DE102018120786A1

DE102018120786A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen eines autonomen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018120786A1
Application number: DE102018120786.7A
Authority: DE
Inventors: Xinyu Du; Wen-Chiao Lin; Shengbing Jiang
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2019-02-28
Also published as: CN109421739A; CN109421739B; US10503170B2; US20190064811A1

Abstract

Ein autonomes Fahrzeugsteuerungssystem beinhaltet ein Fahrzeug-Raumüberwachungssystem mit einer Vielzahl von Raumsensoren beinhaltet, die zum Überwachen einer räumlichen Umgebung in der Nähe des autonomen Fahrzeugs angeordnet sind. Eine Steuerung steht in Verbindung mit den Raumsensoren des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems, wobei die Steuerung einen Prozessor und eine Speichervorrichtung mit einem Befehlssatz beinhaltet. Der Befehlssatz ist ausführbar, um für jeden der Raumsensoren ein Wahrnehmungsergebnis zu erzeugen, das einem statischen Sichtfeld zugeordnet ist, worin jeder der Raumsensoren in einer analogen Ausrichtung positioniert ist, um das jeweilige Wahrnehmungsergebnis zu erzeugen, das dem statischen Sichtfeld zugeordnet ist. Die Wahrnehmungsergebnisse aus der Vielzahl der Raumsensoren werden verglichen, um einen mit einem der Raumsensoren verbundenen Fehler zu erkennen.

Description

EINLEITUNG
Autonome Fahrzeuge können bordeigene Überwachungssysteme beinhalten, um das Auftreten eines Fehlers oder einen anderen Hinweis auf die Notwendigkeit eines Service und/oder einer Fahrzeugwartung zu erkennen.
KURZDARSTELLUNG
Es wird ein autonomes Fahrzeugsteuerungssystem beschrieben, das ein Fahrzeug-Raumüberwachungssystem mit einer Vielzahl von Raumsensoren beinhaltet, die zum Überwachen einer räumlichen Umgebung in der Nähe des autonomen Fahrzeugs angeordnet sind. Eine Steuerung steht in Verbindung mit den Raumsensoren des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems, wobei die Steuerung einen Prozessor und eine Speichervorrichtung mit einem Befehlssatz beinhaltet. Der Befehlssatz ist ausführbar, um für jeden der Raumsensoren ein Wahrnehmungsergebnis zu erzeugen, das einem statischen Sichtfeld zugeordnet ist, worin jeder der Raumsensoren in einer analogen Ausrichtung positioniert ist, um das jeweilige Wahrnehmungsergebnis zu erzeugen, das dem statischen Sichtfeld zugeordnet ist. Die Wahrnehmungsergebnisse aus der Vielzahl der Raumsensoren werden verglichen, um einen mit einem der Raumsensoren verbundenen Fehler zu erkennen.
Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet das sequentielle Positionieren der Raumsensoren an der analogen Ausrichtung, um das jeweilige Wahrnehmungsergebnis im Zusammenhang mit dem statischen Sichtfeld zu erzeugen.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet einen steuerbaren Scheinwerfer, worin der Befehlssatz ausführbar ist, um ein erstes Wahrnehmungsergebnis für einen der Raumsensoren in einer Umgebung ohne Umgebungslicht zu erzeugen, den Scheinwerfer zu beleuchten und ein zweites Wahrnehmungsergebnis für den Raumsensor zu erzeugen, das erste Wahrnehmungsergebnis und das zweite Wahrnehmungsergebnis zu vergleichen und einen dem Raumsensor zugeordneten Fehler basierend auf dem Vergleich zu erkennen.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet eine Vielzahl von fahrdynamischen Sensoren, die zum Überwachen eines Fahrzeugfahrgestells und eines Antriebsstrangs angeordnet sind, worin der Befehlssatz weiterhin ausführbar ist, um das autonome Fahrzeug zum Ausführen eines Fahrmanövers zu steuern, die fahrdynamischen Sensoren des Fahrzeugs zu überwachen und zufällig einen der räumlichen Sensoren zu überwachen. Die Signalausgänge der fahrdynamischen Sensoren und ein Signalausgang des Raumsensors werden verglichen, um einen dem Raumsensor zugeordneten Fehler zu erkennen.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet die Ausführbarkeit des Befehlssatzes, um einen der Raumsensoren mit einem damit verbundenen Fehler zu identifizieren, ein Sichtfeld zu bestimmen, das demjenigen der Raumsensoren mit dem Fehler zugeordnet ist, und die Positionen der übrigen Raumsensoren so einzustellen, dass das Sichtfeld, das demjenigen der Raumsensoren mit dem Fehler zugeordnet ist, inbegriffen ist.
Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Arten und anderen Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Lehren, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich hervor.
Figurenliste
Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen gilt:

1 stellt schematisch ein Fahrzeug einschließlich eines autonomen Fahrzeugsteuerungssystems und zugehöriger Steuerungen gemäß der Offenbarung dar; und
2 stellt schematisch eine Ausführungsform einer statischen Wahrnehmungsroutine dar, die so angeordnet ist, dass ein Wahrnehmungsergebnis in Verbindung mit einem statischen Sichtfeld für jeden der mehreren Raumüberwachungssensoren im Fahrzeug gemäß der Offenbarung erzeugt wird;
3 stellt schematisch eine Ausführungsform einer Umgebungslichtwahrnehmungsroutine dar, die so angeordnet ist, dass ein Wahrnehmungsergebnis für jeden der Vielzahl der fahrzeuginternen Raumüberwachungssensoren erzeugt wird, um einen damit verbundenen Fehler gemäß der Offenbarung zu erkennen;
4 stellt schematisch eine Ausgestaltung einer fahrdynamischen Wahrnehmungsroutine dar, die zum Erzeugen eines Wahrnehmungsergebnisses für jeden der Raumsensoren des fahrzeuginternen Raumüberwachungssystems angeordnet ist, um einen damit verbundenen Fehler gemäß der Offenbarung zu erkennen; und
5 stellt schematisch eine Ausführungsform einer Fehlerbehebungsroutine dar, die dazu dient, den Betrieb bei Auftreten eines Fehlers, der mit einem der Raumsensoren des fahrzeuginternen Raumüberwachungssystems zusammenhängt, gemäß der Offenbarung zu mildern.

Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung der verschiedenen bevorzugten Merkmale der vorliegenden Offenbarung darstellen, wie sie hierin offenbart werden, einschließlich beispielsweise bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen. Details, die zu solchen Merkmalen gehören, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendungs- und Verwendungsumgebung ermittelt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hierin beschrieben und veranschaulicht sind, können in einer Vielfalt von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Daher ist die folgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung, wie beansprucht, einzuschränken, sondern sie ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen davon. Obwohl zahlreiche spezielle Einzelheiten in der folgenden Beschreibung dargelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können zudem einige Ausführungsformen ohne einige dieser Details in die Praxis umgesetzt werden. Darüber hinaus wurde zum Zwecke der Klarheit technisches Material, das im entsprechenden Stand der Technik verstanden wird, nicht ausführlich beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden. Darüber hinaus kann die Offenbarung, wie hierin veranschaulicht und beschrieben, in Abwesenheit eines Elements ausgeführt werden, das hierin nicht ausdrücklich offenbart ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Referenznummern gleichartigen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, veranschaulicht 1 in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen ein Fahrzeug 10, das ein autonomes Fahrzeugsteuerungssystem 20 und eine zugehörige Fahrzeugzustandsüberwachungs-(VHM)-Steuerung 150 aufweist, die veranschaulichend für die hierin beschriebenen Konzepte ist. Das Fahrzeug 10 beinhaltet in einer Ausführungsform einen vierradangetriebenen Personenkraftwagen mit lenkbaren Vorderrädern und festen Hinterrädern. Das Fahrzeug 10 kann, mittels nicht beschränkender Beispiele, ein Personenkraftwagen, ein leichtes oder schweres Nutzfahrzeug, ein Mehrzweckfahrzeug, eine landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Industriefahrzeug/ Lagerhaus-Fahrzeug oder ein Freizeit-Geländefahrzeug sein.
Wie hierin verwendet, beinhaltet das autonome Fahrzeugsteuerungssystem 20 ein fahrzeugseitiges Steuersystem, das in der Lage ist, einen gewissen Grad an Fahrautomatisierung zu bieten. Die Begriffe ‚Fahrer‘ und ‚Bediener‘ beschreiben die Person, die für das Steuern des Betriebs des Fahrzeugs verantwortlich ist, unabhängig davon, ob sie aktiv an der Steuerung einer oder mehrerer Fahrzeugfunktionen oder an der Steuerung des autonomen Betriebs des Fahrzeugs beteiligt ist. Die Fahrautomatisierung kann eine Reihe von dynamischen Fahr- und Fahrzeugfunktionen beinhalten. Die Fahrautomatisierung kann ein gewisses Maß an automatischer Steuerung oder Eingriffen in Bezug auf eine einzelne Fahrzeugfunktion, wie beispielsweise Lenkung, Beschleunigung und/oder Bremsen, beinhalten, wobei der Fahrer ständig die gesamte Kontrolle über das Fahrzeug hat. Die Fahrautomatisierung kann ein gewisses Maß an automatischer Steuerung oder Eingriffen in Bezug auf die gleichzeitige Steuerung mehrerer Fahrzeugfunktionen, wie beispielsweise Lenkung, Beschleunigung und/oder Bremsen, beinhalten, wobei der Fahrer ständig die gesamte Kontrolle über das Fahrzeug hat. Die Fahrautomatisierung kann die gleichzeitige automatische Steuerung aller Fahrfunktionen des Fahrzeugs, einschließlich Lenkung, Beschleunigung und Bremsen, beinhalten, worin der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug für einen bestimmten Zeitraum während einer Fahrt abgibt. Die Fahrautomatisierung kann die gleichzeitige automatische Steuerung aller Fahrfunktionen des Fahrzeugs, einschließlich Lenkung, Beschleunigung und Bremsen, beinhalten, worin der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug während der gesamten Fahrt überlässt. Die Fahrautomatisierung beinhaltet Hardware und Steuerungen, die zum Überwachen der räumlichen Umgebung unter verschiedenen Fahrmodi konfiguriert sind, um verschiedene Fahraufgaben im dynamischen Betrieb auszuführen. Die Fahrautomation kann beispielsweise einen Tempomat, einen adaptiven Tempomat, eine Spurwechselwarnung, Eingriffe und Steuerungen, automatisches Einparken, Beschleunigen, Bremsen und dergleichen beinhalten.
Das autonome Fahrzeugsteuerungssystem 20 beinhaltet vorzugsweise ein oder eine Vielzahl von Fahrzeugsystemen und zugehöriger Steuerungen, die ein Maß an Fahrautomatisierung bieten, wobei die VHM-Steuerung 150 zum Überwachen, Prognostizieren und/oder Diagnostizieren des Betriebs des autonomen Fahrzeugsteuerungssystems 20 vorgesehen ist. Die dem autonomen Fahrzeugsteuerungssystem 20 zugeordneten Fahrzeugsysteme, Teilsysteme und Steuerungen sind zum Ausführen einer oder mehrerer Vorgänge implementiert, die mit autonomen Fahrzeugfunktionen verbunden sind, einschließlich einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ACC), Spurführung und Spurhaltebetrieb, Spurwechselbetrieb, Lenkhilfebetrieb, Objektvermeidungsbetrieb, Einparkhilfebetrieb, Fahrzeugbremsbetrieb, Fahrzeuggeschwindigkeits- und Beschleunigungsbetrieb, Fahrzeugseitenbewegungsbetrieb, z. B. als Teil der Spurführung, Spurhalte- und Spurwechselbetrieb, usw. Die Fahrzeugsysteme und die zugehörigen Steuerungen des autonomen Fahrzeugsteuerungssystems 20 können als nicht einschränkende Beispiele einen Antriebsstrang 32 und eine Antriebsstrangsteuerung (PCM) 132 beinhalten; ein Lenksystem 34, ein Bremssystem 36 und ein Fahrwerksystem 38, die über eine Fahrzeugsteuerung (VCM) 136 gesteuert werden; ein Fahrzeug-Raumüberwachungssystem 40 und eine Raumüberwachungssteuerung 140, ein Mensch-Maschine-Schnittstellen-(HMI)-System 42 und eine HMI-Steuerung 142; ein HLK-System 44 und eine zugehörige HLK-Steuerung 144; eine Bedienersteuerung 46 und eine zugehörige Bedienersteuerung 146; und ein Fahrzeugbeleuchtungs-, Beleuchtungs- und Fremdsignalisierungssystem 48 und eine zugehörige Steuerung 148.
Jedes der Fahrzeugsysteme und die zugehörigen Steuerungen können ferner ein oder mehrere Teilsysteme und eine zugehörige Steuerung beinhalten. Die Teilsysteme und Steuerungen sind zur einfachen Beschreibung als diskrete Elemente dargestellt. Die vorstehende Klassifizierung der Teilsysteme dient nur der Beschreibung einer Ausführungsform und ist illustrativ. Andere Konfigurationen können als innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung in Betracht gezogen werden. Es sollte beachtet werden, dass die beschriebenen und ausgeführten Funktionen durch die diskreten Elemente mit einer oder mehreren Vorrichtungen ausgeführt werden können, die algorithmischen Code, vorbestimmte Kalibrierungen, Hardware, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) und/oder externe oder cloudbasierte Computersysteme beinhalten können. Jede der vorgenannten Steuerungen beinhaltet einen VHM-Agenten, der als algorithmischer Code, Kalibrierungen, Hardware, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASIC) oder andere Elemente implementiert und ausgeführt werden kann. Jeder der VHM-Agenten ist konfiguriert, um Komponenten- und Subsystemüberwachung, Merkmalsextraktion, Datenfilterung und Datenaufzeichnung für die zugehörige Steuerung auszuführen. Die Datenaufzeichnung kann eine periodische und/oder ereignisbasierte Datenaufzeichnung, eine Einzelzeitpunktdatenaufzeichnung und/oder eine fortlaufende Zeitpunktdatenaufzeichnung für eine bestimmte Zeitdauer, beispielsweise vor und/oder nach dem Auslösen eines Ereignisses, beinhalten. Diese Datenaufzeichnung kann durch den Einsatz von Ringspeicherpuffern oder einer anderen geeigneten Speichervorrichtung erfolgen.
Das PCM 132 kommuniziert mit einem Antriebsstrang 32 und ist mit diesem funktional verbunden und führt Steuerungsroutinen zum Steuern des Betriebs eines Motors und/oder Drehmomentmaschinen aus, von denen keine dargestellt sind, zum Übertragen von Vortriebsmoment an die Fahrzeugräder als Reaktion auf Fahrzeugbetriebsbedingungen und Bedienereingaben. Das PCM 132 ist als eine einzelne Steuerung dargestellt, kann jedoch eine Vielzahl von funktionalen Steuerungsvorrichtungen zum Steuern verschiedener Antriebsstrangstellglieder, einschließlich dem Motor, dem Getriebe, den Drehmomentmaschinen, Radmotoren und weiteren Elementen des Antriebsstrangs 32 beinhalten, von denen keine dargestellt ist. Als nicht einschränkendes Beispiel kann der Antriebsstrang 32 einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe mit einer zugehörigen Motorsteuerung und Getriebesteuerung beinhalten. Darüber hinaus kann der Verbrennungsmotor eine Vielzahl von diskreten Teilsystemen mit einzelnen Steuerungen beinhalten, wie z. B. eine elektronische Drosselvorrichtung und Steuerung, Kraftstoffeinspritzdüsen und -steuerungen, usw. Der Antriebsstrang 32 kann auch aus einem elektrisch betriebenen Motor/Generator mit zugehörigem Wechselrichtermodul und Wechselrichtersteuerung bestehen. Die Steuerroutinen des PCM 132 können auch ein adaptives Geschwindigkeitsregelungssystem (ACC) beinhalten, das die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigung und das Bremsen als Reaktion auf Fahrereingaben und/oder autonome Fahrzeugsteuereingänge steuert. Das PCM 132 beinhaltet auch einen PCM VHM Agent 133.
Das VCM 136 kommuniziert mit mehreren Fahrzeugbetriebssystemen, ist mit diesen funktional verbunden und führt Steuerungsroutinen zum Steuern dessen Betriebs aus. Die Fahrzeugbetriebssysteme können Bremsen, Stabilitätskontrolle und Lenkung beinhalten, die durch Stellglieder des Bremssystems 36, des Fahrwerksystems 38 und des Lenksystems 34 gesteuert werden können, die vom VCM 136 gesteuert werden. Das VCM 136 ist als eine einzelne Steuerung dargestellt, kann jedoch mehrere funktionale Steuerungsvorrichtungen zum Überwachen von Systemen und Steuern verschiedener Stellglieder beinhalten. Das VCM 136 beinhaltet auch einen VCM VHM Agent 137.
Das Lenksystem 34 ist zum Steuern der seitlichen Bewegung des Fahrzeugs konfiguriert. Das Lenksystem 34 beinhaltet bevorzugt eine elektrische Servolenkung (EPS), die mit einem aktiven Frontlenksystem zum Ergänzen oder Ersetzen der Bedienereingabe über ein Lenkrad 108 durch Steuern des Lenkwinkels der lenkbaren Räder des Fahrzeugs 10 während der Ausführung eines autonomen Manövers verbunden ist, wie etwa ein Spurwechselmanöver oder ein anderes autonomes Manöver, das eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. Beschleunigung oder Verzögerung, und eine Änderung der Fahrtrichtung beinhaltet. Ein exemplarisches aktives Frontlenksystem ermöglicht einen primären Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer, einschließlich der Erhöhung der Lenkradwinkelsteuerung, wenn dieses zum Erzielen eines bevorzugten Lenkwinkels und/oder Fahrzeuggierwinkels nötig ist. Alternativ oder ergänzend kann das aktive Frontlenksystem eine vollständige autonome Steuerung der Fahrzeuglenkfunktion ermöglichen. Es wird erkannt, dass die hierin beschriebenen Systeme mit Modifikationen an den Fahrzeuglenksteuerungssystemen, wie etwa elektrischer Servolenkung, Vier-/ Hinterrad-Lenksystemen und direkten Giersteuerungssystemen anwendbar sind, das den Antriebsschlupf jedes Rades zum Erzeugen einer Gierbewegung steuert.
Das Bremssystem 36 ist zum Steuern der Fahrzeugbremsung konfiguriert und beinhaltet Radbremsvorrichtungen, z.B. Scheibenbremselemente, Bremssättel, Hauptzylinder und ein Bremsstellglied, z. B. ein Pedal. Die Raddrehzahlsensoren überwachen die einzelnen Raddrehzahlen, und eine Bremssteuerung kann mit einer Antiblockierfunktion ausgestattet werden.
Das Fahrwerksystem 38 beinhaltet vorzugsweise eine Vielzahl von bordeigenen Sensorsystemen und Vorrichtungen zum Überwachen des Fahrzeugbetriebs zum Ermitteln von Fahrzeugbewegungszuständen und, in einer Ausführungsform, eine Vielzahl von Vorrichtungen zum dynamischen Steuern einer Fahrzeugaufhängung. Die Fahrzeugbewegungszustände beinhalten bevorzugt z. B. die Fahrgeschwindigkeit, den Lenkwinkel der lenkbaren Vorderräder und die Gierrate. Die Bordfahrwerküberwachungs-Sensorsysteme und Vorrichtungen beinhalten Trägheitssensoren, wie etwa Drehratensensoren und Beschleuniger. Das Fahrwerksystem 38 schätzt die Fahrzeugbewegungszustände, wie etwa Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, Gierrate und Quergeschwindigkeit und schätzt den seitlichen Versatz und Gierwinkel des Fahrzeugs 10. Die gemessene Gierrate wird mit den Lenkwinkelmessungen zum Schätzen des Fahrzeugzustands der Quergeschwindigkeit verbunden. Die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit kann anhand von Signaleingängen der Raddrehzahlsensoren bestimmt werden, die zum Überwachen jedes der Vorderräder und Hinterräder eingerichtet sind. Die den Fahrzeugbewegungszuständen zugeordneten Signalen können von anderen Fahrzeugsteuerungssystemen zur Fahrzeugsteuerung und -bedienung übertragen und überwacht werden.
Das Fahrzeug-Raumüberwachungssystem 40 und die Raumüberwachungssteuerung 140 können eine Steuerung beinhalten, die mit einer Vielzahl von Raumsensoren 41 kommuniziert, um Sichtfelder benachbart zum Fahrzeug 10 zu überwachen und digitale Darstellungen der Sichtfelder einschließlich benachbarter entfernter Objekte zu erzeugen. Die Raumüberwachungssteuerung 140 beinhaltet auch einen Raumüberwachungs-VHM-Agenten 141. Die Raumüberwachungssteuerung 140 kann die Eingänge der Raumsensoren 41 auswerten, um einen linearen Bereich, die relative Geschwindigkeit und die Trajektorie des Fahrzeugs 10 im Hinblick auf jedes benachbarte entfernte Objekt zu bestimmen. Die Raumsensoren 41 können an verschiedenen Stellen am Fahrzeug 10 angebracht werden, einschließlich der vorderen Ecken, hinteren Ecken, hinteren Seiten und Mittelseiten. Die Raumsensoren 41 können einen vorderen Radarsensor und eine Kamera in einer Ausführungsform beinhalten, obwohl die Offenbarung nicht so beschränkt ist. Die Anordnung der erwähnten Raumsensoren 41 ermöglicht der Raumüberwachungssteuerung 140 das Überwachen des Verkehrsflusses, einschließlich von sich in der Nähe befindlichen Fahrzeugen und anderen Objekte um das Fahrzeug 10. Daten, die durch die Raumüberwachungssteuerung 140 erzeugt werden, können durch den Fahrbahnmarkierungserfassungsprozessor (nicht dargestellt) zum Schätzen der Fahrbahn angewendet werden. Die Raumsensoren 41 des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems 40 können darüber hinaus objektlokalisierende Sensorvorrichtungen beinhalten, einschließlich Bereichssensoren, wie etwa FM-CW(Frequency Modulated Continuous Wave)-Radare und FSK(Frequency Shift Keying)-Radar und Lidar(Light Detection and Ranging)-Vorrichtungen und Ultraschallvorrichtungen, die auf Effekte, wie etwa Doppler-Effekt-Messungen zum Orten von vorderen Objekten, angewiesen sind. Die möglichen objekterfassenden Vorrichtungen beinhalten ladungsgekoppelte Vorrichtungen (CCD) oder komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Schalteinrichtungs-(CMOS)-Videobildsensoren und andere bekannte Kamera/ Videobild-Prozessoren, die digitale fotografische Verfahren zum ‚Ansehen‘ vorderer Objekte, einschließlich eines oder mehrerer Fahrzeuge(s), verwenden. Diese Sensorsysteme werden zur Erfassung und Ortung von Objekten in Automobilanwendungen angewendet und sind mit Systemen verwendbar, einschließlich z. B. adaptiver Geschwindigkeitsregelung, Kollisionsvermeidung, Pre-Crash-Sicherheit und Seitenobjekterfassung.
Die dem Fahrzeug-Raumüberwachungssystem 40 zugeordneten Raumsensoren 41 werden vorzugsweise innerhalb des Fahrzeugs 10 in einer relativ ungehinderten Position positioniert, um ein Sichtfeld der räumlichen Umgebung zu überwachen. Wie hier angewandt, beinhaltet die räumliche Umgebung alle externen Elemente, einschließlich fester Objekte wie Schilder, Masten, Bäume, Häuser, Geschäfte, Brücken usw.; und bewegte oder bewegliche Objekte wie Fußgänger und andere Fahrzeuge. Jeder dieser Raumsensoren 41 stellt eine Schätzung der tatsächlichen Lage oder des Zustands eines Objekts bereitstellt, worin die Schätzung eine geschätzte Position und die Standardabweichung beinhaltet. Als solches werden die sensorische Erfassung und Messung von Objektorten und Bedingungen für gewöhnlich als ,Schätzwerte‘ bezeichnet. Es wird ferner erkannt, dass die Eigenschaften dieser Raumsensoren 41 komplementär sind, indem einige beim Schätzen bestimmter Parameter zuverlässiger sind als andere. Die Raumsensoren 41 können jeweils unterschiedliche Betriebsbereiche und Winkelabdeckungen aufweisen, die verschiedene Parameter innerhalb ihrer Betriebsbereiche schätzen können. Beispielsweise können Radarsensoren normalerweise den Bereich, die Bereichsrate und Azimutort eines Objekts schätzen, sind aber normalerweise nicht gut im Schätzen der Maße eines erfassten Objektes. Eine Kamera mit Vision-Prozessor ist beim Schätzen einer Form und Azimutposition des Objekts genauer, jedoch weniger effizient beim Schätzen des Bereichs und der Bereichsrate eines Objekts. Scannende Lidarsysteme arbeiten effizient und genau gegenüber der Schätzung des Bereichs und der Azimutposition, können jedoch normalerweise nicht die Bereichsrate schätzen und sind daher nicht so genau bei einer neuen Objekterfassung/ -erkennung. Ultraschallsensoren sind in der Lage den Bereich zu schätzen, jedoch im Allgemeinen nicht in der Lage zur Schätzung oder Berechnung der Bereichsrate und Azimutposition. Weiterhin wird erkannt, dass die Leistung jeder Sensorik durch unterschiedliche Umgebungsbedingungen beeinflusst wird. Somit präsentieren einige Raumsensoren 41 parametrische Varianzen während des Betriebs, obwohl überlappende Erfassungsbereiche der Sensoren Möglichkeiten für die Sensordatenfusion schaffen.
Das HVAC-System 44 ist zur Verwaltung der Umgebungsbedingungen im Fahrgastraum vorgesehen, wie z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität und dergleichen, als Reaktion auf Bedienbefehle, die an die HVAC-Steuerung 144 übermittelt werden, die deren Betrieb steuert. Die HVAC-Steuerung 144 beinhaltet auch einen HVAC VHM Agent 145.
Die Bedienelemente 46 können in den Fahrgastraum des Fahrzeugs 10 integriert werden und können als nicht einschränkende Beispiele ein Lenkrad 108, ein Gaspedal, ein Bremspedal und eine Bedienereingabevorrichtung 110 beinhalten. Die Bedienelemente 46 und die dazugehörige Bedienersteuerung 146 ermöglichen dem Fahrzeugführer die Interaktion und den direkten Betrieb des Fahrzeugs 10 zur Personenbeförderung. Die Bedienersteuerung 146 beinhaltet auch einen Bedienersteuerungs-VHM-Agent 147. Die Bedienersteuerungsvorrichtung, einschließlich des Lenkrads 108, des Gaspedals, des Bremspedals, des Gangwahlschalters und dergleichen, kann bei einigen Ausführungsformen des autonomen Fahrzeugs 10 wegfallen.
Das Lenkrad 108 kann an einer Lenksäule 109 mit der Eingabevorrichtung 110 mechanisch an der Lenksäule 109 montiert und für die Kommunikation mit der Bedienersteuerung 146 konfiguriert werden. Alternativ kann die Eingabevorrichtung 110 mechanisch in Nähe der Lenksäule 109 an einer Stelle montiert werden, die für den Fahrzeugführer komfortabel ist. Die Eingabevorrichtung 110, die hierin als ein hervorstehender Schaft der Säule 109 dargestellt ist, beinhaltet eine Benutzeroberflächenvorrichtung, durch die der Fahrzeugführer den Fahrzeugbetrieb in einem autonomen Steuermodus anweisen kann, z. B. durch Anweisung des Aktivierens der Elemente des autonomen Fahrzeugsteuersystems 20. Die Mechanisierung der Eingabevorrichtung 110 ist exemplarisch. Die Eingabevorrichtung 110 kann in einer oder mehreren der Vielzahl an Vorrichtungen mechanisiert werden kann oder in Form einer Steuerung auftreten kann, die sprachaktiviert ist oder ein anderes geeignetes System sein kann. Die Eingabevorrichtung 110 weist bevorzugt Steuerungsmerkmale und eine Stelle auf, die durch vorliegende Blinksignalaktivierungssysteme verwendet werden. Alternativ können andere Eingabevorrichtungen, wie etwa Hebel, Taster, Knöpfe und Spracherkennungs-Eingabevorrichtungen anstelle von oder zusätzlich zu den Eingabevorrichtungen 110 verwendet werden.
Das HMI-System 42 ermöglicht die Interaktion zwischen Mensch/Maschine, um die Bedienung eines Infotainmentsystems, eines GPS-Systems, eines Navigationssystems und dergleichen zu steuern, und ist mit einer HMI-Steuerung 142 ausgestattet. Die HMI-Steuerung 142 überwacht Bedieneranforderungen und liefert Informationen an den Bediener, einschließlich den Status der Fahrzeugsysteme sowie Service- und Wartungsinformationen. Die HMI-Steuerung 142 kann auch ein globales Positionierungs-/Navigationssystem beinhalten. Die HMI-Steuerung 142 kommuniziert mit und/oder steuert den Betrieb der Vielzahl von Benutzeroberflächenvorrichtungen, worin die Benutzeroberflächenvorrichtungen zum Senden einer Nachricht in Verbindung mit einem der autonomen Fahrzeugsteuerungssysteme, in der Lage ist. Die HMI-Steuerung 142 kommuniziert bevorzugt ebenfalls mit einer oder mehreren Vorrichtungen, die biometrische Daten in Verbindung mit dem Fahrzeugführer überwachen, einschließlich beispielsweise unter anderem Blickrichtung, Haltung und Kopfpositionserfassung. Die HMI-Steuerung 142 ist eine einheitliche Vorrichtung zur Vereinfachung der Beschreibung, kann jedoch als mehrere Steuermodule und den entsprechenden Sensorvorrichtungen in einer Ausführungsform des hierin beschriebenen Systems konfiguriert sein. Die HMI-Steuerung 142 beinhaltet auch einen HMI VHM Agent 143. Bedienerschnittstellenvorrichtungen können Vorrichtungen beinhalten, die zum Senden einer Nachricht in der Lage sind, die den Bediener zum Handeln auffordert, und können ein elektronisches Anzeigemodul beinhalten, z. B. eine Flüssigkristall-Display(LCD)-Vorrichtung, ein Heads-Up-Display (HUD) (nicht dargestellt), eine Audio-Feedbackvorrichtung, eine tragbare Vorrichtung und einen haptischen Sitz. Die Bedieneroberflächenvorrichtungen, die in der Lage sind zu einer Bedieneraktion aufzufordern, werden bevorzugt durch oder über die HMI-Steuerung 142 gesteuert. Das HUD kann Informationen projizieren, die auf eine Innenseite einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs im Sichtfeld des Fahrers reflektiert wird, umfassend das Übertragen eines Konfidenzniveaus in Verbindung mit einem der autonomen Fahrzeugsteuerungssysteme. Das HUD kann ebenfalls erweiterte Realitätsinformationen bereitstellen, wie etwa Fahrspurort, Fahrzeugweg, Richtungs- und/ oder Ortungsinformationen und dergleichen. Das HUD und ähnliche Systeme sind Fachleuten auf dem Gebiet bekannt.
Die Fahrzeugbeleuchtung, das Beleuchtungs- und Außensignalisierungssystem 48 beinhaltet eine Vielzahl von Scheinwerfern, Rückleuchten, Bremsleuchten, Schlussleuchten, Signalleuchten und dergleichen, die über die Beleuchtungssteuerung 148 steuerbar sind. Die Beleuchtungssteuerung 148 kommuniziert mit den Umgebungslichtsensoren, dem GPS-System und dem Navigationssystem und führt Steuerroutinen aus, die verschiedene Scheinwerfer, Rückleuchten, Bremsleuchten, Schlussleuchten, Signalleuchten, basierend auf dem Umgebungslicht, der Fahrtrichtung des GPS- und Navigationssystems und anderen Faktoren selektiv ausleuchten. Weitere Faktoren können einen Übersteuerungsbefehl zur Beleuchtung der Fahrzeuglampen in einem Baustellenbereich sein. Die Beleuchtungssteuerung 148 beinhaltet zudem einen Beleuchtungs-VHM-Agent 149.
In einer Ausführungsform ist das betrachtete Fahrzeug 10 zum Kommunizieren mit dem Kommunikationsnetz 285 konfiguriert, einschließlich der Kommunikation zwischen dem intelligenten Straßensystem und dem betrachteten Fahrzeug 10. Ein intelligentes Autobahnsystem kann zum Überwachen von Standorten, Geschwindigkeiten und Trajektorien einer Vielzahl von Fahrzeugen konfiguriert werden, wobei diese Informationen verwendet werden, um die Steuerung eines oder mehrerer ähnlich gelegener Fahrzeuge zu erleichtern. Dieses kann die Kommunikation des geografischen Standorts, die Frontgeschwindigkeit und Beschleunigungsrate von einem oder mehreren Fahrzeugen in Bezug auf das Fahrzeug 10 beinhalten. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 zum Kommunizieren mit einer externen Steuerung 280 über das Kommunikationsnetz 285 konfiguriert.
Die VHM-Steuerung 150 ist zum Überwachen des Zustands verschiedener bordeigener Teilsysteme konfiguriert, die eine oder mehrere Funktionen im Zusammenhang mit dem autonomen Fahrzeugbetrieb ausführen. Die VHM-Steuerung 150 beinhaltet eine Steuerungsarchitektur, die mit einer mehrschichtigen hierarchischen VHM-Datenverarbeitung, -Erfassung und -Speicherung unter Verwendung der Vielzahl von VHM-Agenten konfiguriert ist, die einer VHM-Mastersteuerung zugeordnet sind, die mit der externen Steuerung 280 kommunizieren kann. Diese Konfiguration kann dazu dienen, die Komplexität der Datenverarbeitung, die Datenerfassung und die Kosten für die Datenspeicherung zu reduzieren. Die VHM-Steuerung 150 stellt eine zentralisierte Systemüberwachung und eine verteilte Systemüberwachung mit Datenerfassung über die VHM-Mastersteuerung und die Vielzahl der VHM-Agenten zur Verfügung, um eine schnelle Reaktionszeit und eine integrierte Fahrzeug-/Systemebenenabdeckung zu gewährleisten. Die VHM-Steuerung 150 kann auch eine Fehlerbegrenzungssteuerung und eine redundante VHM-Mastersteuerung beinhalten, um die Integrität der von der Fehlerbegrenzungssteuerung verwendeten VHM-Informationen zu überprüfen.
Der Begriff „Steuerung“ und verwandte Begriffe wie Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe beziehen sich auf eine oder verschiedene Kombinationen von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), elektronische Schaltung(en), Zentralrechnereinheit(en), z. B. Mikroprozessor(en) und zugehörige nichttransitorische Speicherkomponente(n) in Form von Speicher und Speichergeräten (Lesespeicher, programmierbarer Lesespeicher, Direktzugriff, Festplatte usw.). Die nichttransitorisch Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Befehle in der Form einer oder mehrerer Software- oder Firmware-Programme oder -Routine, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingabe-/Ausgabeschaltung(en) und -geräten, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Zu den Ein- und Ausgabevorrichtungen und Schaltungen gehören Analog-/Digitalwandler und ähnliche Vorrichtungen, die Sensoreingaben mit einer vorgegebenen Abruffrequenz oder in Reaktion auf ein Auslöseereignis überwachen. Software, Firmware, Programme, Befehle, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe beziehen sich auf von einer Steuereinheit ausführbaren Befehlssätze, wie z. B. Kalibrierungen und Wertetabellen. Jede Steuerung führt eine oder mehrere Steuerroutinen aus, um gewünschte Funktionen bereitzustellen. Die Routinen können in regelmäßigen Intervallen, wie z. B. während des laufenden Betriebs alle 100 Mikrosekunden, ausgeführt werden. Alternativ dazu können Routinen in Reaktion auf ein Auslöseereignis ausgeführt werden. Der Begriff ,Modell‘ bezeichnet einen prozessorbasierten oder einen über einen Prozessor ausführbaren Code und die zugehörige Kalibrierung, die die physische Existenz einer Vorrichtung oder eines physischen Prozesses simuliert. Der Begriff „dynamisch“ beschreibt Schritte oder Prozesse, die in Echtzeit ausgeführt werden und durch das Überwachen oder sonstige Ermitteln von Parameterzuständen und dem regelmäßigen oder periodischen Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen der Routine gekennzeichnet sind. Die Begriffe „Kalibrierung“, „Kalibrieren“ und verwandte Begriffe beziehen sich auf ein Ergebnis oder ein Verfahren, das eine tatsächliche oder Standardmessung, die mit einer Vorrichtung verbunden ist, mit einer wahrgenommenen oder beobachteten Messung oder einer befohlenen Position vergleicht. Eine hierin beschriebene Kalibrierung kann auf eine speicherbare parametrische Tabelle, mehrere ausführbare Gleichungen oder eine andere geeignete Form reduziert werden.
Die Kommunikation zwischen den Steuerungen und die Kommunikation zwischen Steuerungen und Stellgliedern und/oder Sensoren können über eine direkte Drahtverbindung, einen vernetzten Kommunikationsbus, eine drahtlose Verbindung oder eine andere geeignete Kommunikationsverbindung erfolgen. Die Kommunikation beinhaltet den Austausch von Datensignalen auf eine geeignete Art, darunter auch z. B. elektrische Signale über ein leitfähiges Medium, elektromagnetische Signale durch die Luft, optische Signale über Lichtwellenleiter und dergleichen. Datensignale können diskrete, analoge oder digitalisierte analoge Signale beinhalten, die Eingaben von Sensoren und Stellgliedbefehle, sowie Kommunikationssignale zwischen Steuereinheiten darstellen. Der Begriff „Signal“ bezieht sich auf eine physisch wahrnehmbare Anzeige, die Informationen übermittelt und kann eine geeignete Wellenform (z. B. elektrische, optische, magnetische, mechanische oder elektromagnetische) umfassen, wie beispielsweise Gleichstrom, Wechselspannung, Sinuswellen, Dreieckswelle, Rechteckwelle, Vibration und dergleichen, die durch ein Medium laufen können. Ein Parameter ist definiert als eine messbare Größe, die eine physikalische Eigenschaft einer Vorrichtung oder eines anderen Elements darstellt, die durch einen oder mehrere Sensoren und/oder ein physikalisches Modell erkennbar ist. Ein Parameter kann einen diskreten Wert aufweisen, z. B. ,,1" oder ,,0", oder kann stufenlos eingestellt werden.
Die Begriffe „Prognose“, „Prognostik“ und verwandte Begriffe sind mit der Datenüberwachung und mit Algorithmen und Auswertungen verbunden, die eine vorausschauende Aussage über ein wahrscheinliches zukünftiges Ereignis im Zusammenhang mit einer Komponente, einem Teilsystem oder einem System treffen. Prognosen können Klassifizierungen beinhalten, die einen ersten Zustand beinhalten, der anzeigt, dass die Komponente, das Teilsystem oder das System gemäß ihrer Spezifikation arbeiten („Grün“ oder „G“), einen zweiten Zustand, der eine Verschlechterung des Betriebs der Komponente, des Teilsystems oder des Systems anzeigt („Gelb“ oder „Y“), und einen dritten Zustand, der einen Fehler im Betrieb der Komponente, des Teilsystems oder des Systems anzeigt („Rot“ oder „R“). Die Begriffe „Diagnostik“, „Diagnose“ und verwandte Begriffe sind mit der Datenüberwachung und mit Algorithmen und Auswertungen verbunden, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines bestimmten Fehlers einer Komponente, eines Teilsystems oder eines Systems anzeigen. Der Begriff „Minderung“ und verwandte Begriffe sind mit Vorgängen, Aktionen oder Steuerroutinen verbunden, die dazu dienen, die Auswirkungen eines Fehlers in einer Komponente, einem Teilsystem oder einem System zu vermindern.
Die Telematiksteuerung beinhaltet ein drahtloses Telematikkommunikationssystem, das in der Lage zu zusätzlicher Fahrzeugkommunikation ist, einschließlich Kommunikation mit einem Kommunikationsnetzwerksystem 285 mit drahtlosen und verdrahteten Kommunikationsfähigkeiten. Die Telematiksteuerung ist in der Lage zu zusätzlicher Fahrzeugkommunikation ist, einschließlich Kurzbereichs-Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-Kommunikation. Alternativ oder zusätzlich weist die Telematiksteuerung ein drahtloses Telematikkommunikationssystem auf, das in der Lage zu Kurzbereichs-Drahtloskommunikation an eine handgehaltene Vorrichtung ist, beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Satellitentelefon oder eine andere Telefonvorrichtung. In einer Ausführungsform ist die handgehaltene Vorrichtung mit einer Softwareanwendung versehen, die ein drahtloses Protokoll zum Kommunizieren mit der Telematiksteuerung beinhaltet und die handgehaltene Vorrichtung führt die zusätzliche Fahrzeugkommunikation aus, einschließlich der Kommunikation mit einer externen Steuerung 280 über das Kommunikationsnetz 285. Alternativ oder zusätzlich führt die Telematiksteuerung die zusätzliche Fahrzeugkommunikation direkt durch, indem sie über ein Kommunikationsnetz 285 mit der externen Steuerung 280 kommuniziert.
Prognostische Klassifizierungsroutinen zum Bestimmen einer Prognose, d. h. R/Y/G, für jedes der Teilsysteme können in der VHM-Steuerung 150 ausgeführt werden. Die prognostischen Klassifizierungsroutinen können das Auftreten einer grünen Prognose erkennen, die mit einem der Fahrzeug-Teilsysteme und zugehörigen Steuerungen des autonomen Fahrzeugsteuerungssystems 20 verbunden ist, und die VHM-Steuerung 150 kann die zugehörige Datenübertragung außerhalb über das Kommunikationsnetz 285 blockieren, um die Datenkommunikationslast auf die externe Steuerung 280 zu reduzieren. Alternativ kann das Übertragen einer grünen Prognose in Form einer einfachen Bestätigung der Grünbestimmung für eine Komponente, ein Teilsystem oder ein System eines der Fahrzeugsysteme und der zugehörigen Steuerungen des autonomen Fahrzeugsteuerungssystems 20 mit einem Zeitstempel erfolgen, wodurch die Datenübertragungslast zur externen Steuerung 280 minimiert wird.
Die VHM-Steuerung 150 beinhaltet ausführbare Routinen zur Auswertung von fahrzeuginternen Vorrichtungen, welche die räumliche Umgebung des autonomen Fahrzeugs 10 überwachen, wie z.B. das Fahrzeug-Raumüberwachungssystem 40, die Raumüberwachungssteuerung 140 und der Raumüberwachungs-VHM-Agent 141, der mit Bezug auf 1 beschrieben wird.
Wie hierin beschrieben, kann die VHM-Steuerung 150 eine statische Wahrnehmungsroutine 200 beinhalten, die angeordnet ist, um für jeden der Vielzahl der Raumsensoren 41 ein mit einem statischen Sichtfeld verbundenes Wahrnehmungsergebnis zu erzeugen und die Wahrnehmungsergebnisse zu vergleichen, um einen damit verbundenen Fehler zu erkennen. Die statische Wahrnehmungsroutine 200 kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt ausgelöst werden und wird als Steuerroutine ausgeführt, die in einer Speichervorrichtung in einer der Fahrzeugsteuerungen gespeichert ist.

2 stellt schematisch eine Ausführungsform der statischen Wahrnehmungsroutine 200 dar. Tabelle 1 stellt eine Aufschlüsselung bereit, in der die numerisch gekennzeichneten Blocks und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der statischen Wahrnehmungsroutine 200 aufgeführt sind. Die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die konfiguriert wurden, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Tabelle 1

BLOCK	BLOCKINHALTE
202	Start
204	Ändern der Fahrzeugausrichtung
206	Ist das Sichtfeld eines ersten Raumsensors statisch?
208	Aufzeichnen der Fahrzeugposition und Erfassen des Sichtfeldes mit dem ersten Raumsensor
210	Anpassen der Fahrzeugausrichtung, um das Sichtfeld mit einem anderen Raumsensor zu erreichen
211	Aufnahme von Bildern
212	Wurden alle Raumsensoren geprüft?
214	Vergleichen Sie die Bilder aller räumlichen Sensoren
216	Sind die Bilder gleichwertig?
218	Meldung, dass alle Raumsensoren gemäß Spezifikation funktionieren
220	Melden des Fehlers mit einem der Raumsensoren
222	Ende

Die Ausführung der statischen Wahrnehmungsroutine 200 kann wie folgt fortschreiten. Die Schritte der statischen Wahrnehmungsroutine 200 können in einer geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 2 beschrieben ist, beschränkt.
Bei Inbetriebnahme (202) wird die Ausrichtung des Fahrzeugs geändert (204), bis ein erster der Raumsensoren 41 des fahrzeuginternen Raumüberwachungssystems 40 ein statisches Sichtfeld (206)(0) aufweist. Wenn das Sichtfeld des ersten Raumsensors statisch ist (206)(1), wird die Fahrzeugposition erfasst und der erste Raumsensor betätigt, um ein Bild des Sichtfeldes aufzunehmen (208). Die Ausrichtung des Fahrzeugs 10 wird so angepasst, dass ein zweiter der Raumsensoren das statische Sichtfeld (210) beinhaltet und der zweite Raumsensor betätigt wird, um ein Bild des statischen Sichtfeldes (211) aufzunehmen. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis alle Raumsensoren getestet wurden (212)(0), d. h. Bilder des statischen Sichtfeldes aufgenommen wurden (212)(1). Dies beinhaltet die sequentielle Positionierung des Fahrzeugs so, dass die Raumsensoren des fahrzeuginternen Raumüberwachungssystems 40 jeweils analog ausgerichtet sind, um das jeweilige Wahrnehmungsergebnis in Verbindung mit dem zuvor identifizierten statischen Sichtfeld zu erzeugen.
Die Bilder des statischen Sichtfeldes aller Raumsensoren werden verglichen (214), um zu ermitteln, ob sie ähnlich oder äquivalent sind, wobei Ähnlichkeit und Äquivalenz basierend auf ausgewählten Markierungen in den verschiedenen Bildern (216) bestimmt werden. Wenn die Bilder des statischen Sichtfeldes von allen Raumsensoren ähnlich sind (216)(1), wird ein Bericht erstellt, der anzeigt, dass alle Raumsensoren gemäß der Spezifikation (218) funktionieren und diese Iteration endet (222). Wenn die Bilder des statischen Sichtfeldes von einem oder mehreren der Raumsensoren von einem erwarteten Bild (216)(0) abweichen, wird ein Bericht erstellt, der einen Fehler bei einem oder mehreren der Raumsensoren anzeigt, d. h. ein oder mehrere der Raumsensoren funktionieren nicht gemäß ihrer Spezifikation (220) und diese Iteration endet (222). Die Meldefunktion der Schritte 218 und 220 beinhaltet die Meldung des Ergebnisses an den Bediener über die HMI-Steuerung 142 und eine der Bedieneroberflächenvorrichtungen und kann das Ergebnis auch über die externe Steuerung 280 und das Kommunikationsnetz 285 an eine Servicestelle melden. Somit kann jeder der fahrzeuginternen Raumüberwachungssensoren sequentiell in einer analogen Ausrichtung positioniert werden, um das jeweilige Wahrnehmungsergebnis im Zusammenhang mit dem Sichtfeld zu erzeugen.
Wie hierin beschrieben, kann die VHM-Steuerung 150 eine Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 beinhalten, die zum Erzeugen eines Wahrnehmungsergebnisses für jeden der Vielzahl der fahrzeuginternen Raumüberwachungssensoren angeordnet ist, um einen damit verbundenen Fehler zu erkennen. Die Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 kann unter den hierin beschriebenen Bedingungen ausgelöst werden und wird als Steuerroutine und zugehörige Datenbank in einer Speichervorrichtung in einer der Fahrzeugsteuerungen ausgeführt.

3 stellt schematisch eine Ausführungsform der Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 dar. Die Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 wird ausgeführt, um die Leistungsfähigkeit der einzelnen fahrzeuginternen Raumüberwachungssensoren zu bewerten. Tabelle 2 stellt eine Aufschlüsselung bereit, in der die numerisch gekennzeichneten Blocks und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der statischen Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 aufgeführt sind. Die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die konfiguriert wurden, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Tabelle 2

BLOCK	BLOCKINHALTE
302	Start
304	Bestimmen der Umgebungslichtintensität
306	Sind die Umgebungslichtverhältnisse schlecht?
308	Erfassen der ersten Lichtintensitätsdaten des Raumsensors
310	Aktivieren des Fahrzeugscheinwerfers
312	Ist der Scheinwerfer ausgeleuchtet?
313	Melden von Scheinwerferfehlern
314	Erfassen von zweiten Lichtintensitätsdaten vom Raumsensor mit beleuchtetem Scheinwerfer
316	Vergleichen der ersten und zweiten Lichtintensitäten
318	Kein Fehler melden
320	Raumsensorfehler melden
322	Ende

Die Ausführung der Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 kann wie folgt fortschreiten. Die Schritte der statischen Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 können in einer geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 3 beschrieben ist, beschränkt. Die Umgebungslichtwahrnehmungsroutine 300 wird vorzugsweise ausgeführt, wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist oder wenn es stillsteht.
Bei der Inbetriebnahme (302) wird die Intensität des Umgebungslichts bestimmt (304), wobei auch Informationen von Tageszeit- und Fahrzeugsensoren verwendet werden können, wie beispielsweise Sensoren zum Aktivieren von Scheinwerfern. Wenn dann die Umgebungslichtintensität größer als eine Schwellenwertintensität (306)(0) ist, endet die Routine ohne weitere Maßnahmen (322). Wenn dann die Umgebungslichtintensität kleiner als die Schwellenwertintensität (306)(1) ist, bestätigt die Routine, dass die Scheinwerfer deaktiviert sind und ein erster Lichtintensitätsdatenpunkt von einem oder mehreren der Raumsensoren 41 des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems 40 (308) erfasst wird. Ein oder beide Fahrzeugscheinwerfer werden aktiviert (310), und die Routine überprüft, ob der Scheinwerfer aufleuchtet (312). Dies beinhaltet z.B. das Überwachen des elektrischen Stroms zum Scheinwerfer, um die Stromaufnahme zu überprüfen, die mit der Beleuchtung verbunden sein kann. Wenn der Scheinwerfer nicht aufleuchtet (312)(0), wird ein Scheinwerferfehler erfasst und gemeldet (313) und diese Iteration beendet (322). Wenn der Scheinwerfer leuchtet (312)(1), wird ein zweiter Lichtintensitätsdatenpunkt erfasst und gemeldet (314), und die ersten und zweiten Lichtintensitätsdatenpunkte werden verglichen, um zu bestimmen, ob ein Unterschied in der Intensität größer als ein Schwellenwert (316) ist. Wenn der Intensitätsunterschied größer als der Schwellenwert (316)(1) ist, meldet die Routine, dass kein Fehler mit dem Raumsensor (318) vorliegt und diese Iteration endet. Wenn der Intensitätsunterschied niedriger als der Schwellenwert (316)(0) ist, meldet die Routine, dass ein Fehler mit dem Raumsensor (318) vorliegt und diese Iteration endet. Die Meldefunktion der Schritte 318 und 320 beinhaltet die Meldung des Ergebnisses an den Bediener über die HMI-Steuerung 142 und eine der Bedieneroberflächenvorrichtungen und kann das Ergebnis auch über die externe Steuerung 280 und das Kommunikationsnetz 285 an eine Servicestelle melden. Jeder der Raumsensoren kann gleichzeitig oder sequentiell geprüft werden.
Wie hierin beschrieben, kann die VHM-Steuerung 150 eine fahrdynamische Wahrnehmungsroutine 400 beinhalten, die ein Wahrnehmungsergebnis für jeden der Raumsensoren 41 des fahrzeuginternen Raumüberwachungssystems 40 erzeugt, um einen damit verbundenen Fehler zu erkennen. Die fahrdynamische Wahrnehmungsroutine 400 kann unter den hierin beschriebenen Bedingungen ausgelöst werden und wird als Steuerroutine und zugehörige Datenbank in einer Speichervorrichtung in einer der Fahrzeugsteuerungen ausgeführt.

4 stellt schematisch eine Ausführungsform der fahrdynamischen Wahrnehmungsroutine 400 dar. Die fahrdynamische Wahrnehmungsroutine 400 wird ebenfalls ausgeführt, um jeden der Raumsensoren 41 zu bewerten. Tabelle 3 stellt eine Aufschlüsselung bereit, in der die numerisch gekennzeichneten Blocks und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der fahrdynamischen Wahrnehmungsroutine 400 aufgeführt sind. Die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die konfiguriert wurden, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Tabelle 3

BLOCK	BLOCKINHALTE
402	Start
404	Steuerung des Fahrzeugs mit bekannter Geschwindigkeit und Fahrtrichtung
406	Ist die dynamische Bewegung des Fahrzeugs durch Fahrwerks- und Antriebssensoren mit den GPS-Daten konsistent?
407	Melden von Fehlern mit Informationen von Fahrwerks- und/oder Antriebssensoren und GPS-Daten
408	Aufzeichnen von fahrdynamischen Bewegungsdaten von Fahrwerks- und Antriebssensoren, Aufzeichnen von Daten einer Vielzahl von Raumsensoren
410	Wird die Fahrzeugbewegung durch die Vielzahl von Raumsensoren angezeigt, die mit der Fahrzeugsteuerung übereinstimmen?
412	Melden eines Fehlers mit dem Raumsensor
414	Melden keines Fehlers mit dem Raumsensor
415	Ende

Die Ausführung der fahrdynamischen Wahrnehmungsroutine 400 kann wie folgt fortschreiten. Die Schritte der fahrdynamischen Wahrnehmungsroutine 400 können in einer geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 4 beschrieben ist, beschränkt. Die fahrdynamische Wahrnehmungsroutine 400 wird vorzugsweise durchgeführt, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist.
Bei der Inbetriebnahme (402) wird der Betrieb des Fahrzeugs mit einer gewünschten Geschwindigkeit und Fahrtrichtung (404) gesteuert und die Fahrdynamik über fahrzeuginterne dynamische Sensoren, z. B. Fahrwerks- und Antriebssensoren, überwacht. Auch die Fahrdynamik wird über das GPS-System überwacht und die Ergebnisse verglichen (406). Die Routine wertet aus, ob die von den Fahrwerks- und Antriebssensoren angezeigte fahrdynamische Bewegung mit den GPS-Daten übereinstimmt, d. h. ob die überwachten Ausgänge der fahrdynamischen Sensoren gültig sind. Wenn die von den Fahrwerks- und Antriebssensoren angezeigte dynamische Bewegung des Fahrzeugs nicht mit den GPS-Daten (406)(0) übereinstimmt, meldet die Routine das Auftreten eines Fehlers mit den Informationen der Fahrwerks- und/oder Antriebssensoren und den GPS-Daten (407) und diese Iteration endet (415).
Wenn die von den Fahrwerks- und Antriebssensoren angezeigte fahrdynamische Bewegung mit den GPS-Daten (406)(1) übereinstimmt, erfasst die Routine fahrdynamische Bewegungsdaten von Fahrwerks- und Antriebssensoren und erfasst und wertet auch Daten von den Raumsensoren 41 des fahrzeuginternen Raumüberwachungssystems 40 (408) aus.
Wenn die fahrdynamischen Bewegungsdaten der Fahrwerks- und Antriebssensoren und die damit verbundene Steuerung des Fahrzeugs bei der gewünschten Geschwindigkeit und Fahrtrichtung mit den Daten der Raumsensoren des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems 40 (410)(1) übereinstimmen, meldet die Routine keinen Fehler mit den Raumsensoren des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems 40 (414), und diese Iteration endet (415).
Wenn die fahrdynamischen Bewegungsdaten der Fahrwerks- und Antriebssensoren und die damit verbundene Steuerung des Fahrzeugs bei der gewünschten Geschwindigkeit und Fahrtrichtung mit den Daten der Raumsensoren des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems 40 (410)(0) übereinstimmen, meldet die Routine einen Fehler mit den Raumsensoren des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems 40 (412), und diese Iteration endet (415). Die Meldefunktion der Schritte 412 und 414 beinhaltet die Meldung des Ergebnisses an den Bediener über die HMI-Steuerung 142 und eine der Bedieneroberflächenvorrichtungen und kann das Ergebnis auch über die externe Steuerung 280 und das Kommunikationsnetz 285 an eine Servicestelle melden.
Wie hierin beschrieben, kann die VHM-Steuerung 150 eine Fehlerminderungsroutine 500 beinhalten, die den Betrieb bei Auftreten eines Fehlers in Verbindung mit einem der Raumsensoren 41 des Raumüberwachungssystems 40 im Fahrzeug abschwächt. Die Fehlerminderungsroutine 500 kann beim Erkennen eines Fehlers ausgelöst werden und wird als Steuerroutine und zugehörige Datenbank in einer Speichervorrichtung in einer der Fahrzeugsteuerungen ausgeführt.

5 stellt schematisch eine Ausführungsform der Fehlerminderungsroutine 500 dar. Tabelle 4 stellt eine Aufschlüsselung bereit, in der die numerisch gekennzeichneten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der Fehlerminderungsroutine 500 dargestellt sind. Die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus Hardware, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die konfiguriert wurden, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Tabelle 4

BLOCK	BLOCKINHALTE
502	Start
504	Liegt ein gemeldeter Fehler bei einem der Raumsensoren vor?
506	Berechnen der Ausrichtungen der funktionalen Raumsensoren zum Abdecken der gesamten Szene
508	Wird die gesamte Szene durch Sichtfelder der funktionalen Raumsensoren abgedeckt?
510	Meldung, dass die Minderung unvollständig ist; sofortigen Service anfordern
512	Anpassen der Ausrichtungen der funktionalen Raumsensoren zum Abdecken der gesamten Szene
514	Meldung, dass die Minderung vollständig ist; Service anfordern
515	Ende

Die Ausführung der Fehlerminderungsroutine 500 kann wie folgt fortschreiten. Die Schritte der Fehlerminderungsroutine 500 können in einer geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 5 beschrieben ist, beschränkt. Die Fehlerminderungsroutine 500 wird vorzugsweise während des Betriebs des Fahrzeugs durchgeführt. Bei Inbetriebnahme (502) stellt die Routine fest, ob ein gemeldeter Fehler bei einem der Raumsensoren 41 des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems 40 (504) vorliegt. Wenn kein Fehler (504)(0) gemeldet wird, endet diese Iteration (515). Bei einem gemeldeten Fehler (504)(1) berechnet die Routine die Ausrichtung der funktionalen Raumsensoren, um zu bestimmen, ob sie aufgrund ihrer jeweiligen Blickwinkel und Positionen eine ganze Szene abdecken können (506). Wenn die gesamte Szene durch Sichtfelder der funktionalen Raumsensoren (508)(1) abgedeckt werden kann, werden die Ausrichtungen der funktionalen Raumsensoren auf die gesamte Szene (512) angepasst, und die Routine meldet, dass die Minderung abgeschlossen ist, und der Service wird angefordert (514). Diese Iteration endet (515).
Wenn die gesamte Szene nicht durch Sichtfelder der funktionalen Raumsensoren (508)(0) abgedeckt werden kann, werden die Ausrichtungen der funktionalen Raumsensoren auf die gesamte Szene angepasst, und die Routine meldet, dass die Minderung unvollständig ist, und der Service wird umgehend angefordert (510), und diese Iteration endet (515). Die Meldefunktion der Schritte 510 und 514 beinhaltet die Meldung des Ergebnisses an den Bediener über die HMI-Steuerung 142 und eine der Bedieneroberflächenvorrichtungen und kann das Ergebnis auch über die externe Steuerung 280 und das Kommunikationsnetz 285 an eine Servicestelle melden.
Die Flusspläne und Blockdiagramme in den Flussdiagrammen veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen der Systeme, Verfahren und Computerprogrammprodukte gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Block- oder Flussdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt eines Codes darstellen, der zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion(en) einen oder mehrere ausführbare Befehle beinhaltet. Es wird auch darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammdarstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammdarstellungen durch Spezialzweck-Hardwarebasierte Systeme, die die spezifizierten Funktionen oder Vorgänge durchführen, oder Kombinationen von Spezialzweck-Hardware und Computerbefehlen implementiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das eine Steuerung oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung steuern kann, um in einer bestimmten Art und Weise zu funktionieren, sodass die im computerlesbaren Medium gespeicherten Befehle einen Herstellungsartikel erzeugen, einschließlich Anweisungen, die die Funktion/den Vorgang, die/der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder Blöcken angegeben ist, implementieren.
Während die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren die vorliegenden Lehren unterstützen und beschreiben, wird der Umfang der vorliegenden Lehren jedoch einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, sind verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren, die in den hinzugefügten Ansprüchen definiert sind, möglich.

Claims

Verfahren zum Auswerten eines aus einer Vielzahl von Raumsensoren, die angeordnet sind, um eine räumliche Umgebung in der Nähe eines autonomen Fahrzeugs zu überwachen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erzeugen eines einem statischen Sichtfeld zugeordneten Wahrnehmungsergebnisses für jeden der Raumsensoren, worin die Raumsensoren jeweils in einer analogen Ausrichtung positioniert sind, um das jeweilige dem statischen Sichtfeld zugeordnete Wahrnehmungsergebnis zu erzeugen; Vergleichen, über eine Steuerung, die Wahrnehmungsergebnisse aus der Vielzahl der Raumsensoren; Erkennen eines Fehlers, der mit einem der Raumsensoren verbunden ist, basierend auf dem Vergleich der Wahrnehmungsergebnisse; und Melden des aufgetretenen Fehlers.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Raumsensoren sequentiell an der analogen Ausrichtung positioniert werden, um das jeweilige Wahrnehmungsergebnis in Verbindung mit dem statischen Sichtfeld zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Erzeugen eines ersten Wahrnehmungsergebnisses für einen der Raumsensoren in einer Umgebung ohne Umgebungslicht; Ausleuchten eines Scheinwerfers des autonomen Fahrzeugs und Erzeugen eines zweiten Wahrnehmungsergebnisses für den Raumsensor; Vergleich des ersten Wahrnehmungsergebnisses mit dem zweiten Wahrnehmungsergebnis; Erkennen eines Fehlers, der mit dem Raumsensor verbunden ist, basierend auf dem Vergleich der ersten und zweiten Wahrnehmungsergebnisse.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das autonome Fahrzeug fahrdynamische Sensoren beinhaltet, die zum Überwachen eines Fahrgestells und eines Antriebsstrangs angeordnet sind; wobei das Verfahren ferner umfasst: Steuern des autonomen Fahrzeugs zum Durchführen eines Fahrmanövers; Überwachen der fahrdynamischen Sensoren und gleichzeitiges Überwachen eines der Raumsensoren; Vergleichen der Signalausgänge der fahrdynamischen Sensoren mit einem Signalausgang des Raumsensors; und Erkennen eines Fehlers, der mit dem Raumsensor verbunden ist, basierend auf dem Vergleich.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend: Bestimmen der fahrdynamischen Bewegung basierend auf dem Überwachen der fahrdynamischen Sensoren und dem zufälligen Überwachen eines GPS-Sensors im Fahrzeug; Bestimmen, dass die fahrdynamische Bewegung, welche die fahrdynamischen Sensoren anzeigt, basierend auf dem Überwachen durch den GPS-Sensor gültig ist; und Vergleichen der Signalausgänge der fahrdynamischen Sensoren und der Signalausgabe des Raumsensors nur dann, wenn die fahrdynamische Bewegung des Fahrzeugs anzeigt, dass die fahrdynamischen Sensoren gültig sind.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Identifizieren eines der Raumsensoren mit einem damit verbundenen Fehler; und Bestimmen eines Sichtfelds, das mit demjenigen der Raumsensoren verbunden ist, die den Fehler aufweisen; und Einstellen der übrigen Raumsensoren, um das Sichtfeld, das demjenigen der Raumsensoren mit dem Fehler zugeordnet ist, zu integrieren.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Melden eines Auftretens des Fehlers an einen Fahrzeugführer über eine fahrzeuginterne Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Melden eines Auftretens des Fehlers an eine Servicezentrale über eine fahrzeuginterne Steuerung und ein Kommunikationsnetz.
Autonomes Fahrzeug, umfassend: ein Fahrzeug-Raumüberwachungssystem mit einer Vielzahl von Raumsensoren, die zum Überwachen einer räumlichen Umgebung in der Nähe des autonomen Fahrzeugs angeordnet sind; eine Steuerung in Verbindung mit den Raumsensoren des Fahrzeug-Raumüberwachungssystems, wobei die Steuerung einen Prozessor und eine Speichervorrichtung beinhaltet, wobei die Speichervorrichtung einen Befehlssatz beinhaltet; wobei der Befehlssatz ausführbar ist auf: Erzeugen eines einem statischen Sichtfeld zugeordneten Wahrnehmungsergebnisses für jeden der Raumsensoren, worin die Raumsensoren jeweils in einer analogen Ausrichtung positioniert sind, um das jeweilige dem statischen Sichtfeld zugeordnete Wahrnehmungsergebnis zu erzeugen; Vergleichen der Wahrnehmungsergebnisse aus der Vielzahl der Raumsensoren; und Erfassen eines Fehlers, der mit einem der Raumsensoren verbunden ist, basierend auf dem Vergleich der Wahrnehmungsergebnisse.
Autonomes Fahrzeug nach Anspruch 9, worin die Raumsensoren sequentiell an der analogen Ausrichtung positioniert sind, um das jeweilige Wahrnehmungsergebnis in Verbindung mit dem statischen Sichtfeld zu erzeugen.