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GEBIET DER ERFINDUNG
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Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf erkennungsbasierte Systeme und insbesondere auf die kamerabasierte Erkennung zum Aktivieren von Fahrzeugsubsystemen.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge (z. B. Automobile, Lastkraftwagen, Landmaschinen, Baumaschinen, automatisierte Fabrikausrüstung usw.) sind zunehmend mit Sensoren ausgestattet, die einen verbesserten oder automatisierten Betrieb von Funktionen und Merkmalen ermöglichen. Exemplarische Sensoren beinhalten diejenigen, die Daten zum Wetter des Fahrzeugs erfassen und diejenigen, die Daten zum Fahrzeug erfassen. Beispielsweise erhalten Kameras, Audio-Detektoren (z. B. Mikrofone), Radar- oder Lidarsysteme Daten zur Umgebung des Fahrzeugs (z. B. andere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs). Als weiteres Beispiel sehen Außenlufttemperatursensoren (OATS), Kabinentemperatursensoren (ICTS), Over-the-Air-Wetterwarnungen und dergleichen Informationen zum Innen- und Außenklima des Fahrzeugs vor, in dem das Fahrzeug betrieben wird.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine oder mehrere exemplarische Ausführungsformen lösen das vorgenannte Problem, indem sie ein Verfahren zum automatischen Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals eines Fahrzeugs vorsehen. Das Verfahren gemäß den Aspekten einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand zum Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals befindet. Ein weiterer Aspekt beinhaltet das Bestimmen mindestens eines Kaltwetterzustands, der zum Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals durch Auslesen einer Frontkamera besteht, die zum Durchschauen durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs konfiguriert ist. Und ein weiterer Aspekt beinhaltet das automatische Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals, wenn bestimmt wird, dass mindestens ein Kaltwetterzustand vorliegt.
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Ein weiterer Aspekt gemäß der exemplarischen Ausführungsform zum Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, beinhaltet das Bestimmen, ob das Fahrzeug entfernt gestartet wurde. Noch ein weiterer Aspekt zum Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet, beinhaltet ferner das Bestimmen, ob das Fahrzeug mit Scheibenwischern gefahren wird. Und noch ein weiterer Aspekt zum Bestimmen mindestens eines Kaltwetterzustands beinhaltet das Lesen eines Außenlufttemperatursensors oder von Kaltwetterwarnungen, die vom Fahrzeug empfangen werden.
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Noch ein weiterer Aspekt zum Bestimmen mindestens eines Kaltwetterzustands beinhaltet ferner das Aktivieren der Frontkamera, die konfiguriert ist, um durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu sehen, wenn das Fahrzeug aus der Ferne gestartet wurde und mindestens ein Kaltwetterzustand vorliegt. Und noch ein weiterer Aspekt gemäß der exemplarischen Ausführungsform zum Bestimmen mindestens eines Kaltwetterzustands beinhaltet ferner das Auslesen der Frontkamera, die konfiguriert ist, um durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs zu sehen, wenn das Fahrzeug mit eingeschalteten Scheibenwischern gefahren wird und mindestens ein Kaltwetterzustand vorliegt.
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Ein weiterer Aspekt beinhaltet das Aktivieren einer Enteisungsvorrichtung und eines Scheibenwischerenteisers, wenn die Fahrzeughaube nicht sichtbar ist. Und ein weiterer Aspekt beinhaltet das Aktivieren eines Scheibenwischerenteisers, wenn die Scheibenwischer des Fahrzeugs nicht sichtbar sind. Und noch ein weiterer Aspekt beinhaltet das Schätzen einer Zeit, in der sich die Scheibenwischer beim Auslesen der Frontkamera im Sichtfeld der Frontkamera befinden. Noch ein weiterer Aspekt beinhaltet das Aktivieren eines Scheibenwischerenteisers, wenn die Scheibenwischer des Fahrzeugs zumindest teilweise mit Eis oder Schnee bedeckt sind. Und ein weiterer Aspekt beinhaltet das Aktivieren einer Enteisungsvorrichtung und eines Scheibenwischerenteisers, wenn die Scheibenwischer des Fahrzeugs zumindest teilweise mit Eis oder Schnee bedeckt sind und streifenförmig wischen.
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Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
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Figurenliste
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Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen, nur exemplarisch, in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:
- 1 veranschaulicht ein Fahrzeugsystem, das konfiguriert ist, um das Verfahren zum automatischen Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals eines Fahrzeugs gemäß Aspekten einer exemplarischen Ausführungsform zu offenbaren;
- 2A veranschaulicht ein Kamerabild der Sicht durch eine Windschutzscheibe, die nicht mit Eis und Schnee bedeckt ist;
- 2B veranschaulicht ein Kamerabild der Sicht auf eine mit Eis und Schnee bedeckte Windschutzscheibe;
- 3A veranschaulicht ein Kamerabild der Sicht eines Scheibenwischers mit geraden Kanten, der nicht mit Eis und Schnee bedeckt ist;
- 3B veranschaulicht ein Kamerabild der Sicht eines Scheibenwischers mit unregelmäßigen Kanten, der zumindest teilweise mit Eis und Schnee bedeckt ist;
- 4 veranschaulicht ein Kamerabild der Sicht auf eine Windschutzscheibe, die mit einem Streifenmuster bedeckt ist, das anzeigen könnte, dass sich Eis und/oder Schnee auf dem Wischerblatt befindet, und
- 5 ist ein Algorithmus für das Verfahren zum automatischen Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals eines Fahrzeugs gemäß der exemplarischen Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen die Darstellungen nur zur Veranschaulichung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und nicht zu deren Einschränkung dienen, veranschaulicht 1 grafisch ein Fahrzeugsystem, das zum Offenbaren des Verfahrens zum automatischen Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals eines Fahrzeugs konfiguriert ist.
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Das System 10 für ein Fahrzeug 12 mit elektronischen Steuereinheiten (14, 16, 18 und 20) ist in elektrischer Verbindung mit einer herkömmlichen 12-Volt-Batterie 22 und mindestens einem Sensor, d. h. einem Außenlufttemperatursensor (OATS) 24 und einer Frontkamera 34. Gemäß Aspekten der exemplarischen Ausführungsform ist der OATS 24 nahe dem Kühlergrill des Fahrzeugs angeordnet und die Frontkamera 34 ist auf dem Rückspiegel (nicht dargestellt) mit ihrer Linse zur Innenfläche der Windschutzscheibe gerichtet, sodass das Sichtfeld der Frontkamera 34 über die Windschutzscheibe reicht. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Sensoren, z. B. ein Kabinentemperatursensor, in das Fahrzeug 12 integriert werden können, um gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform zum automatischen Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines beheizbaren Lenkrads und/oder Sitzheizungen, verwendet zu werden.
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Die Steuereinheiten beinhalten ein Getriebesteuermodul (TCM) 14, ein Motorsteuermodul (ECM) 16 ein Telematikmodul 18 und ein Karosseriesteuermodul (BCM) 20.
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Das Telematikmodul 18 ist konfiguriert, um den Informationsaustausch zwischen den fahrzeugseitigen Steuerungen zu verwalten oder Informationen mit einem vom Fahrzeug entfernten Standort, z. B. einem entfernten Büro oder Server, auszutauschen, die beispielsweise über eine drahtlose Übertragung über das Internet heruntergeladen werden können. Somit können Fahrzeugdaten für Diagnosezwecke aus der Ferne gespeichert, überwacht, analysiert und/oder manipuliert werden. Ebenso können wichtige Fahrinformationen an das Fahrzeug gesendet werden, die für den Bediener hilfreich sein können, wie beispielsweise Verkehrsbedingungen und/oder Warnungen vor gefährlichen Witterungsverhältnissen.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind der OATS 24 und die Frontkamera 34 auch mit dem BCM 20 verbunden, das zum Sammeln und Speichern der von diesen und verschiedenen anderen Sensoren empfangenen Daten konfiguriert ist. Die vom BCM 20 empfangenen Sensordaten können zum automatischen Steuern mehrerer Fahrzeugfunktionen und -merkmale verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, elektrische Türverriegelungen, elektrische Sitze, Sitzheizung, HVAC-Defroster und Scheibenwischerenteise
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Die Batterie 24 ist auch in elektrischer Verbindung mit dem TCM 14, ECM 16, Telematikmodul 18 und dem BCM 20 über ein Spektrum von elektrischen Leitungen 26 zur Stromversorgung der Steuermodule (14, 16, 18 und 20). Es ist zu verstehen, dass das Fahrzeugsystem 10 zusätzliche Steuermodule und zusätzliche Sensoren beinhalten kann, die zusammenwirken, um die verschiedenen Funktionalitäten des Fahrzeugs zu steuern und zu überwachen, die hierin nicht erläutert werden, aber in das Fahrzeugsystem 10 aufgenommen werden können, ohne den Umfang der exemplarischen Ausführungsform zu überschreiten.
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Die Steuereinheiten (14, 16, 18 und 20) sind über eine oder mehrere Netzwerkverbindungen, wie beispielsweise ein Kommunikationsnetzwerk 28, verbunden. Das Kommunikationsnetzwerk ermöglicht es den Steuermodulen (14, 16, 18 und 20), Daten zwischen den fahrzeugseitigen Steuereinheiten zu senden und zu empfangen und darüber hinaus Informationen mit externen Standorten auszutauschen. Beispiele geeigneter Netzwerkverbindungen beinhalten ein Controller Area Network (CAN), einen medienorientierten Systemtransfer (MOST), ein lokales Kopplungsstrukturnetzwerk (LIN), ein lokales Netzwerk (LAN) und andere geeignete Verbindungen, wie z. B. Ethernet, oder andere, die u. a. den bekannten ISO-, SAE- und IEEE-Standards und -Spezifikationen entsprechen. Der OATS 24 und die Frontkamera 34 sind in Signalkommunikation mit dem BCM 20 über die Leiter 36, die zum Übertragen der jeweils erfassten Informationen an das BCM 20 geeignet sind.
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Wie vorstehend erläutert, ist das Telematikmodul 18 in der Lage, drahtlos über mindestens ein Mobilfunknetz 30 mit mindestens einem entfernten Standort oder Objekt zu kommunizieren. So ist beispielsweise das Telematikmodul 18 in der Lage, mit anderen ähnlich ausgestatteten Fahrzeugen, entfernten Servern, mobilen Vorrichtungen und einer Außenstelle 32 zu kommunizieren.
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Die drahtlose Verbindung 30 ermöglicht es dem Fahrzeug 12, Informationen, z. B. Kaltwetterwarnungen, über die Luft (OAT) von der Außenstelle 32 gemäß der exemplarischen Ausführungsform zu empfangen. Die Außenstelle 32 kann auch Fernsteuerbefehle an eine oder mehrere Fahrzeugsteuerungen senden, um bestimmte Fahrzeugfunktionen und -merkmale ohne Bedienereingriff zu aktivieren, wenn dies für erforderlich gehalten wird.
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Das Fahrzeugsystem 12 gemäß der exemplarischen Ausführungsform ist konfiguriert, um die Einschränkungen einiger Fahrzeugabtaubetriebsarten zu berücksichtigen. Die aktuellen Abtausysteme für Windschutzscheiben sind nur vom OATS abhängig. Bei einem Fernstart, wenn die Temperatur unter 40 Grad liegt, wird die Enteisung der Windschutzscheibe automatisch aktiviert. Die Systeme können nicht unterscheiden zwischen Fällen, in denen die Windschutzscheibe frei ist, und Fällen, in denen die Windschutzscheibe mit Schnee oder Eis bedeckt ist. Die Scheibenwischerenteisungssysteme werden ebenfalls basierend auf der Außenlufttemperatur automatisch aktiviert. Alternativ können die Scheibenwischerenteiser über einen speziellen Schalter oder in Kombination mit Front- oder Heckabtausystemen aktiviert werden. Das exemplarische Verfahren zum automatischen Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals an einem Fahrzeug ist funktionsfähig, um die begrenzten Strategien aktueller Systeme zu überwinden, indem mindestens ein Kaltwettermerkmal basierend auf einer Fusionsstrategie aktiviert wird, die eine Kamera und Umgebungserfassung verwendet.
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Unter Bezugnahme auf die 2A und 2B werden Bilder bereitgestellt, die das zeigen, was die Frontkamera 34 in ihrem Sichtfeld 50 sieht, wenn die Windschutzscheibe nicht durch Schnee oder Eis beeinträchtigt ist, und was die Frontkamera in ihrem Sichtfeld 52 sieht, wenn die Windschutzscheibe mit Schnee und Eis bedeckt ist. In 2A sind die Oberfläche und die Vorderkante der Fahrzeughaube 54 gut sichtbar und frei von Schnee und Eis. Wenn beispielsweise die Außenlufttemperatur unter 32 °F liegt, würden gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform der HVAC-Defroster oder der Scheibenwischerenteiser nicht aktiviert werden. In 2B sieht die Frontkamera 34 jedoch, dass die Windschutzscheibe mit Schnee und Eis bedeckt ist, sodass praktisch nichts durch die Windschutzscheibe sichtbar ist. In diesem Fall, wenn beispielsweise die Außenlufttemperatur unter 32 °F liegt, würden gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform der HVAC-Defroster und der Scheibenwischerenteiser automatisch aktiviert werden. Durch die Zusammenführung von Informationen aus dem OATS 24 und der Frontkamera 34 kann bestimmt werden, ob es erforderlich ist, ein oder mehrere Kaltwettermerkmale am Fahrzeug automatisch zu aktivieren.
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Die 3A und 3B veranschaulichen die Sichtweise der Frontkamera 34, wobei ein Scheibenwischer 64 frei von Schnee und Eis 60 ist und ein Scheibenwischer zumindest teilweise mit Schnee und Eis 62 bedeckt ist. Im Falle, dass der Scheibenwischer 64 schnee- und eisfrei ist, aber die Lufttemperatur unter 32 °F liegt, wäre es nicht erforderlich, den Scheibenwischerenteiser gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform zu aktivieren. Wenn sich das System nur auf den Messwert des OATS 24 verlassen würde, dann könnte das Scheibenwischerenteisungsmerkmal automatisch aktiviert worden sein, woraufhin eine verschwenderische Last auf das Fahrzeug aufgebracht werden würde. Wenn der Scheibenwischer 64 jedoch zumindest teilweise mit Schnee und Eis bedeckt ist, wird der Scheibenwischerenteiser aufgrund der Informationen aus dem OATS 24 und der Frontkamera 34 automatisch aktiviert. Gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform dienen die Informationen der Frontkamera 34 als Rationalitätsprüfung gegen die von den OATS empfangenen Informationen. Somit wird das mindestens eine Kaltwettermerkmal, d. h. der Scheibenwischerenteiser, nur dann automatisch aktiviert, wenn Informationen sowohl vom OATS 24 als auch von der Frontkamera 34 anzeigen, dass ein Kaltwetterzustand vorliegt, und mindestens ein Kaltwettermerkmal aktiviert werden sollte, um den Zustand zu beheben.
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4 veranschaulicht ein Bild der Frontkamera 34 der Sicht 70 auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs, die mit einem Streifenmuster bedeckt ist, das anzeigen könnte, dass sich Eis und/oder Schnee auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs befindet. In diesem Fall kann ein System gemäß der exemplarischen Ausführungsform konfiguriert werden, um sowohl den HVAC-Defroster als auch den Scheibenwischerenteiser oder nur den Scheibenwischerenteiser zur Behandlung der Kaltwetterbedingungen zu aktivieren.
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Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5 ist ein Algorithmus 100 für das Verfahren zum automatischen Aktivieren mindestens eines Kaltwettermerkmals eines Fahrzeugs gemäß der exemplarischen Ausführungsform vorgesehen.
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Bei Block 105 beginnt das Verfahren mit dem Bestimmen, ob das Fahrzeug aus der Ferne gestartet wurde. Wenn das Fahrzeug aus der Ferne gestartet wurde, fährt das Verfahren bei Block 110 mit dem Auslesen der Außenlufttemperatur unter Verwendung des OATS fort und liest gegebenenfalls Kaltwetterwarnungen aus, die vom Fahrzeugtelematiksystem von einem entfernten Standort, wie beispielsweise einer nationalen Wetterdienstzentrale, empfangen oder von einer lokalen Wetterstation übertragen wurden.
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Anschließend wird bei Block 115 der Außenlufttemperatursensor (OATS) überprüft, um zu bestimmen, ob er unter einem vorgegebenen Schwellenwert, z. B. 32 °F, liegt und/oder ob Wetteralarme, die vom Fahrzeug empfangen werden, darauf hindeuten, dass Schnee- und Eiswarnungen vorliegen. Wenn der OATS oder die Wetterwarnung nicht darauf hindeuten, dass eine signifikante Kälteeinwirkung vorliegt, endet das Verfahren. Wenn der OATS oder die Wetterwarnung jedoch auf eine signifikante Kälteeinwirkung hinweist, wird bei Block 120 die Frontkamera aktiviert, die das Bild in ihrem Sichtfeld durch die Windschutzscheibe aufnimmt. Dieses Bild wird verarbeitet und in Kombination mit den OATS-Mess- und Wetterwarnungen verwendet, um weiter zu überprüfen oder zu widerlegen, dass eine signifikante Kälteeinwirkung vorliegt.
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Bei Block 125 überprüft oder widerlegt die Frontkamera, dass eine signifikante Kälteeinwirkung vorliegt, indem sie zunächst bestimmt, ob die Fahrzeughaube in ihrem Sichtfeld durch die Windschutzscheibe sichtbar ist. Wenn die Fahrzeughaube nicht sichtbar ist, aktiviert das Fahrzeugsystem bei Block 130 automatisch den HVAC-Defroster und den Scheibenwischerenteiser, um das Problem zu beheben, und das Verfahren endet dann.
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Wenn die Fahrzeughaube sichtbar ist, fährt das Verfahren bei Block 135 mit dem Bestimmen fort, ob die Scheibenwischer deutlich sichtbar oder zumindest teilweise mit Schnee oder Eis bedeckt sind. Wenn die Scheibenwischer deutlich sichtbar sind, endet das Verfahren. Wenn die Scheibenwischer jedoch zumindest teilweise mit Schnee und/oder Eis bedeckt sind, aktiviert das Fahrzeugsystem bei Block 140 automatisch den Scheibenwischerenteiser, um den Schnee und/oder das Eis zu schmelzen, und das Verfahren endet dann.
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Zurück zu Block 105, wenn das Fahrzeug nicht aus der Ferne gestartet wurde, dann fährt das Verfahren bei Block 145 mit dem Bestimmen fort, ob das Fahrzeug mit eingeschalteten Scheibenwischern gefahren wird. Wenn das Fahrzeug ohne die Scheibenwischer gefahren wird, endet das Verfahren. Wenn das Fahrzeug jedoch mit eingeschalteten Scheibenwischern gefahren wird, fährt das Verfahren bei Block 150 mit dem Auslesen der Außenlufttemperatur unter Verwendung des OATS fort und liest gegebenenfalls Kaltwetterwarnungen aus, die vom Fahrzeugtelematiksystem von einem entfernten Standort, wie beispielsweise einer nationalen Wetterdienstzentrale, empfangen oder von einer lokalen Wetterstation übertragen wurden.
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Anschließend wird bei Block 155 der Außenlufttemperatursensor (OATS) überprüft, um zu bestimmen, ob er unter einem vorgegebenen Schwellenwert, z. B. 32 °F, liegt und/oder ob Wetteralarme, die vom Fahrzeug empfangen werden, darauf hindeuten, dass Schnee- und Eiswarnungen vorliegen. Wenn der OATS oder die Wetterwarnung nicht darauf hindeuten, dass eine signifikante Kälteeinwirkung vorliegt, endet das Verfahren.
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Wenn der OATS oder Wetterwarnungen darauf hindeuten, dass eine signifikante Kälteeinwirkung vorliegt, wird bei Block 160 geschätzt, wie lange sich die Scheibenwischer an einer bestimmten Position im Sichtfeld der Frontkamera befinden. Dies trägt dazu bei, dass die geraden Kanten der Scheibenwischer von der Kamera gesehen werden.
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Als nächstes liest die Frontkamera bei Block 165 das Bild aus, wenn sich die Scheibenwischer in einer bestimmten Position in ihrem Sichtfeld durch die Windschutzscheibe befinden. Das Bild wird verarbeitet und die Bilder werden verwendet, um zu überprüfen oder zu widerlegen, ob eine Kälteeinwirkung vorliegt.
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Bei Block 170 fährt das Verfahren mit dem Bestimmen fort, ob die Scheibenwischer der Windschutzscheibe deutlich sichtbar oder zumindest teilweise mit Schnee und/oder Eis bedeckt sind. Wenn die geraden Kanten der Scheibenwischer deutlich sichtbar sind, bedeutet dies, dass kein Schnee oder Eis vorhanden ist und das Verfahren endet. Wenn die Scheibenwischer zumindest teilweise mit Schnee und/oder Eis bedeckt sind, aktiviert das Fahrzeugsystem bei Block 175 automatisch den Scheibenwischerenteiser zum Beheben des Problems und das Verfahren endet dann.
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Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen eingeschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.
