DE102019132735A1

DE102019132735A1 - Opportunistisches betanken für autonome fahrzeuge

Info

Publication number: DE102019132735A1
Application number: DE102019132735.0A
Authority: DE
Inventors: Aed M. Dudar; Finn Tseng
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-06-04
Also published as: CN111256715A; US20200173800A1; US11060877B2

Abstract

Ein opportunistisches Betanken für autonome Ride-Hailing-Fahrzeuge wird hierin offenbart. Ein beispielhaftes Verfahren beinhaltet ein Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein Fahrzeug aufweist, ein Berechnen einer Vielzahl potenzieller Routen auf Grundlage des Fahrtzeitplans mit Tankoptionen entlang eines vorgeschlagenen Fahrwegs für das Fahrzeug, ein Anwenden einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, ein Auswählen einer optimierten Route aus der Vielzahl potentieller Routen für das Fahrzeug unter Verwendung der einen oder der mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen und ein Durchführen des Fahrtzeitplans unter Verwendung der optimierten Route.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Betanken von Fahrzeugen und insbesondere, jedoch nicht einschränkend, Systeme und Verfahren zum Betanken autonomer Fahrzeuge (autonomous vehicles - AVs).
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bei herkömmlichen Privatfahrzeugen sammeln sich im Jahr 10.000-15.000 Meilen an. In Zukunft werden Ride-Hailing/Sharing-Fahrzeuge aller Voraussicht nach ungefähr alle drei Jahre 250.000 Meilen anhäufen, wenn sie an Ride-Sharing/Hailing-Modellen beteiligt sind. Ein Ride-Hailing/Sharing-Fahrzeug wird vermutlich viele kurze Ruheperioden haben, hierin allgemein als Leerlaufzeit bezeichnet, und viele Zündungsabschalt- und Zündungsereignisse. Bei Ride-Hailing-Modellen muss das Betanken unter Umständen eine tägliche Aufgabe sein oder sogar mehrmals pro Tag erfolgen.
Dabei variieren die Kraftstoffpreise je nach Standort und Betankungsverfahren (stationäre Tankstelle im Vergleich zur mobilen Kraftstofflieferung auf Anfrage) erheblich. Es besteht die Möglichkeit, Ride-Hailing- und Lieferfuhrparks kosteneffizienter zu betanken, um den Gewinn durch Kostensenkung und verbesserte Betriebszeit zu steigern.
Die herkömmliche Fahrzeugnutzung schließt eher spontan geplante/zufällige Fahrten ein. Ride-Hailing-Fahrzeuge weisen typischerweise zumindest einige im Voraus geplante Fahrten auf, sodass vorausschauende und planende Maßnahmen eher möglich sind. Darüber hinaus führen viele Fahrzeughersteller aufwändige Datensammlungen durch, die Fahrmuster und Fahrverhalten von Kunden aufzeigen. Somit liefert das Vorwissen über zukünftige und vorhergesagte geplante Fahrten wertvolle Daten, die intelligent genutzt werden können, um zukünftige Tankanforderungen für einen programmierbaren Nutzungshorizont zu projizieren und auszuführen. Derzeit sind keine Systeme und/oder Verfahren dazu in der Lage, intelligent Routen für Fahrzeuge zu erstellen, die verwendet werden, um das Fahrzeug in einer Weise zu navigieren, die den Gesamtkraftstoffverbrauch reduziert (oder ein anderes AV-Betriebsziel erfüllt). Einige oder alle der vorstehenden Anforderungen und/oder Probleme können durch bestimmte in dieser Schrift offenbarte Ausführungsformen gelöst werden.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein opportunistisches Betanken für autonome Ride-Hailing-Fahrzeuge wird hierin offenbart. Ein beispielhaftes Verfahren beinhaltet ein Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein Fahrzeug aufweist, ein Berechnen einer Vielzahl potenzieller Routen auf Grundlage des Fahrtzeitplans mit Tankoptionen entlang eines vorgeschlagenen Fahrwegs für das Fahrzeug, ein Anwenden einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, ein Auswählen einer optimierten Route aus der Vielzahl potentieller Routen für das Fahrzeug unter Verwendung der einen oder der mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen und ein Durchführen des Fahrtzeitplans unter Verwendung der optimierten Route.
Figurenliste
Die detaillierte Beschreibung ist unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargelegt. Die Verwendung der gleichen Bezugszeichen kann ähnliche oder identische Elemente angeben. Verschiedene Ausführungsformen können andere Elemente und/oder Komponenten nutzen als die in den Zeichnungen veranschaulichten und einige Elemente und/oder Komponenten können in verschiedenen Ausführungsformen nicht vorhanden sein. Elemente und/oder Komponenten in den Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu gezeichnet. In dieser Offenbarung können je nach Kontext Singular- und Pluralausdrücke austauschbar verwendet werden.

1 bildet eine allgemeine Umgebung für die Umsetzung von Aspekten der vorliegenden Offenbarung ab.
2 veranschaulicht schematisch die Auswahl einer optimierten Route aus einer Vielzahl potentieller Routen.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens der vorliegenden Offenbarung.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Überblick
Im Allgemeinen ist die vorliegende Offenbarung auf Systeme und Verfahren zum intelligenten oder opportunistischen Betanken von Fahrzeugen ausgerichtet. Allgemein kann die vorliegende Offenbarung die Analyse eines Fahrtzeitplans für ein Fahrzeug (das ein AV umfassen kann), die Auswertung von Tankoptionen auf Grundlage des Fahrtzeitplans und die Erstellung einer optimierten Route umfassen, die mindestens eine Tankoption umfasst, die auf Grundlage der Anwendung von Fahrzeugbetankungsbeschränkungen ausgewählt wurde. Die Fahrzeugbetankungsbeschränkungen können auf Betankungsparametern des Fahrzeugs, wie etwa Tankgröße oder Kraftstoffart, beruhen und/oder auf Tankoptionsparametern, die beispielsweise (eine) verfügbare Kraftstoffart(en), Kraftstoffpreis(e); Wartezeit(en) und so weiter beschreiben. Demnach werden einige Fahrzeugbetankungsbeschränkungen durch Attribute des Fahrzeugs gesteuert, während andere Fahrzeugbetankungsbeschränkungen mit Attributen der verfügbaren Tankoptionen in Beziehung stehen. Diese beiden Arten allgemeiner Kategorien von Attributen/Parametern werden als die Fahrzeugbetankungsbeschränkungen bezeichnet.
Praktisch gesehen kann ein Ride-Hailing-Fahrzeug regelmäßig aufgetankt werden müssen und/oder kann der Kraftstoff bei hohen Füllstanden gehalten werden müssen, wenn projiziert wird, dass es täglich hunderte von Meilen ansammeln wird. Ein Ride-Hailing-Fahrzeug kann im Voraus wissen, welche Fahrten für den Tag geplant sind oder sein Zeitplan kann dynamisch während des Tags ausgefüllt werden. Während das Ride-Hailing-Fahrzeug herumfährt, kann es seinen Kraftstoffstand und die Entfernung bis zur Leere überwachen (weitere Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, die Attribute des Fahrzeugs sind) und überwachen, wie sein Fahrzyklus (Stadt und/oder Autobahn) die Kraftstoffeffizienz beeinflusst.
Die Systeme und Verfahren in dieser Schrift können zudem so konfiguriert sein, dass sie weitere Faktoren nutzen, wie etwa Entfernungen zwischen nächstgelegenen Tankstellen und zukünftigen Zielen, Vorhandensein/Nähe eines mobilen Tanktrucks an zukünftigen Zielen (als opportunistische Betankung bezeichnet), Wartezeit an Tankstellen nahe zukünftigen Zielen, Leerlaufzeit zwischen Reservierungen (z. B. freie Zeit zum Auftanken), Verfügbarkeit einer Kraftstoffart nahe zukünftigen Zielen (z. B. E10, E85, Diesel - um nur einige zu nennen). Die Systeme und Verfahren können zudem die Durchsetzung von Überschreibungsbedingungen ermöglichen, wie etwa eines hohen Einnahmenpotenzials, wie etwa durch einen Kunden, der bereit ist, für eine termingerechte Abholung/Absetzung zu bezahlen. In diesen Fällen kann das Fahrzeug hohen Einnahmen gegenüber anderen Überlegungen, wie etwa Kraftstoffkosten, Vorrang einräumen, wenn der Kunde bereit ist, einen überdurchschnittlich hohen Preis für den Dienst zu akzeptieren.
Diese Systeme und Verfahren können ein intelligentes vorausschauendes Verfahren zum Bestimmen eines nächsten Ziels in einem Fahrtzeitplan und zum Bestimmen einer Liste von in der Nähe oder auf dem Weg liegenden Tankmöglichkeiten bereitstellen. Erneut können die Systeme und Verfahren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, wie etwa die Leerlaufzeit (keine Gewinnerzeugung) berücksichtigen und gemischt ganzzahlige Programmierung nutzen, um alle Alternativen auszuwerten, um optimale Betankungsstrategien zu projizieren, zu bestimmen, wo getankt werden soll und wie viel Kraftstoff an einer gegebenen Tankoption erhalten werden soll.
Die hierin offenbarten Systeme und Verfahren können einen systematischen Ansatz zum Steigern des Gewinns von AV-Hailing-Diensten bereitstellen, optimale Betankungsstrategien bereitzustellen, die verschiedene gewinnerzeugende Fähigkeiten im Laufe des Tages in unterschiedlichen Gebieten berücksichtigen, ein verbessertes Maß an Warteschlangeninformationen für Tankstandorte und Betankungsdienste auf Anfrage einsetzen und einen öffentlichen/kommerziellen Solver für gemischt ganzzahlige lineare Programmierungsprobleme (mixed integer linear programming - MILP), einschließlich der folgenden Gurobi™ und CPLEX ™, bereitstellen. Weitere Details werden in den nachstehenden Beschreibungen unter Beziehungen auf die Zeichnungen insgesamt bereitgestellt.
Veranschaulichende Architektur
Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 eine veranschaulichende Architektur 100, in der Techniken und Strukturen zum Bereitstellen der hierin offenbarten Systeme und Verfahren umgesetzt werden können. Die veranschaulichende Architektur 100 kann ein autonomes Fahrzeug (AV) 102 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, einen Mitfahrer 104 entlang einer optimierten Route zu befördern. Wie vorstehend angemerkt, kann das AV 102 ein älteres Fahrzeug mit einer Navigationskomponente beinhalten. Im Allgemeinen ist das AV 102 allgemein dazu konfiguriert, den Mitfahrer 104 gemäß einem Fahrtzeitplan, der von einer Steuer- und Navigationseinheit 106 des AV 102 gepflegt wird, von einem Standort zu einem anderen zu befördern. Im Allgemeinen umfasst die Steuer- und Navigationseinheit 106 beispielsweise einen Prozessor 108, einen Speicher 110, Standorterfassungsmodule 112 und ein Kommunikationsmodul 114. Der Prozessor 108 ist dazu konfiguriert, im Speicher gespeicherte Anweisungen auszuführen, um Verfahren zur Fahrzeugautomatisierung und -navigation im Zusammenhang mit intelligenter Fahrzeugbetankung durchzuführen. Konkretere Konfigurationsdetails werden nachstehend genauer offenbart. In einigen Ausführungsformen können die Standorterfassungsmodule 112 GPS-, Mobilfunk- oder eine andere ähnliche Hardware und/oder Software beinhalten, die zum Erfassen einer Position des AV 102 verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Kommunikationsmodul 114 verwendet werden, um es dem AV 102 zu ermöglichen, über ein Netzwerk 118 bidirektional mit dem Mitfahrer 104 und dessen mobiler Vorrichtung 116 zu kommunizieren. Das Kommunikationsmodul 114 ermöglicht es dem AV 102 zudem, bidirektional mit einer oder mehreren Tankoptionen, wie etwa Tankstellen und/oder mobilen Tankoptionen, zu kommuniziren.
Das Netzwerk 118 kann eine beliebige oder eine Kombination mehrerer verschiedener Netzwerkarten beinhalten, wie etwa Kabelnetzwerke, das Internet, drahtlose Netzwerke und andere private und/oder öffentliche Netzwerke. In einigen Fällen kann das Netzwerk 118 Bluetooth, Mobilfunk, Nahfeldkommunikation (near-field communication - NFC), Wi-Fi oder Wi-Fi Direct beinhalten. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Netzwerk 118 eine Vorrichtung-zu-Vorrichtungs-Kommunikation über eine drahtlose Kurzstreckenverbindung. In einigen Ausführungsformen kann ein Routenoptimierungsserver 120 eingesetzt werden, anstatt dass das AV 102 Daten analysieren und eine optimale Route berechnen muss. In einigen Fällen können sich das AV 102 und der Routenoptimierungsserver 120 Aspekte für die Bestimmung und/oder Auswahl der optimalen Route teilen. Beispielsweise kann das AV 102 einen Fahrtzeitplan pflegen und mit Mitfahrern kommunizieren, während der Routenoptimierungsserver 120 verwendet werden kann, um Tankoptionsparameter, wie etwa aktuelle Kraftstoffkosten, Wartezeiten, Attribute mobiler Betankung und so weiter, zu sammeln. Die Bestimmung der optimalen Route kann von dem AV 102 oder dem Routenoptimierungsserver 120 getroffen werden. Hierbei handelt es sich wiederum nur um eine beispielhafte Aufteilung von Vorgängen. In einigen Ausführungsformen kann der Routenoptimierungsserver 120 alle oder einen Teil der hierin offenbarten Routenoptimierungsprozesse durchführen. Dies ist bei Fahrzeugen von Vorteil, die über begrenzte Rechenkapazität oder Rechenmechanismen verfügen. In anderen Ausführungsformen kann das AV 102 dazu konfiguriert sein, alle oder einen Teil der hierin offenbarten Routenoptimierungsprozesse durchzuführen.
Die in 1 abgebildete Umgebung veranschaulicht drei potentielle Tankoptionen. Eine erste Tankoption 122 und eine zweite Tankoption 124 beinhalten jeweils eine Tankstelle. Eine dritte Tankoption 126 beinhaltet einen mobilen Tanktruck, der dem AV 102 auf Wunsch Kraftstoff liefern kann.
Für den Kontext wird angenommen, dass das AV 102 den Mitfahrer 104 abholt und den Mitfahrer 104 an einem Endziel 127 absetzt. Die Beförderung des Mitfahrers 104 von einem Abholstandort 128 zu einem Endziel 127 wird als Fahrtzeitplan bezeichnet. Nach der Abholung des Mitfahrers 104 stehen dem AV 102 alle der Tankoptionen 122, 124 und 126 zur Verfügung. Der Mitfahrer 104 kann eine Verwendung des AV 102 über eine Ride-Sharing-Anwendung oder auf einem beliebigen anderen Weg anfordern, der einem Durchschnittsfachmann bekannt wäre. Die Ride-Sharing-Anwendung kann dem AV 102 zudem die zum Berechnen möglicher Routen zwischen dem Abholstandort 128 und dem Endziel 127 benötigten Informationen bereitstellen. Außerdem kann das AV 102, auch wenn dies in Bezug auf dieses konkrete Beispiel nicht offenbart wird, zudem Tankoptionen in Betracht ziehen, die auf dem Weg zur Abholung des Mitfahrers 104 vorhanden sind. Wie vorstehend angemerkt, sind diese Verfahren zudem außerhalb der Grenzen eines Ride-Sharing-Szenarios einsetzbar und können in Fahrzeugen verwendet werden, die zur Navigation in der Lage sind, oder sogar mithilfe einer Anwendung, die auf einer mobilen Vorrichtung ausgeführt werden kann. Im Allgemeinen sind die hierin offenbarten opportunistischen/intelligenten Betankungsfähigkeiten nicht streng auf native Fahrzeugfähigkeiten beschränkt.
Zum Zwecke der vollständigen Beschreibung kann das AV 102 den Mitfahrer 104 unter Verwendung mehrerer möglicher Routen vom Abholstandort 128 zum Endziel 127 befördern. Eine erste potentielle Route beinhaltet eine Fahrt vom Abholstandort 128 zur Tankoption 122 und dann zum Endziel 127, die in Bezug auf die Entfernung die Summe von D1 und D4 ergibt. Eine zweite potentielle Route beinhaltet eine Fahrt vom Abholstandort 128 zur Tankoption 122, weiter zur Tankoption 124 und dann zum Endziel 127, die in Bezug auf die Entfernung die Summe von D1, D2 und D3 ergibt. Eine dritte potentielle Route beinhaltet eine Fahrt vom Abholstandort 128 direkt zum Endziel 127, die in Bezug auf die Entfernung D5 entspricht. Während die dritte potentielle Route eine Option darstellt, werden nur die erste und die zweite potentielle Route diskutiert, um zu verhindern, dass die hervorstechenden Merkmale der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Auswahl von Tankoptionen verdeckt werden. Im Allgemeinen werden Aspekte des AV 102 hinsichtlich des von ihm gepflegten Fahrtzeitplans in Anbetracht verschiedener Fahrzeugbetankungsbeschränkungen definiert, denen das AV 102 unterliegt. Zum Beispiel würden Fahrzeugbetankungsbeschränkungen eine Kraftstofftankgröße, eine durchschnittliche (oder Echtzeit) Kraftstoffverbrauchsrate, zulässige Kraftstoffarten und so weiter beinhalten.
Jede der Tankoptionen 122, 124 und 126 kann hinsichtlich Tankoptionsattributen definiert werden, wie etwa verfügbaren Kraftstoffart(en), Kraftstoffkost(en) und Wartezeiten, die definieren, wie lange Kunden in der Schlange warten, bis sie Kraftstoff erhalten. In Bezug auf die dritte Tankoption 126 ist der mobile Kraftstofflieferdienst durch eine Wartezeit definiert, wobei sich diese Wartezeit jedoch darauf bezieht, wie lange es dauern wird, bis der mobile Kraftstofflieferdienst das AV 102 erreicht, und nicht auf eine Wartezeit wie für die Tankoptionen 122 und 124 erörtert. In einigen Fällen kann die Wartezeit null betragen, wenn geplant ist, dass der mobile Kraftstofflieferdienst das AV 102 an einem Punkt entlang der optimierten Route oder an einem Ziel trifft.
Veranschaulichende Prozesse
Unter Bezugnahme auf die vorstehend bereitgestellte beispielhafte Architektur/Umgebung werden nachstehend Umsetzungsdetails bezüglich dessen genauer beschrieben, welche Tankoption(en) zum Erhalten von Kraftstoff ausgewählt werden soll(en), wie viel Kraftstoff erhalten werden soll und so weiter. Natürlich wird in einer Ausführungsform eine optimale Route als eine von einer Vielzahl potentieller Routen definiert, die so ausgewählt wird, dass das AV einen Fahrtzeitplan mit möglichst geringen Kraftstofferwerbskosten durchführen kann. Das heißt, unter der Annahme, dass Kraftstoff erhalten wird, stellt die mögliche Route sicher, dass ein Mitfahrer zu seinem beabsichtigten Ziel gebracht wird, während es dem AV ermöglicht wird, möglichst geringe Kraftstofferwerbskosten zu erzielen (ungeachtet Überschreibungsbedingungen, die ebenfalls erörtert werden).
Im Allgemeinen wird das Bestimmen einer optimierten Route für ein AV grob als Optimierungsproblem beschrieben. Bei jedem Optimierungsproblem können Beschränkungsfunktionen angewendet werden, um sicherzustellen, dass nur das optimalste Szenario ausgewählt wird. Bei der vorliegende Offenbarung können die Einschränkungen ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass eine optimale Route ausgewählt wird. Die Optimierung ist in einigen Fällen erneut durch das Erzielen möglichst geringer Kraftstofferwerbskosten definiert, während in anderen Ausführungsformen andere Optimierungsziele verwendet werden können.
In einigen Ausführungsformen können beispielhafte Beschränkungen verwendet werden, um sicherzustellen, dass eine Kraftstoffmenge, die an einer Tankstelle erhalten wird, bei null liegt, wenn bestimmt wird, dass das AV nicht an der Tankstelle anhalten sollte. Zudem wird davon ausgegangen, dass nur ein Szenario (z. B. eine potentielle Route) ausgewählt wird. In einigen Ausführungsformen können andere Beschränkungen, wie etwa Minimal-/Maximalwerte, verwendet werden. Beispielsweise kann ein Puffervolumen an Kraftstoff (eine Kraftstoffmenge im Kraftstofftank, unterhalb derer das AV nicht betrieben werden sollte) aufrechterhalten werden und/oder sollte das AV nicht mehr Kraftstoff erhalten als im Kraftstofftank des AV gespeichert werden kann. Eine andere beispielhafte Minimal-/Maximalwert-Beschränkung könnte beinhalten, dass sichergestellt wird, dass eine Wartezeit auf maximal zehn Minuten begrenzt ist, was eine übermäßige Leerlaufzeit verhindert.
Das Optimierungsproblem kann zudem durch Entscheidungsvariablen definiert werden. Bei der vorliegenden Offenbarung können die Entscheidungsvariablen die Fahrzeugbetankungsparameter beinhalten, die Attributen/Parametern des AV und/oder der Tankoptionen entsprechen. Natürlich können einer oder mehreren dieser Entscheidungsvariablen negative oder positive Kosten zugeordnet sein. Beispielsweise kann das AV auf Grundlage seines Zeitfahrplans Wartezeit(en) und freie Zeit(en) haben, die gemeinsam als Leerlaufzeit(en) bezeichnet werden. Die Leerlaufzeit kann zudem eine durchschnittliche Abhol- oder Einsteigzeit für einen Fahrgast/Mitfahrer beinhalten. Eine Wartezeit kann sich auf eine Zeit beziehen, die auf einen Mitfahrer wartend verbracht wird, und/oder auf eine Zeit, während der auf Kraftstoff gewartet wird. Freie Zeit kann die Zeit zwischen Mitfahrerereignissen beinhalten. Beispielsweise kann das AV nach dem Absetzen eines ersten Mitfahrers an einem Ziel dreißig Minuten Zeit haben, bis es einen zweiten Mitfahrer abholen muss. Leerlaufzeit bei laufendem Motor des AV wird als negative Kosten betrachtet, wohingegen Leerlaufzeit, bei welcher der Motor des AV nicht in Betrieb ist, potentiell kostenneutral ist.
Andere Variablen können Kraftstoffkosten, Tankdauer und Fahrstrecke beinhalten, die sich sowohl auf den Fahrtzeitplan als auch auf den Kraftstoffverbrauch auswirken. Gemäß einigen Ausführungsformen beinhalten zusätzliche Variablen ein potenzielles Einkommen für das Abholen eines Kunden an einem vorgegebenen Standort zur Beförderung zu einem Ziel. All dies kann erneut entweder mit negativen oder positiven Kosten verbunden sein.
Im Großen und Ganzen können die negativen Kosten Ressourcen (Kraftstoffmenge/-art) beinhalten und werden kostenbezogene Variablen werden in einem Minimierungsproblem minimiert, während Einkommens-/Gewinnvariablen in dem Minimierungsproblem maximiert werden können.
Eine beispielhafte Zielfunktion in Form einer Minimierungsgleichung beinhaltet min: ∑ F(i)*p(i) + Ct (∑G(i)*wt(i)) - Ft) + Cd(j)(∑ Route(j)*d(j)) - I(k) ∑ Einkommen (k). In dieser beispielhaften Minimierungsgleichung wird eine Summe des Kraftstoffs, der an einer ausgewählten Tankoption erhalten werden soll, F(i) mit P(i) multipliziert, wobei es sich um den Kraftstoffpreis an einer vorgegebenen Tankoption handelt. In Bezug auf Variablen, die sich auf die Kosten auswirken steht Ct für negative Kosten, die mit zeitbezogenen Parametern oder Variablen verbunden sind, was eine Berechnung der Wartezeiten wt (i) an einer oder mehreren Tankoptionen, G(i) und der Tankdauer Ft beinhaltet, welche die Zeit angibt, die benötigt wird, um an G(i) die benötigte Kraftstoffmenge zu erhalten. Weitere negative Kosten stehen mit der Fahrstrecke Cd (j) in Verbindung, wobei d(j) eine Fahrstrecke für unterschiedliche Routenauswahlen wiedergibt. Im Allgemeinen ist eine Route durch die Variable j angegeben. Jede Route j weist ihre eigenen einzigartigen zugehörigen Kosten auf, wie etwa die Fahrstrecke d(j).
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren ein Zuordnen einer Variable der potentiellen Route zu routenabhängigen Variablen. Beispielsweise kann jede Route ferner hinsichtlich der Fahrstrecke d(j) ausgewertet werden, da jede Strecke eine proportionale Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs und der Kosten verursacht. Die Variable I(k) gibt Ziele an (z. B. Standorte, an denen auf Grundlage des ersten Fahrtzeitplans angehalten werden muss), die positive Kosten darstellen. Einkommen (k) stellt einen weiteren positiven Kostenparameter dar, der das potenzielle Einkommen der Abholung eines Kunden/Mitfahrers an einem Standort I(k) wiedergibt.
Es versteht sich, dass einige Variablen in der Zielfunktion unter Umständen beschränkt werden müssen, was verhindern würde, dass sie als unbegrenzt bewertet werden und somit fehlerhafte Werte erzeugen. Darüber hinaus können einige Variablen (Fahrzeugbetankungsparameter) miteinander in Beziehung stehen. Beispielsweise weisen eine in das AV einzufüllende Kraftstoffmenge und die ausgewählte Tankoption einen eindeutigen Zusammenhang auf. In einer beispielhaften Beschränkungsformulierung, K * G(i) - F(i) ≥ 0, steht K für eine maximale Tankgröße des AV, G(i) für die ausgewählte Tankoption und F(i) für die an der ausgewählten Tankoption zu erhaltende Kraftstoffmenge. In diesem Beispiel wird eine physikalische Begrenzung der maximalen Tankgröße verwendet, um zwei kontinuierliche und binäre Variablen zu verknüpfen, die miteinander in Beziehung stehen (z. B. Tankoption und an der Tankoption zu erhaltende Kraftstoffmenge).
In einem anderen Beispiel können Routenalternativen (Variable j) in dem Sinne miteinander in Beziehung stehen, dass nur eine der Alternativen auftritt, die anderen jedoch nicht. Das heißt, ∑ Route(j) kann gleich 1 sein. Außerdem ist dadurch, dass es sich um binäre Variablen handelt, sichergestellt, dass nur eine Alternative zutrifft.
In einer oder mehreren Ausführungsformen können die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung die betrachteten Variablen durch Vorfiltern vereinfachen. Beispielsweise können eine oder mehrere der Tankoptionen durch Filtern auf Grundlage von Fahrzeugbetankungsbeschränkungen verworfen werden. Beispielsweise wird eine Tankstelle herausgefiltert, wenn die Tankstelle nicht über die Kraftstoffarten verfügt, die den von dem AV benötigten entsprechen.
Im Allgemeinen kann eine effektive Vorbearbeitung/Filterung von Daten verwendet werden, um eine Gesamtzahl von Variablen zu reduzieren und die Komplexität einer Zielanalyse stark zu verringern. Beispielsweise kann eine Anzahl an Tankstellen hinsichtlich Kraftstoffpreis, Tankdauer, Nähe zu den Routen, Gesamttankdauer und so weiter betrachtet werden. In der Praxis reduziert diese Filterung die Rechenzeit, was bei gemischt ganzzahligen Programmierungsproblemen bzw. Programmierungsproblemen mit kontinuierlichen Variablen wichtig ist. In der Tat werden Effizienzgewinne erzielt, indem die Gesamtzahl der Variablen begrenzt wird, die von dem System zur Lösung des Optimierungsproblems genutzt werden. In einem beispielhaften Anwendungsfall können die Systeme und Verfahren in dieser Schrift Daten bezüglich Tankoptionen in Echtzeit oder beinahe in Echtzeit aus verschiedenen Quellen erhalten. In einigen Ausführungsformen umfasst dies (Crowdsourcing-) Inhalte für Tankstellen bezüglich Kraftstoffarten und Kraftstoffpreisen (einige weisen sowohl Bar- als auch Kreditpreise auf) - um nur ein Beispiel zu nennen. Natürlich können einige Daten über Crowdsouring oder wiederholte direkte Erfassung durch ein Host-Fahrzeug (z. B. ein Fahrzeug, das gemäß der vorliegenden Offenbarung angepasst ist) erhalten werden. Ein Beispiel für Daten, die von dem Fahrzeug durch periodische oder wiederholte direkte Erfassung erhalten werden, beinhaltet eine Betankungsrate (gemessen in Gallonen pro Minute), welche die Tankdauer beeinflussen kann, und solche Daten können genauer sein, wenn sie auf diese Weise erhalten werden.
Die hierin offenbarte Methodik kann den Fahrtzeitplan nutzen, um potenzielle Tankoptionen zu ermitteln. Beispielsweise kann der Fahrtzeitplan einen aktuellen AV-Standort und einen Abholort des nächsten Mitfahrers sowie mögliche Routen (falls kein Zwischenhalt vorgesehen ist) ermitteln, um eine Liste von Tankstellen zu erhalten, die sich innerhalb einer vordefinierten Entfernung von einem oder mehreren dieser Standorte befinden.
Ein Filtervorgang kann umgesetzt werden, damit einige mögliche Tankstellen auf diejenigen eingegrenzt werden können, die: (1) in kurzer Entfernung zu einer Standardroute liegen; (2) relativ niedrige Kraftstoffpreise aufweisen; und (3) an denen mindestens eine kompatible Kraftstoffart verfügbar ist oder eine Variation oder Kombination davon. Auch dadurch reduziert der Filterprozess die Anzahl an Tankstellen, die im Hauptvorgang betrachtet werden, was aufgrund der reduzierten Lösungszeit zu einer schnelleren Reaktion führt. Es versteht sich zudem, dass der Prozess der Vorfilterung eine optionale Komponente ist und nicht in allen Ausführungsformen erforderlich ist.
Eine andere Komponente der Fahrzeugbetankungsbeschränkungen wird als Ressourcenbeschränkungen bezeichnet, die ebenfalls in der Zielfunktion verwendet werden. Einige Ressourcen erfordern mehr als eine Variable zur vollständigen Beschreibung. In Fällen, in denen mehrere Variablen zur Beschreibung der Ressourcen verwendet werden, können die mehreren Variablen zur Bereitstellung einer vollständigeren Analyse vollständig beschrieben werden, um sicherzustellen, dass alle Ergebnisse/optimierten Lösungen in (einer) realen Anwendung(en) umsetzbar sind. Das heißt, mit zunehmender Komplexität des Problems aufgrund einer genaueren Beschreibung der Ressourcen können auch besser abgestimmte Lösungen angeboten werden. Demnach können, wenn die Parameter oder Variablen der Ressourcen vollständiger definiert sind, detailliertere Lösungen angeboten werden. Als ein Beispiel sind, wenn die einzige bekannte kraftstoffbezogene Variable der Preis ist, derartige Informationen wertvoll, aber weniger detailliert, als wenn Kraftstoffpreis, Kraftstoffart(en) und Wartezeiten an einer gegebenen Tankoption bekannt sind.
In einem Beispiel können Kosten sowohl als feste als auch als variable Kosten berechnet werden. Variablen zur Analyse der Ressourcenkosten können viele Formen annehmen, z. B. die binärer Variablen, die eine binäre Auswahl darstellen, kontinuierlicher Variablen, welche die Nutzung angeben, und die einer aggregierten Ressourcennutzung. In Bezug auf die kontinuierlichen Variablen können die Tankoptionen eine Analyse dessen beinhalten, wie lange es dauert, an der Tankoption aufzutanken (Pumpenwartezeit und Tankdauer), sowie einer Kraftstoffmenge, die an dieser Tankstelle erhalten werden soll.
Die vorliegende Offenbarung kann die Ressourcennutzung (in dieser Offenbarung in Bezug auf Kraftstoff) gemäß einem zugehörigen Preis aggregieren und die Übernutzung der Ressource verhindern, indem einer Ressourcennutzungsverletzung ein extrem hoher Preis zugeordnet wird oder die Nutzung (Menge des erhaltenen Kraftstoffs) unter Verwendung von Beschränkungen angepasst wird.
In Anbetracht des Vorstehenden stellen die folgenden Beschreibungen beispielhafte Berechnungen und Schemata zum Bestimmen der optimierten Route(n) bereit. 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrtroutenschema 200, das eine Vielzahl potentieller Routen für ein AV aufweist. Bei einer Anfangsposition C0 handelt es sich um einen aktuellen Standort eines AV. Eine Vielzahl von Zielen C1, C2 und C3 ist ebenfalls veranschaulicht. Die kleineren kreisförmigen Objekte veranschaulichen jeweils eine Tankoption 204A-204G, wie etwa eine Tankstelle. In diesem Beispiel werden zwei mögliche Routen berechnet, eine erste Route 206 und eine zweite Route 208. Um zu bestimmen, welche Route die optimale Route ist, wird eine Auswertung der Tankoptionen im Hinblick auf einen Fahrtzeitplan (unter Einbeziehung von Fahrzeugbetankungsbeschränkungen) durchgeführt. Natürlich ist jeder Tankstelle/Tankoption ein Satz von Tankoptionsparametern zugeordnet. Beispielsweise umfasst die Tankoption 204A eine Tankoptionskennung G1, eine Leerlauf-/Wartezeit T1, einen einzufüllenden Kraftstoff F_in , einen Versatzwert von 1 und einen P1, wobei P1 für einen beispielhaften P(i)-Wert steht, der in der vorstehenden Minimierungsfunktion referenziert wurde. In diesem Beispiel steht P1 für den Kraftstoffpreis an einer gegebenen Tankoption G1.
Wie hierin angemerkt, kann eine Entscheidung darüber getroffen werden, ob anstelle einer Tankoption mit festem Standort eine mobile Tankoption verwendet werden soll. In der vorstehenden Minimierungsgleichung ist die Variable der Wartezeit wt(i) so definiert, dass sie der Wartezeit und der Tankdauer zugeordnet ist. Infolgedessen sollten diese Variablen mit einer Kraftstoffmenge in Beziehung gesetzt werden, die an einer bestimmten Tankstelle erhalten werden soll, und mit zusätzlichen Wartezeiten, die gemäß der beispielhaften Beschränkungsfunktion wt (i) = F(i) *ft(i) + G(i) * lt(i) definiert sind, wobei in diesem Beispiel wt(i) für eine Kombination aus Wartezeit und Tankdauer steht, ft(i) für eine Tankdauer pro Einheit steht und lt(i) für einen Versatz steht, der die Zeit beinhaltet, die zum Erhalten des Kraftstoffs an der ausgewählten Tankoption benötigt wird. Bei mobilen Betankungsdiensten kann der Term lt(i) sehr viel kürzer sein als bei einer herkömmlichen Tankstelle. Diese Variablen können auch als bekannte Parameter erhalten und/oder geschätzt werden (Historie oder Crowdsourcing).
Es kann eine beispielhafte Formulierung verwendet werden, die eine Entscheidung darüber, ob an einer gegebenen Tankoption getankt werden soll, mit einer Kraftstoffmenge und einer Leerlauf-/Wartezeit verknüpft. Eine Formulierung kann verwendet werden, um diese Beziehung darzustellen: K * G(i) - f_in(i) > = 0, wobei K für die maximale Tankgröße des AV steht und ein Versatz i ausgewählt wird, der einen beliebigen Wert von eins bis sieben aufweisen kann. Der Versatz beinhaltet eine Kraftstoffmenge, die sich derzeit im AV befindet. Natürlich kann f_in nur dann einen Wert annehmen, wenn G1 einen Wert annimmt. Das heißt, die zu erhaltende Kraftstoffmenge ist nur dann relevant, wenn eine Entscheidung getroffen wurde, an einer gegebenen Tankstelle anzuhalten. Die Formulierung setzt G(i) und f_in (i) derat miteinander in Verbindung, dass f _in (i) nur dann einen Wert annimmt, wenn G(i) 1 ist. Eine andere Einschränkung kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Kraftstoff, der eingefüllt werden soll, eine maximale Tankgröße des AV nicht überschreitet.
In einem anderen Beispiel kann eine Formulierung verwendet werden, die eine Entscheidung darüber, ob an einer gegebenen Tankoption getankt werden soll, mit einer Kraftstoffmenge in Verbindung setzt, unter Einbeziehung einer maximalen Leerlaufzeit eines AV. In dieser Formulierung, M * G(i) - T(i) ≥ 0, bei der M für die maximale Leerlaufzeit des AV zuzüglich eines Versatzes steht, wird i so gewählt, dass es einen beliebigen Wert von eins bis sieben aufweist. Der Versatz beinhaltet eine Kraftstoffmenge, die sich derzeit im AV befindet. Die Methodik kann zudem eine andere Beschränkung umsetzen, die sicherstellt, dass eine maximal zulässige Zeit zum Tanken nicht überschritten wird. In einem Beispiel kann das AV ein Pufferkraftstoffvolumen von drei Gallonen aufrechterhalten. Demnach kann das AV, wenn zehn Gallonen benötigt werden, um sicherzustellen, dass das AV den Fahrzeitplan den Fahrtzeitplan vollständig durchführt, dreizahl Gallonen Kraftstoff erhalten, um sicherzustellen, dass das Pufferkraftstoffvolumen vorhanden ist, wenn der Fahrtzeitplan abgeschlossen ist. Im Allgemeinen werden diese Beschränkungsfunktionen verwendet, um die in der vorstehend offenbarten Minimierungsgleichung dargestellte Zielfunktion zu beschränken.
Wie vorstehend angemerkt, gibt es mehr als eine mögliche Route. Der Klarheit und Kürze halber werden bei der Beschreibung von Aspekten der alternativen Routenauswahl die erste Route 206 und die zweite Route 208 nur zwischen den Punkten C0 und C1 betrachtet. Natürlich kann die hier offenbarte Logik gleichermaßen verwendet werden, um komplexere potenzielle Routen auszuwerten, die sich entlang komplizierterer Wege erstrecken. Allgemein gibt es vier mögliche Routen, um von C0 nach C1 zu gelangen, da G1 und G2 die einzigen möglichen Tankstopps sind. Eine erste Option beinhaltet kein Anhalten für Kraftstoff: X_C0C1, Anhalten für Kraftstoff an G1 X_C0G1C1, Anhalten für Kraftstoff an G2 X_C0G2C1 und Anhalten für Kraftstoff an G1 und G2 X_C0G1G2C1.
Im Allgemeinen gilt: Summe der Optionen X_C0C1+ X_C0G1C1+ X_C0G2C1+ X_C0G1G2C1 = 1. Routenalternativen können unter Verwendung von Tabelle 1 und der folgenden Formulierung(en) berechnet werden: 1 ≥ 2*X_C0C1 + G1 + G2 ≤ 2; und einer Beziehung von X_C0C1 zu G1 und G2. Wenn X_C0C1 0 ist, muss mindestens eines von G1 oder G2 ausgewählt werden. Wenn X_C0C1 1 ist, muss sowohl G1 als auch G2 0 sein. Tabelle 1

X_C0C1 G1 G2

0 1 0

0 0 1

0 1 1

1 0 0

Tabelle 2

X_C0G1G2C1 G1 G2

0 0 0

0 0 1

0 1 0

1 1 1
Außerdem werden die Routenalternativen zudem unter Verwendung von Tabelle 2 und der folgenden Formulierung weiter analysiert: -1 ≥ 2 * X_C0G1G2C1-(G1+G2) ≤ 0, wobei eine Verbindung von X_C0G1G2C1 zu G1 und G2 geschaffen wird. In diesem Beispiel, können, wenn X_C0G1G2C1 0 ist, G1 und G2 nicht gleichzeitig den Wert 1 annehmen. Zudem ist, wenn X_C0G1G2C1 1 ist, sowohl G1 als auch G2 gleich 1. Mithilfe des vorstehend Angeführten kann bestimmt werden, dass X_C0G1C1 - G1 ≤ 0; X_C0G1C1 + G1 + G2 ≤ 2; X_C0G2C1 - G2 ≤ 0; und X_C0G2C1 + G1 + G2 ≤ 2.
Eine andere beispielhafte Berechnung kann unter Verwendung von X durchgeführt werden, um einen erforderlichen Kraftstoffstand bei Ankunft an einem Ziel zu definieren, bei dem es sich in diesem Fall um C1 handelt. Somit wird der Algorithmus, anstatt, dass er die Kosten maximiert, so abgestimmt, dass sichergestellt, dass ein erforderlicher Kraftstoffstand (wie etwa ein Pufferkraftstoffstand oder -volumen) erreicht wird, wenn ein Fahrtzeitplan abgeschlossen ist (oder ein Ziel eines Fahrtzeitplans abgeschlossen ist). In diesem Beispiel werden die folgenden Variablen definiert F_lvl(C0): Kraftstoffstand an C0 beim Start; und Flvl übrig (C1) : erforderlicher Kraftstoffstand bei Ankunft an C1. X_C0C1, X_C0G1C1, X_C0G1G2C1, X_C0G2C1 sind binäre Variablen, die angeben, wie sich das AV von C0 nach C1 bewegt hat und ob eine Betankung stattgefunden hat. FC(C0C1), FC(COGICI), FC(C0G1G2C1), FC(C0G2C1) sind Kraftstoffverbrauchswerte für die jeweilige mögliche Route.
Der Kraftstoffstand bei C1 in allen vier möglichen Szenarien beinhaltet Folgendes: X_C0C1 = 1: Flvl(C1) = Flvl(CO) - FC(C0C1); X_C0G1C1 = 1: Flvl(C1) = Flvl(CO) - FC(COGICI) + F_in1; X_C0G2C1 = 1: Flvl(C1) = Flvl(CO) -FC(C0G2C1) + F_in2; und X_C0G1G2C1 = 1: Flvl(C1) = Flvl(CO) - FC(C0G1G2C1) + F_in1 + F_in2. Somit ist der bei Flvl(C1) zu erwartende Kraftstoffstand definiert als: X _C0C1 * Flvl_übrig(X _C0C1) + X_C0G1C1 * Flvl_übrig(X_C0G1C1) + X_C0G2C1 * Flvl _übrig(X_C0G21C1) + X_C0G1G2C1 * Flvl _übrig(X_C0G1G2C1) ≥ Flvl übrig(C1).
Demnach können Routen optimal nicht nur so ausgewählt werden, dass sichergestellt wird, dass die niedrigsten Kraftstofferwerbskosten gefunden werden, sondern es können auch andere Ziele verwendet werden, wie etwa ein Sicherstellen, dass nach Abschluss einer Fahrt ein Pufferkraftstoffstand übrig ist, und so weiter.
3 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren umfasst einen Schritt 302 zum Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein Fahrzeug umfasst. Dies kann beispielsweise ein Auswerten eines aktuellen Standorts eines Fahrzeugs sowie von Abhol- und Absetzzielen für Fahrgäste in dem Fahrzeug beinhalten.
Sobald der Fahrtzeitplan geparst und analysiert wurde, beinhaltet das Verfahren einen Schritt 304 zum Berechnen einer Vielzahl potentieller Routen auf Grundlage des Fahrtzeitplans. Dies kann ein Berechnen verschiedener Routen umfassen, die, wenn ihnen gefolgt wird, dazu führen, dass das Fahrzeug über verschiedene Transitrouten an einem vorgegebenen Ziel ankommt (für Beispiele siehe 2). Natürlich umfasst zumindest ein Teil der Vielzahl potentieller Routen Tankoptionen entlang eines vorgeschlagenen Fahrwegs für das Fahrzeug. Erneut kann eine der Tankoptionen einen mobilen Kraftstofflieferdienst umfassen, der ausgewählt wird, wenn die übrigen Tankoptionen keine realisierbaren Optionen sind, aber eine Betankung erforderlich ist. In einigen Ausführungsformen kann die Auswahl einer Route auf Grundlage von Standorten von Tankoptionen gelenkt werden, anstatt, dass die direkteste Route verwendet wird, wenn entlang der direktesten Route keine Tankoptionen verfügbar sind.
Um zu bestimmen, welche der Vielzahl potentieller Routen die optimalste ist, kann das Verfahren einen Schritt 306 zum Anwenden einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen beinhalten. In einigen Ausführungsformen umfassen die Fahrzeugbetankungsbeschränkungen ein beliebiges oder mehrere von einer Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs, einer Leerlaufzeit für das Fahrzeug auf Grundlage des Fahrtzeitplans, einer Kraftstofftankgröße (K) des Fahrzeugs und einem Reservekraftstoffstand für das Fahrzeug.
In einigen Ausführungsformen werden die Fahrzeugbetankungsbeschränkungen in Bezug auf ein Optimierungsziel auswertet. Beispielsweise kann das Optimierungsziel ein Gewährleisten möglichst geringer Kraftstofferwerbskosten bei Durchführung des Fahrtzeitplans beinhalten. Kurz gesagt wird bei der Durchführung des Fahrtzeitplans Kraftstoff mit möglichst geringen Kosten aufgefüllt, was beinhalten könnte, das günstiger Kraftstoff erworben wird oder an einer Tankoption nur geringe Mengen an Kraftstoff erworben werden und anschließend an einer anderen Tankoption, die günstigeren Kraftstoff anbietet, mehr Kraftstoff erworben wird. Dies kann wiederum durch den Zeitrahmen eingeschränkt sein, den der Fahrtzeitplan bereitstellt. Der Fahrtzeitplan kann zudem angegebene Zeiträume bereitstellen, bei denen eine Betankung vorteilhaft wäre. Beispielsweise können Abstände zwischen Fahrgastfahrten oder andere Leerlaufzeiten zum Betanken genutzt werden, ohne die Gesamtrentabilität wesentlich zu beeinträchtigen. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform könnte das Optimierungsziel beinhalten, dass sichergestellt wird, dass bei Abschluss einer Fahrt ein Pufferkraftstoffstand im Fahrzeug vorhanden ist. In anderen Ausführungsformen können mehrere Optimierungsziele umgesetzt werden. Kurz gesagt beinhaltet Schritt 306 das Anwenden einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, die mit einer Zielfunktion verwendet werden sollen, die gemäß einem Optimierungsziel konfiguriert ist. Als Nächstes beinhaltet das Verfahren einen Schritt 308 zum Auswählen einer optimierten Route aus der Vielzahl potentieller Routen für das Fahrzeug unter Verwendung der einen oder mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen. In verschiedenen Ausführungsformen wird die optimierte Route unter Verwendung einer Zielfunktion berechnet, die verschiedene Beschränkungen, Bedingungen und Variablen, wie etwa binäre Variablen und kontinuierliche Variablen, beinhaltet. Dieser Schritt kann ein Programmieren oder Umprogrammieren einer Steuer- und Navigationseinheit eines Fahrzeugs auf die optimierte Route beinhalten.
Das Auswählen der optimierten Route wird unter Verwendung einer Zielfunktion durchgeführt, die eine Kombination des Folgenden ausgewertet: (a) ob der Kraftstoff an der aus der Vielzahl der Tankoptionen ausgewählten Tankoption erhalten werden soll, G(i); (b) wie viel Kraftstoff an der ausgewählten Tankoption erhalten werden soll, F(i); (c) der potenziellen Route der Vielzahl potentieller Routen, die der ausgewählten Tankoption zugeordnet ist, j; und (d) Auswahlen von mindestens einem des einen oder der mehreren Ziele, I(k). Es versteht sich, dass a-d jeweils positive oder negative Kosten zugeordnet sind und die Zielfunktion a-d nutzt, um den Gewinn auf Grundlage der jeweiligen positiven oder negativen Kosten zu maximieren. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren einen Schritt 310 zum Durchführen des Fahrtzeitplans unter Verwendung der optimierten Route. Wie hierin angemerkt, kann das Verfahren einen optionalen Prozess zum Filtern der Tankoptionen durch einen Vergleichsprozess beinhalten. Der Vergleich wertet ein beliebiges von einer Entfernung von einem oder mehreren Zielen des Fahrtzeitplans, einem Kraftstoffpreis des Kraftstoffs der Tankoptionen und/oder einer Kraftstoffart des Kraftstoffs an den Tankoptionen. Diese Werte werden mit dem Fahrtzeitplan und der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen verglichen. Natürlich werden alle der Vielzahl von Tankoptionen automatisch entfernt, die nicht dem Fahrtzeitplan oder der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen entsprechen.
In einigen Ausführungsformen sind die Tankoptionen jeweils durch Tankoptionsparameter definiert, die mindestens eines von einem Kraftstoffpreis, Kraftstofftarten, einer Wartezeit zum Erhalten von Kraftstoff oder einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der ausgewählten Tankoption umfassen. In einer oder mehreren Ausführungsformen werden die Tankoptionsparameter in Echtzeit erfasst, sodass die optimierte Route in Echtzeit ausgewählt werden kann.
Wie vorstehend angemerkt, kann die optimierte Route auf Grundlage des Detektierens einer Überschreibungsbedingung ausgewählt werden. Die Überschreibungsbedingung umfasst eine Angabe darüber, dass ein Mitfahrer einen Kraftstoffzuschlag bezahlt. Daher kann diese Angabe den Prozess überschreiben, wenn es sich bei dem Optimierungsziel um Kosteneinsparungen handelt und ein Mitfahrer bereit ist, einen Zuschlag für den Mitfahrdienst zu bezahlen, um die Kosteneinsparungen zu kompensieren, die durch die Durchführung der Fahrt verloren gegangen sind.
4 veranschaulicht ein weiteres Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens. Im Allgemeinen umfasst das Verfahren einen Schritt 402 zum Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein autonomes Fahrzeug umfasst. Es versteht sich, dass der Fahrtzeitplan erfordert, dass das autonome Fahrzeug mindestens einmal zwischen dem einen oder den mehreren Zielen Kraftstoff erhält.
Als Nächstes umfasst das Verfahren einen Schritt 404 zum Erstellen einer optimierten Route für das autonome Fahrzeug unter Verwendung einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen. Die optimierte Route umfasst eine Auswahl mindestens einer Tankoption aus einer Vielzahl von Tankoptionen und einer Kraftstoffmenge, die von der mindestens einen Tankoption erhalten werden soll. Es versteht sich ferner, dass die optimierte Route so gestaltet ist, dass das autonome Fahrzeug den Fahrtzeitplan mit möglichst geringen Kraftstofferwerbskosten durchführen kann. In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren, wenn die optimierte Route ausgewählt ist, einen Schritt 406 zum Aktualisieren eines Navigationssystems des autonomen Fahrzeugs mit der optimierten Route. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Verfahren einen Schritt 408 zum Übertragen einer Nachricht an einen Kraftstoffpumpenreservierungsdienst beinhalten, der einer ausgewählten Tankoption (z. B. einer Tankstelle) zugeordnet ist. Die Nachricht umfasst eine Reservierung einer Kraftstoffpumpe für ein Zeitfenster, das auf Grundlage des Fahrtzeitplans des autonomen Fahrzeugs ausgewählt wird.
Ausführungsbeispiele
Beispiel 1 kann ein Verfahren beinhalten, das Folgendes umfasst: Bestimmen eines ersten Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein Fahrzeug umfasst; Bestimmen einer Vielzahl potentieller Routen auf Grundlage des ersten Fahrtzeitplans, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl potentieller Routen Tankoptionen entlang eines vorgeschlagenen Fahrwegs für das Fahrzeug umfasst; Bestimmen einer Zielfunktion, die eine oder mehrere Fahrzeugbetankungsbeschränkungen beinhaltet, die ein beliebiges oder mehrere von einer Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs, einer Leerlaufzeit für das Fahrzeug auf Grundlage des Fahrtzeitplans, einer Kraftstofftankgröße (K) des Fahrzeugs und einem Reservekraftstoffstand für das Fahrzeug umfassen, Auswählen einer optimierten Route aus der Vielzahl potentieller Routen für das Fahrzeug unter Verwendung der Zielfunktion; und Bestimmen eines zweiten Fahrtzeitplans auf Grundlage des ersten Fahrtzeitplans und der optimierten Route.
Beispiel 2 kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 beinhalten, das ferner ein Filtern der Tankoptionen durch Vergleichen von Folgendem: einer Entfernung von dem einen oder den mehreren Zielen des Fahrtzeitplans; einem Kraftstoffpreis des Kraftstoffs der Tankoptionen; oder einer Kraftstoffart des Kraftstoffs an den Tankoptionen, mit dem Fahrtzeitplan und der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen umfasst, wobei alle der Vielzahl von Tankoptionen, die nicht dem Fahrtzeitplan oder der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen entsprechen, automatisch entfernt werden.
Beispiel 3 kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei eine erste Tankoption der Tankoptionen mindestens eines von einem Kraftstoffpreis, Kraftstoffarten, einer Wartezeit zum Erhalten des Kraftstoffs oder einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der ausgewählten Tankoption umfasst.
Beispiel 4 kann das Verfahren gemäß Beispiel 3 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, das ferner ein Erhalten der Tankoptionsparameter in Echtzeit umfasst. Beispiel 5 kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, das ferner ein Filtern der Tankoptionen auf Grundlage der einen oder der mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen umfasst.
Beispiel 6 kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 und oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei jedem des einen oder der mehreren Ziele eine Ankunftszeit zugeordnet ist.
Beispiel 7 kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei eine der Tankoptionen einen mobilen Kraftstofflieferdienst umfasst, der ausgewählt wird, wenn die übrigen Tankoptionen nicht die eine oder die mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen einhalten.
Beispiel 8 kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 und/oder gemäß einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei das Auswählen der optimierten Route ein Detektieren einer Überschreibungsbedingung beinhaltet, wobei die Überschreibungsbedingung eine Angabe darüber umfasst, dass ein Mitfahrer einen Kraftstoffzuschlag zahlt.
Beispiel 9 kann das Verfahren gemäß Beispiel 1 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei die Zielfunktion Folgendes auswertet: (a) ob der Kraftstoff an der ausgewählten Tankoption der Vielzahl von Tankoptionen erhalten werden soll, G(i); (b) wie viel Kraftstoff an der ausgewählten Tankoption erhalten werden soll, F(i); (c) die potentielle Route der Vielzahl potentieller Routen, welche der ausgewählten Tankoption zugeordnet ist, j; und (d) Auswahlen von mindestens einem des einen oder der mehreren Ziele, I(k); und wobei a-d jeweils postive oder negative Kosten zugeordnet sind und die Zielfunktion a-d nutzt, um den Gewinn auf Grundlage der jeweiligen positiven oder negativen Kosten zu maximieren. Beispiel 10 kann das Verfahren gemäß Beispiel 9 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei die Zielfunktion gemäß K * G(i) - Fin(i) ≥ 0 eingeschränkt ist, wenn die Kraftstofftankgröße (K) des Fahrzeugs verwendet wird.
Beispiel 11 kann das Verfahren gemäß Beispiel 10 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei Zielfunktion gemäß ferner gemäß Wt(i) = F(i)*ft(i) + G(i)*lt(i) eingeschränkt ist, wobei Wt(i) für eine Kombination aus Wartezeit und Tankdauer steht, ft(i) für eine Tankdauer pro Einheit, wobei lt(i) einen Versatz darstellt, der die Zeit beinhaltet, die zum Erhalten von Kraftstoff an der ausgewählten Tankoption benötigt wird.
Beispiel 12 kann das Verfahren gemäß Beispiel 11 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei ft(i) und lt(i) aus einer Crowdsourcing-Quelle erhalten werden.
Beispiel 13 kann das Verfahren gemäß Beispiel 11 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei die Bestimmung darüber, ob an der ausgewählten Tankoption aufgetankt werden soll, relativ zu mindestens einem von einer Tankgröße K oder einer maximalen Leerlaufzeit T(i) getroffen wird.
Beispiel 14 kann ein autonomes Fahrzeug beinhalten, das Folgendes umfasst: eine Steuer- und Navigationseinheit, die zu Folgendem konfiguriert ist: Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein autonomes Fahrzeug umfasst, wobei der Fahrtzeitplan erfordert, dass das autonome Fahrzeug mindestens einmal zwischen dem einen oder den mehreren Zielen unter Verwendung mindestens einer Tankoption Kraftstoff erhält; Auswählen einer optimierten Route für das autonome Fahrzeug unter Verwendung einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen zum Auswählen der mindestens einen Tankoption und einer Kraftstoffmenge, die von der mindestens einen Tankoption erhalten werden soll, wobei die optimierte Route so ausgewählt wird, dass das autonome Fahrzeug den Fahrtzeitplan mit möglichst geringen Kraftstofferwerbskosten durchführt; Durchführen des Fahrtzeitplans unter Verwendung der optimierten Route.
Beispiel 15 kann das autonome Fahrzeug gemäß Beispiel 14 beinhalten, wobei die eine oder mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen eine Leerlaufzeit des autonomen Fahrzeugs auf Grundlage des Fahrtzeitplans und einer Wartezeit zum Erhalten des Kraftstoffs an der mindestens einen Tankoption umfassen.
Beispiel 16 kann das autonome Fahrzeug gemäß Beispiel 14 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei die Steuer- und Navigationseinheit ferner dazu konfiguriert ist, die optimierte Route zu überschreiben, wenn ein Mitfahrer bereit ist, einen Kraftstoffzuschlag zu zahlen.
Beispiel 17 kann ein Verfahren beinhalten, das Folgendes umfasst: Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein autonomes Fahrzeug umfasst, wobei der Fahrtzeitplan erfordert, dass das autonome Fahrzeug mindestens einmal zwischen dem einen oder den mehreren Zielen Kraftstoff erhält; Erstellen einer optimierten Route für das autonome Fahrzeug unter Verwendung einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, wobei die optimierte Route eine Auswahl mindestens einer Tankoption einer Vielzahl von Tankoptionen und einer Kraftstoffmenge, die von der mindestens einen Tankoption erhalten werden soll, umfasst, wobei die optimierte Route so gestaltet ist, dass das autonome Fahrzeug den Fahrtzeitplan mit möglichst geringen Kraftstofferwerbskosten durchführen kann; und Aktualisieren eines Navigationssystems des autonomen Fahrzeugs mit der optimierten Route. Beispiel 18 kann das Verfahren nach Beispiel 17 beinhalten, das ferner ein Filtern einer Vielzahl von Tankoptionen auf Grundlage von Folgendem umfasst: einer Entfernung von dem einen oder den mehreren Zielen des Fahrtzeitplans; einem Kraftstoffpreis des Kraftstoffs der Vielzahl von Tankoptionen; und/oder einer Kraftstoffart des Kraftstoffs an der Vielzahl von Tankoptionen, wobei diejenigen der Vielzahl von Tanktionen, die nicht dem Fahrtzeitplan oder der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen entsprechen, automatisch entfernt werden.
Beispiel 19 kann das Verfahren nach Beispiel 18 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, wobei die Vielzahl von Tankoptionen jeweils durch Tankoptionsparameter definiert sind, die mindestens eines von einem Kraftstoffpreis, Kraftstoffarten, einer Wartezeit zum Erhalten des Kraftstoffs oder einer Entfernung zwischen dem autonomen Fahrzeug und dem Tankstandort umfassen.
Beispiel 20 kann das Verfahren gemäß Beispiel 19 und/oder einem anderen Beispiel in dieser Schrift beinhalten, das ferner ein Reservieren einer Kraftstoffpumpe an der mindestens einen Tankoption auf Grundlage einer Ankunftszeit des autonomen Fahrzeugs, wie in dem Fahrtzeitplan definiert, umfasst.
In der vorstehenden Offenbarung wurde auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil davon bilden und konkrete Umsetzungen veranschaulichen, in denen die vorliegende Offenbarung umgesetzt werden kann.Es versteht sich, dass andere Umsetzungen verwendet werden können und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ usw. in der Beschreibung geben an, dass die beschriebene Ausführungsform ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhalten kann, aber nicht notwendigerweise jede Ausführungsform diese(s) bestimmte Merkmal, Struktur oder Eigenschaft beinhaltet.Darüber hinaus beziehen sich derartige Formulierungen nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform.Außerdem wird, wenn ein(e) konkrete(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, ein Fachmann erkennen, dass diese(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden kann, ob dies nun ausdrücklich beschrieben ist oder nicht.
Umsetzungen der hier offenbarten Systeme, Anordnungen, Vorrichtungen und Verfahren können einen Spezial- oder Universalcomputer umfassen oder verwenden, der Computerhardware beinhaltet, wie zum Beispiel einen oder mehrere Prozessoren und Systemspeicher, wie sie hierin erläutert sind. Umsetzungen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung können zudem physische und andere computerlesbare Medien zum Tragen oder Speichern computerausführbarer Anweisungen und/oder Datenstrukturen beinhalten. Bei derartigen computerlesbaren Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die über ein Universal- oder Spezialcomputersystem zugegriffen werden kann. Computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen speichern, sind Computerspeichermedien (-vorrichtungen).Computerlesbare Medien, die computerausführbare Anweisungen tragen, sind Übertragungsmedien. Somit können Umsetzungen der vorliegenden Offenbarung beispielsweise und nicht einschränkend mindestens zwei deutlich unterschiedliche Arten von computerlesbaren Medien umfassen: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien.
Computerspeichermedien (-vorrichtungen) beinhalten RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Festspeicherlaufwerke (solid state drives - SSDs) (z. B. auf Grundlage von RAM), Flashspeicher, Phasenwechselspeicher (phase-change memory - PCM), andere Speicherarten, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere Magnetspeichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern gewünschter Programmcodemittel in der Form computerausführbarer Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann und auf das über einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann.
Eine Umsetzung der hierin offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetzwerk kommunizieren. Ein „Netzwerk“ ist als eine oder mehrere Datenverbindungen definiert, die den Transport elektronischer Daten zwischen Computersystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen.Wenn Informationen über ein Netzwerk oder eine andere Kommunikationsverbindung (entweder festverdrahtet, drahtlos oder eine beliebige Kombination aus festverdrahtet oder drahtlos) an einen Computer übertragen oder diesem bereitgestellt werden, sieht der Computer die Verbindung zweckgemäß als Übertragungsmedium an.Übertragungsmedien können ein Netzwerk und/oder Datenverbindungen beinhalten, die verwendet werden können, um gewünschte Programmcodemittel in der Form computerausführbarer Anweisungen oder Datenstrukturen zu tragen, und auf die über einen Universal- oder Spezielcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen des Vorstehenden sind ebenfalls als im Schutzumfang computerlesbarer Medien enthalten zu betrachten.
Computerausführbare Anweisungen umfassen zum Beispiel Anweisungen und Daten, die bei Ausführung an einem Prozessor einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung dazu veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen durchzuführen.Bei den computerausführbaren Anweisungen kann es sich beispielsweise um Binärdateien, Zwischenformatanweisungen, wie etwa Assemblersprache, oder sogar um Quellcode handeln. Obwohl der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen typischer Sprache beschrieben wurde, versteht es sich, dass der in den beigefügten Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die vorstehend beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist.Die beschriebenen Merkmale und Handlungen sind vielmehr als beispielhafte Umsetzungsformen der Ansprüche offenbart. Fachleute werden verstehen, dass die vorliegende Offenbarung in einer Netzwerkrechenumgebung mit vielen Arten von Coputersystemkonfigurationen umgesetzt werden kann, einschließlich Fahrzeugcomputern im Armaturenbrett, PCs, Desktop-Computern, Laptop-Computern, Nachrichtenprozessoren, Handvorrichtungen, Multiprozessorsystemen, mikroprozessorbasierter oder programmierbarer Verbraucherelektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputern, Mainframe-Computern, Mobiltelefonen, PDAs, Tablets, Pagern, Routern, Switches, verschiedener Speichervorrichtungen und dergleichen.Die Offenbarung kann zudem in Umgebungen mit verteilten Systemen umgesetzt werden, in denen sowohl lokale als auch entfernte Computersysteme, die durch ein Netzwerk (entweder durch festverdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder durch eine beliebige Kombination aus festverdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben ausführen. In einer Umgebung mit verteilten Systemen können sich Programmodule sowohl in lokalen als auch in entfernten Speichervorrichtungen befinden.
Ferner können gegebenenfalls die hierin beschriebenen Funktionen in einem oder mehreren von Hardware, Software, Firmware, digitalen Komponenten oder analogen Komponenten durchgeführt werden.Beispielsweise können ein oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (application specific integrated circuits - ASIC) dazu programmiert sein, eines oder mehrere der hier beschriebenen Systeme und Verfahren auszuführen.Bestimmte Ausdrücke werden in der gesamten Beschreibung verwerden die Ansprüche beziehen sich auf bestimmte Systemkomponenten.Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die Komponenten mit unterschiedlichen Bezeichnungen bezeichnet werden können.Im vorliegenden Dokument soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich der Bezeichnung nach unterscheiden, nicht jedoch hinsichtlich ihrer Funktion.
Es ist anzumerken, dass die vorstehend erörterten Sensorausführungsformen Computerhardware, -software, -firmware oder eine beliebige Kombination davon umfassen können, um zumindest einen Teil ihrer Funktionen durchzuführen.Beispielsweise kann ein Sensor Computercode beinhalten, der dazu konfiguriert ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und kann er eine Hardware-Logikschaltung/elektrische Schaltung beinhalten, die durch den Computercode gesteuert wird. Diese beispielhaften Vorrichtungen sind hierin zu Veranschaulichungszwecken bereitgestellt und sollen nicht der Einschränkung dienen. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen umgesetzt werden, wie sie einem einschlägigen Fachmann bekannt wären.
Zumindest einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind auf Computerprogrammprodukte ausgerichtet, die derartige Logik (z. B. in Form von Software) umfassen, die auf einem beliebigen computerverwendbaren Medium gespeichert ist.Derartige Software veranlasst eine Vorrichtung bei Ausführung in einer oder mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen dazu, wie hier beschrieben zu funktionieren.
Wenngleich vorstehend verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, versteht es sich, dass diese lediglich als Beispiele und nicht der Einschränkung dienen.Der einschlägige Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Änderungen bezüglich Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.Daher sollen die Breite und der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht durch eines der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt werden, sondern sollen allein gemäß den folgenden Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert sein.Die vorstehende Beschreibung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die vorliegende Offenbarung nicht auf die genaue offenbarte Form beschränken.Viele Modifikationen und Variationen sind in Anbetracht der vorstehenden Lehren möglich.Ferner ist anzumerken, dass eine beliebige oder alle der vorangehend genannten alternativen Umsetzungen in einer beliebigen gewünschten Kombination genutzt werden können, um zusätzliche Hybridumsetzungen der vorliegenden Offenbarung zu bilden. Beispielsweise können beliebige der unter Bezugnahme auf eine bestimmte Vorrichtung oder Komponente beschriebenen Funktionen von einer anderen Vorrichtung oder Komponente durchgeführt werden. Während spezifische Vorrichtungseigenschaften beschrieben wurden, können sich Ausführungsformen der Offenbarung auf zahlreiche andere Vorrichtungseigenschaften beziehen. Außerdem versteht es sich, dass, obwohl die Ausführungsformen in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben wurden, die Offenbarung nicht zwingend auf die konkreten beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Die spezifischen Merkmale und Handlungen werden vielmehr als veranschaulichende Umsetzungsformen der Ausführungsformen offenbart. Bedingte Sprache, wie etwa unter anderem „kann“, „könnte“ oder „unter Umständen“, ist im Allgemeinen so zu verstehen, dass sie bedeutet, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Schritte beinhalten könnten, während andere Ausführungsformen diese unter Umständen nicht beinhalten, es sei denn, es ist ausdrücklich etwas anderes angegeben oder der verwendete Kontext legt etwas anderes nahe. Demnach soll eine solche bedingte Sprache im Allgemeinen nicht implizieren, dass Merkmale, Elemente, und/oder Schritte für eine oder mehrere Ausführungsformen in irgendeiner Weise erforderlich sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Folgendes: Bestimmen eines ersten Fahrtzeitplans, der einen oder mehrere Ziele für ein Fahrzeug umfasst; Bestimmen einer Vielzahl potentieller Routen auf Grundlage des ersten Fahrtzeitplans, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl potentieller Routen Tankoptionen entlang eines vorgeschlagenen Fahrwegs für das Fahrzeug umfasst; Bestimmen einer Zielfunktion, die eine oder mehrere Fahrzeugbetankungsbeschränkungen beinhaltet, die eines oder mehrere von einer Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs, einer Leerlaufzeit für das Fahrzeug auf Grundlage des Fahrtzeitplans, einer Kraftstofftankgröße (K) des Fahrzeugs und eines Reservekraftstoffstands für das Fahrzeug umfassen; Auswählen einer optimierten Route aus der Vielzahl potentieller Routen für das Fahrzeug unter Verwendung der Zielfunktion; und Bestimmen eines zweiten Fahrtzeitplans auf Grundlage des ersten Fahrtzeitplans und der optimierten Route.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Filtern der Tankoptionen durch Vergleichen eines von einer Entfernung von dem einen oder den mehreren Zielen, einem Kraftstoffpreis des Kraftstoffs der Tankoption oder einer Kraftstoffart des Kraftstoffs an der Tankoption mit dem Fahrtzeitplan und der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, wobei alle der Vielzahl von Tankoptionen, die nicht dem Fahrtzeitplan oder der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen entsprechen, automatisch entfernt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine erste Tankoption der Tankoptionen mindestens eines von einem Kraftstoffpreis, Kraftstoffarten, einer Wartezeit zum Erhalten des Kraftstoffs oder einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der ausgewählten Tankoption.
Gemäß einer Tankoption ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Erhalten der Tankoptionsparameter in Echtzeit.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Filtern der Tankoptionen auf Grundlage der einen oder der mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen.
Gemäß einer Ausführungsform ist jedem des einen oder der mehreren Ziele eine Ankunftszeit zugeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine der Tankoptionen einen mobilen Kraftstofflieferdienst, der ausgewählt wird, wenn die übrigen Tankoptionen nicht die eine oder die mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen einhalten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Auswählen der optimierten Route ein Detektieren einer Überschreibungsbedingung, wobei die Überschreibungsbedingung eine Angabe darüber umfasst, dass ein Mitfahrer einen Kraftstoffzuschlag zahlt.
Gemäß einer Ausführungsform wertet die Zielfunktion Folgendes aus: (a) ob Kraftstoff an der aus der Vielzahl von Tankoptionen ausgewählten Tankoption erhalten werden soll, G(i); (b) wie viel Kraftstoff an der ausgewählten Tankoption erhalten werden soll, F(i); (c) die potentielle Route der Vielzahl potentieller Routen, die der ausgewählten Tankoption zugeordnet ist, j; Auswahlen von mindestens einem des einen oder der mehreren Ziele, I(k); und wobei a-d jeweils positive oder negativen Kosten zugeordnet sind und die Zielfunktion a-d nutzt, um den Gewinn auf Grundlage der jeweiligen positiven oder negativen Kosten zu maximieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Zielfunktion gemäß K * G(i) - Fin(i) ≥ 0 eingeschränkt, wenn die Kraftstofftankgröße (K) des Fahrzeugs verwendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Zielfunktion ferner gemäß Wt(i) = F(i) *ft(i) + G(i) *lt(i) einsgeschränkt, wobei Wt(i) für eine Komination aus Wartezeit und Tankdauer steht, ft(i) für eine Tankdauer pro Einheit steht, wobei lt(i) einen Versatz darstellt, der eine Zeit beinhaltet, die zum Erhalten des Kraftstoffs an der ausgewählten Tankoption benötigt wird.
Gemäß einer Ausführungsform werden ft(i) und lt(i) aus einer Crowdsourcing-Quelle erhalten. Gemäß einer Ausführungsform wird die Bestimmung darüber, ob an der ausgewählten Tankoption aufgetankt werden soll, in Bezug auf mindestens eines von einer Tankgröße K oder einer maximalen Leerlaufzeit T(i) getroffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein autonomes Fahrzeug eine Steuer- und Navigationseinheit, die zu Folgendem konfiguriert ist: Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein autonomes Fahrzeug umfasst, wobei der Fahrtzeitplan erfordert, dass das autonome Fahrzeug mindestens einmal zwischen dem einen oder den mehreren Zielen unter Verwendung mindestens einer Tankoption Kraftstoff erhält; Auswählen einer optimierten Route für das autonome Fahrzeug unter Verwendung einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen zum Auswählen der mindestens einen Tankoption und einer Kraftstoffmenge, die von der mindestens einen Tankoption erhalten werden soll, wobei die optimierte Route so ausgewählt wird, dass das autonome Fahrzeug den Fahrtzeitplan mit möglichst geringen Kraftstofferwerbskosten durchführen kann; und Durchführen des Fahrtzeitplans unter Verwendung der optimierten Route.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die eine oder die mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen eine Leerlaufzeit des autonomen Fahrzeugs auf Grundlage des Fahrtzeitplans und eine Wartezeit zum Erhalten des Kraftstoffs an der mindestens einen Tankoption.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuer- und Navigationseinheit ferner dazu konfiguriert, die optimierte Route zu überschreiben, wenn ein Mitfahrer bereit ist, einen Kraftstoffzuschlag zu zahlen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Folgendes: Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein autonomes Fahrzeug umfasst, wobei der Fahrtzeitplan erfordert, dass das autonome Fahrzeug mindestens einmal zwischen dem einen oder den mehreren Zielen Kraftstoff erhält; Erstellen einer optimierten Route für das autonome Fahrzeug unter Verwendung einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, wobei die optimierte Route eine Auswahl mindestens einer Tankoption aus einer Vielzahl von Tankoptionen und einer Kraftstoffmenge, die von der mindestens einen Tankoption erhalten werden soll, umfassen, wobei die optimierte Route so gestaltet ist, dass das autonome Fahrzeug den Fahrtzeitplan mit möglichst geringen Kraftstofferwerbskosten durchführen kann; und Aktualisieren eines Navigationssystems des autonomen Fahrzeugs mit der optimierten Route. Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Filtern einer Vielzahl von Tankoptionen auf Grundlage von: einer Entfernung von dem einen oder den mehreren Zielen des Fahrtzeitplans; einem Kraftstoffpreis des Kraftstoffs der Vielzahl von Tankoptionen; und/oder einer Kraftstoffart des Kraftstoffs an der Vielzahl von Tankoptionen, wobei diejenigen der Vielzahl von Tankoptionen, die nicht dem Fahrtzeitplan oder der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen entsprechen, automatisch entfernt werden.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Vielzahl von Tankoptionen jeweils durch Tankoptionsparameter definiert, die mindestens eines von einem Kraftstoffpreis, Kraftstoffarten, einer Wartezeit zum Erhalten des Kraftstoffs oder einer Entfernung zwischen dem autonomen Fahrzeug und dem Tankstandort umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Reservieren einer Kraftstoffpumpe an der mindestens einen Tankoption auf Grundlage einer Ankunftszeit des autonomen Fahrzeugs, wie in dem Fahrtzeitplan definiert.

Claims

BEANSPRUCHT WIRD:
Verfahren, umfassend: Bestimmen eines ersten Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein Fahrzeug umfasst; Bestimmen einer Vielzahl potentieller Routen auf Grundlage des ersten Fahrtzeitplans, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl potentieller Routen Tankoptionen entlang eines vorgeschlagenen Fahrwegs für das Fahrzeug umfasst; Bestimmen einer Zielfunktion, die eine oder mehrere Fahrzeugbetankungsbeschränkungen beinhaltet, die eines oder mehrere von einer Kraftstoffverbrauchsrate des Fahrzeugs, einer Leerlaufzeit für das Fahrzeug auf Grundlage des Fahrtzeitplans, einer Kraftstofftankgröße (K) des Fahrzeugs und eines Reservekraftstoffstands für das Fahrzeug umfassen; Auswählen einer optimierten Route aus der Vielzahl potentieller Routen für das Fahrzeug unter Verwendung der Zielfunktion; und Bestimmen eines zweiten Fahrtzeitplans auf Grundlage des ersten Fahrtzeitplans und der optimierten Route.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Filtern der Tankoptionen durch Vergleichen von: einer Entfernung von dem einen oder den mehreren Zielen des Fahrtzeitplans; eines Kraftstoffpreises des Kraftstoffs der Tankoption; oder einer Kraftstoffart des Kraftstoffs an der Tankoption, mit dem Fahrtzeitplan und der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen, wobei alle der Vielzahl von Tankoptionen, die nicht dem Fahrzeitplan oder der einen oder den mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen entsprechen, automatisch entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine erste Tankoption der Tankoptionen mindestens eines von einem Kraftstoffpreis, Kraftstoffarten, einer Wartezeit bis zum Erhalten des Kraftstoffs oder einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der ausgewählten Tankoption umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Erhalten der Tankoptionsparameter in Echtzeit.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Filtern der Tankoptionen auf Grundlage des einen oder der mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedem des einen oder der mehreren Ziele eine Ankunftszeit zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine der Tankoptionen einen mobilen Kraftstofflieferdienst umfasst, der ausgewählt wird, wenn die übrigen Tankoptionen nicht die eine oder die mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen einhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen der optimierten Route ein Detektieren einer Überschreibungsbedingung beinhaltet, wobei die Überschreibungsbedingung eine Angabe darüber umfasst, dass ein Mitfahrer einen Kraftstoffzuschlag bezahlt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zielfunktion Folgendes auswertet: (a) ob der Kraftstoff an der ausgewählten Tankoption aus der Vielzahl von Tankoptionen erhalten werden soll, G(i); (b) wie viel Kraftstoff an der ausgewählten Tankoption erhalten werden soll, F(i); (c) die potenzielle Route der Vielzahl potenzieller Routen, die der ausgewählten Tankoption zugeordnet ist, j; und (d) Auswahlen mindestens eines des einen oder der mehreren Ziele, I(k); und wobei a-d jeweils positive oder negative Kosten zugeordnet sind und die Zielfunktion a-d nutzt, um den Gewinn auf Grundlage der jeweiligen positiven oder negativen Kosten zu maximieren.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Zielfunktion gemäß K * G(i) - Fin(i) ≥ 0 eingeschränkt ist, wenn die Kraftstofftankgröße (K) des Fahrzeugs verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zielfunktion ferner gemäß Wt(i) = F(i) *ft(i) + G(i) *lt(i), eingeschränkt ist, wobei Wt(i) für eine Kombination aus einer Wartezeit und einer Tankdauer steht, ft(i) für eine Tankdauer pro Einheit steht, wobei lt(i) einen Versatz darstellt, der eine zum Erhalten des Kraftstoffs an der ausgewählten Tankoption benötigte Zeit beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei ft(i) und lt(i) aus einer Crowdsourcing-Quelle erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Bestimmung darüber, ob an der ausgewählten Tankoption aufgetankt werden soll, in Bezug auf mindestens eines von einer Tankgröße K oder einer maximalen Leerlaufzeit T(i) getroffen wird.
Autonomes Fahrzeug, umfassend: eine Steuer- und Navigationseinheit, die zu Folgendem konfiguriert ist: Auswerten eines Fahrtzeitplans, der ein oder mehrere Ziele für ein autonomes Fahrzeug umfasst, wobei der Fahrtzeitplan erfordert, dass das autonome Fahrzeug mindestens einmal zwischen dem einen oder den mehreren Zielen unter Verwendung mindestens einer Tankoption Kraftstoff erhält; Auswählen einer optimierten Route für das autonome Fahrzeug unter Verwendung einer oder mehrerer Fahrzeugbetankungsbeschränkungen zum Auswählen der mindestens einen Tankoption und einer Kraftstoffmenge, die von der mindestens einen Tankoption erhalten werden soll, wobei die optimierte Route so ausgewählt wird, dass das autonome Fahrzeug den Fahrtzeitplan mit möglichst geringen Kraftstofferwerbskosten durchführen kann; und Durchführen des Fahrtzeitplans unter Verwendung der optimierten Route.
Autonomes Fahrzeug nach Anspruch 14, wobei die eine oder die mehreren Fahrzeugbetankungsbeschränkungen eine Leerlaufzeit des autonomen Fahrzeugs auf Grundlage des Fahrtzeitplans und eine Wartezeit bis zum Erhalten des Kraftstoffs an der mindestens einen Tankoption umfassen.