DE102018120789A1

DE102018120789A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines autonomen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018120789A1
Application number: DE102018120789.1A
Authority: DE
Inventors: Shengbing Jiang; Mutasim A. Salman; Xinyu Du; Wen-Chiao Lin; Jinsong Wang; Shuqing Zeng
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: CN109421743B; US20190066396A1; US10600257B2; CN109421743A

Abstract

Ein autonomes Fahrzeugsteuersystem wird beschrieben und beinhaltet ein Fahrzeugraumüberwachungssystem, das einen Objektraumsensor enthält, der angeordnet ist, um eine räumliche Umgebung in der Nähe des autonomen Fahrzeugs zu überwachen. Eine Steuerung kommuniziert mit dem Objektraumsensor, und die Steuerung beinhaltet einen Prozessor und eine Speichervorrichtung einschließlich eines Befehlssatzes. Der Befehlssatz ist ausführbar, um den Objektraumsensor zu bewerten, was das Bestimmen erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter SOH-Parameter (Gesundheitszustand-Parameter) einschließt, die mit dem Objektraumsensor verbunden sind, und darauf basierend das Bestimmen eines integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor.

Description

EINLEITUNG
Autonome Fahrzeuge können an Bord befindliche Überwachungssysteme beinhalten, um das Auftreten eines Fehlers oder eines anderen Hinweises auf einen Bedarf für Service und/oder Fahrzeugwartung zu erkennen.
KURZDARSTELLUNG
Ein autonomes Fahrzeugsteuersystem wird beschrieben und beinhaltet ein Fahrzeugraumüberwachungssystem, das einen Objektraumsensor enthält, der angeordnet ist, um eine räumliche Umgebung in der Nähe des autonomen Fahrzeugs zu überwachen. Eine Steuerung kommuniziert mit dem Objektraumsensor, und die Steuerung beinhaltet einen Prozessor und eine Speichervorrichtung einschließlich eines Befehlssatzes. Der Befehlssatz ist ausführbar, um den Objektraumsensor zu bewerten, was das Bestimmen erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter SOH-Parameter (Gesundheitszustand-Parameter) einschließt, die mit dem Objektraumsensor verbunden sind, und darauf basierend das Bestimmen eines integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor.
Ein Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass der erste Gesundheitszustand-Parameter (SOH-Parameter) für den Objektraumsensor basierend auf seiner internen Überwachung bestimmt wird.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung beinhaltet ein erstes Sichtfeld, das mit dem Objektraumsensor assoziiert ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung beinhaltet, dass der zweite SOH-Parameter für den Objektraumsensor basierend auf einer Korrelationsanalyse von Daten ermittelt wird, die von einem an dem autonomen Fahrzeug angeordneten zweiten Raumsensor erzeugt werden, wobei der zweite Raumsensor ein zweites Sichtfeld aufweist, das mit einem Abschnitt des ersten Sichtfeldes überlappt.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass der dritte SOH-Parameter für den Objektraumsensor basierend auf Verlaufsdaten für dem Objektraumsensor bestimmt wird, der einer geografischen Position zugeordnet ist.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass der vierte SOH-Parameter für den Objektraumsensor basierend auf einer Korrelationsanalyse mit einer Eingabe von einem entfernten Raumsensor an einem entfernten Fahrzeug bestimmt wird, wobei die Eingabe von dem entfernten Raumsensor Daten enthält, die der geografischen Position zugeordnet sind.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass der fünfte SOH-Parameter für den Objektraumsensor basierend auf einer Korrelationsanalyse mit einer Eingabe von einem an einem Kalibrierungsfahrzeug angeordneten Kalibrierungsraumsensor bestimmt wird, wobei die Eingabe von dem Kalibrierungsraumsensor Daten enthält, die der geografischen Position zugeordnet sind.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung beinhaltet, dass der integrierte SOH-Parameter für den Objektraumsensor basierend auf einem gewichteten Durchschnitt der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften SOH-Parameter bestimmt wird.
Ein anderer Aspekt der Offenbarung beinhaltet einen niedrigen Wert für die SOH-Parameter, der einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen niedrigen Wert zugeordnet ist, und einen hohen Wert für die SOH-Parameter, die einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen hohen Wert zugeordnet sind.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung beinhaltet das Bestimmen des integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf einem gewichteten Durchschnitt der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften SOH-Parameter.
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 Ausführungsformen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in welchen:

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug, das ein autonomes Fahrzeugsteuersystem und zugehörige Steuerungen beinhaltet, gemäß der Offenbarung; und
2 zeigt schematisch ein Informationsablaufdiagramm, das eine Analysearchitektur zum Ausführen einer integrierten Bewertung eines Raumsensors darstellt, z. B. eines der Raumsensoren, die an dem Fahrzeugraumüberwachungssystem des autonomen Fahrzeugs verwendet werden, das mit Bezug auf 1 beschrieben ist gemäß der Offenbarung; und
3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der integrierten Raumsensor-SOH-Bestimmungsroutine gemäß der Offenbarung.

Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale der vorliegenden Offenbarung, wie hierin offenbart, einschließlich beispielsweise spezifischer Dimensionen, Orientierungen, Orte und Formen, darstellen. 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 Bezugsziffern gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, veranschaulicht 1 in Übereinstimmung mit hierin offenbarten Ausführungsformen ein Fahrzeug 10, das ein autonomes Fahrzeugsteuersystem 20 und eine zugehörige Fahrzeugzustandsüberwachungs-Steuerung (VHM-Steuerung) 120 aufweist, die die hierin beschriebenen Konzepte darstellt. Das Fahrzeug 10 beinhaltet in einer Ausführungsform einen vierradangetriebenen Personenkraftwagen mit lenkbaren Vorderrädern und 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, enthält das autonome Fahrzeugsteuersystem 20 ein Fahrzeugsteuersystem, das fähig ist, ein Niveau der Fahrautomatisierung bereitzustellen. Die Begriffe „Fahrer“ und „Bediener“ beschreiben die Person, die für das Leiten des Betriebs des Fahrzeugs verantwortlich ist, unabhängig davon, ob sie aktiv an der Steuerung einer oder mehrerer Fahrzeugfunktionen beteiligt ist oder den autonomen Fahrzeugbetrieb steuert. Die Fahrautomatisierung kann eine Reihe dynamischer Fahr- und Fahrzeugfunktionen beinhalten. Die Fahrautomatisierung kann ein gewisses Maß an automatischer Steuerung oder Intervention beinhalten, die sich auf eine einzelne Fahrzeugfunktion beziehen, wie zum Beispiel Lenken, Beschleunigen und/oder Bremsen, wobei der Fahrer ständig die Gesamtsteuerung des Fahrzeugs hat. Die Fahrautomatisierung kann ein gewisses Maß an automatischer Steuerung oder Intervention umfassen, die mit der gleichzeitigen Steuerung mehrerer Fahrzeugfunktionen, wie z. B. Lenken, Beschleunigen und/oder Bremsen zusammenhängen, wobei der Fahrer ständig die Gesamtsteuerung des Fahrzeugs hat. Die Fahrautomatisierung kann eine gleichzeitige automatische Steuerung von Fahrfunktionen des Fahrzeugs beinhalten, einschließlich Lenkung, Beschleunigung und Bremsung, wobei der Fahrer während einer Fahrt die Steuerung des Fahrzeugs für eine bestimmte Zeit abgibt. Die Fahrautomatisierung kann eine gleichzeitige automatische Steuerung von Fahrfunktionen des Fahrzeugs beinhalten, einschließlich Lenkung, Beschleunigung und Bremsung, wobei der Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs für eine gesamte Fahrt abgibt. Die Fahrautomatisierung beinhaltet Hardware und Steuerungen, die konfiguriert sind, um die räumliche Umgebung in verschiedenen Fahrmodi zu überwachen, um verschiedene Fahraufgaben während des dynamischen Betriebs durchzuführen. Die Fahrautomatisierung kann als nicht einschränkende Beispiele Geschwindigkeitsregelung, adaptive Geschwindigkeitsregelung, Spurwechselwarnung, Intervention und Steuerung, automatisches Parken, Beschleunigung, Bremsen und dergleichen beinhalten.
Das autonome Fahrzeugsteuersystem 20 beinhaltet vorzugsweise ein Fahrzeugsystem oder eine Vielzahl von Fahrzeugsystemen und zugehörige Steuerungen, die ein Niveau der Fahrautomatisierung bereitstellen, und die VHM-Steuerung 120 ist angeordnet, um den Betrieb des autonomen Fahrzeugsteuersystems 20 zu überwachen, zu prognostizieren und/oder zu diagnostizieren. Die Fahrzeugsysteme, Untersysteme und Steuerungen, die dem autonomen Fahrzeugsteuersystem 20 zugeordnet sind, sind implementiert, um eine oder mehrere mit autonomen Fahrzeugfunktionen verknüpfte Operationen auszuführen, einschließlich als nicht einschränkende Beispiele eine adaptive Geschwindigkeitsregelungs-Operation (ACC-Operation), Spurführung und Spurhalteoperation, Spurwechseloperation, Lenkunterstützungsoperation, Objektvermeidungsoperation, Einparkhilfsoperation, Fahrzeugbremsoperation, Fahrzeuggeschwindigkeits- und Beschleunigungsoperation, Fahrzeugquerbewegungsoperation, z. B. als Teil der Spurführung, Spurhaltung und Spurwechseloperationen, usw. Die Fahrzeugsysteme und zugehörigen Steuerungen des autonomen Fahrzeugsteuersystems 20 können als nicht einschränkende Beispiele einen Antriebsstrang 32 und eine Antriebsstrangsteuerung (PCM) 132; ein Lenksystem 34, ein Bremssystem 36 und ein Fahrgestellsystem 38, die von einer Fahrzeugsteuerung (VCM) 136 gesteuert werden; ein Fahrzeugraumüberwachungssystem 40 und eine Raumüberwachungssteuerung 140, ein Mensch-Maschine-Schnittstellen-System (HMI-System) 42 und eine HMI-Steuerung 142; ein HLK-System 44 und eine zugehörige HLK-Steuerung 144; Bedienersteuerungen 46 und eine zugehörige Bedienersteuerung 146; und ein Fahrzeugbeleuchtungs-, Illuminations- und externes Signalsystem 48 und eine zugeordnete Steuerung 148 beinhalten.
Jedes der Fahrzeugsysteme und zugeordneten Steuerungen kann ferner ein oder mehrere Untersysteme und eine zugehörige Steuerung beinhalten. Die Untersysteme und Steuerungen sind zur einfacheren Beschreibung als diskrete Elemente dargestellt. Die vorstehende Klassifizierung der Untersysteme wird zum Zwecke der Beschreibung einer Ausführungsform bereitgestellt und dient der Veranschaulichung. Andere Konfigurationen können innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung betrachtet 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, Kalibrierungen, Hardware, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) und/ oder Off-Board oder cloudbasierte Computersysteme beinhalten können. Jede der oben genannten Steuerungen enthält einen VHM-Agenten, der als algorithmischer Code, Kalibrierungen, Hardware, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC) oder andere Elemente implementiert und ausgeführt werden kann. Jeder der VHM-Agenten ist so konfiguriert, dass er Komponenten- und Untersystemüberwachung, Merkmalsextraktion, Datenfilterung und Datenaufzeichnung für die zugeordnete Steuerung durchführt. Die Datenaufzeichnung kann periodische und/oder ereignisbasierte Datenaufzeichnung, Einzelzeitpunktdatenaufzeichnung und/oder aufeinanderfolgende Zeitpunktdatenaufzeichnung für bestimmte Zeitdauer umfassen, wie vor und/oder nach dem Auslöser eines Ereignisses. Eine derartige Datenaufzeichnung kann unter Verwendung von kreisförmigen Speicherpuffern oder einer anderen geeigneten Speichervorrichtung erreicht werden.
Das PCM 132 kommuniziert und ist wirkverbunden mit dem Antriebsstrang 32 und führt Steuerroutinen zur Steuerung des Betriebs eines Motors und/oder anderen Drehmomentmaschinen, eines Getriebes und eines Antriebsstrangs aus, von denen keine dargestellt sind, zum Übertragen von Vortriebsmoment an die Fahrzeugräder als Reaktion auf Fahrereingaben, äußeren Bedingungen und Fahrzeugbetriebsbedingungen. Das PCM 132 ist als eine einzelne Steuerung dargestellt, kann jedoch eine Vielzahl funktionaler Steuervorrichtungen zum Steuern verschiedener Antriebsstrangstellglieder, einschließlich dem Motor, dem Getriebe, den Drehmomentmaschinen, Radmotoren und weiteren Elementen eines Antriebsstrangs 32 beinhalten, von denen keine dargestellt sind. 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 Untersystemen mit einzelnen Steuerungen beinhalten, einschließlich z. B. einer elektronischen Drosselvorrichtung und -steuerung, Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und Steuerung usw. Der Antriebsstrang 32 kann auch aus einem elektrisch betriebenen Motor/Generator mit einem zugehörigen Leistungswechselrichtermodul und einer 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 Fahrzeugsteuerungseingaben steuert. Das PCM 132 enthält auch einen PCM-VHM-Agenten 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 Aktuatoren gesteuert werden können, die dem Bremssystem 36, dem Fahrgestellsystem 38 bzw. dem Lenksystem 34 zugeordnet sind, die durch das VCM 136 gesteuert werden. Das VCM 136 ist als eine einzelne Steuerung dargestellt, kann jedoch mehrere funktionale Steuervorrichtungen zum Überwachen von Systemen und Steuern verschiedener Stellglieder beinhalten. Das VCM 136 enthält auch einen VCM-VHM-Agenten 137.
Das Lenksystem 34 ist konfiguriert, um die Fahrzeugquerbewegung zu steuern. Das Lenksystem 34 kann eine elektrische Servolenkung (EPS) beinhalten, die mit einem aktiven Frontlenksystem zum Ergänzen oder Ersetzen der Bedienereingabe über ein Lenkrad 108 durch Steuerung des Lenkwinkels der lenkbaren Räder des Fahrzeugs 10 während der Ausführung eines autonomen Manövers verbunden ist, wie etwa eines Spurwechsels. Ein exemplarisches aktives Frontlenksystem ermöglicht einen primären Lenkvorgang durch den Fahrzeugführer, einschließlich der Erhöhung der Lenkradwinkelsteuerung zum Erzielen eines bevorzugten Lenkwinkels und/oder Fahrzeuggierwinkels. Alternativ oder zusätzlich kann das aktive vordere Lenksystem eine vollständige autonome Steuerung der Fahrzeuglenkfunktion bereitstellen. 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 konfiguriert, um Fahrzeugbremsen zu steuern, und beinhaltet Radbremsvorrichtungen, z. B. Scheibenbremselemente, Bremssättel, Hauptzylinder und eine Bremsbetätigungsvorrichtung, z. B. ein Pedal. Raddrehzahlsensoren überwachen individuelle Raddrehzahlen und eine Bremssteuerung kann mechanisiert werden, um eine Antiblockierfunktionalität zu enthalten.
Das Fahrgestellsystem 38 beinhaltet vorzugsweise eine Vielzahl von bordeigenen Erfassungssystemen und -vorrichtungen zum Überwachen des Fahrzeugbetriebs, um Fahrzeugbewegungszustände zu bestimmen, 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 an Bord befindlichen Erfassungssysteme und -vorrichtungen beinhalten Trägheitssensoren, wie etwa Drehratensensoren und Beschleuniger. Das Fahrgestellsystem 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. Signale, die den Fahrzeugbewegungszuständen zugeordnet sind, die an andere Fahrzeugsteuersysteme zur Fahrzeugsteuerung und -bedienung übermittelt und von diesen überwacht werden können.
Das Fahrzeugraumüberwachungssystem 40 und die Raumüberwachungssteuerung 140 können eine Steuerung und eine Vielzahl von Raumsensoren 41 beinhalten, wobei jeder der Raumsensoren 41 an einem Fahrzeug angeordnet ist, um ein Sichtfeld 43 von Objekten und geografischen Regionen, die proximal zu dem Fahrzeug 10 sind, zu überwachen. Ein nomineller Objektraumsensor ist mit der Bezugsziffer 41 mit einem zugeordneten Sichtfeld 43 bezeichnet, und andere Raumsensoren sind mit der Bezugsziffer 41' mit zugehörigen Sichtfeldern 43' bezeichnet. Jeder der hierin beschriebenen Raumsensoren kann als der Objektraumsensor 43 im Zusammenhang mit den unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschriebenen Routinen bezeichnet werden. Die Raumüberwachungssteuerung 140 erzeugt digitale Darstellungen von jedem der Sichtfelder, die nahe entfernte Objekte 155 enthalten, basierend auf Dateneingaben von den Raumsensoren. Die Raumüberwachungssteuerung 140 beinhaltet auch einen Raumüberwachungs-VHM-Agenten 141. Die Raumüberwachungssteuerung 140 kann Eingaben von den Raumsensoren 41 auswerten, um einen linearen Bereich, eine relative Geschwindigkeit und eine Trajektorie des Fahrzeugs 10 im Hinblick auf jedes nahe entfernte Objekt zu bestimmen. Die Raumsensoren 41 können an verschiedenen Stellen an dem Fahrzeug 10 angeordnet sein, einschließlich der vorderen Ecken, hinteren Ecken, hinteren Seiten und mittleren Seiten. Die Raumsensoren 41 können in einer Ausführungsform einen vorderen Radarsensor und eine Kamera beinhalten, obwohl die Offenbarung nicht darauf 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 Fahrzeugraumüberwachungssystems 40 können ferner objekterfassende 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 Kamera/ Videobild-Prozessoren, die digitale fotografische Verfahren zum ‚Ansehen‘ vorderer Objekte, einschließlich eines oder mehrerer Fahrzeuge(s), verwenden. Solche Sensoriksysteme werden zur Erfassung und Ortung von Objekten in Automobilanwendungen angewendet und sind mit Systemen verwendbar, einschließlich beispielsweise adaptiver Geschwindigkeitsregelung, autonomes Bremsen, autonome Lenkung und Seitenobjekterfassung.
Die Raumsensoren 41, die mit dem Fahrzeugraumüberwachungssystem 40 assoziiert sind, sind vorzugsweise innerhalb des Fahrzeugs 10 in relativ ungehinderten Positionen positioniert, um die räumliche Umgebung zu überwachen. Wie hierin verwendet, schließt die räumliche Umgebung externe Elemente ein, einschließlich fester Objekte, wie beispielsweise Schilder, Pfosten, Bäume, Häuser, Läden, Brücken usw.; und sich bewegende oder bewegliche Objekte wie Fußgänger und andere Fahrzeuge. Jeder dieser Raumsensoren 41 stellt eine Schätzung der tatsächlichen Position oder des Zustands eines Objekts bereit, 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 der Raumsensoren 41 parametrische Varianzen während des Betriebs, obwohl überlappende Erfassungsbereiche der Sensoren Möglichkeiten für die Sensordatenfusion schaffen.
Das HLK-System 44 ist angeordnet, um die Umgebungsumgebung des Fahrgastraums einschließlich z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Luftqualität und dergleichen als Reaktion auf Bedienerbefehle zu verwalten, die an die HLK-Steuerung 144 übermittelt werden, die deren Betrieb steuert. Die HLK-Steuerung 144 enthält auch einen HLK-VHM-Agenten 145.
Die Bedienersteuerungen 46 können in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs 10 enthalten sein und können als nicht einschränkende Beispiele ein Lenkrad 108, ein Gaspedal, ein Bremspedal und eine Bedienereingabevorrichtung 110 umfassen. Die Bedienersteuerungen 46 und die zugehörige Bedienersteuerung 146 ermöglichen es einem Fahrzeugbediener, mit dem Betrieb des Fahrzeugs 10 zu interagieren und dessen Betrieb zu steuern, um den Personenbeförderung bereitzustellen. Die Bedienersteuerung 146 enthält auch einen Bedienersteuerung-VHM-Agenten 147. Die Bedienersteuerungsvorrichtungen einschließlich des Lenkrads 108, des Gaspedals, des Bremspedals, des Getriebebereichwahlhebel und dergleichen können in einigen Ausführungsformen des autonomen Fahrzeugs 10 weggelassen werden.
Das Lenkrad 108 kann an einer Lenksäule 109 montiert sein, wobei die Eingabevorrichtung 110 mechanisch an der Lenksäule 109 montiert und konfiguriert ist, um mit der Bedienersteuerung 146 zu kommunizieren. 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, kann eine Benutzeroberflächenvorrichtung, durch die der Fahrzeugführer Fahrzeugbetrieb in einem oder mehreren autonomen Steuermodi anweisen kann, z. B. durch Anweisung des Aktivierens eines oder mehrerer Elemente des autonomen Fahrzeugsteuersystems 20. Die Mechanisierung der Eingabevorrichtung 110 ist exemplarisch. Die Eingabevorrichtung 110 kann in einer oder mehreren der Vielzahl von Vorrichtungen mechanisiert sein oder kann in Form einer Steuerung auftreten, die sprachaktiviert ist oder kann ein anderes geeignetes System sein. 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 stellt eine Mensch/Maschine-Interaktion bereit, um den Betrieb eines Infotainmentsystems, eines GPS-Systems, eines Navigationssystems und dergleichen zu steuern, und enthält eine HMI-Steuerung 142. Die HMI-Steuerung 142 überwacht Fahrzeugführeranweisungen und liefert Informationen an den Fahrzeugführer, 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 eine Vielzahl von Bedieneroberflächenvorrichtungen, worin die Bedieneroberflächenvorrichtungen zum Senden einer Nachricht in Verbindung mit einem der autonomen Fahrzeugsteuersysteme 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 enthält auch einen HMI-VHM-Agenten 143. Bedieneroberflächenvorrichtungen können Vorrichtungen beinhalten, die zum Senden einer Mahnnachricht-Bedienermaßnahme in der Lage sind, und können ein elektronisches Anzeigemodul, z. B. eine Flüssigkristall-Display(LCD)-Vorrichtung, ein Heads-Up-Display (HUD) (nicht dargestellt), eine Audio-Feedbackvorrichtung, eine tragbare Vorrichtung und einen haptischen Sitz beinhalten. 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 das mit dem Betrieb eines autonomen Fahrzeugsteuersystems assoziiert ist. Das HUD kann ebenfalls erweiterte Realitätsinformationen bereitstellen, wie etwa Fahrspurort, Fahrzeugweg, Richtungs- und/ oder Ortungsinformationen und dergleichen. Das HUD und verwandte Systeme werden von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden.
Das Fahrzeugbeleuchtungs-, Illuminations- und externe Signalsystem 48 umfasst eine Vielzahl von Scheinwerfern, Heckleuchten, Bremsleuchten, Markierleuchten, Signallampen und dergleichen, die über die Beleuchtungssteuerung 148 steuerbar sind. Die Beleuchtungssteuerung 148 kommuniziert mit Umgebungslichtsensoren, dem GPS-System und dem Navigationssystem und führt Steuerroutinen aus, die verschiedene Scheinwerfer, Schlussleuchten, Bremsleuchten, Markierungsleuchten, Signallampen basierend auf dem Umgebungslicht, der Richtung der beabsichtigten Reise von dem GPS und den Navigationssystemen und andere Faktoren selektiv beleuchten. Andere Faktoren können einen Übersteuerungsbefehl umfassen, um die Fahrzeugleuchten in einer Konstruktionszone zu beleuchten. Die Beleuchtungssteuerung 148 enthält auch einen Beleuchtungs-VHM-Agenten 149.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 zum Kommunizieren mit dem Kommunikationsnetz 285 konfiguriert, einschließlich der Kommunikation zwischen einer Steuerung, die einem intelligenten Autobahnsystem zugeordnet ist, und dem Fahrzeug 10. Ein intelligentes Autobahnsystem kann konfiguriert sein, um Positionen, Geschwindigkeiten und Trajektorien einer Vielzahl von Fahrzeugen zu überwachen, wobei solche Informationen verwendet werden, um die Steuerung eines oder mehrerer ähnlich positionierter Fahrzeuge zu ermöglichen. Dieses kann die Kommunikation des geografischen Standortes, die Frontgeschwindigkeit und Beschleunigungsrate von einem oder mehreren Fahrzeugen in Bezug auf das Fahrzeug 10 beinhalten. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 konfiguriert, um mit einer externen Steuerung 280 über das Kommunikationsnetzwerk 285 zu kommunizieren, wobei die Off-Board-Steuerung entfernt angeordnet ist.
Die VHM-Steuerung 120 ist so konfiguriert, dass sie den Zustand verschiedener fahrzeugseitiger Untersysteme, die eine oder mehrere Funktionen bezüglich des autonomen Fahrzeugbetriebs ausführen, autonom überwachen kann. Die VHM-Steuerung 120 beinhaltet eine Steuerungsarchitektur, die mit mehrschichtiger hierarchischer VHM-Datenverarbeitung, -sammlung und -speicherung unter Verwendung der mehreren VHM-Agenten konfiguriert ist, die einer VHM-Hauptsteuerung zugeordnet sind, die mit der Off-Board-Steuerung280 kommunizieren kann. Diese Konfiguration kann dazu dienen, die Komplexität der Datenverarbeitung, die Datensammlung und die Datenspeicherkosten zu reduzieren. Die VHM-Steuerung 120 stellt eine zentralisierte Systemüberwachungs- und eine verteilte Systemüberwachungsanordnung mit Datensammlung über die VHM-Hauptsteuerung und die Vielzahl von VHM-Agenten bereit, um eine schnelle Reaktionszeit und eine integrierte Fahrzeug-/Systemebenenabdeckung bereitzustellen. Die VHM-Steuerung120 kann auch eine Fehlermitigationssteuerung und eine redundanten VHM-Hauptsteuerung enthalten, um die Integrität der VHM-Informationen zu verifizieren, die von der Fehlermitigationssteuerung verwendet werden.
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 nichttransitorische Speicherkomponente ist in der Lage, maschinenlesbare Befehle in der Form einer oder mehrerer Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltung(en), Eingabe-/Ausgabeschaltung(en) und -vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Antriebs-/Abtriebsschaltung(en) und Vorrichtungen beinhalten Analog-/Digitalwandler-verwandte Geräte, 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 das regelmäßige oder periodische Aktualisieren von Parameterzuständen beim Ausführen einer Routine oder zwischen Iterationen beim Ausführen des Programms 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 Datenüberwachung und Algorithmen und Auswertungen verbunden, die einen vorausgehenden Hinweis auf ein wahrscheinliches zukünftiges Ereignis geben, das mit einer Komponente, einem Untersystem oder einem System verbunden ist. Prognostik kann Klassifizierungen beinhalten, die einen ersten Zustand enthalten, der angibt, dass die Komponente, das Untersystem oder das System gemäß ihrer Spezifikation („Grün“ oder „G“) arbeitet, ein zweiter Zustand, der eine Verschlechterung des Betriebs der Komponente, des Untersystems, oder Systems, („Gelb“ oder „G“) anzeigt, und ein dritter Zustand, der einen Fehler im Betrieb der Komponente, des Untersystems oder Systems („Rot“ oder „R“) anzeigt. Die Begriffe „Diagnostik“, „Diagnose“ und verwandte Begriffe sind mit Datenüberwachung und Algorithmen und Auswertungen verbunden, die einen Hinweis auf das Vorhandensein oder Fehlen eines bestimmten Fehlers bei einer Komponente, einem Untersystem oder System geben. Der Begriff „Mitigation“ und verwandte Begriffe sind mit Operationen, Aktionen oder Steuerroutinen verbunden, die dazu dienen, die Auswirkung eines Fehlers in einer Komponente, einem Untersystem oder System zu verringern.
Die Telematiksteuerung 125 beinhaltet ein drahtloses Telematikkommunikationssystem, das in der Lage zu zusätzlicher Fahrzeugkommunikation ist, einschließlich Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerksystem 285 mit drahtlosen und verdrahteten Kommunikationsfähigkeiten. Die Telematiksteuerung 125 ist zu zusätzlicher Fahrzeugkommunikation in der Lage, einschließlich Kurzbereichs-Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-Kommunikation. Alternativ oder zusätzlich weist die Telematiksteuerung 125 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 der Off-Board-Steuerung 280 über ein Kommunikationsnetz 285. Alternativ oder zusätzlich führt die Telematiksteuerung die zusätzliche Fahrzeugkommunikation direkt durch Kommunikation mit der Off-Board-Steuerung 280 über das Kommunikationsnetzwerk 285 aus.
Prognostische Klassifikationsroutinen zum Bestimmen einer Prognose, d. h. R/G/G, für jedes der Untersysteme können in der VHM-Steuerung 120 ausgeführt werden. Die prognostischen Klassifikationsroutinen können das Auftreten einer grünen Prognose in Verbindung mit einem der Fahrzeuguntersysteme und zugeordneten Steuerungen des autonomen Fahrzeugsteuersystems 20 erfassen, und die VHM-Steuerung 120 kann die zugehörige Datenübertragung Off-Board über das Kommunikationsnetzwerk 285 blockieren, um die Datenkommunikationslast auf der Off-Board-Steuerung 280 zu reduzieren. Alternativ kann die Übermittlung einer grünen Prognose in Form einer einfachen Bestätigung der Grünbestimmung für eine Komponente, ein Untersystem oder System eines der Fahrzeugsysteme und zugehörigen Steuerungen des autonomen Fahrzeugsteuersystems 20 mit einem Zeitstempel erfolgen und somit die Datenübertragungslast zu der Off-Board-Steuerung 280 zu minimieren.
Die VHM-Steuerung 120 beinhaltet ausführbare Routinen, die Fahrzeugvorrichtungen auswerten, die die räumliche Umgebung des autonomen Fahrzeugs 10 überwachen, einschließlich z. B. der Raumsensoren 41, des Fahrzeugraumüberwachungssystems 40, der Raumüberwachungssteuerung 140 und des Raumüberwachungs-VHM-Agenten 141 die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben sind.
2 zeigt schematisch ein Informationsablaufdiagramm, das eine Analysearchitektur 200 zum Ausführen einer integrierten Bewertung eines Raumsensors, z. B. des Objektraumsensors 41, der an dem Fahrzeugraumüberwachungssystem 40 des mit Bezug auf 1 beschriebenen autonomen Fahrzeugs 10 verwendet wird, darstellt. In einer Ausführungsform sind die Steuerroutinen und -kalibrierungen in der Raumüberwachungssteuerung 140 enthalten und werden von dieser ausgeführt.
Die Analysearchitektur 200 beinhaltet eine Diagnose/Prognose-Routine auf Sensorebene (D&P-Routine) 130 zum Überwachen des Objektraumsensors 41, eine Diagnose/Prognose-Routine auf Fahrzeugebene 150 zum Überwachen des Objektraumsensors 41, eine Verlaufsdaten-Diagnose/Prognose-Routine 160 zum Überwachen des Raumsensors 41, eine Flottendaten-Diagnose/Prognose-Routine 170 zum Überwachen des Objektraumsensors 41 und eine Kalibrierungsfahrzeug-Daten-Diagnose/Prognose-Routine 180 zum Überwachen des Objektraumsensors 41. Eine integrierte Diagnose/Prognose-Routine auf Fahrzeugebene 190 führt die Ergebnisse der vorhergehenden Routinen zusammen, um eine integrierte Bewertung des Objektraumsensors 41 zu bestimmen, die dem Fahrzeugbediener oder der Off-Board-Steuerung 280 zur Wartung mitgeteilt werden kann. Jeder der Raumsensoren 41' kann zu Zwecken der Auswertung als der Objektraumsensor 41 bezeichnet werden. Jeder der Raumsensoren 41 ist für die Überwachung eines Sichtfelds angeordnet, das sich proximal zu dem Fahrzeug 10 befindet, und umfasst ausführbare Routinen, die darauf basierende diagnostische und prognostische Analysen bereitstellen.
Eine detaillierte Ausführung der Analysearchitektur 200 kann über eine integrierte Raumsensor-SOH-Bestimmungsroutine 300 implementiert werden, um ein SOH-Ergebnis für den Objektraumsensor 41 zu erzeugen, das in der VHM-Steuerung 120 ausgeführt werden kann. Die integrierte Raumsensor-SOH-Bestimmungsroutine 300 kann zur Ausführung zu jeder gewünschten Zeit ausgelöst werden und wird als eine Steuerroutine ausgeführt, die in einer Speichervorrichtung in einer der Fahrzeugsteuerungen gespeichert ist.

3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der integrierten Raumsensor-SOH-Bestimmungsroutine 300. Tabelle 1 enthält eine Aufschlüsselung, in der die numerisch gekennzeichneten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt und entsprechend der integrierten Raumsensor-SOH-Bestimmungsroutine 300 ausgeführt 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
302	Abschätzen einzelner Raumsensor-SOH
304	Abschätzen Überlappung Raumsensor-SOH
306	Abschätzen verlaufsbasierter Raumsensor-SOH
308	Abschätzen flottenbasierter Raumsensor-SOH
310	Abschätzen Kalibrierungsfahrzeug-basierter Raumsensor SOH
312	Berechnen integriertes SOH
314	Ist integriertes SOH > Schwellenwert?
316	Fehler mit Raumsensor anzeigen
318	Keinen Fehler mit Raumsensor anzeigen

Die Ausführung der integrierten Raumsensor-SOH-Bestimmungsroutine 300 kann wie folgt ablaufen. Die Schritte der integrierten Raumsensor-SOH-Bestimmungsroutine 300 können in einer geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden und sind nicht auf die Reihenfolge, die mit Bezug auf 3 beschrieben ist, beschränkt.
Ein einzelner Raumsensor-SOH für einen der fahrzeuginternen Raumsensoren 41 (im Folgenden „der Objektraumsensor 41“) kann basierend auf einer internen Überwachung von Betriebsbedingungen bestimmt werden, wie sie durch den Raumüberwachungs-VHM-Agenten 141 (302) bereitgestellt wird. Dies kann das Überwachen von internen Kalibrierungen, Leistungspegeln usw. beinhalten, um die Signalintegrität und andere Parameter zu überprüfen, die von der Überwachung des Objektraumsensors 41 abgeleitet werden. Der Objektraumsensor 41 hat ein Sichtfeld 43, das sich mit Sichtfeldern von den anderen Raumsensoren überlappen kann, die mit dem Bezugszeichen 41' bezeichnet sind.
Ein Überlappungs-Raumsensor-SOH für den Objektraumsensor 41 kann unter Verwendung von Informationen von einem oder mehreren der anderen fahrzeuginternen Raumsensoren 41 bestimmt werden, die ein Sichtfeld aufweisen, das mit dem Raumsensor 41 zugeordneten Sichtfeld überlappt (304). Der Überlappungs-Raumsensor-SOH für den Objektraumsensor 41 kann basierend auf einer Korrelationsanalyse von Daten bestimmt werden, die von einem zweiten der Raumsensoren oder von zwei oder mehr der Raumsensoren 41 erzeugt werden. Dies beinhaltet den Versuch, Inkonsistenzen zwischen den Daten zu erfassen, die sich auf die überlappenden Sichtfelder des Objektraumsensors 41 und des zweiten der Raumsensoren 41 beziehen. Ein hoher Wert für den Überlappungs-Raumsensor-SOH kann mit hohen Konsistenzniveaus zwischen den Überlappungsdaten assoziiert sein, und ein niedriger Wert für den Überlappungs-Raumsensor-SOH kann mit niedrigen Konsistenzniveaus zwischen den Überlappungsdaten assoziiert sein.
Ein verlaufsbasierter Raumsensor-SOH für den Objektraumsensor 41 kann unter Verwendung von Daten von dem Objektraumsensor 41, der zuvor für eine vordefinierten geografische Position aufgenommen wurde, und einer zugehörigen GPS-Position und einem Zeit-/Datum-Stempel (306) bestimmt werden. Die Routine kann Verlaufsdaten für dieselbe GPS-Position mit dem Objektraumsensor 41 vergleichen, der eine Ausrichtung und ein Sichtfeld relativ zu der geografischen Position aufweist, die mit der den Verlaufsdaten zugeordneten geographischen Position übereinstimmen. Dies beinhaltet den Versuch, Inkonsistenzen zwischen den gegenwärtig erfassten Daten von dem Objektraumsensor 41 und den Verlaufsdaten zu erfassen. Ein hoher Wert für den verlaufsbasierten Raumsensor-SOH kann mit hohen Konsistenzniveaus zwischen den gegenwärtig erfassten Daten und den Verlaufsdaten von dem Objektraumsensor 41 assoziiert sein, und ein niedriger Wert für den Überlappungs-Raumsensor-SOH kann mit niedrigen Konsistenzniveaus zwischen den gegenwärtig erfassten Daten und den Verlaufsdaten von dem Objektraumsensor 41 an der geografischen Position assoziiert sein.
Ein flottenbasierter Raumsensor-SOH für den Objektraumsensor 41 kann bestimmt werden, indem Daten von dem Objektraumsensor 41 an einer vordefinierten geografischen Position mit Flottendaten verglichen werden, die von Raumsensoren erzeugt werden, die an anderen Fahrzeugen an der vordefinierten geografischen Position angeordnet sind (308). Die Flottendaten können in einer Speichervorrichtung gespeichert werden, die ein Teil der Off-Board-Steuerung 280 ist. Die Routine kann die Flottendaten für dieselbe GPS-Position mit Daten von dem Objektraumsensor 41 bei einer gemeinsamen Ausrichtung und einem gemeinsamen Sichtfeld für die vordefinierte geografische Position vergleichen. Dies beinhaltet den Versuch, Inkonsistenzen zwischen den gegenwärtig erfassten Daten von dem Objektraumsensor 41 und den Flottendaten zu erfassen. Ein hoher Wert für den flottenbasierten Raumsensor-SOH kann mit hohen Konsistenzniveaus zwischen den gegenwärtig erfassten Daten von dem Objektraumsensor 41 und den Flottendaten assoziiert sein, und ein niedriger Wert für den flottenbasierten Raumsensor-SOH kann mit niedrigen Konsistenzniveaus zwischen den gegenwärtig erfassten Daten von dem Objektraumsensor 41 und den Flottendaten an der geografischen Position assoziiert sein.
Ein kalibrationsbasierter Raumsensor-SOH für den Objektraumsensor 41 kann bestimmt werden, indem Daten von dem Objektraumsensor 41 an einer vordefinierten geografischen Position mit Daten verglichen werden, die von Raumsensoren erfasst werden, die an anderen Fahrzeugen an der vordefinierten geografischen Position angeordnet sind (310). Die Kalibrierungsdaten können in einer Speichervorrichtung gespeichert werden, die ein Teil der Off-Board-Steuerung 280 ist. Die Routine kann die Daten von dem Objektraumsensor 41 und Kalibrierungsdaten von dem Kalibrierungsfahrzeug bei einer gemeinsamen Ausrichtung und einem Sichtfeld für die geografische Position vergleichen. Dies beinhaltet den Versuch, Inkonsistenzen zwischen den gegenwärtig erfassten Daten von dem Objektraumsensor 41 und den Kalibrierungsdaten zu erfassen. Ein hoher Wert für den kalibrierungsbasierten Raumsensor-SOH kann mit hohen Konsistenzniveaus zwischen den gegenwärtig erfassten Daten von dem Objektraumsensor 41 und den Flottendaten assoziiert sein, und ein niedriger Wert für den kalibrierungsbasierten Raumsensor-SOH kann mit niedrigen Konsistenzniveaus zwischen den gegenwärtig erfassten Daten von dem Objektraumsensor 41 und den Flottendaten an der geografischen Position assoziiert sein.
Die Routine 300 ermittelt einen integrierten SOH für den Objektraumsensor 41 (312), der in Form eines gewichteten Durchschnitts aller oder ausgewählter einzelner Raumsensoren-SOH, des Überlappungs-Raumsensor-SOH, des verlaufsbasierten Raumsensor-SOH, des flottenbasierten Raumsensor-SOH und des kalibrierungsbasierten Raumsensor-SOH vorliegen kann. In einer Ausführungsform kann der integrierte SOH wie folgt berechnet werden: $\begin{matrix} {SOH}_{INT} = W_{indv} * {SOH}_{indv} + W_{overlap} * {SOH}_{overlap} + W_{hist} * {SOH}_{hist} + \\ W_{fleet} * {SOH}_{fleet} + W_{cal} * {SOH}_{cal} \end{matrix}$
worin
SOH_INT der integrierte SOH ist;
SOH_indv ist der individuelle Raumsensor-SOH;
SOH_overlap ist der Überlappungs-Raumsensor-SOH;
SOH_hist ist der verlaufsbasierte Raumsensor-SOH;
SOH_fleet ist der flottenbasierte Raumsensor-SOH; und
SOH_cal ist der kalibrierungsbasierte Raumsensor-SOH;
W_indv ist ein Gewichtungsfaktor für den einzelnen Raumsensor-SOH;
W_overlap ist ein Gewichtungsfaktor für den Überlappungs-Raumsensor-SOH;
W_hist ist ein Gewichtungsfaktor für den verlaufsbasierten Raumsensor-SOH;
W_fleet ist ein Gewichtungsfaktor für den flottenbasierten Raumsensor-SOH;
und
W_cal ist ein Gewichtungsfaktor für den kalibrierungsbasierten Raumsensor-SOH.
Die Gewichtungsfaktoren können basierend auf systemspezifischen Faktoren bestimmt werden, und in einer Ausführungsform ist die Gesamtbeziehung zwischen den Gewichtungsfaktoren wie folgt: $W_{indv} + W_{overlap} + W_{hist} + W_{feelt} + W_{cal} = 1$
Der integrierte SOH wird mit einem Schwellenwert-SOH verglichen (314), um seine Gebrauchstauglichkeit zu bewerten. Wenn der integrierte SOH größer als der Schwellenwert-SOH (314)(1) ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass der Objektraumsensor 41 zur Verwendung beim Überwachen der räumlichen Umgebung, die sich proximal zum Fahrzeug 10 befindet, geeignet ist und dieses Ergebnis dem Fahrzeugbediener über eine der Bedienerschnittstelleneinrichtungen des HMI-Systems 42 (318) angezeigt werden kann. Dieses Ergebnis kann auch der Off-Board-Steuerung 280 mitgeteilt werden.
Wenn der integrierte SOH kleiner als der Schwellenwert-SOH (314)(0) ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass der Objektraumsensor 41 nicht zur Verwendung beim Überwachen der räumlichen Umgebung, die sich proximal zum Fahrzeug 10 befindet, geeignet ist und dieses Ergebnis dem Fahrzeugbediener über eine der Bedienerschnittstelleneinrichtungen des HMI-Systems 42 (316) angezeigt werden kann. Dieses Ergebnis kann auch an die Off-Board-Steuerung 280 übermittelt werden, die das Ergebnis an ein Service-Center zum Planen des Fahrzeugservices übermitteln kann. Die Steuerung kann auch Mitigationsbemühungen durchführen, die Informationen von anderen der Raumsensoren 41' verwenden, um das Sichtfeld zu überwachen.
Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Flussdiagrammen veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten 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-Hardware-basierte 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 an einem autonomen Fahrzeug angeordneten Objektraumsensors, wobei der Objektraumsensor zum Überwachen einer räumlichen Umgebung nahe dem autonomen Fahrzeug angeordnet ist, und wobei das autonome Fahrzeug eine Telematikvorrichtung zum Kommunizieren mit einer Off-Board-Steuerung beinhaltet, das Verfahren umfassend: Bestimmen eines ersten Gesundheitszustands-Parameters (SOH-Parameters) für den Objektraumsensor basierend auf einer internen Überwachung des Objektraumsensors, wobei ein erstes Sichtfeld dem Objektraumsensor zugeordnet ist; Bestimmen eines zweiten SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf einer Korrelationsanalyse von Daten, die von einem zweiten Raumsensor erzeugt werden, der an dem autonomen Fahrzeug angeordnet ist; Bestimmen eines dritten SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf Verlaufsdaten für den Objektraumsensor, der einer geografischen Position zugeordnet ist; Bestimmen eines vierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf einer Korrelationsanalyse mit einer Eingabe von einem dritten Raumsensor, der an einem zweiten Fahrzeug angeordnet ist, wobei die Eingabe von dem dritten Raumsensor mit der geografischen Position assoziierte Daten beinhaltet; Bestimmen eines fünften SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf einer Korrelationsanalyse mit einer Eingabe von einem Kalibrierungsraumsensor, der an einem Kalibrierungsfahrzeug angeordnet ist, wobei die Eingabe von dem Kalibrierungsraumsensor Daten beinhaltet, die mit der geographischen Position assoziierts sind; Bestimmen eines integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften SOH-Parameter; und Anzeigen des integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor über eine Bedienerschnittstellenvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften SOH-Parameter das Bestimmen eines gewichteten Durchschnitts des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften SOH-Parameters umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der zweite SOH-Parameter basierend auf einer Korrelationsanalyse von Daten bestimmt wird, die von dem zweiten Raumsensor erzeugt werden, wobei der zweite Raumsensor ein zweites Sichtfeld aufweist, das mit einem Abschnitt des ersten Sichtfelds überlappt.
Verfahren nach Anspruch 3, worin ein niedriger Wert für die SOH-Parameter einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen niedrigen Wert zugeordnet ist, und ein hoher Wert für die SOH-Parameter einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen hohen Wert zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der dritte SOH-Parameter basierend auf Verlaufsdaten für den Objektraumsensor bestimmt wird, der der geografischen Position zugeordnet ist und sich in einer Ausrichtung befindet, die mit den Daten für den Objektraumsensor konsistent ist.
Verfahren nach Anspruch 5, worin ein niedriger Wert für den dritten SOH-Parameter einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen niedrigen Wert zugeordnet ist, und ein hoher Wert für den dritten SOH-Parameter einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen hohen Wert zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der vierte SOH-Parameter basierend auf einer Korrelationsanalyse mit der Eingabe von dem dritten Raumsensor bestimmt wird, der an dem zweiten Fahrzeug angeordnet ist, der der geografischen Position zugeordnet ist und sich in einer Ausrichtung befindet, die mit den Daten von dem Objektraumsensor übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 7, worin ein niedriger Wert für en vierten SOH-Parameter einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen niedrigen Wert zugeordnet ist, und ein hoher Wert für den vierten SOH-Parameter einem von der Korrelationsanalyse ausgegebenen hohen Wert zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der fünfte SOH-Parameter basierend auf einer Korrelationsanalyse mit der Eingabe von dem Kalibrierungsraumsensor bestimmt wird, der an dem Kalibrierungsfahrzeug angeordnet ist, der der geografischen Position zugeordnet ist und sich in einer Ausrichtung befindet, die mit den Daten von dem Objektraumsensor übereinstimmt.
Verfahren zum Auswerten eines an einem autonomen Fahrzeug angeordneten Objektraumsensors, wobei der Objektraumsensor zum Überwachen einer räumlichen Umgebung nahe dem autonomen Fahrzeug angeordnet ist, und wobei das autonome Fahrzeug eine Telematikvorrichtung zum Kommunizieren mit einer Off-Board-Steuerung beinhaltet, das Verfahren umfassend: Bestimmen eines ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Gesundheitszustands-Parameters (SOH-Parameters) für den Objektraumsensor, wobei der erste SOH basierend auf einer internen Überwachung des Objektraumsensors bestimmt wird, wobei der zweite SOH-Parameter basierend auf einer Korrelationsanalyse von Daten bestimmt wird, die von einem zweiten Raumsensor erzeugt werden, der an dem autonomen Fahrzeug angeordnet ist, wobei der dritte SOH-Parameter basierend auf Verlaufsdaten für den Objektraumsensor bestimmt wird, wobei der vierte SOH-Parameter basierend auf einer Korrelationsanalyse mit einer Eingabe von einem dritten Raumsensor bestimmt wird einen, der an einem zweiten Fahrzeug angeordnet ist, und wobei der fünfte SOH-Parameter basierend auf einer Korrelationsanalyse mit einer Eingabe von einem räumlichen Kalibrierungsraumsensor bestimmt wird, der an einem Kalibrierungsfahrzeug angeordnet ist; Bestimmen eines integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor basierend auf dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften SOH-Parameter; und Anzeigen des integrierten SOH-Parameters für den Objektraumsensor über eine Bedienerschnittstellenvorrichtung.