DE102018129066A1

DE102018129066A1 - Systeme und verfahren für ungeschütztes linksabbiegen in situationen mit hohem verkehrsaufkommen in autonomen fahrzeugen

Info

Publication number: DE102018129066A1
Application number: DE102018129066.7A
Authority: DE
Inventors: Ryan HOLBEN
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: CN109817008B; US20180074502A1; US10198002B2; DE102018129066B4; CN109817008A

Abstract

Ein Verfahren in einem autonomen Fahrzeug umfasst das Bestimmen zur Ausführung eines Linksabbiegemanövers, wenn sich das Fahrzeug in einer Haltezone befindet, das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und eine relevante Ampel ein Fahrsignal anzeigt. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers, wenn das Fahrzeug in eine Dilemmazone eingetreten ist, das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers, wenn das Fahrzeug in eine Querverkehrszone eingetreten ist, das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf autonome Fahrzeuge und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Bestimmen, wann ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver in einem autonomen Fahrzeug begonnen werden soll.
HINTERGRUND
Ein autonomes Fahrzeug ist ein Fahrzeug, das in der Lage ist, seine Umgebung zu erfassen und mit geringfügiger oder gar keiner Benutzereingabe zu navigieren. Dies geschieht durch den Einsatz von Sensoren, wie beispielsweise Radar, Lidar, Bildsensoren und dergleichen. Autonome Fahrzeuge nutzen weiterhin Informationen von globalen Positioniersystemen (GPS), Navigationssystemen, Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen, Fahrzeug-Infrastruktur-Technologien und/oder drahtgesteuerten Systemen, um das Fahrzeug zu navigieren.
Während in den letzten Jahren signifikante Fortschritte bei autonomen Fahrzeugen erzielt wurden, könnten diese Fahrzeuge in einer Reihe von Aspekten noch verbessert werden. So können beispielsweise die Steueralgorithmen in einem autonomen Fahrzeug nicht zum Bestimmen optimiert werden, wann ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver in einem autonomen Fahrzeug zu beginnen ist.
Dementsprechend ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren zur Verbesserung des Entscheidungsverfahrens in einem autonomen Fahrzeug bereitzustellen, wenn ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versucht wird. Ferner werden andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, sowie mit dem vorangehenden technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich offensichtlich.
KURZDARSTELLUNG
Ein prozessorimplementiertes Verfahren in einem autonomen Fahrzeug zum Ausführen eines ungeschützten Linksabbiegemanöver in einer Ausführungsform beinhaltet das Bestimmen einer aktuelle Zone des Fahrzeugs als eine erste Zone, eine zweite Zone oder eine dritte Zone durch einen Prozessor. Das Verfahren beinhaltet ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers durch den Prozessor, wenn sich das Fahrzeug in der ersten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und eine relevante Ampel ein Fahrsignal anzeigt. Das Verfahren beinhaltet ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers durch den Prozessor, wenn sich das Fahrzeug in der zweiten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Das Verfahren beinhaltet ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers durch den Prozessor, wenn sich das Fahrzeug in der dritten Zone befindet oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die dritte Zone vorantreibt, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt. Das Verfahren beinhaltet ferner das Kommunizieren, durch den Prozessor, einer Nachricht an Fahrzeugsteuerungen, die darauf hinweist, dass ein Haltepunkt aufgehoben werden kann, nachdem bestimmt wurde, dass das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann.
In einer Ausführungsform beinhaltet die erste Zone eine Haltezone, wobei die Haltezone an einer Haltelinie für die Fahrspur endet, wobei die zweite Zone eine Dilemmazone beinhaltet, wobei die Dilemmazone an der Haltelinie für die Fahrspur beginnt und dort endet, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird, und die dritte Zone beinhaltet eine Querverkehrszone, wobei die Querverkehrszone beginnt, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren ferner das Bestimmen durch den Prozessor, dass das Fahrzeug eine Kreuzung erreicht hat, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versuchen wird, wobei die Fahrzeugpositionsdaten durch den Prozessor überwacht werden, um zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug in der ersten Zone, in der zweiten Zone oder in der dritten Zone befindet, das Überwachen durch den Prozessor für ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge auf einer oder mehreren Gegenspuren, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die sich innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen und Überwachen einer Verkehrsregelungsvorrichtung durch den Prozessor, um zu bestimmen, ob eine relevante Ampel für die Fahrspur, in der sich das Fahrzeug befindet, ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt.
In einer Ausführungsform beinhalten die Überwachung der Fahrzeugpositionsdaten das Abrufen von Fahrzeuglokalisierungsdaten, die den Standort des Fahrzeugs auf einer internen Fahrzeug-Weltkarte identifizieren.
In einer Ausführungsform werden die Fahrzeuglokalisierungsdaten aus GPS-Sensordaten abgeleitet.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Überwachen von einem oder mehreren sich nähernden Fahrzeugen das Identifizieren eines oder mehrerer entgegenkommender Objekte aus Kamerabild-, Radar- oder Lidar-Daten.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Bestimmen, dass das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, das Vorhersagen der Bewegung der einen oder der mehreren entgegenkommenden Objekte und das Vorhersagen, ob das eine oder die mehreren vorhergesagten Objekte langsam genug sind oder zu einem Stillstand kommen, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, das Linksabbiegemanöver abzuschließen.
In einer Ausführungsform beinhaltet das Überwachen einer Verkehrsregelungsvorrichtung das Abrufen von Kamera-Bilddaten, die identifizieren, ob die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt.
In einer Ausführungsform wird ein System zur Steuerung eines autonomen Fahrzeugs bereitgestellt, das eine Kreuzungszustandsmaschine beinhaltet, die einen oder mehrere Prozessoren beinhaltet, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind. Für ein autonomes Fahrzeug, das sich einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver von einer Fahrspur versuchen wird, ist die Kreuzungszustandsmaschine konfiguriert zum Bestimmen, dass sie eine aktuelle Zone des Fahrzeugs als erste Zone, zweite Zone oder dritte Zone bestimmt, zum Bestimmen, dass das Linksabbiegemanöver durchgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in der ersten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeuge von allen Gegenspuren ist und eine relevante Ampel ein Fahrsignal anzeigt, und zum Bestimmen, dass das Linksabbiegemanöver durchgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in der zweiten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeuge von allen Gegenspuren ist, und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Die Kreuzungszustandsmaschine ist ferner so konfiguriert, dass sie das Linksabbiegemanöver durchführt, wenn sich das Fahrzeug in der dritten Zone befindet, oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die dritte Zone vorantreibt, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt.
In einer Ausführungsform beinhaltet die erste Zone eine Haltezone, wobei die Haltezone an einer Haltelinie für die Fahrspur endet, wobei die zweite Zone eine Dilemmazone beinhaltet, wobei die Dilemmazone an der Haltelinie für die Fahrspur beginnt und dort endet, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird, und die dritte Zone beinhaltet eine Querverkehrszone, wobei die Querverkehrszone beginnt, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird.
In einer Ausführungsform beinhaltet das System ferner ein Weltbeobachtermodul, das einen oder mehrere Prozessoren enthält, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Weltbeobachtermodul konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug das ungeschützte Linksabbiegemanöver versuchen wird und zum Aufrufen der Kreuzungszustandsmaschine, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen darf.
In einer Ausführungsform beinhaltet das System ferner ein Fahrzeugpositionsmodul, das einen oder mehrere Prozessoren beinhaltet, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Fahrzeugpositionsmodul konfiguriert ist zum Überwachen der Fahrzeugpositionsdaten, um zu bestimmen ob das Fahrzeug in der Haltezone, der Dilemmazone oder der Querverkehrszone positioniert ist zum Bereitstellen der Identität des Zonentyps, in der das Fahrzeug zu der Kreuzungszustandsmaschine positioniert ist.
In einer Ausführungsform ist das Fahrzeugpositionsmodul konfiguriert zur Überwachung der Fahrzeugpositionsdaten, indem Fahrzeuglokalisierungsdaten abgerufen werden, die aus GPS-Sensordaten abgeleitet werden, die den Standort des Fahrzeugs auf einer internen Fahrzeug-Weltkarte identifizieren.
In einer Ausführungsform beinhaltet das System ferner ein Modul für vorhergesagte Objekte, das einen oder mehrere Prozessoren enthält, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Modul für vorhergesagte Objekte dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge in einer oder mehreren Gegenspuren zu überwachen, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die sich innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen, und der Kreuzungszustandsmaschine einen Hinweis darauf zu liefern, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen.
In einer Ausführungsform ist das Modul für vorhergesagte Objekte konfiguriert, um unter Verwendung von Kamerabild-, Radar- oder Lidardaten auf ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge zu überwachen.
In einer Ausführungsform ist das Modul für vorhergesagte Objekte konfiguriert für das Bestimmen, dass das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, indem Bewegung der einen oder der mehreren entgegenkommenden Objekte vorhergesagt werden und für das Vorhersagen, ob das eine oder die mehreren vorhergesagten Objekte langsam genug sind oder zu einem Stillstand kommen, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, das Linksabbiegemanöver abzuschließen.
In einer Ausführungsform beinhaltet das System ferner ein Ampelüberwachungsmodul, das einen oder mehrere Prozessoren enthält, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Ampelüberwachungsmodul so konfiguriert ist, dass es eine Verkehrsregelungsvorrichtung überwacht, um festzustellen, ob eine relevante Ampel für die Fahrspur, in der sich das Fahrzeug befindet, ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt und um die Identität der von der Ampel angezeigten Farbe an die Kreuzungszustandsmaschine bereitzustellen.
In einer Ausführungsform beinhaltet das System ferner ein Steuermodul, das einen oder mehrere Prozessoren enthält, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es eine Nachricht von der Kreuzungszustandsmaschine empfängt, die übermittelt, dass ein Haltepunkt aufgehoben werden könnte und das Fahrzeug zur Ausführung des Linksabbiegemanövers nach Empfang der Nachricht zu steuern.
In einer Ausführungsform beträgt der vorbestimmte Zeitraum 2,5 Sekunden.
Ein autonomes Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform beinhaltet: eine Vielzahl von Sensorvorrichtungen, die konfiguriert sind zum Bestimmen der Position des autonomen Fahrzeugs entlang einer Strecke, zum Identifizieren, ob eine relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt und zum Identifizieren eines oder mehrere entgegenkommender Fahrzeuge unter Verwendung von Kamerabild-, Radar- oder Lidar-Daten. Das autonome Fahrzeug beinhaltet ferner eine Kreuzungszustandsmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie, wenn sich das autonome Fahrzeug in einer Haltezone in einer Fahrspur befindet, in der die Haltezone an einer Haltelinie endet, bestimmt, ein Linksabbiegemanöver durchzuführen, wenn das autonome Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und eine relevante Ampel das Fahrsignal anzeigt. Die Kreuzungszustandsmaschine ist ferner so konfiguriert, dass, wenn das autonome Fahrzeug in eine Dilemmazone eingetreten ist, in der die Dilemmazone an der Haltelinie beginnt und an der nächsten Stelle endet, an der die Spur durch den Querverkehr gekreuzt wird, bestimmt wird, dass das Linksabbiegemanöver durchgeführt wird, wenn das autonome Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und die relevante Ampel das Fahrsignal, das Warnsignal oder das Stoppsignal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Die Kreuzungszustandsmaschine ist ferner so konfiguriert um, wenn das autonome Fahrzeug in die Querverkehrszone eingetreten ist oder die Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs das autonome Fahrzeug in die Querverkehrszone vorantreiben wird, wobei die Querverkehrszone dort beginnt, wo die Spur von Querverkehr gekreuzt wird, das Ausführen des Linksabbiegemanövers zu bestimmen, wenn das autonome Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel das Fahrsignal, das Warnsignal oder das Stoppsignal anzeigt.
Figurenliste
Die exemplarischen Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und worin gilt:

1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein autonomes Fahrzeug mit einem Linksabbiege-Managementsystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Transportsystem mit einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen aus 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
3 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein autonomes Antriebssystem (ADS) in Verbindung mit einem autonomen Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulicht;
Die 4A, 4B und 4C zeigen eine Top-Down-Ansicht eines exemplarischen Szenarios, das für das Verständnis des vorliegenden Gegenstands gemäß verschiedenen Ausführungsformen nützlich ist;
5 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes System in einem autonomen Fahrzeug zum Bestimmen darstellt, wann das autonome Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver gemäß verschiedenen Ausführungsformen versuchen soll;
6 ist ein Zustandsdiagramm, das beispielhafte Zustände und Operationen einer beispielhaften Kreuzungszustandsmaschine gemäß verschiedenen Ausführungsformen darstellt;
7 ist ein Prozessablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren in einem autonomen Fahrzeug darstellt, um zu bestimmen, wann das autonome Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver gemäß verschiedenen Ausführungsformen versuchen soll; und
8 ist ein Prozessablaufdiagramm, das ein weiteres beispielhaftes Verfahren in einem autonomen Fahrzeug darstellt, um zu bestimmen, wann das autonome Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver gemäß verschiedenen Ausführungsformen versuchen sollte.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung dient lediglich als Beispiel und soll die Anwendung und Verwendung in keiner Weise einschränken. Weiterhin besteht keine Absicht, im vorstehenden technischen Bereich, Hintergrund, der Zusammenfassung oder der folgenden ausführlichen Beschreibung an eine ausdrücklich oder implizit vorgestellte Theorie gebunden zu sein. Der hierin verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf alle Hardware-, Software-, Firmwareprodukte, elektronische Steuerkomponenten, Verarbeitungslogik und/oder Prozessorgeräte, einzeln oder in allen Kombinationen, unter anderem beinhaltend, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppenprozessor) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, welche die beschriebene Funktionalität bieten.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können hierin als funktionale und/oder logische Blockkomponenten und verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl an Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die zur Ausführung der erforderlichen Funktionen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eines Systems oder einer Komponente verschiedene integrierte Schaltungskomponenten, beispielsweise Speicherelemente, digitale Signalverarbeitungselemente, Logikelemente, Wertetabellen oder dergleichen, einsetzen, die mehrere Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuervorrichtungen durchführen können. Zudem werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass die exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl an Systemen eingesetzt werden können, und dass das hierin beschriebene System lediglich eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
Der Kürze halber können konventionelle Techniken in Verbindung mit der Signalverarbeitung, Datenübertragung, Signalgebung, Steuerung, Maschinenlernmodelle, Radar, Lidar, Bildanalyse und weiteren funktionalen Aspekten der Systeme (und den einzelnen Bedienkomponenten der Systeme) hierin nicht im Detail beschrieben werden. Weiterhin sollen die in den verschiedenen Figuren dargestellten Verbindungslinien exemplarische Funktionsbeziehungen und/oder physikalische Verbindungen zwischen den verschiedenen Elementen darstellen. Es sollte beachtet werden, dass viele alternative oder zusätzliche funktionale Beziehungen oder physikalische Verbindungen in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können.
Wie unter Bezugnahme auf 1 ersichtlich, ist ein bei 100 allgemein dargestelltes Linksabbiege-Managementsystem mit einem Fahrzeug 10 gemäß verschiedenen Ausführungsformen assoziiert. Im Allgemeinen bestimmt das Linksabbiege-Managementsystem (oder einfach „System“) 100, wann das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver durchführen kann, sodass Fahrzeugsteuerungen das Fahrzeug steuern können, um das Linksabbiegemanöver auszuführen.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Fahrgestell 12, eine Karosserie 14, Vorderräder 16 und Hinterräder 18. Die Karosserie 14 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 14 und das Fahrgestell 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 16-18 sind jeweils mit dem Fahrgestell 12 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 14 drehbar verbunden.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein autonomes Fahrzeug und das Linksabbiege-Managementsystem 100 ist in das autonome Fahrzeug 10 (nachfolgend als das autonomes Fahrzeug 10 bezeichnet) integriert. Das autonome Fahrzeug 10 ist beispielsweise ein Fahrzeug, das automatisch gesteuert wird, um Passagiere von einem Ort zum anderen zu befördern. Das Fahrzeug 10 ist in der veranschaulichten Ausführungsform als Pkw dargestellt, es sollte jedoch beachtet werden, dass auch jedes andere Fahrzeug einschließlich Motorräder, Lastwagen, Sportfahrzeuge (SUVs), Freizeitfahrzeuge (RVs), Schiffe, Flugzeuge usw. verwendet werden können.
In einer exemplarischen Ausführungsform entspricht das autonome Fahrzeug 10 einem Automatisierungssystem des Levels vier oder Levels fünf gemäß der Standardtaxonomie automatisierter Fahrlevels der Society of Automotive Engineers (SAE) „J3016“. Mit dieser Terminologie bezeichnet ein Level-Vier-System eine „hohe Automatisierung“ unter Bezugnahme auf einen Fahrmodus, bei dem das automatisierte Fahrsystem alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe übernimmt, selbst wenn ein menschlicher Fahrer nicht angemessen auf eine Aufforderung zum Eingreifen reagiert. Ein Level-Fünf-System hingegen zeigt eine „Vollautomatisierung“ und bezeichnet einen Fahrmodus, bei dem das automatisierte Fahrsystem alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter allen Fahrbahn- und Umweltbedingungen erfüllt, die ein menschlicher Fahrer bewältigen kann. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Thematik nicht auf eine bestimmte Taxonomie oder Rubrik der Automatisierungskategorien beschränkt sind. Darüber hinaus können Systeme gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Verbindung mit jedem Fahrzeug verwendet werden, in dem der vorliegende Gegenstand umgesetzt werden kann, unabhängig von seiner Autonomie.
Wie dargestellt, beinhaltet das autonome Fahrzeug 10 im Allgemeinen ein Antriebssystem 20, ein Übertragungssystem 22, ein Lenksystem 24, ein Bremssystem 26, ein Sensorsystem 28, ein Stellantriebsystem 30, mindestens einen Datenspeicher 32, mindestens eine Steuerung 34 und ein Kommunikationssystem 36. Das Antriebssystem 20 kann in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, wie beispielsweise einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem, beinhalten. Das Übertragungssystem 22 ist dazu konfiguriert, Leistung vom Antriebssystem 20 auf die Fahrzeugräder 16 und 18 gemäß den wählbaren Übersetzungsverhältnissen zu übertragen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebesystem 22 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten.
Das Bremssystem 26 ist dazu konfiguriert, den Fahrzeugrädern 16 und 18 ein Bremsmoment bereitzustellen. Das Bremssystem 26 kann in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, Brake-by-Wire, ein regeneratives Bremssystem, wie beispielsweise eine elektrische Maschine und/oder andere geeignete Bremssysteme, beinhalten.
Das Lenksystem 24 beeinflusst eine Position der Fahrzeugräder 16 und/oder 18. Während in einigen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung als ein Lenkrad 25 dargestellt, kann das Lenksystem 24 kein Lenkrad beinhalten.
Das Sensorsystem 28 beinhaltet eine oder mehrere Sensorvorrichtungen 40a-40n, die beobachtbare Zustände der äußeren Umgebung und/oder der inneren Umgebung des autonomen Fahrzeugs 10 (zum Beispiel den Zustand eines oder mehrerer Insassen) erfassen und entsprechende Sensordaten erzeugen. Sensorvorrichtungen 40a-40n können, sind jedoch nicht beschränkt auf, Radare (z. B. Langstrecken-, Mittelstrecken-Kurzbereich), Lidare, globale Positionierungssysteme, optische Kameras (z. B. nach vorne gerichtet, 360-Grad, nach hinten gerichtet, seitlich gerichtet, Stereo, usw.), beinhalten, Wärmebildkameras (z. B. Infrarot), Ultraschallsensoren, Geschwindigkeitsmesssensoren (z. B. Encoder) und/oder andere Sensoren, die in Verbindung mit Systemen und Verfahren gemäß dem vorliegenden Gegenstand verwendet werden können.
Das Stellantriebssystem 30 beinhaltet ein oder mehrere Stellantriebsvorrichtungen 42a-42n, die ein oder mehrere Fahrzeugeigenschaften, wie zum Beispiel das Antriebssystem 20, das Übertragungssystem 22, das Lenksystem 24 und das Bremssystem 26, steuern, sind aber nicht darauf beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen kann das autonome Fahrzeug 10 auch Fahrzeug-Innen- und/oder Außenausstattungen beinhalten, die nicht in 1 dargestellt sind, wie beispielsweise verschiedene Türen, Kofferraum- und Kabinenausstattungen, wie Luft, Musik, Beleuchtung, Touchscreen-Display-Komponenten (wie sie in Verbindung mit Navigationssystemen verwendet werden) und dergleichen.
Die Datenspeichervorrichtung 32 speichert Daten zur Verwendung beim automatischen Steuern des autonomen Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen speichert die Datenspeichervorrichtung 32 definierte Landkarten der navigierbaren Umgebung. In verschiedenen Ausführungsformen werden die definierten Landkarten vordefiniert und von einem entfernten System (in weiteren Einzelheiten in Bezug auf 2 beschrieben) erhalten. So können beispielsweise die definierten Landkarten durch das entfernte System zusammengesetzt und dem autonomen Fahrzeug 10 (drahtlos und/oder drahtgebunden) mitgeteilt und in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden. Routeninformationen können auch in der Datenspeichervorrichtung 32 gespeichert werden - d. h. in einer Reihe von Straßenabschnitten (die geografisch mit einer oder mehreren der definierten Karten verknüpft sind), die zusammen eine Route definieren, die der Benutzer von einem Startort (z. B. dem aktuellen Standort des Benutzers) zu einem Zielort zurücklegen kann. Wie ersichtlich ist, kann die Datenspeichervorrichtung 32 ein Teil der Steuerung 34, von der Steuerung 34 getrennt, oder ein Teil der Steuerung 34 und Teil eines separaten Systems sein.
Die Steuerung 34 beinhaltet mindestens einen Prozessor 44 und eine computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46. Der Prozessor 44 kann eine Spezialanfertigung oder ein handelsüblicher Prozessor sein, eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikprozessoreinheit (GPU), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) (z.B. eine benutzerdefinierte ASIC, die ein neuronales Netzwerk implementiert), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), ein Hilfsprozessor unter mehreren Prozessoren, verbunden mit der Steuerung 34, ein Mikroprozessor auf Halbleiterbasis (in Form eines Mikrochips oder Chip-Satzes) eine Kombination derselben oder allgemein jede beliebige Vorrichtung zur Ausführung von Anweisungen. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können flüchtige und nicht-flüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Keep-Alive-Memory (KAM) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nicht-flüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während der Prozessor 44 ausgeschaltet ist. Die computerlesbare Speichervorrichtung oder Medien 46 können unter Verwendung einer beliebigen einer Anzahl an bekannten Speichervorrichtungen, wie beispielsweise PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichervorrichtungen implementiert werden, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuerung 34 beim Steuern des autonomen Fahrzeugs 10 verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Steuerung 34 konfiguriert, um das im Folgenden ausführlich erläuterte ein Linksabbiege-Managementsystem zu implementieren.
Die Anweisungen können ein oder mehrere separate Programme beinhalten, von denen jede eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren von logischen Funktionen beinhaltet. Die Anweisungen empfangen und verarbeiten, wenn diese durch den Prozessor 44 ausgeführt werden, Signale (z. B. Sensordaten) vom Sensorsystem 28, führen Logik, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen zur automatischen Steuerung der Komponenten des autonomen Fahrzeugs 10 durch und erzeugen Steuersignale, die an das Stellgliedsystem 30 übertragen werden, um die Komponenten des autonomen Fahrzeugs 10 basierend auf der Logik, den Berechnungen, den Verfahren und/oder Algorithmen automatisch zu steuern. Obwohl in 1 nur eine Steuerung 34 dargestellt ist, können Ausführungsformen des autonomen Fahrzeugs 10 eine beliebige Anzahl an Steuerungen 34 beinhalten, die über ein geeignetes Kommunikationsmedium oder eine Kombination von Kommunikationsmedien kommunizieren und zusammenwirken, um die Sensorsignale zu verarbeiten, Logiken, Berechnungen, Verfahren und/oder Algorithmen durchzuführen, und Steuersignale zu erzeugen, um die Funktionen des autonomen Fahrzeugs 10 automatisch zu steuern.
Das Kommunikationssystem 36 ist konfiguriert, um Informationen drahtlos an und von anderen Einheiten 48, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf andere Fahrzeuge („V2V“-Kommunikation,) Infrastruktur („V2I“-Kommunikation), Netzwerke („V2N“-Kommunikation), Fußgänger („V2P“-Kommunikation), entfernte Transportsysteme und/oder Benutzervorrichtungen zu übermitteln (näher beschrieben in Bezug auf 2). In einer exemplarischen Ausführungsform ist das drahtlose Kommunikationssystem 36 dazu konfiguriert, über ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) unter Verwendung des IEEE 802.11-Standards, über Bluetooth oder mittels einer mobilen Datenkommunikation zu kommunizieren. Im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung werden jedoch auch zusätzliche oder alternative Kommunikationsverfahren, wie beispielsweise ein dedizierter Nahbereichskommunikations-(DSRC)-Kanal, berücksichtigt. DSRC-Kanäle beziehen sich auf Einweg- oder Zweiwege-Kurzstrecken- bis Mittelklasse-Funkkommunikationskanäle, die speziell für den Automobilbau und einen entsprechenden Satz von Protokollen und Standards entwickelt wurden.
Mit weiterem Bezug auf 2 in verschiedenen Ausführungsformen kann das autonome Fahrzeug 10, das mit Bezug auf 1 beschrieben ist, für den Einsatz im Rahmen eines Taxi- oder Shuttle-Unternehmens in einem bestimmten geografischen Gebiet (z. B. einer Stadt, einer Schule oder einem Geschäftscampus, einem Einkaufszentrum, einem Vergnügungspark, einem Veranstaltungszentrum oder dergleichen) geeignet sein. So kann beispielsweise das autonome Fahrzeug 10 einem autonomen fahrzeugbasierten Transportsystem zugeordnet sein. 2 veranschaulicht eine exemplarische Ausführungsform einer Betriebsumgebung, die im Allgemeinen bei 50 dargestellt ist und ein autonomes fahrzeugbasiertes entferntes Transportsystem (oder einfach „entferntes Transportsystem“) 52 beinhaltet, das, wie mit Bezug auf 1 beschrieben, einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen 10a-10n zugeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Betriebsumgebung 50 (die ganz oder teilweise den in 1 dargestellten Einheiten 48 entsprechen können) ferner eine oder mehrere Benutzervorrichtungen 54, die mit dem autonomen Fahrzeug 10 und/oder dem entfernten Transportsystem 52 über ein Kommunikationsnetzwerk 56 kommunizieren.
Das Kommunikationsnetzwerk 56 unterstützt die Kommunikation zwischen Geräten, Systemen und Komponenten, die von der Betriebsumgebung 50 unterstützt werden (z. B. über physische Kommunikationsverbindungen und/oder drahtlose Kommunikationsverbindungen). So kann beispielsweise das Kommunikationsnetzwerk 56 ein drahtloses Trägersystem 60 beinhalten, wie beispielsweise ein Mobiltelefonsystem, das eine Vielzahl von Mobilfunktürmen (nicht dargestellt), eine oder mehrere Mobilvermittlungsstellen (MSCs) (nicht dargestellt) sowie alle anderen Netzwerkkomponenten beinhalten, die zum Verbinden des drahtlosen Trägersystems 60 mit dem Festnetz erforderlich sind. Jeder Mobilfunkturm beinhaltet Sende- und Empfangsantennen und eine Basisstation, wobei die Basisstationen verschiedener Mobilfunktürme mit den MSC verbunden sind, entweder direkt oder über Zwischenvorrichtungen, wie beispielsweise eine Basisstationssteuerung. Das Drahtlosträgersystem 60 kann jede geeignete Kommunikationstechnologie implementieren, beispielsweise digitale Technologien, wie CDMA (z. B. CDMA2000), LTE (z. B. 4G LTE oder 5G LTE), GSM/GPRS oder andere aktuelle oder neu entstehende drahtlose Technologien. Andere Mobilfunkturm/Basisstation/MSC-Anordnungen sind möglich und könnten mit dem Mobilfunkanbietersystem 60 verwendet werden. So könnten sich beispielsweise die Basisstation und der Mobilfunkturm an derselben Stelle oder entfernt voneinander befinden, jede Basisstation könnte für einen einzelnen Mobilfunkturm zuständig sein oder eine einzelne Basisstation könnte verschiedene Mobilfunktürme bedienen, oder verschiedene Basisstationen könnten mit einer einzigen MSC gekoppelt werden, um nur einige der möglichen Anordnungen zu nennen.
Abgesehen vom Verwenden des drahtlosen Trägersystems 60 kann ein zweites drahtloses Trägersystem in Form eines Satellitenkommunikationssystems 64 verwendet werden, um unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit dem autonomen Fahrzeug 10a-10n bereitzustellen. Dies kann unter Verwendung von einem oder mehreren Kommunikationssatelliten (nicht dargestellt) und einer aufwärts gerichteten Sendestation (nicht dargestellt) erfolgen. Die unidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitenradiodienste beinhalten, worin programmierte Inhaltsdaten (Nachrichten, Musik usw.) von der Sendestation empfangen werden, für das Hochladen gepackt und anschließend zum Satelliten gesendet werden, der die Programmierung an die Teilnehmer ausstrahlt. Die bidirektionale Kommunikation kann beispielsweise Satellitentelefondienste beinhalten, die den Satelliten verwenden, um Telefonkommunikationen zwischen dem Fahrzeug 10 und der Station weiterzugeben. Die Satellitentelefonie kann entweder zusätzlich oder anstelle des Mobilfunkanbietersystems 60 verwendet werden.
Ein Festnetz-Kommunikationssystem 62 kann ein konventionelles Festnetz-Telekommunikationsnetzwerk beinhalten, das mit einem oder mehreren Festnetztelefonen verbunden ist und das drahtlose Trägersystem 60 mit dem entfernten Transportsystem 52 verbindet. So kann beispielsweise das Festnetz-Kommunikationssystem 62 ein Fernsprechnetz (PSTN) wie jenes sein, das verwendet wird, um festverdrahtetes Fernsprechen, paketvermittelte Datenkommunikationen und die Internetinfrastruktur bereitzustellen. Ein oder mehrere Segmente des Festnetz-Kommunikationssystems 62 könnten durch Verwenden eines normalen drahtgebundenen Netzwerks, eines Lichtleiter- oder eines anderen optischen Netzwerks, eines Kabelnetzes, von Stromleitungen, anderen drahtlosen Netzwerken, wie drahtlose lokale Netzwerke (WLANs) oder Netzwerke, die drahtlosen Breitbandzugang (BWA) bereitstellen oder jeder Kombination davon implementiert sein. Weiterhin muss das entfernte Transportsystem 52 nicht über das Festnetz-Kommunikationssystem 62 verbunden sein, sondern könnte Funktelefonausrüstung beinhalten, sodass sie direkt mit einem drahtlosen Netzwerk, wie z. B. dem drahtlosen Trägersystem 60, kommunizieren kann.
Obwohl in 2 nur eine Benutzervorrichtung 54 dargestellt ist, können Ausführungsformen der Betriebsumgebung 50 eine beliebige Anzahl an Benutzervorrichtungen 54, einschließlich mehrerer Benutzervorrichtungen 54 unterstützen, die das Eigentum einer Person sind, von dieser bedient oder anderweitig verwendet werden. Jede Benutzervorrichtung 54, die von der Betriebsumgebung 50 unterstützt wird, kann unter Verwendung einer geeigneten Hardwareplattform implementiert werden. In dieser Hinsicht kann die Benutzervorrichtung 54 in einem gemeinsamen Formfaktor realisiert werden, darunter auch in: einen Desktop-Computer; einem mobilen Computer (z. B. einem Tablet-Computer, einem Laptop-Computer oder einem Netbook-Computer); einem Smartphone; einem Videospielgerät; einem digitalen Media-Player; eine Komponente eines Heimunterhaltungsgeräts; einer Digitalkamera oder Videokamera; einem tragbaren Computergerät (z. B. einer Smart-Uhr, Smart-Brille, Smart-Kleidung); oder dergleichen. Jede von der Betriebsumgebung 50 unterstützte Benutzervorrichtung 54 ist als computerimplementiertes oder computergestütztes Gerät mit der Hardware-, Software-, Firmware- und/oder Verarbeitungslogik realisiert, die für die Durchführung der hier beschriebenen verschiedenen Techniken und Verfahren erforderlich ist. So beinhaltet beispielsweise die Benutzervorrichtung 54 einen Mikroprozessor in Form einer programmierbaren Vorrichtung, die eine oder mehrere in einer internen Speicherstruktur gespeicherte Anweisungen beinhaltet und angewendet wird, um binäre Eingaben zu empfangen und binäre Ausgaben zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 ein GPS-Modul, das GPS-Satellitensignale empfangen und GPS-Koordinaten basierend auf diesen Signalen erzeugen kann. In weiteren Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 eine Mobilfunk-Kommunikationsfunktionalität, sodass die Vorrichtung Sprach- und/oder Datenkommunikationen über das Kommunikationsnetzwerk 56 unter Verwendung eines oder mehrerer Mobilfunk-Kommunikationsprotokolle durchführt, wie hierin erläutert. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet die Benutzervorrichtung 54 eine visuelle Anzeige, wie zum Beispiel ein grafisches Touchscreen-Display oder eine andere Anzeige.
Das entfernte Transportsystem 52 beinhaltet ein oder mehrere Backend-Serversysteme, (nicht dargestellt), die an dem speziellen Campus oder dem geografischen Standort, der vom Transportsystem 52 bedient wird, Cloud-basiert, netzwerkbasiert oder resident sein können. Das entfernte Transportsystem 52 kann mit einem Live-Berater, einem automatisierten Berater, einem System der künstlichen Intelligenz oder einer Kombination davon besetzt sein. Das entfernte Transportsystem 52 kann mit den Benutzervorrichtungen 54 und den autonomen Fahrzeugen 10a-10n kommunizieren, um Fahrten zu planen, autonome Fahrzeuge 10a-10n zu versetzen und dergleichen. In verschiedenen Ausführungsformen speichert das entfernte Transportsystem 52 Kontoinformationen, wie zum Beispiel Teilnehmer-Authentisierungsdaten, Fahrzeugkennzeichen, Profilaufzeichnungen, biometrische Daten, Verhaltensmuster und andere entsprechende Teilnehmerinformationen.
Gemäß einem typischen Anwendungsfall-Arbeitsablauf kann ein registrierter Benutzer des entfernten Transportsystems 52 über die Benutzervorrichtung 54 eine Fahrtanforderung erstellen. Die Fahrtanforderung gibt typischerweise den gewünschten Abholort des Fahrgastes (oder den aktuellen GPS-Standort), den gewünschten Zielort (der einen vordefinierten Fahrzeugstopp und/oder ein benutzerdefiniertes Passagierziel identifizieren kann) und eine Abholzeit an. Das entfernte Transportsystem 52 empfängt die Fahrtanforderung, verarbeitet die Anforderung und sendet ein ausgewähltes der autonomen Fahrzeuge 10a-10n (wenn und sofern verfügbar), um den Passagier an dem vorgesehenen Abholort und zu gegebener Zeit abzuholen. Das Transportsystem 52 kann zudem eine entsprechend konfigurierte Bestätigungsnachricht oder Benachrichtigung an die Benutzervorrichtung 54 erzeugen und senden, um den Passagier zu benachrichtigen, dass ein Fahrzeug unterwegs ist.
Wie ersichtlich, bietet der hierin offenbarte Gegenstand bestimmte verbesserte Eigenschaften und Funktionen für das, was als ein standardmäßiges oder Basislinien autonomes Fahrzeug 10 und/oder ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem 52 betrachtet werden kann. Zu diesem Zweck kann ein autonomes fahrzeugbasiertes Transportsystem modifiziert, erweitert oder anderweitig ergänzt werden, um die nachfolgend näher beschriebenen zusätzlichen Funktionen bereitzustellen.
Gemäß verschiedener Ausführungsformen realisiert die Steuerung 34 ein autonomes Antriebssystem (ADS) 70, wie in 3 dargestellt. Das heißt, dass geeignete Soft- und/oder Hardwarekomponenten der Steuerung 34 (z. B. der Prozessor 44 und das computerlesbare Speichermedium 46) verwendet werden, um ein autonomes Antriebssystem 70 bereitzustellen, das in Verbindung mit dem Fahrzeug 10 verwendet wird.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Anweisungen des autonomen Antriebssystems 70 je nach Funktion oder System gegliedert sein. Das autonome Antriebssystem 70 kann beispielsweise, wie in 3 dargestellt, ein Wahrnehmungssystem 74, ein Positionierungssystem 76, ein Streckenplanungssystem 78 und ein Fahrzeugsteuersystem 80 beinhalten. Wie ersichtlich ist, können die Anweisungen in verschiedenen Ausführungsformen in beliebig viele Systeme (z. B. kombiniert, weiter unterteilt usw.) gegliedert werden, da die Offenbarung nicht auf die vorliegenden Beispiele beschränkt ist.
In verschiedenen Ausführungsformen synthetisiert und verarbeitet das Wahrnehmungssystem 74 die erfassten Sensordaten und prognostiziert Anwesenheit, Standort, Klassifizierung und/oder Verlauf von Objekten und Merkmalen der Umgebung des Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Wahrnehmungssystem 74 Informationen von mehreren Sensoren (z. B. dem Sensorsystem 28) beinhalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kameras, Lidare, Radare und/oder eine beliebige Anzahl anderer Arten von Sensoren.
Das Positionierungssystem 76 verarbeitet Sensordaten zusammen mit anderen Daten, um eine Position (z. B. eine lokale Position in Bezug auf eine Karte, eine exakte Position in Bezug auf die Fahrspur einer Straße, Fahrzeugrichtung, usw.) des Fahrzeugs 10 in Bezug auf die Umgebung zu bestimmen. Wie zu erkennen ist, können verschiedene Techniken eingesetzt werden, um diese Lokalisierung durchzuführen, beispielsweise simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM), Partikelfilter, Kalman-Filter, Bayes'sche Filter und dergleichen.
Das Streckenplanungssystem 78 verarbeitet Sensordaten zusammen mit anderen Daten, um eine Strecke zu bestimmen, dem das Fahrzeug 10 folgen soll. Das Fahrzeugsteuerungssystem 80 erzeugt Steuersignale zum Steuern des Fahrzeugs 10 entsprechend der ermittelten Strecke.
In verschiedenen Ausführungsformen implementiert die Steuerung 34 maschinelle Lerntechniken, um die Funktionalität der Steuerung 34 zu unterstützen, wie z. B. Merkmalerkennung/Klassifizierung, Hindernisminderung, Routenüberquerung, Kartierung, Sensorintegration, Boden-Wahrheitsbestimmung und dergleichen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Linksabbiege-Managementsystem 100 ganz oder teilweise in das Wahrnehmungssystem 74, das Positioniersystem 76, das Streckenplanungssystem 78 und/oder das Fahrzeugsteuersystem 80 eingebunden werden. Wie oben erwähnt, ist das Linksabbiege-Managementsystem 100 von 1 konfiguriert, um zu bestimmen, wann ein autonomes Fahrzeug 10 ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver beginnen sollte.
Die 4A, 4B und 4C zeigen Top-Down-Ansichten eines exemplarischen Szenarios, das für das Verständnis des vorliegenden Gegenstands nützlich ist. Insbesondere veranschaulicht 4A ein beispielhaftes autonomes Fahrzeug 402 in einer ersten Spur 404, bevor ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver 405 in eine zweite Spur 406 ausgeführt wird. In diesem Beispiel ist ein ungeschütztes Linksabbiegen ein Linksabbiegen, das gegen entgegenkommenden Verkehr ohne Signalleuchte ausgeführt wird. Dadurch wird jeglicher Verkehr gestoppt, der sich möglicherweise im Abbiegeweg des Fahrzeugs befindet (z. B. Fahrweg des Fahrzeugs bei ungeschütztem Linksabbiegemanöver). In diesem Beispiel wird das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 in einer Haltezone 408 hinter einer Haltelinie 410 in der Fahrspur 404 gestoppt, die vor einem Kreuzweg 412 positioniert ist. Das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 wartet in der Haltezone 408 auf das Vorbeifahren eines entgegenkommenden Fahrzeugs 414 in einer entgegenkommenden Fahrspur 416, bevor das ungeschützte Linksabbiegemanöver 405 versucht wird.
4B veranschaulicht auch das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 in der ersten Spur 404, bevor ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver 405 in die zweite Spur 406 ausgeführt wird. In diesem Beispiel wird das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 in einer Dilemmazone 418 gestoppt, die an der Haltelinie 410 in der Fahrspur 404 beginnt, und an der nächstgelegenen Stelle endet, an der die Spur 404 durch Querverkehr gekreuzt wird (z. B. Verkehr, die in einer Spur 420 fließt, die die Spur 404 des Fahrzeugs schneidet). Die Dilemmazone 418 ist der letzte Bereich, in dem das Fahrzeug 402 anhalten kann, ohne in Gefahr zu sein, von einem anderen rechtmäßig fahrenden Fahrzeug getroffen zu werden. Das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 wartet in der Dilemmazone 418 (z. B. hinter dem Kreuzweg 412) auf das Vorbeifahren eines entgegenkommenden Fahrzeugs 414 in einer Gegenspur 416, bevor das ungeschützte Linksabbiegemanöver 405 versucht wird.
4C veranschaulicht auch das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 in der ersten Spur 404, bevor ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver 405 in die zweite Spur 406 ausgeführt wird. In diesem Beispiel wird das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 in einer Querverkehrszone 422 gestoppt, die dort beginnt, wo die Fahrspur 404 durch Querverkehr geschnitten wird (z. B., Verkehr, der in einer Spur 420 fließt, die die Spur 404 des Fahrzeugs schneidet). Die Querverkehrszone 422 ist ein Bereich, in dem das Fahrzeug 402, wenn es angehalten hat, von einem anderen Fahrzeug in der Fahrspur 420 getroffen werden könnte, das von der Querverkehrspur 406 in die Gegenspur 416 einbiegt, oder ein Fahrzeug, das von der Gegenspur 416 in die Querverkehrspur 420 einbiegt. Das beispielhafte autonome Fahrzeug 402 wartet in der Querverkehrszone 422 auf das Vorbeifahren eines entgegenkommenden Fahrzeugs 414 in der Gegenspur 416, bevor das ungeschützte Linksabbiegemanöver 405 versucht wird.
5 ist ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes System 500 in einem autonomen Fahrzeug darstellt, um zu. bestimmt, wann das autonome Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versuchen sollte. Das beispielhafte System 500 beinhaltet eine Kreuzungszustandsmaschine 502, ein Weltbeobachtermodul 504, ein Fahrzeugsteuermodul 506, ein Fahrzeugpositionsmodul 508, ein Fahrzeugmodul für vorhergesagte Objekte 510 und ein Ampelüberwachungsmodul 512.
Die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 ist so konfiguriert, dass sie im beispielhaften autonomen Fahrzeug aufgerufen wird, wenn sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versucht. Die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 ist ferner konfiguriert, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug das ungeschützte Linksabbiegemanöver durchführen kann. Die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 ist auch so konfiguriert, dass sie eine Nachricht an das Fahrzeugsteuermodul 506 übermittelt, die besagt, dass ein Haltepunkt nach aufgehoben werden kann, nachdem die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 bestimmt hat, dass das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann.
6 ist ein Zustandsdiagramm 600, das beispielhafte Zustände und Operationen einer exemplarischen Kreuzungszustandsmaschine darstellt. Unter Bezugnahme auf 5 und 6 wird der Zustand, wenn die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 aufgerufen wird (bei 602) aufgerufen, in dem die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 betrieben wird, durch den Standort des Fahrzeugs relativ zu einer Kreuzung bestimmt, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver ausführen soll. Das Fahrzeug kann sich in einer von drei Zonen befinden, einer Haltezone, einer Dilemmazone oder einer Querverkehrszone, und die Kreuzungszustandsmaschine 502 kann sich entsprechend in einem von drei Zuständen befinden, einem Haltezonenzustand 604, einem Dilemmazonenzustand 606 oder einem Querverkehrszonenzustand 608, bevor das Fahrzeug abbiegt und die beispielhafte Zustandsmaschine 502 in einen Zustand 610 eintritt, während dem ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver ausgeführt wird. Nachdem das Linksabbiegemanöver durchgeführt wurde, beendet die beispielhafte Zustandsmaschine 502 den Betrieb (bei 612). Die beispielhafte Zustandsmaschine 502 steuert nicht direkt die Bewegung des Fahrzeugs, sondern signalisiert, wenn das Fahrzeug mit dem Linksabbiegemanöver beginnen kann, indem es eine Abbiegestopp-Aufhebungsmeldung (z. B., eine Meldung zum Aufheben des Haltepunkts) an Fahrzeugsteuerungen (z. B., Steuermodul 506) kommuniziert.
Wenn sich das Fahrzeug in einer Haltezone befindet (und die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine sich in Zustand 604 befindet), so ist die Kreuzungszustandsmaschine so konfiguriert, dass das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist, und eine relevante Ampel ein grünes Signal anzeigt, das andeutet, dass der Verkehr in der Spur des Fahrzeugs fortgesetzt werden kann. Die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 ist ferner so konfiguriert, dass sie unter diesen Bedingungen (Operation 614) eine Abbiegestopp-Aufhebungsmeldung an Fahrzeugsteuerungen kommuniziert.
Wenn das Fahrzeug in eine Dilemmazone eingetreten ist (und sich die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine in Zustand 606 befindet), ist die Kreuzungszustandsmaschine so konfiguriert, dass sie bestimmt, dass das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Die vorbestimmte Zeit in diesem Beispiel beträgt 2,5 Sekunden. Die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 ist ferner so konfiguriert, dass sie unter diesen Bedingungen (Operation 616) eine Abbiegestopp-Aufhebungsmeldung an Fahrzeugsteuerungen kommuniziert.
Wenn das Fahrzeug in die Querverkehrszone eingetreten ist oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die Querverkehrszone vorantreiben wird (und sich die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine in Zustand 608 befindet), ist die Kreuzungszustandsmaschine konfiguriert, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann. Wenn die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt, kann die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine entscheiden, dass der Haltepunkt aufgehoben werden kann, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die beispielhafte Kreuzungszustandsmaschine 502 konfiguriert ist, um unter diesen Bedingungen (Operation 618) eine Abbiegestopp-Aufhebungsmeldung an Fahrzeugsteuerungen zu kommunizieren.
Das beispielhafte Weltbeobachtermodul 504 ist konfiguriert, um die Position des Fahrzeugs zu allen Zeiten zu überwachen, zu bestimmen, dass das Fahrzeug eine Kreuzung erreicht hat, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versuchen wird, und die Kreuzungszustandsmaschine aufzurufen, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann.
Das beispielhafte Fahrzeugsteuermodul 506 ist unter anderem dafür konfiguriert, eine Nachricht von der Kreuzungszustandsmaschine zu empfangen, die übermittelt, dass ein Haltepunkt aufgehoben werden kann. Das beispielhafte Fahrzeugsteuermodul 506 ist ferner konfiguriert, um das Fahrzeug nach dem Empfang der Nachricht, die übermittelt, dass der Halt aufgehoben wurde, das Fahrzeug zur Ausführung des Linksabbiegemanövers steuert.
Das beispielhafte Fahrzeugpositionsmodul 508 ist konfiguriert zum Überwachen der Fahrzeugpositionsdaten, um zu bestimmen ob das Fahrzeug in der Haltezone, der Dilemmazone oder der Querverkehrszone positioniert ist zum Bereitstellen der Identität des Zonentyps an die Kreuzungszustandsmaschine, in der das Fahrzeug positioniert ist. Das Fahrzeugpositionsmodul ist ferner konfiguriert zur Überwachung der Fahrzeugpositionsdaten, indem Fahrzeuglokalisierungsdaten abgerufen werden, die aus GPS-Sensordaten abgeleitet werden, die den Standort des Fahrzeugs auf einer internen (z. B. für das Fahrzeug lokalen) Fahrzeug-Weltkarte identifizieren.
Das Modul für vorhergesagte Objekte 510 ist dazu konfiguriert, ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge in einer oder mehreren Gegenspuren zu überwachen, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die sich innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen, und der Kreuzungszustandsmaschine einen Hinweis darauf zu liefern, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen. Das Modul für vorhergesagte Objekte ist konfiguriert, um unter Verwendung von Kamerabild-, Radar- und/oder Lidardaten auf ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge zu überwachen. Das Modul für vorhergesagte Objekte ist konfiguriert für das Bestimmen, dass das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, indem Bewegung der einen oder der mehreren entgegenkommenden Objekte vorhergesagt werden und für das Vorhersagen, ob das eine oder die mehreren vorhergesagten Objekte langsam genug sind oder zu einem Stillstand kommen, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, das Linksabbiegemanöver abzuschließen.
Das beispielhafte Ampelüberwachungsmodul 512 ist zum Überwachen einer Verkehrsregelungsvorrichtung konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine relevante Ampel für die Fahrspur, in der sich das Fahrzeug befindet, ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt. Das beispielhafte Ampelüberwachungsmodul 512 ist konfiguriert, um der Kreuzungszustandsmaschine die Identität der durch die Ampel angezeigten Farbe bereitzustellen. Das beispielhafte Ampelüberwachungsmodul 512 ist ferner konfiguriert, um Kamera-Bilddaten abzurufen, die identifizieren, ob die relevante Ampel ein Fahrsignal (z. B. grünes Signal) ein Warnsignal (z. B. ein gelbes Signal) oder ein Haltesignal (z. B. ein rotes Signal) anzeigt.
Ein exemplarisches System 100 oder 500 kann eine beliebige Anzahl zusätzlicher, in die Steuerung 34 eingebetteter Teilmodule beinhalten, die mit den hierin beschriebenen Systemen und Verfahren kombiniert und/oder weiter untergliedert werden können. Zusätzlich können Eingaben in das System 100 oder 500 vom Sensorsystem 28 empfangen werden, die von anderen Steuermodulen (nicht dargestellt) empfangen werden, die dem autonomen Fahrzeug 10 zugeordnet sind, die vom Kommunikationssystem 36 empfangen werden und/oder von anderen Teilmodulen (nicht dargestellt), die innerhalb der Steuerung 34 von 1 ermittelt/modelliert werden. Weiterhin können die Eingaben auch einer Vorverarbeitung unterzogen werden, wie beispielsweise Teilabtastung, Rauschunterdrückung, Normalisierung, Merkmalsextraktion, fehlende Datenreduktion und dergleichen.
Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Module können als ein oder mehrere maschinelle Lernmodelle implementiert werden, die einem überwachten, unbeaufsichtigten, teilüberwachten oder verstärkten Lernen unterzogen werden und Klassifizierungen (z. B. binäre oder mehrstufige Klassifizierungen), Regression, Clustering, Dimensionalitätsreduktion und/oder solche Aufgaben durchführen. Beispiele für diese Modelle sind künstliche neuronale Netze (ANN) (z. B. rekurrierende neuronale Netze (RNN) und faltungsneuronale Netze (CNN)), Entscheidungsbaummodelle (z. B. Klassifikations- und Regressionsbäume (CART)), Ensemble-Lernmodelle (z. B. Boosting, Bootstrapped Aggregation, Gradienten-Boost-Maschinen und Random Forest), Bayes'sche Netzwerkmodelle (z. B. naive Bayes), Hauptkomponentenanalyse (PCA), Unterstützungsvektormaschinen (SVM), Clustering-Modelle (wie K-Neighbor, K-Mittel, Erwartungsmaximierung, hierarchisches Clustering usw.), lineare Diskriminanzanalysemodelle.
In einigen Ausführungsformen erfolgt das Lernen der vom System 100 oder 500 verwendeten maschinellen Lernmodelle innerhalb eines vom Fahrzeug 10 entfernten Systems (z. B. das System 52 in 2) und wird anschließend für den normalen Betrieb des Fahrzeugs 10 auf das Fahrzeug 10 heruntergeladen. In weiteren Ausführungsformen erfolgt das Lernen zumindest teilweise innerhalb der Steuerung 34 des Fahrzeugs 10 selbst, und das Modell wird anschließend mit externen Systemen und/oder anderen Fahrzeugen einer Flotte geteilt (wie in 2 dargestellt). Trainingsdaten können in ähnlicher Weise vom Fahrzeug 10 erzeugt oder extern erfasst und vor dem Anlernen in Trainings-, Validierungs- und Testsätze aufgeteilt werden.
7 ist ein Prozessablaufdiagramm, das ein weiteres beispielhaftes Verfahren 700 in einem autonomen Fahrzeug darstellt, um zu bestimmen, wann das autonome Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versuchen sollte. Das Beispielverfahren 700 beginnt, wenn eine relevanter Ampel ein gelbes Signal anzeigt, während das autonome Fahrzeug auf die Freigabe wartet, um ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver durchzuführen (Operation 702). Es wird bestimmt, ob das autonome Fahrzeug eine Dilemmazone betreten oder passiert hat (Entscheidung 704). Wenn das autonome Fahrzeug keine Dilemmazone betreten oder passiert hat (bei Entscheidung 704), hält das autonome Fahrzeug (oder bleibt stehen) und wartet, bis die entsprechende Ampel ein grünes Verkehrssignal anzeigt, bevor der Versuch, ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver durchzuführen, wieder aufgenommen wird (Operation 706).
Wenn das autonome Fahrzeug eine Dilemmazone betreten oder passiert hat (ja bei Entscheidung 704), wartet das autonome Fahrzeug weiterhin, bis der Verkehr auf den Gegenspuren frei ist, bevor das ungeschützte Linksabbiegemanöver ausgeführt wird (Operation 708). Es wird bestimmt, ob sich der Verkehr in Gegenspuren (Entscheidung 710) aufgelöst hat. Wenn der Verkehr in Gegenspuren frei ist (ja bei Entscheidung 710), kann das autonome Fahrzeug das ungeschützte Linksabbiegemanöver (Operation 712) durchführen. Wenn der Verkehr in Gegenspuren (bei Entscheidung 710) nicht frei ist, wird eine Bestimmung getroffen, ob die relevante Ampel ein rotes Signal anzeigt (Entscheidung 714). Wenn die relevante Ampel kein rotes Signal anzeigt (nein bei Entscheidung 714), wartet das autonome Fahrzeug weiterhin, bis sich der Verkehr in den Gegenspuren aufgelöst hat, bevor das ungeschützte Linksabbiegemanöver ausgeführt wird (Operation 708).
Wenn die relevante Ampel ein rotes Signal anzeigt (ja bei Entscheidung 714), wird in diesem Beispiel ein Countdown-Timer mit einer Länge von 2,5 Sekunden gestartet (Operation 716). Das autonome Fahrzeug wartet weiterhin darauf, dass der Verkehr in den Gegenspuren frei wird (Operation 718). Es wird bestimmt, ob sich der Verkehr in Gegenspuren (Entscheidung 720) aufgelöst hat. Wenn der Verkehr in Gegenspuren frei ist (ja bei Entscheidung 720), kann das autonome Fahrzeug das ungeschützte Linksabbiegemanöver (Operation 722) durchführen. Wenn der Verkehr in Gegenspuren (nein bei Entscheidung 720) nicht frei ist, wird bestimmt, ob der Countdown-Timer das Herunterzählen abgeschlossen hat (Entscheidung 724). Wenn der Countdown-Timer das Herunterzählen nicht abgeschlossen hat (nein bei Entscheidung 724), wartet das autonome Fahrzeug weiterhin darauf, dass sich der Verkehr in den Gegenspuren auflöst (Operation 718).
Wenn der Countdown-Timer das Herunterzählen abgeschlossen hat (ja bei Entscheidung 724), wird bestimmt, ob die Vorwärtsgeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs das Fahrzeug in den Querverkehr vorantreiben wird (Entscheidung 726). Wenn festgestellt wird, dass die Vorwärtsgeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs das Fahrzeug nicht in den Querverkehr vorantreibt (nein bei Entscheidung 726), hält das autonome Fahrzeug an (oder bleibt stehen) und wartet, bis die entsprechende Ampel ein grünes Verkehrssignal anzeigt, bevor der Versuch, ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver durchzuführen, wieder aufgenommen wird (Operation 728). Wenn festgestellt wird, dass die Vorwärtsgeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs das Fahrzeug in den Querverkehr vorantreiben wird (ja bei Entscheidung 726), kann das autonome Fahrzeug das ungeschützte Linksabbiegemanöver durchführen (Operation 730).
8 ist ein Prozessablaufdiagramm, das ein anderes beispielhaftes Verfahren 800 in einem autonomen Fahrzeug darstellt, um zu bestimmen, wann das autonome Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versuchen sollte. Das Beispielverfahren 800 beinhaltet das Ermitteln, ob sich das Fahrzeug in einer Haltezone befindet (Operation 802). Wenn sich das Fahrzeug in der Haltezone befindet, kann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen, wenn das Fahrzeug auf allen Gegenspuren frei von sich annähernden Fahrzeugen ist und eine relevante Ampel ein grünes Signal anzeigt (Vorgang 804).
Das Beispielverfahren 800 beinhaltet das Bestimmen, ob das Fahrzeug in eine Dilemmazone eingetreten ist (Entscheidung 806). Wenn das Fahrzeug in eine Dilemmazone eingetreten ist, kann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer angezeigt hat (Operation 808).
Das Beispielverfahren 800 beinhaltet das Ermitteln, ob das Fahrzeug in die Querverkehrszone eingetreten ist oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die Querverkehrszone (Entscheidung 810) vorantreibt. Wenn das Fahrzeug in die Querverkehrszone eingetreten ist oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die Querverkehrszone treibt, kann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel ein grünes Signal, gelbes Signal oder rotes Signal anzeigt(Vorgang 812).
In einer Ausführungsform wird ein prozessorimplementiertes Verfahren in einem autonomen Fahrzeug zum Ausführen eines ungeschützten Linksabbiegemanövers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer aktuelle Zone des Fahrzeugs durch einen Prozessor, als mindestens eine erste Zone, eine zweite Zone oder eine dritte Zone. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers durch den Prozessor, wenn sich das Fahrzeug in der ersten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und eine relevante Ampel ein grünes Signal anzeigt. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers, wenn sich das Fahrzeug in der zweiten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers durch den Prozessor umfassen, wenn sich das Fahrzeug in der dritten Zone befindet oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die dritte Zone vorantreibt, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt. Das Verfahren umfasst ferner das Kommunizieren, durch den Prozessor, einer Nachricht an Fahrzeugsteuerungen, die darauf hinweist, dass ein Haltepunkt aufgehoben werden kann, nachdem festgestellt wurde, dass das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann.
Diese Aspekte und andere Ausführungsformen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten. Die erste Zone kann eine Haltezone umfassen, wobei die Haltezone an einer Haltelinie für die Fahrspur endet, wobei die zweite Zone eine Dilemmazone umfassen kann, wobei die Dilemmazone an der Haltelinie für die Fahrspur beginnt und dort endet, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird, und die dritte Zone kann eine Querverkehrszone umfassen, wobei die Querverkehrszone beginnt, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen durch den Prozessor umfassen, dass das Fahrzeug eine Kreuzung erreicht hat, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versuchen wird, wobei die Fahrzeugpositionsdaten durch den Prozessor überwacht werden, um zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug in der ersten Zone, in der zweiten Zone oder in der dritten Zone befindet, das Überwachen durch den Prozessor für ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge auf einer oder mehreren Gegenspuren, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die sich innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen und Überwachen einer Verkehrsregelungsvorrichtung durch den Prozessor, um zu bestimmen, ob eine relevante Ampel für die Fahrspur, in der sich das Fahrzeug befindet, ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt.
Das Überwachen der Fahrzeugpositionsdaten kann das Abrufen von Fahrzeuglokalisierungsdaten umfassen, die den Standort des Fahrzeugs auf einer internen Fahrzeug-Weltkarte identifizieren. Die Fahrzeuglokalisierungsdaten können aus GPS-Sensordaten abgeleitet werden. Das Überwachen von einem oder mehreren sich nähernden Fahrzeugen kann das Identifizieren eines oder mehrerer entgegenkommender Objekte aus Kamerabild-, Radar- oder Lidar-Daten umfassen. Das Bestimmen, dass das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, kann das Vorhersagen der Bewegung der einen oder der mehreren entgegenkommenden Objekte und das Vorhersagen, ob das eine oder die mehreren vorhergesagten Objekte langsam genug sind oder zu einem Stillstand kommen, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, das Linksabbiegemanöver abzuschließen, umfassen. Das Überwachen einer Verkehrsregelungsvorrichtung umfasst das Abrufen von Kamera-Bilddaten, die identifizieren, ob die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt. Das Verfahren kann ferner das Steuern des Fahrzeugs umfassen, um das Linksabbiegemanöver nach dem Empfang einer Meldung auszuführen, dass der Haltepunkt aufgehoben werden kann.
In einer anderen Ausführungsform wird ein System zur Steuerung eines autonomen Fahrzeugs bereitgestellt, das eine Kreuzungszustandsmaschine umfasst, die einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind. Für ein autonomes Fahrzeug, das sich einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver von einer Fahrspur versuchen wird, ist die Kreuzungszustandsmaschine konfiguriert zum Bestimmen, dass sie eine aktuelle Zone des Fahrzeugs als mindestens eine einer ersten Zone, zweiten Zone oder dritten Zone bestimmt, zum Bestimmen, dass das Linksabbiegemanöver durchgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in der ersten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und eine relevante Ampel ein grünes Signal anzeigt, und zum Bestimmen, dass das Linksabbiegemanöver durchgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug in der zweiten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist, und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Die Kreuzungszustandsmaschine ist ferner so konfiguriert, dass sie das Linksabbiegemanöver durchführt, wenn sich das Fahrzeug in der dritten Zone befindet, oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die dritte Zone vorantreibt, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt.
Diese Aspekte und andere Ausführungsformen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten. Die erste Zone kann eine Haltezone umfassen, wobei die Haltezone an einer Haltelinie für die Fahrspur endet, wobei die zweite Zone eine Dilemmazone umfassen kann, wobei die Dilemmazone an der Haltelinie für die Fahrspur beginnt und dort endet, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird, und die dritte Zone kann eine Querverkehrszone umfassen, wobei die Querverkehrszone beginnt, wo die Fahrspur von dem Querverkehr geschnitten wird. Das System kann ferner ein Weltbeobachtermodul umfassen, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Weltbeobachtermodul konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug das ungeschützte Linksabbiegemanöver versuchen wird und zum Aufrufen der Kreuzungszustandsmaschine, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen darf.
Das System kann ferner ein Fahrzeugpositionsmodul umfassen, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Fahrzeugpositionsmodul konfiguriert ist zum Überwachen der Fahrzeugpositionsdaten, um zu bestimmen ob das Fahrzeug in der Haltezone, der Dilemmazone oder der Querverkehrszone positioniert ist zum Bereitstellen der Identität des Zonentyps an die Kreuzungszustandsmaschine, in der das Fahrzeug positioniert ist. Das Fahrzeugpositionsmodul kann zur Überwachung der Fahrzeugpositionsdaten konfiguriert sein, indem Fahrzeuglokalisierungsdaten abgerufen werden, die aus GPS-Sensordaten abgeleitet werden, die den Standort des Fahrzeugs auf einer internen Fahrzeug-Weltkarte identifizieren.
Das System kann ferner ein Modul für vorhergesagte Objekte umfassen, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Modul für vorhergesagte Objekte dazu konfiguriert ist, ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge in einer oder mehreren Gegenspuren zu überwachen, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die sich innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen, und der Kreuzungszustandsmaschine einen Hinweis darauf zu liefern, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen. Das Modul für vorhergesagte Objekte kann konfiguriert sein, um unter Verwendung von Kamerabild-, Radar- oder Lidardaten auf ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge zu überwachen. Das Modul für vorhergesagte Objekte kann konfiguriert sein für das Bestimmen, dass das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, indem Bewegung der einen oder der mehreren entgegenkommenden Objekte vorhergesagt werden und für das Vorhersagen, ob das eine oder die mehreren vorhergesagten Objekte langsam genug sind oder zu einem Stillstand kommen, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, das Linksabbiegemanöver abzuschließen.
Das System kann ferner ein Ampelüberwachungsmodul umfassen, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Ampelüberwachungsmodul so konfiguriert ist, dass es eine Verkehrsregelungsvorrichtung überwacht, um festzustellen, ob eine relevante Ampel für die Fahrspur, in der sich das Fahrzeug befindet, ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt und um die Identität der von der Ampel angezeigten Farbe an die Kreuzungszustandsmaschine bereitzustellen. Das Ampelüberwachungsmodul kann konfiguriert sein, um Kamera-Bilddaten abzurufen, die identifizieren, ob die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt.
Das System kann ferner ein Steuermodul umfassen, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Steuermodul so konfiguriert ist, dass es eine Nachricht von der Kreuzungszustandsmaschine empfängt, die übermittelt, dass ein Haltepunkt aufgehoben werden könnte und das Fahrzeug zur Ausführung des Linksabbiegemanövers nach Empfang der Nachricht zu steuern. Die vorbestimmte Zeitdauer kann 2,5 Sekunden umfassen.
Bei einer Ausführungsform ist ein autonomes Fahrzeug vorgesehen. Das autonome Fahrzeug umfasst eine Vielzahl von Sensorvorrichtungen, die konfiguriert sind zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs entlang einer Strecke, zum Identifizieren, ob eine relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt und zum Identifizieren eines oder mehrere entgegenkommender Fahrzeuge unter Verwendung von Kamerabild-, Radar- oder Lidar-Daten. Das autonome Fahrzeug umfasst ferner eine Kreuzungszustandsmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie, wenn sich das autonome Fahrzeug in einer Haltezone in einer Fahrspur befindet, in der die Haltezone an einer Haltelinie endet, bestimmt, ein Linksabbiegemanöver durchzuführen, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und eine relevante Ampel ein grünes Signal anzeigt. Die Kreuzungszustandsmaschine ist ferner so konfiguriert, dass, wenn das Fahrzeug in eine Dilemmazone eingetreten ist, in der die Dilemmazone an der Haltelinie beginnt und an der nächsten Stelle endet, an der die Spur durch den Querverkehr gekreuzt wird, bestimmt wird, dass das Linksabbiegemanöver durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt. Die Kreuzungszustandsmaschine ist ferner so konfiguriert um, wenn das Fahrzeug in die Querverkehrszone eingetreten ist oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die Querverkehrszone vorantreiben wird, wobei die Querverkehrszone dort beginnt, wo die Spur von Querverkehr gekreuzt wird, das Ausführen des Linksabbiegemanövers zu bestimmen, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt.
Während mindestens eine exemplarische Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die exemplarische Ausführungsform oder die exemplarischen Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der exemplarischen Ausführungsform bzw. der exemplarischen Ausführungsformen zur Verfügung. Verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Offenbarung, wie er in den beigefügten Ansprüchen und deren rechtlichen Entsprechungen aufgeführt wird, abzuweichen.

Claims

Prozessorimplementiertes Verfahren in einem autonomen Fahrzeug zum Ausführen eines ungeschützten Linksabbiegemanövers, das Verfahren umfassend: Bestimmen einer aktuelle Zone des Fahrzeugs durch einen Prozessor, als mindestens eine erste Zone, eine zweite Zone oder eine dritte Zone; Bestimmen der Durchführung eines Linksabbiegemanövers durch den Prozessor, wenn sich das Fahrzeug in der ersten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und eine relevante Ampel ein Fahrsignal anzeigt; Bestimmen der Ausführung des Linksabbiegemanövers durch den Prozessor, wenn sich das Fahrzeug in der zweiten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal anzeigt oder ein Stoppsignal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer angezeigt hat; Bestimmen der Ausführung des Linksabbiegemanövers durch den Prozessor, wenn sich das Fahrzeug in der dritten Zone befindet oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die dritte Zone vorantreibt, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist; und Kommunizieren, durch den Prozessor, einer Nachricht an Fahrzeugsteuerungen, die darauf hinweist, dass ein Haltepunkt aufgehoben werden kann, nachdem festgestellt wurde, dass das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: die erste Zone eine Haltezone umfasst, wobei die Haltezone an einer Haltelinie für die Fahrspur endet; die zweite Zone eine Dilemmazone umfasst, wobei die Dilemmazone an der Haltelinie für die Fahrspur beginnt und endet, wo die Fahrspur durch Querverkehr gekreuzt wird; und die dritte Zone eine Querverkehrszone umfasst, wobei die Querverkehrszone beginnt, wo die Fahrspur durch Querverkehr gekreuzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: das Bestimmen, durch den Prozessor, dass sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver versuchen wird; Überwachen von Fahrzeugpositionsdaten durch den Prozessor, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug in der ersten Zone, in der zweiten Zone oder der dritten Zone positioniert ist; Überwachen, durch den Prozessor, für ein oder mehrere sich nähernde Fahrzeuge in einer oder mehreren Gegenspuren, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug frei von dem einen oder den mehreren sich nähernden Fahrzeuge ist, die sich innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs befinden; und Überwachen, durch den Prozessor, einer Verkehrsregelungsvorrichtung, um zu bestimmen, ob eine relevante Ampel für die Fahrspur, in der sich das Fahrzeug befindet, ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 3, worin das Überwachen der Fahrzeugpositionsdaten das Abrufen von Fahrzeuglokalisierungsdaten umfasst, die den Standort des Fahrzeugs auf einer internen Fahrzeug-Weltkarte identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 3, worin das Überwachen einer Verkehrsregelungsvorrichtung das Abrufen von Kamera-Bilddaten umfasst, die identifizieren, ob die relevante Ampel ein grünes Signal, ein gelbes Signal oder ein rotes Signal anzeigt.
System zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, das eine Kreuzungszustandsmaschine umfasst, die eine oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die von Programmierbefehlen in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert, für ein autonomes Fahrzeug, das sich einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug versucht, ein ungeschütztes Linksabbiegemanöver von einer Spur durchzuführen, worin die Kreuzungszustandsmaschine konfiguriert ist zum: Bestimmen einer aktuelle Zone des Fahrzeugs als mindestens eine erste Zone, eine zweite Zone oder eine dritte Zone; Bestimmen der Durchführung eines Linksabbiegemanövers, wenn sich das Fahrzeug in der ersten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist, und eine relevante Ampel ein Fahrsignal anzeigt; Bestimmen der Durchführung des Linksabbiegemanövers, wenn sich das Fahrzeug in der zweiten Zone befindet, frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt; und Bestimmen, dass das Linksabbiegemanöver durchführt wird, wenn sich das Fahrzeug in der dritten Zone befindet, oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs das Fahrzeug in die dritte Zone vorantreibt, frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, und die relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt.
System nach Anspruch 6, ferner umfassend ein Weltbeobachtermodul, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Weltbeobachtermodul konfiguriert ist zum: Bestimmen, dass sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, an der das Fahrzeug das ungeschützte Linksabbiegemanöver versuchen wird; und zum Aufrufen der Kreuzungszustandsmaschine, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug das Linksabbiegemanöver durchführen darf.
System nach Anspruch 7, ferner umfassend ein Fahrzeugpositionsmodul, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Fahrzeugpositionsmodul konfiguriert ist zum: Überwachen der Fahrzeugpositionsdaten, um zu bestimmen ob das Fahrzeug in der Haltezone, der Dilemmazone oder der Querverkehrszone positioniert ist; und zum Bereitstellen der Identität des Zonentyps, in der das Fahrzeug zu der Kreuzungszustandsmaschine positioniert ist.
System nach Anspruch 6, ferner umfassen ein Modul für vorhergesagte Objekte, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die durch Programmieranweisungen konfiguriert sind, die in nicht transienten computerlesbaren Medien codiert sind, wobei das Modul für vorhergesagte Objekte konfiguriert ist zum: Überwachen eines oder mehrerer sich nähernder Fahrzeuge in einer oder mehreren Gegenspuren, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die sich innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen, und Bereitstellen einer Anzeige an die Kreuzungszustandsmaschine, ob das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist, die innerhalb eines gewünschten Abbiegewegs des Fahrzeugs kreuzen.
Autonomes Fahrzeug, umfassend: eine Vielzahl von Sensorvorrichtungen konfiguriert zum: Bestimmen der Position des autonomen Fahrzeugs entlang einer Strecke, zum Identifizieren, ob eine relevante Ampel ein Fahrsignal, ein Warnsignal oder ein Stoppsignal anzeigt; und Identifizieren eines oder mehrerer entgegenkommender Fahrzeuge mit Kamerabild-, Radar- oder Lidar-Daten; und eine Kreuzungszustandsmaschine, konfiguriert zum: wenn sich das autonome Fahrzeug in einer Haltezone in einer Fahrspur befindet, in der die Haltezone an einer Haltelinie endet, bestimmt, ein Linksabbiegemanöver durchzuführen, wenn das autonome Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und eine relevante Ampel das Fahrsignal anzeigt; wenn das autonome Fahrzeug in eine Dilemmazone eingetreten ist, in der die Dilemmazone an der Haltelinie beginnt und an der nächsten Stelle endet, an der die Spur durch den Querverkehr gekreuzt wird, bestimmen, dass das Linksabbiegemanöver durchgeführt wird, wenn das autonome Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen von allen Gegenspuren ist und die relevante Ampel das Fahrsignal, das Warnsignal oder das Stoppsignal für weniger als eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt; und wenn das autonome Fahrzeug in die Querverkehrszone eingetreten ist oder die Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs das Fahrzeug in die Querverkehrszone vorantreiben wird, wobei die Querverkehrszone dort beginnt, wo die Spur von Querverkehr geschnitten wird, das Ausführen des Linksabbiegemanövers zu bestimmen, wenn das Fahrzeug frei von sich nähernden Fahrzeugen ist und die relevante Ampel das Fahrsignal, das Warnsignal oder das Stoppsignal anzeigt.