DE102019111390A1

DE102019111390A1 - Automatisierte antriebssysteme und steuerlogik mit sensorfusion zur intelligenten fahrzeugsteuerung

Info

Publication number: DE102019111390A1
Application number: DE102019111390.3A
Authority: DE
Inventors: Paul A. Adam; Tetyana Mamchuck; Dmitriy Feldman; Robert C. Baraszu
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2019-11-21
Also published as: US20190351899A1; CN110497908B; CN110497908A; US10864910B2

Abstract

Es werden automatisierte Antriebssysteme für die intelligente Fahrzeugsteuerung, Verfahren zur Herstellung/Verwendung dieser Systeme und Kraftfahrzeuge mit diesen automatisierten Antriebssystemen vorgestellt. Ein Verfahren zum Ausführen eines automatisierten Fahrvorgangs beinhaltet: das Bestimmen von Wegplandaten für ein betreffendes Kraftfahrzeug, einschließlich der aktuellen Fahrzeugposition und der vorhergesagten Routendaten; das Empfangen von Sensordaten aus einem Netzwerk von Abtastvorrichtungen, welche die aktuelle Objektposition und die Objektdynamik eines Zielobjekts anzeigen; Anwenden von Sensorfusionstechniken auf die empfangenen Sensordaten, um einen Bedrohungssicherheitswert zu bestimmen, der das Eindringen des Zielobjekts in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs und die vorhergesagte Route vorhersagt; Bestimmen, ob dieser Bedrohungssicherheitswert größer als ein kalibrierter Schwellenwert ist; und als Reaktion auf den Bedrohungssicherheitswert, der größer als der kalibrierte Schwellenwert ist, Übertragen eines oder mehrerer Steuersignale an ein oder mehrere Fahrzeugsysteme (z. B. Antriebsstrang, Lenkung und/oder Bremssystem), um vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Kraftfahrzeuge mit automatisiertem Fahrvermögen. Genauer gesagt, beziehen sich Aspekte dieser Offenbarung auf adaptive Geschwindigkeitsregelungssysteme mit Sensorfusion, um eine intelligente Fahrzeugabstandsregelung zu ermöglichen.
Aktuelle Serienfahrzeuge, wie das heutige Automobil, werden ursprünglich mit einem Netzwerk von elektronischen Bordgeräten ausgestattet oder nachgerüstet, die automatisierte Fahrfunktionen zur Minimierung des Fahreraufwands bereitstellen. In Automobilanwendungen ist beispielsweise die am besten erkennbare Art der automatisierten Fahrweise das Tempomatsystem, das es einem Fahrzeugführer ermöglicht, eine bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen und diese vom fahrzeugseitigen Computersystem aufrechtzuerhalten, ohne dass der Fahrer das Gaspedal oder die Bremspedale betätigt. Die adaptive Geschwindigkeitsregelung der nächsten Generation (ACC; auch als autonome Geschwindigkeitsregelung bezeichnet) ist eine computergestützte Fahrzeugregelung, mit der die Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt wird, während gleichzeitig der Vorder- und Hinterabstand zwischen dem Trägerfahrzeug und den führenden oder nachfolgenden Fahrzeugen verwaltet wird. Eine weitere Art von automatisiertem Fahren ist das Kollisionsvermeidungssystem (CAS), das drohende Kollisionsbedingungen erkennt und entweder eine Fahrerwarnung ausgibt oder autonom eingreift, z. B. durch Lenken oder Bremsen, ohne Eingriff des Fahrers. Intelligente Parkassistenzsysteme (IPAS), Spurüberwachungs- und automatische Lenk-(„Autolenkung“)-Systeme und andere Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) sowie autonome Fahrfunktionen sind auch in vielen heutigen Automobilen verfügbar.
Da sich die Fahrzeugerkennungs-, Kommunikations- und Steuerungsfähigkeiten immer weiter verbessern, sind die Hersteller bestrebt, auch weiterhin autonomere Fahrleistungen anzubieten, mit dem Ziel, letztendlich vollständig autonome Fahrzeuge bereitzustellen, die für den Betrieb zwischen heterogenen Fahrzeugtypen sowohl in städtischen als auch in ländlichen Szenarien geeignet sind. Erstausrüster (Original Equipment Manufacturers, OEM) bewegen sich in Richtung Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V)-„sprechender“ Autos mit einer übergeordneten Fahrautomatisierung, die autonome Systeme einsetzen, um die Fahrzeugführung mit Lenkung, Spurwechsel, Szenarienplanung, usw. zu ermöglichen. Automatisierte Routengenerierungssysteme verwenden Fahrzeugzustands- und -dynamiksensoren, benachbarte Fahrzeug- und Straßenzustandsdaten und Wegvorhersagealgorithmen, um die Weggenerierung mit automatisierter Vorhersage von Spurmitte und Spurwechsel zu ermöglichen. Computergestützte Umleitungstechniken bieten vorhergesagte alternative Fahrtrouten, die beispielsweise basierend auf Echtzeit- und virtuellen Fahrzeugdaten aktualisiert werden können.
KURZDARSTELLUNG
Hierin offenbart sind automatisierte Antriebssysteme und die dazugehörige Steuerlogik für den intelligenten Fahrzeugbetrieb, Verfahren zur Konstruktion und zum Betrieb dieser Systeme sowie Kraftfahrzeuge, die eine Sensorfusion zum Durchführen intelligenter Fahrzeugmanöver einsetzen. So wird beispielsweise ein neuartiges System zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung (Full Speed Range Adaptive Cruise Control, FSRACC) zum Steuern der Fahrzeugvorwärtsfahrt während eines projizierten Kollisionsereignisses innerhalb oder in der Nähe eines vorhergesagten Weges eines Trägerfahrzeugs vorgestellt. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Geschwindigkeitsregelung hält ein FSRACC-System die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht und passt gleichzeitig die reaktive Geschwindigkeit an, um den Abstand zwischen einem Trägerfahrzeug und einem Fahrzeug vor dem Trägerfahrzeug zu steuern, einschließlich Vollbremsfunktion. Das FSRACC-System nutzt die Sensorfusion, um genaue Zielinformationen bereitzustellen und die Wahrscheinlichkeit einer Kollisionsgefahr abzuschätzen, um eine genaue Steuerung der Vorwärtsbewegung zu einem Ziel im Host-Pfad zu ermöglichen. Sensorfusions-basierte Informationen werden verwendet, um Bedrohungen basierend auf Verhaltensvorhersagetechniken zu bewerten, wobei vorhersagebasierte Daten (in Verbindung mit oder anstelle der tatsächlichen Zielerfassung im Weg) zur Durchführung der Abstandsregelung verwendet werden. Derartige vorhersagebasierte Steuerungssysteme erhöhen die Zeit, die dem Fahrzeug oder dem Fahrer zum Durchführen eines Bremsmanövers zur Verfügung steht, und erhöhen den Abstand, den das Fahrzeug oder der Fahrer zum Manövrieren um eine Kollision herum benötigt. Die Verwendung einer sensorfusionsbasierten Kollisionsschätzung zum Durchführen der Abstandsregelung ermöglicht es einem ACC-System, in Fällen, in denen eine Kollision auf dem Weg des Trägerfahrzeugs auftritt, mehr Geschwindigkeit zurückzunehmen, und ermöglicht es einem CAS, effektivere Ausweichmaßnahmen zu ergreifen.
Ebenfalls hierin präsentiert wird ein umfassendes sensorfusionsbasiertes Fahrzeug-Einscher-/Ausscher-Vorhersagesystem, das Fahrzeuge vorhersagt, die in einen vorhergesagten Weg eines Trägerfahrzeugs einfahren (einscheren) oder ausfahren (ausscheren). Das Einscher-/Ausscher-Vorhersagesystem verwendet Verhaltensvorhersagealgorithmen, mit denen unter Verwendung von fusionierten Multisensordaten dynamische Attribute von verfolgten Objekten in Verbindung mit der ADAS-Rückmeldung bestimmt werden, z. B. zur Planung und Steuerung einer gewünschten Fahrzeugtrajektorie. Dieses System ermöglicht das rationale Berechnen des Einscher-/Ausscherpotenzials und damit das Auswählen von verfolgten Objekten basierend auf der identifizierten Bedrohungsstufe. Begleitende Verfahren überlagern Spurdaten auf eine erweiterte geplante Trajektorie für ein Trägerfahrzeug, z. B. um eine Bewegungsverfolgung in Bezug auf einen geplanten Weg zu ermöglichen, anstatt sich ausschließlich auf sichtbare Farbmarkierungen auf der Straße zu verlassen. Auf diese Weise ist das System in der Lage, den effektiven Bereich, die Genauigkeit und die Zeit zwischen der Erkennung und dem tatsächlichen Ereignis des Ein-/Ausscherens durch ein Ziel zu erweitern. Begleitende Verfahren selektieren und klassifizieren interessierende Objekte, z. B. basierend auf einer Gefahrenabschätzung für den Host, und ermöglichen so eine verbesserte Fahrzeugsteuerung und Reaktionszeit für ADAS-Funktionen.
Verfahren und Systeme zur Vorhersage von Ein-/Ausschervorgängen verbessern die Genauigkeit von Fahrsituationen auf kurvenreichen Straßen und bei größeren Entfernungen zu einem Zielobjekt (z. B. 30-35+ Meter). Sichtbasierte Techniken können die Vorhersageanalyse ergänzen, z. B. um die Objektposition in Bezug auf Fahrbahnmarkierungen zu erfassen. Prädiktive Ein-/Ausschertechniken tragen dazu bei, die ADAS-Leistung auf höchstem Niveau zu gewährleisten und konsistente Ergebnisse bei großen Vergleichswerten der Relativgeschwindigkeit zwischen einem Trägerfahrzeug und einem verfolgten Objekt bereitzustellen.
Aspekte dieser Offenbarung beziehen sich auf sensorfusionsbasierte Objektintrusionsschätztechniken und computerausführbare Algorithmen für unterstützte und automatisierte Antriebssysteme von Kraftfahrzeugen. So wird beispielsweise ein Verfahren zum Ausführen eines automatisierten Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs vorgestellt. Dieses repräsentative Verfahren beinhaltet in beliebiger Reihenfolge und in beliebiger Kombination mit einer der vorstehend und nachstehend offenbarten Optionen und Merkmale: Bestimmen von Wegplandaten über eine residierende Fahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs, wobei die Wegplandaten beispielsweise einen aktuellen Fahrzeugstandort, eine begleitende Fahrdynamik (z. B. Richtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Verzögerung, usw.) und eine vorhergesagte Route beinhalten; Empfangen von Sensordaten, die eine aktuelle Objektposition und die damit verbundene Objektdynamik eines Zielobjekts (z. B. eines oder mehrerer vorausfahrender, schleppender und/oder vorbeifahrender Kraftfahrzeuge) anzeigen, von einem verteilten Netzwerk von fahrzeugseitigen (und optional auch außerhalb des Fahrzeugs) Sensorvorrichtungen des Kraftfahrzeugs; Anwenden eines Sensorfusionsmoduls (z. B. eines Berechnungsrahmens für die Aggregation, Analyse und Verknüpfung von Daten, die von heterogenen oder homogenen Abtastvorrichtungen stammen) auf die empfangenen Sensordaten, um einen Bedrohungssicherheitswert zu bestimmen, der das Eindringen des Zielobjekts in Bezug auf den Standort des betreffenden Kraftfahrzeugs und die vorhergesagte Route vorhersagt; Bestimmen, über die residierende Fahrzeugsteuerung, ob der Bedrohungssicherheitswert größer als ein erster kalibrierter Schwellenwert ist; und als Reaktion auf den Bedrohungssicherheitswert, der größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, Übertragen eines ersten Befehlssignals durch die residierende Fahrzeugsteuerung an ein erstes Fahrdynamiksystem, um eine erste vorbeugende Maßnahme zu ergreifen.
Für jedes der offenbarten Systeme, Verfahren und Fahrzeuge kann die residierende Fahrzeugsteuerung auch: als Reaktion auf den Bedrohungssicherheitswert, der nicht größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, bestimmen, ob der Bedrohungssicherheitswert größer als ein zweiter kalibrierter Schwellenwert ist, der kleiner als der erste kalibrierte Schwellenwert ist; und als Reaktion auf den Bedrohungssicherheitswert, der größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist, Senden eines zweiten Steuersignals an ein zweites Fahrdynamiksystem zum Durchführen einer zweiten vorbeugenden Maßnahme. Für zumindest einige Implementierungen ist das erste Steuersignal ein Bremsbefehl (z. B. Beginn, Druck und Dauer), das erste Fahrdynamiksystem ist das Bremssystem des Fahrzeugs und die erste vorbeugende Maßnahme beinhaltet ein Bremsmanöver (z. B. Übersteuerungsdrossel und einleiten der Fahrzeugbremsung). Ebenso kann das zweite Steuersignal ein Geschwindigkeitsrücknahmebefehl sein (z. B. Abschalten der Getriebeabtriebswelle), das zweite Fahrdynamiksystem ist das Antriebssystem des Fahrzeugs, und die zweite vorbeugende Maßnahme beinhaltet eine Drehmomentreduzierung (z. B. Übersteuerungsdrossel und Unterbrechung der Drehmomentübertragung auf die Fahrzeugräder).
Für jedes der offenbarten Systeme, Verfahren und Fahrzeuge kann die Sensorfusion auf empfangene Sensordaten angewendet werden, um eine vorhergesagte Eintrittsposition (z. B. Vortriebsabstand) des Zielobjekts in Bezug auf die vorhergesagte Route des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Iterative Vorhersagen und Korrekturen können ausgeführt werden, um eine verfeinerte Variation dieser vorhergesagten Eintrittsposition des Zielobjekts zu bestimmen. Das iterative Vorhersage- und Korrekturprotokoll kann auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Zielobjekt erzeugen. Aus den vorstehenden Daten kann das Verfahren den Bedrohungssicherheitswert basierend auf der verfeinerten vorhergesagten Eintrittsposition aktualisieren und gleichzeitig bestimmen, ob diese verfeinerte Variation des Bedrohungssicherheitswertes größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist. In diesem Fall wird das erste Steuersignal an das erste Fahrdynamiksystem übertragen, um die erste vorbeugende Maßnahme als Reaktion darauf einzuleiten, dass der verfeinerte Bedrohungssicherheitswert größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist. In gleicher Weise kann die residente Fahrzeugsteuerung bestimmen, ob der verfeinerte Bedrohungssicherheitswert größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist oder nicht. In diesem Fall wird das zweite Steuersignal an das zweite Fahrdynamiksystem übertragen, um die zweite vorbeugende Maßnahme als Reaktion darauf einzuleiten, dass der verfeinerte Bedrohungssicherheitswert größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist.
Für jedes der offenbarten Systeme, Verfahren und Fahrzeuge kann jede der fahrzeugseitigen (und/oder externen) Abtastvorrichtungen ihren jeweiligen Abschnitt der Sensordaten in Bezug auf einen jeweiligen Koordinatenrahmen erzeugen. Empfangene Sensordaten können so konditioniert werden, dass sie die jeweiligen Koordinatenrahmen der Abtastvorrichtungen mit einem gemeinsamen Koordinatenrahmen in Beziehung setzen. Als weitere Option kann ein Datenzuordnungsprotokoll ausgeführt werden, um jeden einzelnen Abschnitt der empfangenen Sensordaten zu klassifizieren, um verwandte dieser jeweiligen Abschnitte der Sensordaten zu korrelieren. Nach Beendigung der Datenkonditionierung und - zuordnung kann die residente Fahrzeugsteuerung die Sensordaten zusammenführen, um einen vorläufigen, fusionierten Ein-/Ausschervorhersagewert zu bestimmen, diesen vorläufigen, fusionierten Ein-/Ausschervorhersagewert mit einem korrigierenden Kalman-Filter zu verarbeiten, z. B. um die Sensorverstärkung und den Sensorfehler zu beheben, und den gefilterten Ein-/Ausschervorhersagewert mit einem vorhergehenden Kalman-Filter zu verarbeiten, z. B. um Positions- und Geschwindigkeitswerte des Zielobjekts zu verfeinern.
Für jedes der offenbarten Systeme, Verfahren und Fahrzeuge kann die residente Fahrzeugsteuerung aus dem verteilten Netzwerk von fahrzeugseitigen/externen Abtastvorrichtungen Sensordaten empfangen, die eine aktuelle Objektposition und die damit verbundene Objektdynamik eines zweiten Zielobjekts anzeigen. Die residente Fahrzeugsteuerung kann Verhaltensdaten für beide beobachteten Zielobjekte empfangen und die empfangenen Sensordaten und Verhaltensdaten mit einer Sensorfusion verschmelzen, um eine Kollision (z. B. Eintrittswahrscheinlichkeit, geschätzte Position, geschätzte Eintrittszeit usw.) zwischen den beiden Zielobjekten innerhalb oder in der Nähe des Fahrzeugstandorts und der vorhergesagten Route des Kraftfahrzeugs zu schätzen.
Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind auf Kraftfahrzeuge ausgerichtet, die sensorfusionsbasierte Objektintrusionsschätztechniken zum Durchführen von unterstützten oder automatisierten Fahrvorgängen verwenden. Ein „Kraftfahrzeug“, wie hierin verwendet, kann jede relevante Fahrzeugplattform, wie z. B. Personenkraftwagen (Verbrennungsmotoren, Hybrid-, vollständig Elektro-, Brennstoffzellenantrieben usw.), Transportfahrzeuge, Industriefahrzeuge, Raupenfahrzeuge, Geländefahrzeuge (ATV), landwirtschaftliche Geräte, Boote, Flugzeuge usw. beinhalten. Darüber hinaus können die Begriffe „unterstützt“ und „automatisiert“ und „autonom“ in Bezug auf jede relevante Fahrzeugplattform verwendet werden, die als Verband der Automobilingenieure (Society of Automotive Engineers, SAE) Level 2, 3, 4 oder 5 Fahrzeug klassifiziert werden kann. SAE Level 0 ist beispielsweise im Allgemeinen als „nicht unterstütztes“ Fahren typisiert, das von einem Fahrzeug erzeugte Warnungen mit vorübergehender Intervention ermöglicht, sich aber ansonsten ausschließlich auf die menschliche Steuerung stützt. Im Vergleich dazu ermöglicht der SAE Level 3 nicht unterstützendes, teilunterstütztes und vollständig unterstütztes Fahren mit ausreichender Fahrzeugautomatisierung für eine volle Fahrzeugsteuerung (Lenkung, Geschwindigkeit, Beschleunigung/Verzögerung usw.), während der Fahrer innerhalb eines kalibrierten Zeitrahmens eingreifen muss. Am oberen Ende des Spektrums steht die Level 5-Automatisierung, die menschliche Eingriffe (z. B. kein Lenkrad, Gaspedal oder Schalthebel) vollständig ausschließt.
In einem Beispiel wird ein Kraftfahrzeug dargestellt, das eine Fahrzeugkarosserie mit einem Fahrzeugantriebsstrang (z. B. Motor, Getriebe, Achsantrieb, Antriebsstrangsteuermodul (PCM) usw.), ein Fahrzeugbremssystem (z. B. Scheiben/Trommel, Hydraulik, Bremssystemsteuermodul (BSCM) usw.) und ein Netzwerk von fahrzeugseitigen Abtastvorrichtungen (z. B. Radar, LIDAR, Infrarot, Kamera, GPS usw.) umfasst, die alle an der Fahrzeugkarosserie montiert sind. Eine residente (oder entfernte) Fahrzeugsteuerung ist kommunikativ mit dem Fahrzeugantriebsstrang, dem Bremssystem und verschiedenen Abtastvorrichtungen verbunden. Die residente Fahrzeugsteuerung ist programmiert, um Wegplandaten zu berechnen, abzurufen, zu schätzen oder zu erreichen (zusammen „bestimmen“), die den aktuellen Standort des Fahrzeugs und eine vorhergesagte Route für das Kraftfahrzeug anzeigen. Darüber hinaus ruft die residente Fahrzeugsteuerung von verschiedenen Abtastvorrichtungen Sensordaten ab, greift darauf zu oder sammelt sie (zusammen „empfangen“), die eine aktuelle Objektposition und die damit verbundene Objektdynamik eines Zielobjekts anzeigen. Auf diese Sensordaten wird ein Sensorfusionsmodul angewendet, um einen Bedrohungssicherheitswert zu bestimmen, der ein Eindringen des Zielobjekts in Bezug auf die Position des Fahrzeugs und die vorhergesagte Route vorhersagt. Wenn bestimmt wird, dass der Bedrohungssicherheitswert größer als ein erster kalibrierter Schwellenwert ist, sendet die Fahrzeugsteuerung daraufhin ein Bremsbefehlssignal an das Fahrzeugbremssystem, um ein vorgeschriebenes Bremsmanöver durchzuführen. Wenn jedoch der Bedrohungssicherheitswert nicht größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, bestimmt die residente Fahrzeugsteuerung, ob der Bedrohungssicherheitswert größer als ein zweiter kalibrierter Schwellenwert ist, der kleiner als der erste kalibrierte Schwellenwert ist. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass der Bedrohungssicherheitswert größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist, wird ein Geschwindigkeitsrücknahmebefehlssignal an den Fahrzeugantriebsstrang übertragen, um eine Drehmomentreduzierung durchzuführen.
Die vorstehende Kurzdarstellung soll nicht jede Ausführungsform oder jeden Aspekt der vorliegenden Offenbarung repräsentieren. Vielmehr stellt die vorstehende Kurzdarstellung lediglich einige der neuartigen Konzepte und Merkmale, wie hierin dargelegt, als Beispiel dar. Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der veranschaulichten Ausführungsformen und der Arten zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen leicht ersichtlich. Darüber hinaus beinhaltet die vorliegende Offenbarung ausdrücklich alle Kombinationen und Teilkombinationen der vorangehenden Elemente und Merkmale, die oben und im Folgenden dargestellt sind.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines repräsentativen Kraftfahrzeugs mit einem Netzwerk von Fahrzeugsteuerungen, Abtastvorrichtungen und Kommunikationsvorrichtungen zum Ausführend des automatisierten und/oder autonomen Fahrbetriebs gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein Flussdiagramm für ein sensorfusionsbasiertes Verhaltensvorhersage- und Gefahrenbeurteilungsprotokoll, das den Anweisungen entsprechen kann, die von fahrzeugseitigen oder entfernten Steuerlogikschaltungen, programmierbaren elektronischen Steuereinheiten oder anderen computergestützten Vorrichtungen oder Netzwerken von Vorrichtungen gemäß den Aspekten der offenbarten Konzepte ausgeführt werden.
3 ist ein Flussdiagramm für ein automatisiertes Fahrzeugbremsmanöverprotokoll, das den Anweisungen entsprechen kann, die von fahrzeugseitigen oder entfernten Steuerlogikschaltungen, programmierbaren elektronischen Steuereinheiten oder anderen computergestützten Vorrichtungen oder Netzwerken von Vorrichtungen gemäß den Aspekten der offenbarten Konzepte ausgeführt werden.
4 ist ein Flussdiagramm für ein automatisiertes Fahrzeuggeschwindigkeitsrücknahmeprotokoll, das den Anweisungen entsprechen kann, die von fahrzeugseitigen oder entfernten Steuerlogikschaltungen, programmierbaren elektronischen Steuereinheiten oder anderen computergestützten Vorrichtungen oder Netzwerken von Vorrichtungen gemäß den Aspekten der offenbarten Konzepte ausgeführt werden.
5 ist ein Flussdiagramm für ein automatisiertes sensorfusionsbasiertes Fahrzeug-Einscher-/Ausscherprotokoll, das den Anweisungen entsprechen kann, die von fahrzeugseitigen oder entfernten Steuerlogikschaltungen, programmierbaren elektronischen Steuereinheiten oder anderen computergestützten Vorrichtungen oder Netzwerken von Vorrichtungen gemäß den Aspekten der offenbarten Konzepte ausgeführt werden.

Die vorliegende Offenbarung kann ist verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen zur Anwendung zugänglich, und einige repräsentative Ausführungsformen werden exemplarisch in den Zeichnungen dargestellt und hierin ausführlich beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die neuartigen Aspekte dieser Offenbarung nicht auf die in den vorstehend aufgeführten Zeichnungen dargestellten besonderen Formen beschränkt sind. Vielmehr umfasst diese Offenbarung alle Modifikationen, Entsprechungen, Kombinationen, Teilkombinationen Permutationen, Gruppierungen und Alternativen, die dem Erfindungsgedanken und dem Umfang der Offenbarung entsprechen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche festgelegt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung eignet sich für eine Vielzahl von Ausführungsformen. Diese sind in den Zeichnungen dargestellt und hierin in detaillierten repräsentativen Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben, mit der Erkenntnis, dass die vorliegende Offenbarung als eine Veranschaulichung der Prinzipien der Offenbarung zu betrachten ist, und nicht als eine Einschränkung der breiten Aspekte der Offenbarung bezüglich der repräsentativen Ausführungsformen. Entsprechend sollten Elemente und Einschränkungen, die beispielsweise in der Kurzdarstellung, der Einführung, der Zusammenfassung und der ausführlichen Beschreibung offenbart, aber nicht explizit in den Patentansprüchen aufgeführt sind, nicht per Schlussfolgerung, Rückschluss oder anderweitig einzeln oder insgesamt in die Patentansprüche integriert werden.
Zu Zwecken der vorliegenden ausführlichen Beschreibung, soweit nicht ausdrücklich dementiert: beinhaltet die Singularform die Pluralform und umgekehrt; die Wörter „und“ und „oder“ sind beide verbindend und trennend; die Wörter „alle und jegliche“ bedeuten beide „alles und jedes“; und die Wörter „einschließlich, beinhaltet“ und „umfassend“ und „aufweisen“ bedeuten „einschließlich ohne Einschränkung.“ Darüber hinaus können beispielsweise Wörter für Annäherungen, wie „etwa“, „fast“, „wesentlich“, „ungefähr“ und dergleichen, hierin im Sinne von „bei, nahe oder nahezu“, oder „innerhalb 0-5 % von“ oder „innerhalb akzeptabler Herstellungstoleranzen“ oder jegliche logische Kombination davon verwendet werden. Schließlich sind Richtungsadjektive und Adverbien, wie etwa vorn, achtern, innen, außen, Steuerbord, Backbord, vertikal, horizontal, oben, unten, vorne, hinten, links, rechts usw. in Bezug auf ein Kraftfahrzeug, wie etwa eine Vorwärtsfahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs, vorliegen können, wenn das Fahrzeug operativ auf einer normalen Fahroberfläche ausgerichtet ist.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Merkmale in den verschiedenen Ansichten beziehen, wird in 1 ein repräsentatives Fahrzeug, das im Allgemeinen mit 10 bezeichnet wird und hierin zu Zwecken der Erörterung als ein autonomes Personenfahrzeug im Limousinenstil dargestellt. Gepackt auf einer Fahrzeugkarosserie 12 des Automobils 10, z. B. verteilt auf die verschiedenen Fahrzeugabteile, befindet sich ein Bordnetz von elektronischen Vorrichtungen zum Durchführen eines oder mehrerer unterstützter oder automatisierter Fahrvorgänge. Das dargestellte Automobil 10 - hierin auch kurz als „Kraftfahrzeug“ oder „Fahrzeug“ bezeichnet - ist lediglich eine exemplarische Anwendung, mit der die neuartigen Aspekte und Merkmale dieser Offenbarung praktiziert werden können. Ebenso sollte die Implementierung der vorliegenden Konzepte für die nachfolgend erläuterten spezifischen ADAS-Architekturen und -Funktionen als exemplarische Anwendung der hierin offenbarten Neuerungen verstanden werden. Daher ist zu verstehen, dass Aspekte und Merkmale dieser Offenbarung auf andere Systemarchitekturen angewendet, für andere automatisierte Fahrvorgänge verwendet und für jeden logisch relevanten Kraftfahrzeugtyp implementiert werden können. Darüber hinaus wurden nur ausgewählte Komponenten des Fahrzeugs 10 dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Dennoch beinhalten die hierin erörterten Kraftfahrzeuge und Netzwerkarchitekturen zahlreiche zusätzliche und alternative Merkmale und andere verfügbare periphere Komponenten, zum Beispiel zum Ausführen der verschiedenen Verfahren und Funktionen dieser Offenbarung. Letztendlich sind die hierin abgebildeten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu und dienen lediglich Anleitungszwecken. Somit gelten die spezifischen und relativen Maße der Zeichnungen nicht als einschränkend.
Das repräsentative Fahrzeug 10 von 1 ist ursprünglich mit einer Fahrzeug-Telekommunikations- und Informationseinheit 14 („Telematik“) ausgestattet, die drahtlos (z. B. über Mobilfunkmasten, Basisstationen und/oder mobile Vermittlungsstellen (MSCs) usw.) mit einem entfernt gelegenen oder „Off-Board“-Cloud-Computersystem 24 kommuniziert. Einige der anderen Fahrzeug-Hardwarekomponenten 16, die allgemein in 1 dargestellt sind, beinhalten als nicht einschränkende Beispiele eine Anzeigevorrichtung 18, ein Mikrofon 28, einen Lautsprecher 30 und Eingangssteuerungen 32 (z. B. Tasten, Knöpfe, Schalter, Touchpads, Tastaturen, Touchscreens usw.). Im Allgemeinen ermöglichen diese Hardwarekomponenten 16 dem Benutzer die Kommunikation mit der Telematikeinheit 14 und anderen Systemen und Systemkomponenten innerhalb des Fahrzeugs 10. Das Mikrofon 28 ermöglicht dem Fahrzeuginsassen die Eingabe von verbalen oder anderen auditiven Befehlen; das Fahrzeug 10 kann mit einer integrierten Sprachverarbeitungseinheit mit einer Mensch/Maschine-(HMI)-Technologie ausgestattet sein. Umgekehrt kann der Lautsprecher 30 eine verbale Ausgabe für die Fahrzeuginsassen bereitstellen und kann entweder ein eigenständiger Lautsprecher speziell zur Verwendung mit der Telematikeinheit 14 oder Teil der Audiokomponente 22 sein. Das Audiosystem 22 ist funktionsfähig mit einer Netzwerkverbindungsschnittstelle 34 und einem Audiobus 20 verbunden, um analoge Informationen über eine oder mehrere Lautsprecherkomponenten zu empfangen und als Ton wiederzugeben.
Kommunikativ an die Telematikeinheit 14 angekoppelt ist eine Netzwerkverbindungsschnittstelle 34, zu deren geeigneten Beispielen Twisted Pair/Fiber Optic Ethernet Switch, interner/externer paralleler/serieller Kommunikationsbus, eine lokale Netzwerkschnittstelle (LAN), Controller Area Network (CAN), Media Oriented System Transfer (MOST), Local Interconnection Network (LIN) u.ä. gehören. Andere geeignete Kommunikationsschnittstellen können diejenigen sein, die den ISO-, SAE- und IEEE-Standards und -Spezifikationen entsprechen. Die Netzwerkverbindungsschnittstelle 34 ermöglicht der Fahrzeughardware 16 das Senden und Empfangen von Signalen untereinander und mit verschiedenen Systemen und Subsystemen sowohl innerhalb als auch „resident“ von der Fahrzeugkarosserie 12 und außerhalb oder „entfernt“ zur Fahrzeugkarosserie 12. Dadurch kann das Fahrzeug 10 verschiedene Fahrzeugfunktionen ausführen, wie beispielsweise das Steuern der Fahrzeuglenkung, das Steuern der Funktion des Fahrzeuggetriebes, das Steuern der Motordrosselklappe, das Ein- und Ausschalten des Bremssystems und andere automatisierte Fahrfunktionen. So empfängt und/oder überträgt die Telematikeinheit 14 Daten von/zu einer ADAS-Elektroniksteuereinheit (ECU) 52, einem Motorsteuergerät (ECM) 54, einem Antriebsstrangsteuermodul (PCM) 56, einem Sensor-Schnittstellenmodul(en) 58, einem Bremssystemsteuermodul (BSCM) 60 und verschiedenen anderen Fahrzeug-ECUs, wie beispielsweise einem Getriebesteuermodul (TCM), einem Klimasteuerungsmodul (CCM), usw.
Mit weiterem Bezug auf 1 ist die Telematikeinheit 14 eine bordeigene Datenverarbeitungsvorrichtung, die sowohl einzeln als auch durch ihre Verbindung mit anderen vernetzten Vorrichtungen eine Mischung von Dienstleistungen bereitstellt. Diese Telematikeinheit 14 besteht im Allgemeinen aus einem oder mehreren Prozessoren 40, von denen jeder als diskreter Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein dediziertes Steuermodul ausgeführt sein kann. Das Fahrzeug 10 kann eine zentralisierte Fahrzeugsteuerung über eine Zentraleinheit (CPU) 36 anbieten, die funktionsfähig mit einer oder mehreren elektronischen Speichervorrichtungen 38 gekoppelt ist, die jeweils in Form einer CD-ROM, Magnetplatte, IC-Vorrichtung, Halbleiterspeicher (z. B. verschiedene Arten von RAM oder ROM) usw. und einer Echtzeituhr (RTC) 42 ausgeführt werden können. Langstrecken-Fahrzeugkommunikationsfähigkeiten mit entfernten, fahrzeugunabhängigen vernetzten Vorrichtungen können über einen oder mehrere oder alle oder einen Mobilfunk-Chipsatz/Komponente, einen Navigations- und Standort-Chipsatz/Komponente (z. B. globales Positionierungssystem (GPS)) oder ein drahtloses Modem bereitgestellt werden, die alle gemeinsam bei 44 dargestellt sind. Die drahtlose Nahbereichsverbindung kann über eine drahtlose Nahbereichskommunikationsvorrichtung 46 (z. B. eine Bluetooth®-Einheit oder einen Nahfeldkommunikations-(NFC)Sender-Empfänger), eine dedizierte Nahbereichskommunikations-(DSRC)-Komponente 48 und/oder eine Doppelantenne 50 bereitgestellt werden. Es ist davon auszugehen, dass das Fahrzeug 10 ohne eine oder mehrere der vorstehend aufgeführten Komponenten implementiert werden kann, oder dass sie je nach Bedarf zusätzliche Komponenten und Funktionen für eine bestimmte Endanwendung beinhalten kann. Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Kommunikationsvorrichtungen können konfiguriert werden, um Daten als Teil einer periodischen Übertragung auszutauschen, die in einem V2V-Kommunikationssystem oder einem Fahrzeug-zu-Alles-(V2X)-Kommunikationssystem übertragen wird, z. B. Fahrzeug-zu-Infrastruktur (V2I), Fahrzeug-zu-Fußgänger (V2P) oder Fahrzeug-zu-Vorrichtung (V2D).
Die CPU 36 empfängt Daten von einer oder mehreren Abtastvorrichtungen, die beispielsweise Fotodetektion, Radar, Laser, Ultraschall, Optik, Infrarot oder andere geeignete Technologien zur Objekterkennung verwenden, einschließlich Nahbereichskommunikationstechnologien, wie beispielsweise DSRC oder Ultrabreitband (UWB). Gemäß dem veranschaulichten Beispiel kann das Automobil 10 mit einer oder mehreren Digitalkameras 62, einem oder mehreren Entfernungssensoren 64, einem oder mehreren Fahrzeugdrehzahlsensoren 66, einem oder mehreren Fahrdynamiksensoren 68 und jeder erforderlichen Filter-, Klassifizierungs-, Fusions- und Analyse-Hardware und -Software zur Verarbeitung von Sensorrohdaten ausgestattet sein. Die Digitalkamera 62 kann einen ladungsgekoppelten Vorrichtungs-(CCD)-Sensor oder einen anderen geeigneten optischen Sensor verwenden, um Bilder zu erzeugen, die ein Sichtfeld des Fahrzeugs 10 anzeigen, und kann für die kontinuierliche Bilderzeugung konfiguriert werden, z. B. mindestens etwa 35 Bilder, die pro Sekunde erzeugt werden. Im Vergleich dazu kann der Entfernungssensor 64 reflektierte Funk-, elektromagnetische oder lichtbasierte Wellen (z. B. Radar, EM-induktiv, Lichtdetektion und -entfernung (LIDAR) usw.) emittieren und erfassen, um beispielsweise das Vorhandensein, geometrische Abmessungen und/oder die Nähe eines Objekts zu erfassen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 66 kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich Raddrehzahlsensoren, die Raddrehzahlen messen, die dann zum Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit in Echtzeit verwendet werden. Darüber hinaus kann der Fahrdynamiksensor 68 in der Art eines ein- oder dreiachsigen Beschleunigungssensors, eines Drehratensensors, eines Neigungssensors usw. zum Erfassen von Längs- und Querbeschleunigungen, Gier-, Roll- und/oder Neigungsraten oder anderen dynamikbezogenen Parametern sein. Unter Verwendung von Daten aus den Abtastvorrichtungen 62, 64, 66, 68 identifiziert die CPU 36 Objekte innerhalb eines erfassbaren Bereichs des Fahrzeugs 10 und bestimmt Attribute des Zielobjekts, wie beispielsweise Größe, relative Position, Anstellwinkel, Relativgeschwindigkeit, usw.
Diese Sensoren sind im gesamten Fahrzeug 10 in funktionsfähigen, ungehinderten Positionen in Bezug auf die jeweiligen Ansichten vor oder hinter dem Fahrzeug oder auf der Backbord- oder Steuerbordseite des Fahrzeugs verteilt. Jeder Sensor erzeugt elektrische Signale, die eine Eigenschaft oder einen Zustand eines Zielobjekts anzeigen, im Allgemeinen als Schätzung mit einer entsprechenden Standardabweichung. Obwohl die Betriebseigenschaften dieser Sensoren im Allgemeinen ergänzend sind, sind einige bei der Schätzung bestimmter Parameter zuverlässiger als andere. Die meisten Sensoren können unterschiedliche Betriebsbereiche und Abdeckungsbereiche aufweisen, und sind in der Lage, verschiedene Parameter innerhalb ihres Arbeitsbereichs zu erfassen. So kann beispielsweise ein radarbasierter Sensor den Bereich, die Bereichsrate und Azimutort eines Objekts schätzen, kann aber möglicherweise nicht robust bei der Schätzung des Umfangs eines erfassten Objekts sein. Kameras mit optischer Verarbeitung hingegen können robuster beim Schätzen einer Form und Azimutposition eines Objekts sein, können aber weniger effizient beim Schätzen der Entfernung und Entfernungsrate des Objekts sein. Ein abtastender LIDAR-basierter Sensor kann gegenüber der Schätzung der Reichweite und der Azimutposition effizient und genau arbeiten, kann aber möglicherweise nicht in der Lage sein, die die Reichweite und damit auch nicht so genau bei einer neuen Objekterfassung/-erkennung sein. Ultraschallsensoren sind dagegen in der Lage den Bereich zu schätzen, jedoch im Allgemeinen nicht in der Lage zur Schätzung der Azimutposition. Weiterhin kann die Leistung vieler Sensoriken durch unterschiedliche Umgebungsbedingungen beeinflusst werden. Folglich weisen Sensoren im Allgemeinen parametrische Abweichungen auf, deren operative Überschneidungen Möglichkeiten für eine sensorische Fusion bieten.
Mit Bezug auf das Flussdiagramm von 2 wird ein verbessertes Verfahren oder eine verbesserte Steuerstrategie zur sensorfusionsbasierten Verhaltensvorhersage und Bedrohungsbeurteilung gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung im Allgemeinen bei 100 beschrieben. Einige oder alle der in 2 veranschaulichten und hierin beschriebenen Vorgänge können repräsentativ für einen Algorithmus sein, was prozessorausführbaren Anweisungen entspricht, die beispielsweise im Haupt- oder Hilfsspeicher gespeichert werden können und beispielsweise durch eine fahrzeugseitige oder fernbetätigte Steuerung, Verarbeitungseinheit, Steuerlogikschaltung oder ein anderes Modul oder eine andere Vorrichtung ausgeführt werden können, um beliebige oder alle der vorstehend oder nachfolgend beschriebenen Funktionen auszuführen, die den offenbarten Konzepten zugeordnet sind. Es sollte angemerkt werden, dass die Reihenfolge bei der Ausführung der veranschaulichten Operationsblöcke geändert, zusätzliche Blöcke hinzugefügt und einige der beschriebenen Blöcke geändert, kombiniert oder eliminiert werden können.
Das Verfahren 100 beginnt an der Klemmenleiste 101 mit prozessorausführbaren Anweisungen für eine programmierbare Steuerung oder ein Steuermodul oder einen ähnlich geeigneten Prozessor, um ein Initialisierungsverfahren für ein Protokoll zum Steuern des Betriebs eines automatisierten Antriebssystems aufzurufen, das den Fahrzeugabstand während eines projizierten Kollisionsereignisses innerhalb oder in der Nähe eines vorhergesagten Weges eines betreffenden (Träger)-Fahrzeugs steuert. Diese Routinen können in Echtzeit, kontinuierlich, systematisch, sporadisch und/oder in regelmäßigen Abständen, z. B. nach jeweils 100 Millisekunden im laufenden Fahrzeugbetrieb ausgeführt werden. Unter fortgesetzter Bezugnahme auf die Architektur von 1 als repräsentative Implementierung der in 2 dargelegten Methodik kann das Initialisierungsverfahren bei Block 101 immer dann eingeleitet werden, wenn das betreffende Fahrzeug 10 auf ein anderes Kraftfahrzeug trifft, während ein residentes FSRACC-System aktiv ist. So kann beispielsweise ein Fahrer, die residente CPU 36 und/oder ein dediziertes ADAS ECU 52 das FSRACC aktivieren, um eine eingestellte Geschwindigkeit beizubehalten, während das Fahrzeug 10 auf einer mehrspurigen Autobahn fährt. Während der aktiven Nutzung von FSRACC kann das Fahrzeug 10 auf ein oder mehrere vorbeifahrende Fahrzeuge treffen, z. B. ein erstes Zielfahrzeug, das in einer ersten (linken) benachbarten Fahrspur mit einer ersten Geschwindigkeit zum Überholen bei einer ersten Zeit fährt, und ein zweites Zielfahrzeug, das in einer zweiten (rechten) benachbarten Fahrspur mit einer zweiten Geschwindigkeit zum Überholen bei einer zweiten Zeit fährt. Unter Verwendung der Sensorrückmeldung aus einer beliebigen Kombination der verschiedenen Abtastvorrichtungen von 1 führt die Fahrzeug-CPU 36 eine Neuobjekterfassung durch, schließt die Objektcharakterisierung ab (z. B. Identifizieren des jeweiligen Typs, der Breite, der Länge (O_T, O_W and O_L), usw.), Verfolgen der Objektdynamik (z. B. der jeweiligen Quer- und Längsgeschwindigkeit (V_X und V_Y), Quer- und Längsbeschleunigung (A_X und A_Y), usw.) und führt die Objektdisposition durch (z. B. relative Position, Spurversatz, aktuelle Spurweite, relative Fahrspur, usw.).
Wie im Folgenden ausführlich erläutert, fusioniert eine residente (oder entfernte) Fahrzeugsteuerung die vorgenannten sensorischen Daten und analysiert die fusionierten Daten in Verbindung mit Verhaltensdaten für jedes Zielobjekt, um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass jedes Zielfahrzeug in einen vorhergesagten Weg des Fahrzeugs 10 einfährt (einschert) oder ausfährt (ausschert). Gleichzeitig beurteilt die Fahrzeugsteuerung, ob es statistisch wahrscheinlich ist, dass diese beiden Zielfahrzeuge in einer Weise kollidieren, die den vorhergesagten Weg des Fahrzeugs 10 ganz oder teilweise behindert. Das Bestimmen einer Bedrohung kann basierend auf dem Berechnen einer Wahrscheinlichkeit eines Gesamteintritts eines bestimmten Zielfahrzeugs in ein „Eindringungsfeld“ erfolgen, die so konfiguriert ist, dass sie das Trägerfahrzeug 10 einbindet, jedoch an eine relative Position angrenzend an das Zielobjekt entlang der geplanten Route des Trägerfahrzeugs übertragen wird. Bei einer sehr sicheren Vorhersage einer drohenden Kollision kann ein virtuelles „Kollisionsziel“ erzeugt werden, das einen geschätzten Ort der Kollision anzeigt und an die Abstandssteuerlogik weitergeleitet werden, sodass Abhilfemaßnahmen ergriffen werden können. So kann beispielsweise die CPU 36 das ECM 54 zum Verringern der Motorleistung und gleichzeitig das PCM 56 zum Abschalten der Drehmomentübertragung an die Radeckanordnungen anweisen, was eine sanfte Drehmomentabschaltung ermöglicht. Gleichzeitig kann die CPU 36 mit der vorgenannten Geschwindigkeitsabsenkung das BSCM 60 anweisen, einen berechneten Bremsdruck anzulegen, der so kalibriert ist, dass das Fahrzeug 10 stoppt oder Ausweichmanöver durchführen kann, bevor das Fahrzeug 10 das virtuelle Kollisionsziel überholt. Es sollte berücksichtigt werden, dass die offenbarten Methodiken nicht per se auf FSRACC-Anwendungen beschränkt sind und auf andere ADAS-Systeme sowie automatisierte Antriebssysteme des SAE Level 2/3/4/5 angewendet werden können.
Am Entscheidungsblock 103 bestimmt das Verfahren 100 von 2, ob ein geschätzter Bedrohungssicherheitswert größer als ein erster (primärer) kalibrierter Schwellenwert ist. Dieser Bedrohungssicherheitswert ist eine Vorhersage für ein Eindringen eines Zielobjekts (z. B. eines vorbeifahrenden Kraftfahrzeugs) in einer Weise, die eine vorhergesagte Route des betreffenden Fahrzeugs zumindest teilweise behindert, da sie sich auf einen aktuellen (Echtzeit-)Standort des betreffenden Fahrzeugs bezieht. Die Vorhersage des Eindringens ist im Allgemeinen vorstehend erläutert und wird im Folgenden bei der Erläuterung des Verfahrens 400 von 5 näher beschrieben. Als Reaktion auf eine Bestimmung, dass der Bedrohungssicherheitswert tatsächlich größer als der erste (primäre) kalibrierte Schwellenwert (Block 103 = JA) ist, fährt das Verfahren 100 mit dem vordefinierten Prozessblock 105 fort, mit Anweisungen an die Fahrzeugsteuerung, ein erstes Befehlssignal an ein erstes Fahrdynamiksystem zu übertragen, um eine erste (primäre) vorbeugende Maßnahme zu ergreifen. So kann beispielsweise die CPU 36 ein oder mehrere Bremsbefehlssignale, z. B. mit einer Einschaltzeit, einem kalibrierten hydraulischen Druckwert und einer Laufzeit, an das Fahrzeugbremssystem übertragen, um ein Bremsmanöver durchzuführen, z. B. zum Anhalten oder zum Reduzieren der Geschwindigkeit auf einen berechneten Wert, der ein Ausweichlenkmanöver problemlos ermöglicht. Der vordefinierte Prozessblock 105 von 2 wird im Folgenden mit Bezug auf das Verfahren 200 von 3 näher beschrieben.
Wenn bestimmt wird, dass der Bedrohungssicherheitswert nicht größer als der erste (primäre) kalibrierte Schwellenwert (Block 103 = NEIN) ist, fährt das Verfahren 100 mit dem Entscheidungsblock 107 fort, mit Anweisungen für die Fahrzeugsteuerung zum Bestimmen, ob der Bedrohungssicherheitswert größer als ein zweiter (zusätzlicher) kalibrierter Schwellenwert ist. Dieser zusätzliche kalibrierte Schwellenwert, der als TV₂ bezeichnet werden kann, ist kleiner als der primäre kalibrierte Schwellenwert, der als TV₁ bezeichnet werden kann (z. B. TV₁ = 95 %; TV₂ = 75 %). Als Reaktion auf eine Bestimmung, dass der Bedrohungssicherheitswert größer als der zweite (zusätzliche) kalibrierte Schwellenwert (Block 107 = JA) ist, fährt das Verfahren 100 mit dem vordefinierten Prozessblock 109 fort, mit Anweisungen an die Fahrzeugsteuerung, ein zweites Befehlssignal an ein zweites Fahrdynamiksystem zu übertragen, um eine zweite (zusätzliche) vorbeugende Maßnahme zu ergreifen. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die CPU 36 ein oder mehrere Befehlssignale zum Reduzieren der Geschwindigkeit an das PCM 56 senden, das entsprechende Befehle weiterleitet, z. B. an einen Drehmomentwandler, um den Motor vom Getriebe zu trennen, an einen Trennkupplungsmechanismus, um einen Traktionsmotor auszuschalten (z. B. in einer Hybrid-, Brennstoffzellen- oder vollelektrischen Fahrzeugkonfiguration) und/oder an eine Kraftübertragung zum Lösen der Abtriebswelle des Getriebes, um eine Drehmomentreduzierungsmaßnahme auszuführen, z. B. Übersteuern der Motordrosselklappe und Unterbrechen der Drehmomentübertragung auf die Fahrzeugräder.
Wenn der Bedrohungssicherheitswert nicht größer als der zweite (zusätzliche) kalibrierte Schwellenwert (Block 107 = NEIN) ist, kann das Verfahren 100 zur Klemmenleiste 111 fortfahren und enden oder zur Klemmenleiste 101 zurückkehren und in einer Endlosschleife laufen. Es ist vorgesehen, dass die in den Blöcken 105 und 109 dargestellten vordefinierten Prozessblöcke jeweils durch andere automatisierte Fahrzeugoperationen ergänzt oder ersetzt werden können, die zur Minderung eines Kollisionsereignisses entwickelt wurden, einschließlich eines automatisierten Spurwechsels oder eines anderen Ausweichlenkmanövers, einer akustischen/visuellen Fahrerwarnung, einer Fahrzeugbeschleunigung oder -verzögerung und anderer Kollisionsvermeidungsmanöver. Durch die Unterscheidung zwischen den abgestuften Konfidenzschwellen zum Bestimmen der zu ergreifenden Abhilfemaßnahmen trägt die Methodik 100 von 2 dazu bei, die Trennung zwischen primären vorbeugenden Maßnahmen (Fahrzeugbremsung und/oder Ausweichlenkung) und sekundären vorbeugenden Maßnahmen (Geschwindigkeitsreduzierung und/oder Fahrerwarnung) sicherzustellen. Der vordefinierte Prozessblock 109 von 2 wird im Folgenden mit Bezug auf das Verfahren 300 von 4 näher beschrieben.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 3 wird nun ein verbessertes Verfahren oder eine verbesserte Steuerstrategie zum Durchführen einer primären vorbeugenden Maßnahme, nämlich das vorstehend beschriebene automatische Fahrzeugbremsmanöver in Bezug auf den vordefinierten Prozessblock 105, im Allgemeinen bei 200 gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Einige oder alle der in 3 veranschaulichten und hierin beschriebenen Vorgänge können repräsentativ für einen Algorithmus sein, was prozessorausführbaren Anweisungen entspricht, die beispielsweise im Haupt- oder Hilfsspeicher gespeichert werden können und beispielsweise durch eine fahrzeugseitige oder fernbetätigte Steuerung, Verarbeitungseinheit, Steuerlogikschaltung oder ein anderes Modul oder eine andere Vorrichtung ausgeführt werden können, um beliebige oder alle der vorstehend oder nachfolgend beschriebenen Funktionen auszuführen, die den offenbarten Konzepten zugeordnet sind. Es sollte angemerkt werden, dass die Reihenfolge bei der Ausführung der veranschaulichten Operationsblöcke geändert, zusätzliche Blöcke hinzugefügt und einige der beschriebenen Blöcke geändert, kombiniert oder eliminiert werden können.
Nach der Initialisierung des vordefinierten Prozessblocks 105, z. B. als automatisierte Reaktion auf eine positive Bestimmung im Entscheidungsblock 103, fährt das Verfahren 200 von 3 mit dem Prozessblock 201 mit prozessorausführbaren Anweisungen für eine residente oder entfernte Fahrzeugsteuerung fort, ein Sensorfusionsmodul auf aggregierte Sensorrohdaten anzuwenden, um dadurch einen vorhergesagten Eintrittspunkt eines Zielobjekts in Bezug auf die vorhergesagte Route und Position eines Trägerfahrzeugs zu bestimmen. Als nicht-einschränkendes Beispiel kann die CPU 36 des Kraftfahrzeugs 10 die Sensorfusion auf die Zieldynamikdaten - Geschwindigkeit, Beschleunigung, Trajektorie, relative Position, usw. - anwenden. - und Zielverhaltensdaten - erfasste unregelmäßige Bewegung, Geschwindigkeit, Ausweichen, usw. - um einen geschätzten Ort für das vorhergesagte Eindringen in den Fahrweg und die Kollision im Fahrweg abzuleiten. Nachdem eine erste Vorhersage für den Ort der Kollision erstellt wurde, fährt das Verfahren 200 mit dem Prozessblock 203 fort, um ein iteratives Vorhersage- und Korrekturprotokoll zum Bestimmen einer Relativgeschwindigkeit und einer feinen Variation der vorhergesagten Eintrittsposition des Zielobjekts auszuführen. So kann beispielsweise die CPU 36 eine iterative Vorhersage und Korrektur durchführen, um die Positions- und Relativgeschwindigkeitsschätzung des Eindringens und der Kollision in den Weg in Bezug auf das Trägerfahrzeug zu verfeinern. Nachdem eine vorläufige Vorhersage mit einem vorläufigen Konfidenzniveau (z. B. ca. 15-20 %) erzeugt wurde, wird das Verfahren 200 über ein bestimmtes Zeitfenster durch die Sensorfusionssequenz wiederholt, um das Konfidenzniveau zu erhöhen. Da sich der relative Abstand zwischen zwei verfolgten Objekten weiter verringert, kann die Sensorfusionssequenz die Eigenschaften einer bevorstehenden Kollision genauer vorhersagen, einschließlich Kollisionszeit, Ort, Entfernung und Zeit, bis das Trägerfahrzeug die vorhergesagte Kollision überholt, usw. Dieser iterative Prozess kann fortgesetzt werden, bis ein optimierter oder maximaler Konfidenzniveauwert erreicht ist und/oder sich das Konfidenzniveau nicht mehr als ein vorgegebener Betrag (z. B. ein Pufferbereich von +/- 2 %) ändert.
Nach der Iteration durch das Sensorfusionsprotokoll bei Prozessblock 203 fährt das Verfahren 200 mit dem Prozessblock 205 fort, um eine aktualisierte Version des virtuellen Kollisionsziels und des entsprechenden Bedrohungssicherheitswertes basierend auf den verfeinerten Schätzungen bei Block 203 zu bestimmen. Das FSRACC-System des Fahrzeugs 10 kann beispielsweise das virtuelle Ziel einer „hohen Vertrauenswürdigkeit“, einschließlich der entsprechenden Merkmale, durch die neu erzeugten fusionierten dynamischen Eigenschaften ersetzen oder anderweitig aktualisieren. In einem spezifischeren Fall, während der Zielverfolgung, wird das Fusionssystem durch eine Kalman-Filterschleife wiederholt, um ein oder mehrere oder alle Attribute, die dem virtuellen Ziel zugeordnet sind (z. B. relative Position (x,y), relative Geschwindigkeit (Vx, Vy), relative Beschleunigung (Ax, Ay), Konfidenzniveau, usw.) als Reaktion auf dynamische Änderungen im Zielverhalten dynamisch zu aktualisieren.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 3 bestimmt das Verfahren 200 beim Entscheidungsblock 207, ob der verfeinerte und aktualisierte Bedrohungssicherheitswert größer ist als der erste (primäre) kalibrierte Schwellenwert. Wenn nicht (Block 207 = NEIN), fährt das Verfahren 200 mit dem Prozessblock 209 fort, um den normalen Fahrzeugbetrieb ohne Ausweich- oder Vorbeugemaßnahmen wieder aufzunehmen; zu diesem Zeitpunkt kann das Verfahren 100 von 2 auf den vordefinierten Prozessblock 105 verzichten und mit dem Prozessblock 107 oder der Klemmleiste 111 fortfahren. Optional kann der Prozessblock 209 weiterhin das Verfahren 200 zum Aufheben und Löschen des virtuellen Kollisionsziels erfordern. Wenn andererseits bestimmt wird, dass der aktualisierte Bedrohungssicherheitswert tatsächlich größer als der primäre Schwellenwert ist (Block 207 = JA), fährt das Verfahren 200 mit dem Prozessblock 211 fort und führt die vorstehend beschriebene primäre vorbeugende Maßnahme in Bezug auf den Prozessblock 105 von 2 aus, und zwar das Übertragen eines vorbestimmten Steuersignals an ein bestimmtes Fahrdynamiksystem, um eine vorbestimmte vorbeugende Maßnahme durchzuführen. Der Prozessblock 211 kann ferner erfordern, dass das virtuelle Kollisionsziel einem Algorithmus zugeführt wird, der dann die richtige Vorgehensweise bestimmt (z. B. wird das System in Abhängigkeit von der Deltageschwindigkeit den Bremsvorgang und/oder das Ausweichlenkmanöver automatisiert, um entweder eine Kollision vollständig zu vermeiden oder die Aufprallstärke zumindest zu verringern).
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 4 wird nun ein verbessertes Verfahren oder eine verbesserte Steuerstrategie zum Durchführen einer zweiten vorbeugenden Maßnahme, nämlich das vorstehend beschriebene automatisierte Geschwindigkeitsreduzierungsprotokoll in Bezug auf den vordefinierten Prozessblock 109 von 2, im Allgemeinen bei 300 gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Wie die vorstehend beschriebenen Verfahren 100 und 200 können einige oder alle der in 4 dargestellten Operationen repräsentativ für einen Algorithmus sein, der prozessorausführbaren Anweisungen entspricht, die beispielsweise in einer Speichervorrichtung gespeichert und von einer geeigneten Verarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden können, um eine oder alle mit den offenbarten Konzepten verbundenen Funktionen auszuführen. Es sollte angemerkt werden, dass die Reihenfolge bei der Ausführung der veranschaulichten Operationsblöcke geändert, zusätzliche Blöcke hinzugefügt und einige der beschriebenen Blöcke geändert, kombiniert oder eliminiert werden können. So können beispielsweise die Verfahren 100, 200, 300 und 400 der 2-5 zu einem einzelnen Steuerungsprotokoll kombiniert werden.
Nach der Initialisierung des vordefinierten Prozessblocks 109, z. B. als automatisierte Reaktion auf eine positive Bestimmung im Entscheidungsblock 107 von 2, fährt das Verfahren 300 von 4 mit dem Prozessblock 301 mit prozessorausführbaren Anweisungen für eine residente oder entfernte Fahrzeugsteuerung fort, ein Sensorfusionsmodul auf aggregierte Sensorrohdaten anzuwenden, um dadurch einen vorhergesagten Eintrittspunkt eines Zielobjekts in Bezug auf die vorhergesagte Route und Position eines Trägerfahrzeugs zu bestimmen. Nachdem eine erste Vorhersage für den Ort der Kollision erstellt wurde, fährt das Verfahren 300 mit dem Prozessblock 303 fort, um ein iteratives Vorhersage- und Korrekturprotokoll zum Bestimmen einer Relativgeschwindigkeit und einer feinen Variation der vorhergesagten Eintrittsposition des Zielobjekts auszuführen. Das Verfahren 300 fährt danach mit dem Prozessblock 305 fort, um eine aktualisierte Version des virtuellen Kollisionsziels und des entsprechenden Bedrohungssicherheitswertes basierend auf den bei Block 203 durchgeführten verfeinerten Schätzungen zu bestimmen. Für mindestens einige Implementierungen können die Prozessblöcke 301, 303 und 305 von 4 im Allgemeinen identisch mit den Prozessblöcken 201, 203 und 205 von 3 sein.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 4 bestimmt das Verfahren 300 beim Entscheidungsblock 307, ob der verfeinerte und aktualisierte Bedrohungssicherheitswert größer ist als der zweite (zusätzlich) kalibrierte Schwellenwert. Wenn dies nicht der Fall ist (Block 307 = NEIN), fährt das Verfahren 300 mit dem Prozessblock 309 fort, um den normalen Fahrzeugbetrieb wieder aufzunehmen (z. B. das Aufrechterhalten des FSRACC-Standardbetriebs), ohne Ausweich- oder Vorbeugemaßnahmen zu ergreifen, da es eher wahrscheinlich als unwahrscheinlich ist, dass es zu einer Kollision kommt, die den vorhergesagten Weg des Trägerfahrzeugs behindert. Zu diesem Zeitpunkt kann das Verfahren 100 von 1 auf die vordefinierten Prozessblöcke 105 und 109 verzichten und zur Klemmleiste 111 übergehen. Ähnlich wie der Prozessblock 209 von 3 kann auch der Prozessblock 309 von 4 die Zerstörung des virtuellen Kollisionsziels erfordern. Wenn jedoch bestimmt wird, dass der aktualisierte Bedrohungssicherheitswert größer als der zusätzliche Schwellenwert ist (Block 307 = JA), fährt das Verfahren 300 mit dem Prozessblock 311 fort und führt die vorstehend beschriebene sekundäre vorbeugende Maßnahme in Bezug auf den Prozessblock 109 von 2, durch. Der Prozessblock 311 kann ferner erfordern, dass das virtuelle Kollisionsziel einem kollisionswahrscheinlichen Sanierungsalgorithmus zugeführt wird, der dann die richtige Vorgehensweise bestimmt (z. B. wann und wie lange die Geschwindigkeitsreduzierung stattfindet und ob Bremsen zum Ausführen eines Bremsmanövers vorbelegt werden müssen oder nicht).
Mit Bezug auf das Flussdiagramm von 5 wird ein verbessertes Verfahren oder eine verbesserte Steuerstrategie zur automatisierten sensorfusionsbasierten Einscher-/Ausschervorhersage gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung im Allgemeinen bei 400 beschrieben. Einige oder alle der in 5 veranschaulichten und hierin beschriebenen Vorgänge können repräsentativ für einen Algorithmus sein, was prozessorausführbaren Anweisungen entspricht, die beispielsweise im Haupt- oder Hilfsspeicher gespeichert werden können und beispielsweise durch eine fahrzeugseitige oder fernbetätigte Steuerung, Verarbeitungseinheit, Steuerlogikschaltung oder ein anderes Modul oder eine andere Vorrichtung ausgeführt werden können, um beliebige oder alle der vorstehend oder nachfolgend beschriebenen Funktionen auszuführen, die den offenbarten Konzepten zugeordnet sind. Es sollte angemerkt werden, dass die Reihenfolge bei der Ausführung der veranschaulichten Operationsblöcke geändert, zusätzliche Blöcke hinzugefügt und einige der beschriebenen Blöcke geändert, kombiniert oder eliminiert werden können.
Das Verfahren 400 beginnt am Eingabe-/Ausgabeblock 401 mit einer residenten/entfernten Fahrzeugsteuerung, die Rohsensordaten empfängt und optional andere zugehörige Informationen abruft, die zum Ausführen eines automatisierten Fahrvorgangs erforderlich sind. Sensordaten können jede der vorstehend aufgeführten Daten beinhalten, z. B. in Bezug auf die Betriebsbedingungen und die Dynamik des Trägerfahrzeugs und jedes untersuchten Zielobjekts, wie beispielsweise die jeweilige Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Art, Größe, Verhalten und andere Objektdynamiken und charakteristische Informationen. Gleichzeitig kann das Verfahren 400 prozessorausführbare Anweisungen am Eingabe-/Ausgabeblock 403 implementieren, sodass eine Fahrzeugsteuerung Wegplandaten für das betreffende Fahrzeug berechnen, abrufen oder anderweitig bestimmen kann, einschließlich mindestens einer aktuellen (Echtzeit)-Position und einer vorhergesagten Route für das Fahrzeug. Beim Prozessblock 405 konditioniert das Verfahren die vom verteilten Netzwerk von Fahrzeugsensoren empfangenen Daten. So erzeugt beispielsweise jede fahrzeugseitige Abtastvorrichtung 62, 64, 66, 68 von 1 zunächst einen diskreten Abschnitt der durch die CPU 36 über das Sensorschnittstellenmodul 58 empfangenen Batch-Sensordaten. Jeder Sensor kann seinen jeweiligen Abschnitt in Bezug auf einen bestimmten Koordinatenrahmen erzeugen; mit diesem Konstrukt kann die CPU 36 alle empfangenen Sensordaten konditionieren, um die verschiedenen Koordinatenrahmen so zu verknüpfen, dass sie sich mit einem einzelnen, gemeinsamen „Referenz“-Koordinatenrahmen überlappen. Die Datenkonditionierung kann ferner die Verknüpfung empfangener Sensordaten umfassen, um eine Überschneidung mit einem einzelnen, gemeinsamen „Referenz“-Zeitrahmen, einem Satz von Standardmessungen usw. sicherzustellen.
Nachdem die empfangenen Sensordaten ausreichend konditioniert sind, um die Ausrichtung über die zugehörigen Messungen hinweg sicherzustellen, verarbeitet das Verfahren 400 weiterhin den Block 407, um ein Datenzuordnungsprotokoll auszuführen, das jeden einzelnen Abschnitt der Sensordaten klassifiziert. Wenn alle Daten in einem bestimmten Datensatz ordnungsgemäß klassifiziert sind, kann die Fahrzeugsteuerung dann zusammengehörige Abschnitte oder Sensordaten basierend auf ergänzenden Klassifizierungen korrelieren. So kann beispielsweise die CPU 36 Signale, die von Digitalkameras 62 empfangen werden, als Objekterfassungsdaten, Objekttypendaten, Objektgrößendaten und relative Positionsdaten charakterisieren und vom Entfernungssensor 64 empfangene Signale als Obj ekterfassungsdaten, Obj ektgeschwindigkeits- und Relativgeschwindigkeitsdaten, Objektbeschleunigungs- und Relativbeschleunigungsdaten sowie relative Positionsdaten charakterisieren. Die Daten sowohl der Digitalkameras 62 als auch des Entfernungssensors 64 wurden bereits so aufbereitet, dass eine räumliche, zeitliche und metrische Überlappung gewährleistet ist (Block 405); die CPU 36 korreliert gleichzeitig die von der Digitalkamera 62 empfangenen Erfassungsdaten und relativen Positionsdaten mit den jeweiligen Erfassungsdaten und den vom Entfernungssensor 64 empfangenen relativen Positionsdaten.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 5 verarbeitet das Verfahren 400 weiterhin den Block 409, um ein Sensorfusionsverfahren der konditionierten und klassifizierten Daten zusammen mit den Wegplandaten des betroffenen Fahrzeugs durchzuführen. Die Sensorfusion kann als Berechnungsrahmen für die Aggregation, Analyse und Zusammenführung von Daten aus heterogenen oder homogenen Quellen (z. B. die vorstehend in Bezug auf 1 erläuterten mehrfach unterschiedlichen Sensortypen) typisiert werden. Die Sensorfusion kann als eine spezielle Softwareanwendung verkörpert werden, die Daten von mehreren Sensoren intelligent kombiniert und die Mängel der einzelnen Sensoren korrigiert, um vollständig genaue und verständliche Positions- und Ausrichtungsinformationen zu berechnen. Gemäß dem vorstehenden Beispiel fusioniert die CPU 36 jeden Datentyp (z. B. relative Zielobjektgeschwindigkeitsdaten, wie sie vom Entfernungssensor 64 erfasst werden) mit anderen komplementären Datentypen (Geschwindigkeitsdaten, die von anderen fahrzeugseitigen und externen Datenquellen empfangen werden), um ein entsprechendes verschmolzenes Attribut für ein Zielobjekt (z. B. relative Geschwindigkeit) zu ermitteln. Aus den umfassenden sensorfusionsbasierten Ergebnissen, die bei Block 409 erzeugt wurden, berechnet das Verfahren 400, ob ein zu untersuchendes Zielobjekt bei Prozessblock 411 in den vorhergesagten Weg des Trägerfahrzeugs eintritt (einschert) oder austritt (ausschert).
Bei Prozessblock 413 werden die am Prozessblock 411 erzeugten abgesicherten Ein-/Ausschervorhersagedaten einem korrigierenden Kalman-Filter unterzogen, z. B. um unerwünschte Sensorverstärkung und Sensorfehler zu beheben, und dann mit einem vorhergesagten Kalman-Filter verarbeitet, um Position und Geschwindigkeit des Zielobjekts am Prozessblock 415 zu schätzen. In einem nicht einschränkenden Beispiel prognostiziert der vorhersagende Kalman-Filter von Block 415 Werte für bestimmte Attribute eines Zielobjekts für eine bestimmte Fahrspur über einen bestimmten Zeitrahmen. Das Verfahren 400 kann dann das tatsächliche Zielverhalten mit dem vorhergesagten Zielverhalten vergleichen und daraus ein Verständnismaß für eine zukünftige Schätzung des Verhaltens des Zielobjekts ableiten. Der korrigierende Kalman-Filter von Block 413 ist so konzipiert, dass er zumindest teilweise kompensiert oder anderweitig dazu beiträgt, Zeitverzögerungen innerhalb des Systems (z. B. Signalübertragungsverzögerungen, interne Verarbeitungsverzögerungen, usw.) zu kompensieren. Beim Prozessblock 417 führt das Verfahren eine Auswahl und Bewertung der Objektbedrohung durch. Insbesondere bestimmt das Verfahren 400, ob ein verfolgtes Objekt eine Bedrohung für das Fahrzeug darstellt oder nicht und bewertet, wenn ja, das Ausmaß der Bedrohung.
Aspekte dieser Offenbarung können in einigen Ausführungsformen durch ein computerausführbares Programm von Anweisungen implementiert werden, wie zum Beispiel Programmmodulen, die allgemein als Softwareanwendungen oder Anwendungsprogramme bezeichnet werden, die von einem Fahrzeug-Bordcomputer oder ein verteiltes Netzwerk von residenten und entfernten Rechenvorrichtungen ausgeführt werden. Die Software kann in nicht einschränkenden Beispielen Routinen, Programme, Objekte, Komponenten und Datenstrukturen beinhalten, die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren. Die Software kann eine Schnittstelle bilden, damit ein Computer entsprechend einer Eingabequelle reagieren kann. Die Software kann auch mit anderen Codesegmenten zusammenarbeiten, um eine Vielzahl von Aufgaben in Reaktion auf Daten zu initiieren, die in Verbindung mit der Quelle der empfangenen Daten empfangen werden. Die Software kann auf einem beliebigen einer Vielzahl von Speichermedien, wie CD-ROM, Magnetplatte, Blasenspeicher und Halbleiterspeicher (z. B. verschiedene Arten von RAM oder ROM), gespeichert sein.
Darüber hinaus können Aspekte der vorliegenden Offenbarung mit einer Vielzahl von Computersystem- und Computernetzkonfigurationen einschließlich Mehrprozessorsystemen, Mikroprozessor-basierter oder programmierbarer Unterhaltungselektronik, Minicomputern, Mainframe-Computern und dergleichen durchgeführt werden. Zusätzlich können Aspekte der vorliegenden Offenbarung in Umgebungen mit verteilter Datenverarbeitung ausgeführt werden, bei denen Aufgaben durch Fernverarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden, die durch ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind. In einer verteilten Computerumgebung können Programmmodule sowohl auf lokalen als auch entfernten Computerspeichermedien einschließlich Speichergeräten angeordnet sein. Aspekte der vorliegenden Offenbarung können daher in Verbindung mit verschiedener Hardware, Software oder einer Kombination davon in einem Computersystem oder einem anderen Verarbeitungssystem implementiert werden.
Jedes der hierin beschriebenen Verfahren kann maschinenlesbare Anweisungen zur Ausführung beinhalten durch: (a) einen Prozessor, (b) eine Steuerung, und/oder (c) jede andere geeignete Verarbeitungsvorrichtung. Jeder hierin offenbarte Algorithmus, jede Steuerlogik oder jedes Verfahren kann in einer Software enthalten sein, die auf einem greifbaren Medium, wie beispielsweise einem Flash-Speicher, einer CD-ROM, einer Diskette, einer Festplatte, einer Digital Versatile Disk (DVD) oder andere Speichervorrichtungen, gespeichert ist; jedoch werden Fachleute leicht erkennen, dass der gesamte Algorithmus, die Steuerlogik oder das Verfahren und/oder Teile derselben alternativ durch eine andere Vorrichtung als eine Steuerung ausgeführt werden können und/oder in Firmware oder dedizierter Hardware in einer verfügbaren Art und Weise implementiert werden können (z. B. kann er durch einen anwendungsspezifischen integrierter Schaltkreis (Application Specific Integrated Circuit), eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD), eine feldprogrammierbare Logikvorrichtung (FPLD), eine diskrete Logik usw. implementiert werden). Auch wenn spezifische Algorithmen mit Bezug auf die hierin abgebildeten Flussdiagramme beschrieben werden, stehen viele andere Verfahren zum Implementieren der exemplarischen maschinenlesbaren Anweisungen zur Verfügung, die alternativ verwendet werden können.
Aspekte der vorliegenden Offenbarung wurden im Detail unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen beschrieben; der Fachmann wird jedoch erkennen, dass viele Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht beschränkt auf die hierin offenbarte genaue Konstruktion und Zusammensetzung; jegliche und alle Modifikationen, Änderungen und Variationen, ersichtlich aus den vorangehenden Beschreibungen, liegen innerhalb des Umfangs der Offenbarung, wie durch die hinzugefügten Ansprüchen definiert. Darüber hinaus beinhalten die vorliegenden Konzepte ausdrücklich alle Kombinationen und Teilkombinationen der vorangehenden Elemente und Merkmale.

Claims

Verfahren zum Steuern eines automatisierten Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen von Wegplandaten für das Kraftfahrzeug über eine residente Fahrzeugsteuerung, wobei die Wegplandaten einen Fahrzeugstandort und eine vorhergesagte Route beinhalten; Empfangen von Sensordaten, die eine Objektposition und Objektdynamik eines Zielobjekts anzeigen, aus einem verteilten Netzwerk von fahrzeugseitigen Sensorvorrichtungen des Kraftfahrzeugs; Anwenden eines Sensorfusionsmoduls auf die empfangenen Sensordaten, um einen Bedrohungssicherheitswert zu bestimmen, der das Eindringen des Zielobjekts in Bezug auf die Fahrzeugposition und die vorhergesagte Route des Kraftfahrzeugs vorhersagt; Bestimmen über die residente Fahrzeugsteuerung, ob der Bedrohungssicherheitswert größer als ein erster kalibrierter Schwellenwert ist; und Übertragen eines ersten Befehlssignals über die residente Fahrzeugsteuerung als Reaktion darauf, dass der Bedrohungssicherheitswert größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, an ein erstes Fahrdynamiksystem, um eine erste vorbeugende Maßnahme zu ergreifen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: das Bestimmen über die residente Fahrzeugsteuerung als Reaktion auf den Bedrohungssicherheitswert, der nicht größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, wenn der Bedrohungssicherheitswert größer als ein zweiter kalibrierter Schwellenwert ist; und Übertragen eines zweiten Befehlssignals über die residente Fahrzeugsteuerung als Reaktion darauf, dass der Bedrohungssicherheitswert größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist, an ein zweites Fahrdynamiksystem, um eine zweite vorbeugende Maßnahme zu ergreifen.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das erste Steuersignal einen Bremsbefehl beinhaltet, das erste Fahrdynamiksystem ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs beinhaltet und die erste vorbeugende Maßnahme ein Bremsmanöver beinhaltet, und worin das zweite Steuersignal einen Geschwindigkeitsreduzierungsbefehl beinhaltet, das zweite Fahrdynamiksystem ein Antriebsstrangsystem des Kraftfahrzeugs beinhaltet und die zweite vorbeugende Maßnahme eine Drehmomentreduzierungsmaßnahme beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Anwenden des Sensorfusionsmoduls auf die empfangenen Sensordaten, um eine vorhergesagte Eintrittsposition des Zielobjekts in Bezug auf die vorhergesagte Route des Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend das Ausführen eines iterativen Vorhersage- und Korrekturprotokolls zum Bestimmen einer verfeinerten Variation der vorhergesagten Eintrittsposition des Zielobjekts.
Verfahren nach Anspruch 5, worin das iterative Vorhersage- und Korrekturprotokoll ferner eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Zielobjekt bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend: das Bestimmen einer aktualisierten Variation des Bedrohungssicherheitswertes basierend auf der verfeinerten Variation der vorhergesagten Eintrittsposition; und das Bestimmen, über die residente Fahrzeugsteuerung, ob die verfeinerte Variation des Bedrohungssicherheitswertes größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, worin das Übertragen des ersten Steuersignals an das erste Fahrdynamiksystem, um die erste vorbeugende Maßnahme zu ergreifen, ferner als Reaktion auf die verfeinerte Variation des Bedrohungssicherheitswertes, die größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend: das Bestimmen über die residente Fahrzeugsteuerung als Reaktion auf den Bedrohungssicherheitswert, der nicht größer als der erste kalibrierte Schwellenwert ist, wenn der Bedrohungssicherheitswert größer als ein zweiter kalibrierter Schwellenwert ist; und Übertragen eines zweiten Befehlssignals über die residente Fahrzeugsteuerung als Reaktion darauf, dass der Bedrohungssicherheitswert größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist, an ein zweites Fahrdynamiksystem, um eine zweite vorbeugende Maßnahme zu ergreifen.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: das Bestimmen, über die residente Fahrzeugsteuerung, ob die verfeinerte Variation des Bedrohungssicherheitswertes größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist, worin das Übertragen des zweiten Steuersignals an das zweite Fahrdynamiksystem zum Ergreifen der zweiten vorbeugenden Maßnahme ferner als Reaktion auf die verfeinerte Variation des Bedrohungssicherheitswertes, die größer als der zweite kalibrierte Schwellenwert ist, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin jede der fahrzeugseitigen Abtastvorrichtungen einen entsprechenden Abschnitt der Sensordaten in Bezug auf einen jeweiligen Koordinatenrahmen erzeugt, wobei das Verfahren ferner das Konditionieren der empfangenen Sensordaten umfasst, um die jeweiligen Koordinatenrahmen der fahrzeugseitigen Abtastvorrichtungen mit einem gemeinsamen Koordinatenrahmen zu verbinden.