Bediener nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne antwortet, geht das Modusbestimmungssystem 81 vom Zustand 116 zu dem Zustand für Notruf 118 über, der einen Notruf einleitet.
6 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens 110 zum Steuern eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst die Schritte des Überwachens eines Bedieners des autonomen Fahrzeugs in Schritt 112; Erkennen von Reaktionen des Bedieners und Bestimmen, ob die Reaktionen den Bediener zeitweilig untauglich machen in Schritt 114; Erzeugen eines Bedienerunfähigkeitsauslösesignals, wenn der Bediener untauglich ist in Schritt 116; und in Schritt 118 Umstellen eines momentanen Modus des Fahrzeugs zwischen dem temporären autonomen Betriebsmodus und dem manuellen Modus basierend auf dem Bedienerunfähigkeitssignal. Insbesondere ist das in 6 schematisch dargestellte Verfahren 110 in einer Steuerung 34 implementiert, die hierin unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben ist.
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

Steuerung zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: ein Bedienerüberwachungssystem, das konfiguriert ist, um einen Bediener des Fahrzeugs auf eine vorübergehende Unfähigkeit zu überwachen; ein autonomes Antriebssystem, das konfiguriert ist, das Fahrzeug in einem temporären autonomen Betriebsmodus zu betreiben; ein manuelles Antriebssystem, das konfiguriert ist, um das Fahrzeug in einem manuellen Modus zu betreiben; und ein Modusbestimmungssystem, das konfiguriert ist, um einen momentanen Modus des Fahrzeugs zwischen dem temporären autonomen Betriebsmodus und dem manuellen Modus basierend auf der vorübergehenden Unfähigkeit umzustellen.
Steuerung nach Anspruch 1, wobei das Bedienerüberwachungssystem konfiguriert ist, um Reaktionen des Bedieners zu erfassen und zu bestimmen, ob die Reaktion den Bediener vorübergehend untauglich machen; wobei das Bedienerüberwachungssystem konfiguriert ist, um ein Bedienerunfähigkeitsauslösesignal für einen autonomen Eingriff zu erzeugen und das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal an das Modusbestimmungssystem zu übertragen, wenn der Bediener unfähig ist; wobei das Modusbestimmungssystem konfiguriert ist, einen autonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs zu initiieren, wenn das Modusbestimmungssystem das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal empfängt und den autonomen Betrieb beendet, wenn das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal endet und wenn der Bediener eine manuelle Steuerung des Fahrzeugs annimmt.
Steuerung nach Anspruch 1, worin das autonome Antriebssystem konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine beabsichtigte Strecke des Fahrzeugs vorhanden ist und der beabsichtigten Strecke zu folgen, wenn diese vorhanden ist, oder ansonsten das Fahrzeug auf andere Weise in einen vorbestimmten Zustand zu bringen, wenn keine beabsichtigte Strecke vorhanden ist.
Steuerung nach Anspruch 3, wobei das autonome Antriebssystem konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die beabsichtigte Strecke explizit festgelegt ist; oder wobei das autonome Fahrsystem so konfiguriert ist, dass es die beabsichtigte Strecke basierend auf vergangenen Fahrmustern impliziert.
Steuerung nach Anspruch 1, worin das autonome Antriebssystem konfiguriert ist, um einen Fahrkontext zu bestimmen und das Fahrzeug basierend auf dem bestimmten Fahrkontext in einen vorbestimmten Zustand zu bringen.
Steuerung nach Anspruch 1, worin das Bedienerüberwachungssystem umfasst: mindestens einen Sensor einer Gruppe von Bedienerüberwachungssensoren, bestehend aus: einem Mikrofon, einer Kamera, einem Lenkrückmeldungssensor; wobei der mindestens eine Sensor so positioniert ist, dass er Bedienerreaktionen an Bord des Fahrzeugs erkennt.
Steuerung nach Anspruch 1 worin das Bedienerüberwachungssystem mindestens zwei Mikrofone umfasst, die positioniert und konfiguriert sind, um das Erkennen einer Position einer Geräuschquelle zum Unterscheiden zwischen verschiedenen möglichen Bedienerpositionen zu ermöglichen.
Steuerung nach Anspruch 2, worin das Bedienerüberwachungssystem konfiguriert ist, um wiederholt das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal zu erzeugen, wenn der Bediener unfähig ist und worin das Modusbestimmungssystem konfiguriert ist, um den autonomen Betriebsmodus nach einer vorbestimmten Auslösewiederholung oder nach einer vorbestimmten Auslösedauer einzuleiten.
Steuerung nach Anspruch 3, worin das autonome Antriebssystem konfiguriert ist, um ein Notrufsignal zu erzeugen und das Notrufsignal an ein Kommunikationssystem zu übermitteln, nachdem das Fahrzeug in den vorbestimmten Zustand gebracht wurde und wenn das Bedienerunfähigkeitsauslösesignal noch für eine vorbestimmte Zeitdauer vorhanden ist oder falls der Bediener nicht innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer reagiert.
Fahrzeug, umfassend eine Steuerung zum Steuern eines Fahrzeugs, wobei die Steuerung umfasst: ein Bedienerüberwachungssystem, das konfiguriert ist, um einen Bediener des Fahrzeugs auf eine vorübergehende Unfähigkeit zu überwachen; ein autonomes Antriebssystem, das konfiguriert ist, das Fahrzeug in einem temporären autonomen Betriebsmodus zu betreiben; ein manuelles Antriebssystem, das konfiguriert ist, um das Fahrzeug in einem manuellen Modus zu betreiben; und ein Modusbestimmungssystem, das konfiguriert ist, um einen momentanen Modus des Fahrzeugs zwischen dem temporären autonomen Betriebsmodus und dem manuellen Modus basierend auf der vorübergehenden Unfähigkeit umzustellen.