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EINLEITUNG
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Ein Antriebsautomatisierungssystem ist ein System, das seine Umgebung erfasst und ein Fahrzeug ohne oder mit wenig Benutzereingaben fährt. Ein Antriebsautomatisierungssystem erfasst seine Umgebung mithilfe von Erfassungsvorrichtungen, wie beispielsweise Radar, Lidar, Bildsensoren und dergleichen. Das Antriebsautomatisierungssystem kann weiterhin Informationen von globalen Positioniersystemen (GPS), Navigationssystemen, Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen, Fahrzeug-Infrastruktur-Technologien und/oder drahtgesteuerten Systemen nutzen, um das Fahrzeug zu navigieren.
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Die Antriebsautomatisierung wurde kategorisiert nach numerischen Ebenen von Null, entsprechend keiner Automatisierung mit voller menschlicher Kontrolle, bis Fünf, entsprechend der vollen Automatisierung ohne menschliche Kontrolle. Verschiedene automatisierte Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise adaptive Geschwindigkeitsregelung, entsprechen niedrigeren Automatisierungsebenen, während echte „fahrerlosen“ Fahrzeuge mit höheren Automatisierungsebenen übereinstimmen.
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Teilautomatisierte Antriebssysteme erfordern bisweilen Eingaben durch den Fahrer, um das automatisierte Fahren fortzusetzen. So kann beispielsweise das Abbiegen oder das Überqueren einer Kreuzung mit einer Ampel dazu führen, dass der Fahrer für kurze Zeit die Steuerung des Fahrzeugs übernimmt.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren vorzusehen, die das Übersteuern eines Antriebsautomatisierungssystems durch den Fahrer intelligent unterstützen. 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.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Verfahren zur intelligenten Übersteuerung eines Antriebsautomatisierungssystems für ein Fahrzeug ist vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Identifizieren eines Straßenmerkmals vor dem Fahrzeug mit einem zugeschalteten Antriebsautomatisierungssystem, wobei das Straßenmerkmal ein Übersteuern des zugeschalteten Antriebsautomatisierungssystems für das Fahrzeug erfordert; das Berechnen einer Verzögerungszone für das Fahrzeug vor dem Straßenmerkmal; das Identifizieren einer Übergangszone, in der das Fahrzeug unter der Steuerung eines Fahrers das Straßenmerkmal passieren soll; das Signalisieren der Notwendigkeit, das Antriebsautomatisierungssystem auszuschalten, wenn sich das Fahrzeug der Verzögerungszone nähert; Bestätigen des Signals zur Deaktivierung des Antriebsautomatisierungssystems und zur Übernahme der Steuerung des Fahrzeugs durch den Fahrer; Anhalten des Fahrzeugs und Abschalten des Antriebsautomatisierungssystems, wenn der Fahrer das Signal zum Deaktivieren des Antriebsautomatisierungssystems nicht positiv bestätigt; Hindurchführen des Fahrzeugs durch die Übergangszone unter der Steuerung des Fahrers; und Wiedereinschalten des Antriebsautomatisierungssystems, sobald das Fahrzeug die Übergangszone verlässt.
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Ein System zur intelligenten Übersteuerung eines Antriebsautomatisierungssystems für Fahrzeuge ist vorgesehen. Das System umfasst: ein autonomes Fahrzeug mit einem Antriebsautomatisierungssystem; eine Sensorvorrichtung an Bord des Fahrzeugs, die Straßenmerkmale identifiziert, die ein Übersteuern des eingeschalteten Antriebsautomatisierungssystems für das Fahrzeug erfordern; einen Prozessor an Bord des Fahrzeugs, der eine Verzögerungszone für das Fahrzeug vor dem Straßenmerkmal berechnet; und ein Signalsystem an Bord des Fahrzeugs, das den Fahrer auf die Notwendigkeit aufmerksam macht, das Antriebsautomatisierungssystem auszuschalten und die Steuerung des Fahrzeugs zu übernehmen, wenn sich das Fahrzeug der Verzögerungszone nähert.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Zahlen ähnliche Elemente bezeichnen, und
- 1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein mit einem Antriebsautomatisierungssystem ausgestattetes Fahrzeug mit einem Fahrgastmanagementsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
- 2 ist ein Datenflussdiagramm, das ein Antriebsautomatisierungssystem des Fahrzeugs, das mit einem Antriebsautomatisierungssystem ausgestattet ist, gemäß verschiedenen Ausführungen veranschaulicht;
- 3 ist ein Diagramm eines Wendeprotokolls der intelligenten Übersteuerung für ein Antriebsautomatisierungssystem gemäß verschiedener Ausführungsformen;
- 4 ist ein Diagramm eines Kreuzungsprotokolls der intelligenten Übersteuerung für ein Antriebsautomatisierungssystem gemäß verschiedener Ausführungsformen; und
- 5 ist ein Flussdiagramm des ausführlichen Verfahrens der intelligenten Übersteuerung für ein Antriebsautomatisierungssystem gemäß verschiedener Ausführungsformen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende ausführliche Beschreibung dient lediglich als Beispiel und soll die Anwendung und Verwendung in keiner Weise einschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, im vorstehenden technischen Bereich, Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung an eine ausdrücklich oder implizit vorgestellte Theorie gebunden zu sein. Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, auf die Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in Kombinationen, unter anderem umfassend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
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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, z. B. Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Wertetabellen oder dergleichen, einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können. Zudem werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl an Systemen eingesetzt werden können, und dass das hierin beschriebene System lediglich eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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Der Kürze halber sind konventionelle Techniken in Verbindung mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienelementen der Systeme) hierin ggf. nicht im Detail beschrieben. Weiterhin sollen die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien exemplarische Funktionsbeziehungen und/oder physikalische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein bei 100 allgemein dargestelltes Übersteuerungssystem für ein Antriebsautomatisierungssystem mit einem Fahrzeug 10 gemäß verschiedenen Ausführungsformen assoziiert. Das intelligente Übersteuerungssystem 100 bestimmt im Allgemeinen, dass sich das Fahrzeug 10 einem Straßenmerkmal nähert, das die Übersteuerung eines zugeschalteten Antriebsautomatisierungssystems erfordert, und signalisiert dem Fahrer des Fahrzeugs 10, dass die Automatisierung nicht länger verfügbar ist und der Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs 10 übernehmen sollte.
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Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Fahrgestell 12, eine Karosserie 14, Vorderräder 16 und Hinterräder 18. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das Fahrgestell 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 16-18 sind jeweils mit dem Fahrgestell 12 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 14 drehbar verbunden.
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Das Fahrzeug 10 beinhaltet ein intelligentes Übersteuerungssystem 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Fahrzeug 10 ist ein Fahrzeug, das mit einem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestattet ist (2); und das intelligente Übersteuerungssystem 100 ist in das Antriebsautomatisierungssystem 70 integriert oder kommuniziert mit diesem, wie im Folgenden näher beschrieben wird. Das mit einem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestattete Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Fahrzeug, das automatisch gesteuert wird, um ein oder mehrere Fahrmanöver durchzuführen. 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 verfügt das Antriebsautomatisierungssystem 70 über eine sogenannte Level-Zwei-Fähigkeit. Ein Level-Zwei-System bezeichnet die „Teilautomatisierung“, d. h. die fahrmodus-spezifische Leistung eines Antriebsautomatisierungssystems in Bezug auf alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe, wobei von einem menschlichen Fahrer immer noch erwartet wird, dass er eine Objekt- und Ereigniserkennung und -reaktion durchführt. In einer ähnlichen Ausführungsform kann das Antriebsautomatisierungssystem 70 eine Level-Drei-Fähigkeit aufweisen, die sich auf die fahrmodus-spezifische Leistung eines automatisierten Antriebssystems (ADS) der gesamten dynamischen Fahraufgabe bezieht, wobei ein menschlicher Fahrer möglicherweise auf eine Aufforderung reagieren muss, um im Falle eines Systemausfalls oder wenn das Fahrzeug den Bereich des automatisierten Fahrbetriebsdesigns verlässt einzugreifen.
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Wie dargestellt, beinhaltet das mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestattete Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Antriebssystem 20, ein Übertragungssystem 22, ein Lenksystem 24, ein Bremssystem 26, ein Sensorsystem 28, ein Stellantriebsystem 30, mindestens einen Datenspeicher 32, mindestens eine Steuerung 34 und ein Kommunikationssystem 36. Das Antriebssystem 20 kann in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem, beinhalten. Das Übertragungssystem 22 ist dazu konfiguriert, Leistung vom Antriebssystem 20 zu den Fahrzeugrädern 16-18 gemäß den wählbaren Übersetzungen zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 22 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten. Das Bremssystem 26 ist dazu konfiguriert, den Fahrzeugrädern 16-18 ein Bremsmoment bereitzustellen. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, Brake-by-Wire, ein regeneratives Bremssystem, wie beispielsweise eine elektrische Maschine und/oder andere geeignete Bremssysteme beinhalten. Das Lenksystem 24 beeinflusst die Position der Fahrzeugräder 16-18.
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Das Sensorsystem 28 beinhaltet eine oder mehrere Sensorvorrichtungen 40a-40n, die beobachtbare Zustände der äußeren Umgebung und/oder der inneren Umgebung des mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten 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. 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).
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Das Kommunikationssystem 36 ist dazu konfiguriert, Informationen drahtlos an und von anderen Einheiten 48 zu übermitteln, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf andere Fahrzeuge („V2V“-Kommunikation), Infrastruktur („V2I“-Kommunikation), entfernte Systeme und/oder persönliche Vorrichtungen.). In einer exemplarischen Ausführungsform ist das drahtlose Kommunikationssystem 36 dazu konfiguriert, über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) unter Verwendung des IEEE 802.11-Standards, über Bluetooth oder mittels einer mobilen Datenkommunikation zu kommunizieren. Im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung werden jedoch auch zusätzliche oder alternative Kommunikationsverfahren, wie beispielsweise ein dedizierter Nahbereichskommunikations-(DSRC)-Kanal, berücksichtigt. DSRC-Kanäle beziehen sich auf Einweg- oder Zweiwege-Kurzstrecken- bis Mittelklasse-Funkkommunikationskanäle, die speziell für den Automobilbau und einen entsprechenden Satz von Protokollen und Standards entwickelt wurden.
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Die Datenspeichervorrichtung 32 speichert Daten zur Verwendung beim automatischen Steuern des mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen speichert die Datenspeichervorrichtung 32 definierte Landkarten der navigierbaren Umgebung. In verschiedenen Ausführungsformen können die definierten Landkarten vordefiniert und von einem entfernten System abgerufen werden. So können beispielsweise die definierten Landkarten durch das entfernte System zusammengesetzt und dem mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten Fahrzeug 10 (drahtlos und/oder drahtgebunden) mitgeteilt und in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden. Wie ersichtlich, kann die Datenspeichervorrichtung 32 ein Teil der Steuerung 34, von der Steuerung 34 getrennt, oder ein Teil der Steuerung 34 und Teil eines separaten Systems sein.
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Die Steuerung 34 beinhaltet mindestens einen Prozessor 44 und eine computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46. Der Prozessor 44 kann eine Spezialanfertigung oder ein handelsüblicher Prozessor sein, eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikprozessoreinheit (GPU) unter mehreren Prozessoren verbunden mit der Steuerung 34, ein Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chip-Satzes), ein Mikroprozessor, eine Kombination derselben oder allgemein jede beliebige Vorrichtung zur Ausführung von Anweisungen. In einigen Ausführungsformen kann die intelligente Übersteuerungslogik des aktuellen Systems durch feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) oder anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICS) anstelle von programmierbaren Vorrichtungen implementiert werden. Darüber hinaus können das automatisierte Antriebssystem und die intelligente Übersteuerung durch neuronale Netzwerkschaltungen anstelle von sequentiellen Anweisungen implementiert werden.
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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 jeder beliebigen Anzahl von 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 mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten Fahrzeugs 10 verwendet werden.
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Die Anweisungen können ein oder mehrere separate Programme beinhalten, von denen jede eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren von logischen Funktionen umfasst. Die Anweisungen empfangen und verarbeiten, wenn diese vom Prozessor 44 ausgeführt werden, Signale vom Sensorsystem 28, führen Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen zur automatischen Steuerung der Komponenten des mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten Fahrzeugs 10 durch und erzeugen Steuersignale an das Stellgliedsystem 30, um die Komponenten des mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten 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 mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten Fahrzeugs 10 eine beliebige Anzahl von Steuerungen 34 beinhalten, die über ein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und zusammenwirken, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logiken, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen durchzuführen, und Steuersignale zu erzeugen, um die Funktionen des mit dem Antriebsautomatisierungssystem 70 ausgestatteten Fahrzeugs 10 automatisch zu steuern.
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Wie in 2 mit weiterem Bezug auf 1 dargestellt, sind ein oder mehrere Anweisungen der Steuerung 34 in das intelligente Übersteuerungssystem 100 des Antriebsautomatisierungssystems 70 integriert und identifizieren beim Ausführen durch den Prozessor 44 ein Straßenmerkmal, das eine Übersteuerung des zugeschalteten Antriebsautomatisierungssystems 70 für das Fahrzeug 10 in verschiedenen Ausführungsformen erfordert. Das System signalisiert einem Fahrer die Notwendigkeit, das Antriebsautomatisierungssystem 70 abzukoppeln und die Steuerung des Fahrzeugs 10 zu übernehmen. Sobald das Fahrzeug 10 das Straßenmerkmal passiert hat, wird das Antriebsautomatisierungssystem 70 wieder zugeschaltet.
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Gemäß verschiedener Ausführungsformen implementiert die Steuerung 34 Antriebsautomatisierungssystem 70. Das heißt, dass geeignete Soft- und/oder Hardwarekomponenten der Steuerung 34 (z. B. der Prozessor 44 und die computerlesbare Speichervorrichtung 46) verwendet werden, um ein Antriebsautomatisierungssystem 70 bereitzustellen, das in Verbindung mit dem Fahrzeug 10 verwendet wird.
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In verschiedenen Ausführungsformen können die Anweisungen des Antriebsautomatisierungssystem 70 je nach Funktion oder System gegliedert sein. Das Antriebsautomatisierungssystem 70 kann beispielsweise ein externes Umgebungsabtastsystem 74, ein Positioniersystem 76, ein Leitsystem 78 und ein Fahrzeugsteuerungssystem 80 beinhalten. Wie ersichtlich ist, können die Anweisungen in verschiedenen Ausführungsformen in beliebig viele Systeme (z. B. kombiniert, weiter unterteilt, usw.) gegliedert werden, da die Offenbarung nicht auf die vorliegenden Beispiele beschränkt ist.
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In verschiedenen Ausführungsformen synthetisiert und verarbeitet das Computervisionssystem 74 Sensordaten aus der Umgebung des Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Computer-Sichtsystem 74 Informationen von mehreren Sensoren beinhalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kameras, Lidare, Radare und/oder eine beliebige Anzahl anderer Arten von Sensoren.
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In verschiedenen Ausführungen verarbeitet das Positioniersystem 76 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.
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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.
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Wie eingangs kurz erwähnt, bestimmt das System 100 von 1, wann das Antriebsautomatisierungssystem 70 zu- und abgeschaltet wird. Eine „Übersteuerung“ des Antriebsautomatisierungssystems ist eine Aufforderung durch den Fahrer, die Steuerung des Fahrzeugs zu übernehmen. Die Anforderung kann sein, dass der Fahrer das Lenkrad greift, das Gaspedal betätigt oder die Bremsen betätigt. Sobald der Fahrer das Antriebsautomatisierungssystem übersteuert, kann das System zu einem späteren Zeitpunkt erneut die Steuerung übernehmen. Im Gegensatz dazu ist ein „Auskuppeln“ des Antriebsautomatisierungssystems eine Einstellung aller automatisierten Fahraktivitäten des Fahrzeugs durch das System. So kann beispielsweise ein ausgekuppeltes Antriebsautomatisierungssystem zustande kommen, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt und auf die Übernahme der Steuerung durch den Fahrer wartet. Das gesamte oder Teile des Systems 100 können in ein intelligentes Übersteuerungsmodul 82 miteinbezogen sein. Wie beispielsweise in den 3 und 4 ausführlicher dargestellt und mit weiterem Bezug auf die 1-2, werden die Diagramme verwendet, um die Schritte eines Wendeprotokolls 400 (3) und eines Geradeausprotokolls 500 (4) zu veranschaulichen, die durch das intelligente Übersteuerungsmodul 82 ausgeführt werden können. Mit einem ersten Bezug auf 3 wird eine Drei-Wege-Kreuzung als Straßenmerkmal 402 vor dem Fahrzeug 10 erkannt. Das Straßenmerkmal kann mit dem Sensorsystem 28 des Fahrzeugs 10 erfasst werden. Darüber hinaus kann das Straßenmerkmal mit einer elektronischen Karte identifiziert werden, die entweder elektronisch im Datenspeicher 32 des Fahrzeugs 10 gespeichert oder über das Kommunikationssystem 36 des Fahrzeugs ferngesteuert wird.
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Das intelligente Übersteuerungsmodul 82 ermittelt an dieser Stelle, dass das Fahrbahnmerkmal 402 eine Übersteuerung des zugeschalteten Antriebsautomatisierungssystems 70 erfordert, indem es beispielsweise das erkannte Fahrbahnmerkmal mit einer vorgegebenen Liste von Fahrbahnmerkmalen vergleicht, die für das Fahrzeug 10 aufzufinden sind. Beim Annähern des Fahrzeugs 10 an die Kreuzung berechnet das intelligente Übersteuerungsmodul 82 eine Verzögerungszone 404 (z. B. eine erste Position und eine zweite Position), die es dem Fahrzeug 10 ermöglicht, das Fahrzeug bis zu einem Halt vor der Kreuzung zu verlangsamen. Die Positionen oder Punkte, welche die Verzögerungszone 404 definieren, können basierend auf der identifizierten Art des Straßenmerkmals berechnet werden, wie beispielsweise eine große Kreuzung, eine Ampel, ein Kreisverkehr, eine Dreiwege-Kreuzung usw. Darüber hinaus können die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Wetterbedingungen und die Straßenverhältnisse auch zum Berechnen der Positionen oder Punkte herangezogen werden, welche die Verzögerungszone 404 definieren.
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Beim Annähern des Fahrzeugs 10 an die Verzögerungszone 404 aktiviert das intelligente Übersteuerungsmodul 82 ein erstes Signal an den Fahrer, beispielsweise durch Blinken einer Leuchte (oder einer anderen Anzeigeart) und/oder stellt über Steuersignale ein zusätzliches nicht sichtbares Warnsignal wie einen vibrierenden Sitz oder Ton bereit, um den Fahrer darauf hinzuweisen, dass sich das Antriebsautomatisierungssystem 70 abschaltet und den Fahrer auf die Notwendigkeit zur Übernahme der Steuerung des Fahrzeuges 10 aufmerksam zu machen. Beim Einfahren des Fahrzeugs 10 in die Verzögerungszone 404 kann das intelligente Übersteuerungsmodul 82 das Signal über Steuersignale verändern, zum Beispiel durch Änderung der Blinklichtfarbe und/oder Hinzufügen zusätzlicher nicht sichtbarer Anzeigen, wie beispielsweise Geräusche oder Vibrationen. Wenn das Fahrzeug 10 am Ende der Verzögerungszone 404 den zweiten Punkt einer Stopplinie erreicht, kann das intelligente Übersteuerungsmodul 82 das Signal über Steuersignale weiter verändern. Das intelligente Übersteuerungsmodul 82 setzt das Signal fort, bis der Fahrer die Anzeige bestätigt, indem er das Antriebsautomatisierungssystem 70 abschaltet und die Steuerung des Fahrzeugs 10 übernimmt. Wie zu erkennen ist, kann die Anzeige an den Fahrer stattdessen oder zusätzlich eine Textmeldung auf einer Konsolenanzeige im Fahrzeug 10, Blinklichter, zusätzliche akustische oder haptische Informationen, wie beispielsweise ein Sprachalarm oder Vibrationen, beinhalten. In einigen Ausführungsformen schaltet der Fahrer das Antriebsautomatisierungssystem 70 ab und übernimmt die Steuerung des Fahrzeugs 10 durch Drücken des Gaspedals. In einigen Ausführungsformen kann der Fahrer durch Drücken des Gaspedals eine teilweise Steuerung des Fahrzeugs beibehalten, während das automatisierte Fahrsystem die Steuerung der Lenkung beibehält. In weiteren Ausführungsformen kann der Fahrer die Steuerung der Lenkung übernehmen, während das automatische Fahrsystem die Steuerung des Gaspedals beibehält. Wenn der Fahrer das Antriebsautomatisierungssystem 70 nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne abschaltet, hält das Fahrzeug 10 am Ende der Verzögerungszone an, zieht eine Not-Feststellbremse (EPB) an und schaltet das Antriebsautomatisierungssystem 70 ab.
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Sobald das Antriebsautomatisierungssystem 70 abgeschaltet ist und der Fahrer das Fahrzeug 10 steuert, kann das Fahrzeug 10 in eine Übergangszone 406 einfahren. Die Übergangszone 406 ist der Teil der Fahrzeugtrajektorie, der die Steuerung des Fahrers erfordert. In diesem Beispiel ist die Fahrzeugtrajektorie eine Kurve an einer T-Kreuzung 402. Nachdem das Fahrzeug 10 die Übergangszone 406 passiert hat, erkennt das intelligente Übersteuerungsmodul 82, dass das Fahrzeug 10 den Punkt oder die Position erreicht hat und schaltet das Antriebsautomatisierungssystem 70 über eine Nachricht oder ein anderes Signal an das Antriebsautomatisierungssystem 70 wieder ein. Danach steuert das Antriebsautomatisierungssystem 70 das Fahrzeug 10 teilweise oder vollständig automatisiert.
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Unter Bezugnahme auf 4 und mit weiterem Bezug auf die 1-3, wird das Diagrammeverwendet, um die Schritte eines Geradeausprotokolls 500 zu veranschaulichen, die durch das intelligente Übersteuerungsmodul 82 ausgeführt werden können. Dieses Protokoll 500 kann dem zuvor für 3 erläuterten Protokoll ähnlich sein, zum Beispiel mit dem Erkennen eines Straßenmerkmals einer T-Kreuzung 502 und dem Bestimmen einer Verzögerungszone 504 (z. B. einer ersten Position und einer zweiten Position) für das Fahrzeug 10. In diesem Beispiel bestimmt das intelligente Übersteuerungsmodul 82, dass das Fahrzeug 10 geradeaus fährt und nicht an der Kreuzung 502 abbiegt. Das intelligente Übersteuerungsmodul 82 funktioniert ähnlich wie vorstehend beschrieben, indem es das Fahrzeug 10 so steuert, dass es sich in der Verzögerungszone verlangsamt, dem Fahrer signalisiert, das Antriebsautomatisierungssystem 70 auszuschalten und die Steuerung zu übernehmen, wobei der Fahrer die Steuerung durch die Übergangszone 506 übernimmt und das Antriebsautomatisierungssystem 70 wieder zuschaltet, nachdem das Fahrzeug 10 das erkannte Straßenmerkmal 502 passiert und in die Zone 508 eingefahren ist.
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In verschiedenen Ausführungsformen verwendet das intelligente Übersteuerungsmodul 82 ähnliche Protokolle für andere Straßenmerkmale, mit denen das Fahrzeug 10 konfrontiert ist. Wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise auf eine bekannte, für das Sensorsystem 28 nicht sichtbare Ampel, eine rote Ampel, ein Stoppschild, ein Vorfahrtsschild oder eine unbekannte Ampel trifft, verwendet das intelligente Übersteuerungsmodul 82 das Wendeprotokoll 400 wie in 3 beschrieben.
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Wie jetzt unter Bezugnahme auf 5 und weiterhin unter Bezugnahme auf 1-4 dargestellt, veranschaulicht ein Flussdiagramm ein Verfahren 600, das vom System 100 von 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden kann. Wie angesichts der Offenbarung zu erkennen ist, ist die Abfolge der Vorgänge innerhalb der Verfahrens nicht auf die sequenzielle Ausführung beschränkt, wie in 5 dargestellt, sondern kann in einer oder mehreren variierenden anwendbaren Reihenfolgen gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 600 basierend auf einem oder mehreren vordefinierten Ereignissen zur Ausführung geplant werden und/oder kontinuierlich während des Betriebs des mit dem Antriebsautomatisierungssystem (DAS) 70 ausgestatteten Fahrzeugs 10 ausgeführt werden.
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Das Verfahren beginnt damit, dass das Fahrzeug 10 die Sensordaten 602 empfängt und die Sensordaten analysiert, um bevorstehendes Straßenmerkmale 604 zu lokalisieren. Wenn ein bevorstehendes Straßenmerkmal eine Übersteuerung des DAS 606 erfordert, berechnet das System die Annäherungszone, die Verzögerungszone, die Stopplinie und die Übergangszone 608. Die Position des Fahrzeugs 10 wird in Bezug auf die berechneten Zonen 610 ermittelt. Beim Einfahren des Fahrzeugs 10 in die Annäherungszone 612 wird das erste Signal an den Fahrer aktiviert 632. Beim Einfahren des Fahrzeugs 10 in die Verzögerungszone 614 wird das Zwischensignal an den Fahrer aktiviert 634 und das Fahrzeug beginnt mit dem Verzögern 638. Wenn das Fahrzeug 10 die Stopplinie 616 erreicht, wird das Endsignal an den Fahrer aktiviert 636 und das Fahrzeug stoppt 640. Wenn das System zu einem höheren Dringlichkeitssignal übergeht, wird das vorherige Signal gestoppt. Darüber hinaus, wenn der Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs übernimmt, bevor das Fahrzeug zum Stillstand kommt, werden die Signale gestoppt.
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Zu diesem Zeitpunkt wartet das System darauf, dass der Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs 618 einleitet. Wenn der Fahrer die Steuerung nicht übernimmt, startet das Verfahren den Timer 626. Wenn der Fahrer die Steuerung nicht übernommen hat, nachdem der Timer abgelaufen 628 ist, wird die Feststellbremse des Fahrzeugs angezogen und das DAS abgeschaltet 630. Sobald der Fahrer die Steuerung übernimmt, bestimmt das Verfahren die Fahrzeugposition 620 und übersteuert das DAS 619. Sobald das Fahrzeug die Übergangszone 622 verlässt, wird das DAS neu bewertet 624, um zu bestimmen, ob das DAS wieder aktiviert werden soll. Wenn das DAS wieder aktiviert wird, setzt das Fahrzeug 10 seine Route fort und wiederholt den Vorgang, wenn ein anderes Straßenmerkmal auftritt.
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Unter Bezugnahme auf die 3-5 kann ein Beispiel für den Betrieb einer aktuellen Ausführungsform ein Fahrzeug sein, das mit einem Antriebsautomatisierungssystem ausgestattet ist, wobei sich ein zugeschaltetes Antriebsautomatisierungssystem einer T-Kreuzung nähert. Das Fahrzeug erkennt die bevorstehende Kreuzung anhand einer bordeigenen elektronischen Karte und berechnet aus der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine erforderliche Verzögerungszone. Sobald sich das Fahrzeug der Verzögerungszone nähert, beginnt das Fahrzeug zu verlangsamen, ein erstes Warnsignal beginnt zu blinken und eine Popup-Meldung erscheint auf einer Konsolenanzeige mit der Meldung „Automatisierung nicht verfügbar, bitte übernehmen“. Der Fahrer drückt auf das Gaspedal, wodurch das Antriebsautomatisierungssystem deaktiviert wird. Wenn der Fahrer die Steuerung übernommen hat, dreht das Fahrzeug an der Kreuzung ab und fährt durch die Übergangszone. Nach dem Durchfahren dieser Zone lässt der Fahrer das Lenkrad los, nimmt den Fuß vom Gaspedal und schaltet das Antriebsautomatisierungssystem automatisch wieder ein.
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Während mindestens ein exemplarischer Aspekt in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung dargestellt worden ist, sollte darauf hingewiesen werden, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es versteht sich weiterhin, dass der exemplarische Aspekt bzw. die exemplarischen Aspekte lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten einen bequemen Leitplan zur Implementierung eines exemplarischen Aspektes der Erfindung zur Verfügung stellen. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, die in einem exemplarischen Aspekt beschrieben sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
