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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeugsteuerungssystem und Steuerverfahren und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Steuerungssystem und ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Steuerungssystem, auf ein System, auf ein Verfahren, auf ein Fahrzeug und auf Computersoftware.
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HINTERGRUND
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Es ist bekannt, dass ein Fahrer die Umgebung eines Fahrzeugs überprüft, bevor er ein Fahrzeug manuell von einer stationären Position wegbewegt. Autonome Fahrzeuge können auch eine Umgebung des Fahrzeugs überprüfen, bevor sie sich von einer stationären Position entfernen.
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Es ist Gegenstand von Ausführungsformen der Erfindung, um zumindest eines oder mehrere der Probleme des Standes der Technik zu mildern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Steuerungssystem, ein System, ein Verfahren, ein Fahrzeug, eine Computersoftware und ein Speichermedium dar, wie sie in den beigefügten Ansprüchen gefordert werden.
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Zwischen den Bildern wechseln
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungssystem vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, die Identifizierung einer Änderung in der Umgebung eines Trägerfahrzeugs zwischen einem ersten Mal und einem zweiten Mal in Abhängigkeit von einem ersten Bild, das zu dem Zeitpunkt aufgenommen wurde, und einem zweiten Bild, das zu dem Zeitpunkt aufgenommen wurde, funktionsfähig zu veranlassen. Zwischen dem ersten und dem zweiten Mal kann das Trägerfahrzeug mindestens ein Abschaltereignis abgeschlossen haben, und sowohl beim ersten als auch beim zweiten Mal kann das Trägerfahrzeug im Wesentlichen stationär sein. Das erste Bild und das zweite Bild können jeweils eine Umgebung des Trägerfahrzeugs erfassen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungssystem für ein Trägerfahrzeug vorgesehen, das in einem autonomen Modus betrieben werden kann. Das Steuerungssystem besteht aus einem oder mehreren Reglern. Das Steuersystem ist konfiguriert, um erste Bilddaten zu empfangen, die ein erstes Bild von mindestens einem ersten Teil einer Umgebung eines Trägerfahrzeugs anzeigen, das zum ersten Mal aufgenommen wurde. Das Steuersystem ist konfiguriert, um bei einem autonomen Betrieb zweite Bilddaten zu empfangen, die ein zweites Bild von mindestens einem zweiten Teil der Umgebung des Trägerfahrzeugs anzeigen, das zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt aufgenommen wurde. Ein Sichtfeld des ersten Bildes überlappt zumindest teilweise ein Sichtfeld des zweiten Bildes. Im autonomen Modus identifizieren die eine oder mehrere Steuerungen: eine Änderung in der Umgebung des Trägerfahrzeugs zwischen dem ersten und dem zweiten Mal in Abhängigkeit von den ersten Bilddaten und den zweiten Bilddaten; und geben ein Änderungssignal aus, das die Änderung in der Umgebung des Trägerfahrzeugs anzeigt. Zwischen dem ersten und dem zweiten Mal hat das Trägerfahrzeug mindestens ein Systemabschaltungsereignis abgeschlossen und ist sowohl beim ersten als auch beim zweiten Mal im Wesentlichen stationär. Vorteilhaft ist, dass Änderungen in der Umgebung des Trägerfahrzeugs mit Hilfe von Änderungserkennungstechniken auf zwei Bildern, die zu zwei verschiedenen Zeiten aus der Umgebung aufgenommen wurden, erkannt werden können.
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Die eine oder die mehreren Steuerungen können gemeinsam umfassen: mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen der ersten Bilddaten und der zweiten Bilddaten; und mindestens eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor gekoppelt ist und darin gespeicherte Anweisungen aufweist. Der mindestens eine elektronische Prozessor kann konfiguriert werden, um auf die mindestens eine Speichervorrichtung zuzugreifen und die Anweisungen darauf auszuführen, um die ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten zur Identifizierung der Änderung in der Umgebung zu verwenden.
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Unter dem Begriff Systemabschaltungsereignis versteht man jede Änderung des Betriebsmodus des Trägerfahrzeugs, die mit dem stehenden und vom Benutzer des Trägerfahrzeugs nicht überwachten Trägerfahrzeug verbunden ist. Das Abschaltereignis des Systems kann ein Systemladeereignis beinhalten, bei dem das Trägerfahrzeug eine wiederaufladbare Batterie umfasst, die in den Ruhephasen des Trägerfahrzeugs geladen werden soll.
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In einigen Beispielen umfasst der Begriff Systemabschaltungsereignis jeden Betriebsmodus des Trägerfahrzeugs, bei dem der Benutzer des Trägerfahrzeugs die Umgebung des Trägerfahrzeugs nicht mehr kennt, so dass eine Identifizierung von Änderungen in der Umgebung von Vorteil ist. Der Benutzer kann sich zum zweiten Mal vom Trägerfahrzeug entfernen.
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Das Trägerfahrzeug kann im Wesentlichen unbeweglich zwischen dem mindestens einen Systemabschaltungsereignis und dem zweiten Mal sein. Das Trägerfahrzeug kann zwischen dem ersten Mal und dem zweiten Mal im Wesentlichen unbeweglich sein.
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Die Änderung der Umgebung kann das Hinzufügen eines neuen Objekts in der Nähe des Trägerfahrzeugs umfassen. Vorteilhaft ist, dass das Steuerungssystem Änderungen in der Umgebung erkennen kann, wenn neue Objekte in der Umgebung im Vergleich zu einem früheren Bild der Umgebung erscheinen. Die eine oder mehrere Steuerungen können das neue Objekt in Abhängigkeit von den zweiten Bilddaten identifizieren. Die eine oder mehrere Steuerungen können das Änderungssignal in Abhängigkeit von der Identifizierung des neuen Objekts ausgeben. Das Änderungssignal kann die Identifizierung des neuen Objekts beinhalten. Die eine oder mehrere Steuerungen können das Änderungssignal in Abhängigkeit davon ausgeben, dass die Nähe des neuen Objekts zum Trägerfahrzeug kleiner als ein vorgegebener Annäherungsabstand ist.
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Das erste Bild kann unmittelbar vor einem früheren Einsatz des Trägerfahrzeugs aufgenommen werden. Das erste Bild kann während eines früheren Betriebs des Trägerfahrzeugs aufgenommen werden. Vorteilhafterweise kann das erste Bild auf eine frühere Gelegenheit hinweisen, bei der die Umgebung des Trägerfahrzeugs als akzeptabel erachtet wurde, damit sich das Trägerfahrzeug bewegen kann.
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Beim ersten Mal kann sich das Trägerfahrzeug an einem ersten Ort befinden. Zu einem zweiten Zeitpunkt kann sich das Trägerfahrzeug an einem zweiten Standort in der Nähe des ersten Standorts befinden. Vorteilhafterweise können das erste Bild und das zweite Bild verwendet werden, um eine Veränderung in der Umgebung des Trägerfahrzeugs zu erkennen. Die erste Position kann im Wesentlichen die gleiche sein wie die zweite Position. In diesem Fall kann ein Vergleich zwischen dem ersten Bild und dem zweiten Bild zur Identifizierung der Veränderung in der Umgebung einfacher sein.
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Das Trägerfahrzeug kann sich beim ersten Mal und beim zweiten Mal an einem identischen Ort in Bezug auf die Umgebung befinden. Es versteht sich, dass der identische Standort eine unterschiedliche Ausrichtung des Trägerfahrzeugs beim ersten und zweiten Mal nicht ausschließt. Das Trägerfahrzeug kann sich beim ersten Mal und beim zweiten Mal am gleichen Ort und in gleicher Ausrichtung befinden.
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Das Sichtfeld des ersten Bildes und des zweiten Bildes kann jeweils eine Ansicht in Bezug auf eine seitliche Seite des Trägerfahrzeugs umfassen. Vorteilhaft ist, dass es, wenn das Trägerfahrzeug Sensoren für autonomes Fahren umfasst, schwierig sein kann, Änderungen in einer lokalen Umgebung des Trägerfahrzeugs zu erkennen, wenn das Trägerfahrzeug steht. Dies gilt insbesondere für die Umgebung des Trägerfahrzeugs in der Nähe der seitlichen Seite des Trägerfahrzeugs.
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Das Sichtfeld des ersten Bildes und des zweiten Bildes kann jeweils eine Sicht auf eine Vorderseite des Trägerfahrzeugs umfassen. Das Sichtfeld des ersten Bildes und des zweiten Bildes kann jeweils eine Sicht auf ein Heck des Trägerfahrzeugs umfassen.
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Die eine oder mehrere Steuerungen können das Änderungssignal in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen den ersten Bilddaten und den zweiten Bilddaten ausgeben. Vorteilhafterweise kann die Veränderung in der Umgebung leicht erkannt werden, indem man das erste Bild mit dem zweiten Bild vergleicht. Der Vergleich kann die Registrierung der ersten Bilddaten mit den zweiten Bilddaten beinhalten, um das erste Bild und das zweite Bild relativ zueinander auszurichten. Der Vergleich kann eine Subtraktion der registrierten Bilddaten beinhalten, um nur die im ersten Bild und im zweiten Bild beobachteten veränderten Teile der Umgebung zu belassen.
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Im autonomen Modus können die eine oder mehrere Steuerungen Ausgabebilddaten bestimmen, die die Veränderung der Umgebung anzeigen. Das Änderungssignal kann die Ausgangsbilddaten umfassen. Vorteilhafterweise kann das Änderungssignal dem Benutzer des Trägerfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden, um die Veränderung in der Umgebung zu veranschaulichen. Der Benutzer kann dann je nach Änderung entscheiden, ob er den Betrieb des Trägerfahrzeugs unterbrechen oder starten möchte.
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Die Ausgabebilddaten können mindestens einen Teil der zweiten Bilddaten umfassen.
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Das Steuersystem kann konfiguriert werden, um ein Zielsignal zu empfangen, das ein Navigationsziel des Trägerfahrzeugs anzeigt. Im autonomen Modus können die eine oder mehrere Steuerungen nach Empfang des Zielsignals ein Navigationssignal ausgeben, um das Trägerfahrzeug in Abhängigkeit von der identifizierten Änderung autonom zum Navigationsziel zu navigieren. Vorteilhafterweise kann das Trägerfahrzeug autonom im autonomen Modus zum Navigationsziel navigieren, wo keine Änderung festgestellt wird oder wo festgestellte Änderungen für das Trägerfahrzeug als unbedeutend eingestuft werden. Alternativ kann das Trägerfahrzeug die autonome Navigation zum Navigationsziel verhindern, wenn eine Änderung identifiziert wird. Das Steuersystem kann konfiguriert werden, um ein Bestätigungssignal zu empfangen, das eine Bestätigung des Benutzers anzeigt, um mit der autonomen Navigation zum Navigationsziel fortzufahren, nachdem der Benutzer über die identifizierte Änderung informiert wurde. Die eine oder mehrere Steuerungen können das Navigationssignal in Abhängigkeit vom Bestätigungssignal ausgeben. Vorteilhafterweise kann der Benutzer die identifizierte Änderung als akzeptabel für die Vorbeifahrt des Trägerfahrzeugs ansehen.
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Wird das Navigationssignal ausgegeben, kann das Trägerfahrzeug innerhalb einer Minute nach Feststellung der Veränderung der Umgebung mit der autonomen Navigation von einer aktuellen Position des Trägerfahrzeugs weg beginnen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein System vorgesehen. Das System umfasst das Steuerungssystem, einschließlich einer ersten Steuerung, die angeordnet ist, um das Änderungssignal auszugeben. Das System umfasst Benachrichtigungsmittel, die konfiguriert sind, um das Änderungssignal vom Steuersystem zu empfangen und eine Benutzerbenachrichtigung auszugeben, um einen Benutzer des Trägerfahrzeugs über die Änderung in der Umgebung des Trägerfahrzeugs zu informieren. Vorteilhaft ist, dass der Benutzer über die identifizierte Änderung in der Umgebung informiert werden kann. Das Benachrichtigungsmittel kann eine Benachrichtigungseinheit sein, zum Beispiel eine elektronische Anzeige oder eine Audioausgabevorrichtung.
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Das System kann Bilderfassungsmittel umfassen, die konfiguriert sind, um das erste Bild der Umgebung des Trägerfahrzeugs beim ersten Mal aufzunehmen und die ersten Bilddaten in Abhängigkeit davon an das Steuersystem auszugeben. Das Bildaufnahmemittel kann konfiguriert werden, um das zweite Bild der Umgebung des Trägerfahrzeugs zum zweiten Mal aufzunehmen und die zweiten Bilddaten in Abhängigkeit davon an das Steuersystem auszugeben. Vorteilhafterweise kann das System das erste Bild und das zweite Bild selbst erfassen.
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Die Bildaufnahmemittel können eine optische Abbildungsvorrichtung, beispielsweise eine Kamera, umfassen.
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Die Bildaufnahmemittel können so angeordnet sein, dass das Sichtfeld des ersten Bildes und das Sichtfeld des zweiten Bildes jeweils eine Bodenfläche der Umgebung des Trägerfahrzeugs beinhalten. Vorteilhafterweise können das erste Bild und das zweite Bild Veränderungen in der Umgebung der Bodenoberfläche erkennen, wie z.B. neue Objekte am Boden. Die Bodenfläche kann die Bodenfläche neben dem Trägerfahrzeug sein.
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Das Sichtfeld des ersten Bildes und das Sichtfeld des zweiten Bildes können jeweils nur die Umgebung des Trägerfahrzeugs unterhalb einer vorbestimmten Höhe von der Bodenoberfläche beinhalten. Vorteilhaft ist, dass alle Veränderungen in der Umgebung oberhalb der vorgegebenen Höhe ignoriert werden können, z.B. weil sie den Betrieb des Trägerfahrzeugs im autonomen Modus kaum beeinträchtigen können. In einigen Beispielen können die eine oder mehrere Steuerungen des Steuersystems die Änderung der Umgebung in Abhängigkeit von nur Abschnitten der ersten Bilddaten und der zweiten Bilddaten, die dem Sichtfeld unterhalb der vorgegebenen Höhe von der Bodenoberfläche zugeordnet sind, identifizieren (auch wenn sich das Sichtfeld des ersten Bildes und des zweiten Bildes über die vorgegebene Höhe von der Bodenoberfläche erstreckt).
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Die Bildaufnahmemittel können so angeordnet sein, dass sie zumindest teilweise nach unten gerichtet sind. Vorteilhafterweise ist die Position der identifizierten Änderung im Bild ein Indikator für die Nähe der identifizierten Änderung zu den Bildaufnahmemitteln und damit zum T rägerfah rzeug.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs vorgesehen, das in einem autonomen Modus betrieben werden kann. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines ersten Bildes einer Umgebung eines Fahrzeugs, das zu einem ersten Zeitpunkt aufgenommen wurde, wenn das Fahrzeug im Wesentlichen stationär ist. Das Verfahren umfasst das Empfangen eines zweiten Bildes der Umgebung des Fahrzeugs, das zu einem zweiten Zeitpunkt aufgenommen wird, wenn das Fahrzeug im Wesentlichen stillsteht, wobei das zweite Mal nach dem ersten Zeitpunkt und nach mindestens einem Systemabschaltungsereignis zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt erfolgt. Ein Sichtfeld des ersten Bildes überlappt zumindest teilweise ein Sichtfeld des zweiten Bildes. Das Verfahren umfasst den Betrieb des Fahrzeugs in einem autonomen Modus. Das Verfahren umfasst das Identifizieren einer Änderung in der Umgebung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt in Abhängigkeit vom ersten Bild und dem zweiten Bild. Das Verfahren kann die Ausgabe eines Änderungssignals umfassen, das die Änderung der Umgebung des Fahrzeugs anzeigt. Beim Betrieb im autonomen Modus umfasst das Verfahren das autonome Steuern des Fahrzeugs, um die Umgebung in Abhängigkeit von der Änderung zu einem Navigationsziel zu navigieren. Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug gesteuert werden, um eine Veränderung der Umgebung anhand von Umgebungsbildern zu erkennen.
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Gemeinsame Elemente
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das ein Steuerungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, ein System gemäß einem Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, oder ein System gemäß einem Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, oder das dazu bestimmt ist, ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung durchzuführen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein mobiles Endgerät vorgesehen, das das Steuerungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, umfasst. Das mobile Endgerät kann Kommunikationsmittel umfassen, zum Beispiel eine Kommunikationseinheit zur drahtlosen Kommunikation mit dem Trägerfahrzeug. Die Kommunikationseinheit kann ein drahtloser Sender sein, der angeordnet ist, um ein oder mehrere Signale drahtlos über ein vorgegebenes drahtloses Kommunikationsprotokoll an das Trägerfahrzeug zu übertragen. Das eine oder die mehreren Signale können das Navigationssignal beinhalten.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung steht eine Computersoftware zur Verfügung, die, wenn sie durch ein Verarbeitungsmittel ausgeführt wird, dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung durchzuführen. Die Computersoftware kann auf einem computerlesbaren Medium gespeichert werden. Die Computersoftware kann auf einem computerlesbaren Medium greifbar gespeichert werden. Das computerlesbare Medium kann nicht vorübergehend sein.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die bei Ausführung durch einen oder mehrere Verarbeiter den einen oder die mehreren Verarbeiter veranlassen, ein Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung durchzuführen.
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Die J3016 von SAE International definiert sechs Stufen der Fahrautomatisierung für Straßenfahrzeuge. Die hierin verwendeten Begriffe autonomer Fahrmodus und autonomer Modus gelten für alle SAE-Stufen eins bis fünf. In einer Ausführungsform werden die hierin offenbarten autonomen Fahrweisen und autonomen Betriebsarten als mindestens SAE-Stufe drei verstanden. Mit anderen Worten, das automatisierte Antriebssystem des Trägerfahrzeugs steuert alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe. Der autonome Modus kann als autonomer Fahrmodus bezeichnet werden.
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Unter dem hierin verwendeten Begriff Navigationsziel ist eine Position innerhalb eines schiffbaren Bereichs einer Umgebung des Trägerfahrzeugs zur Navigation des Trägerfahrzeugs zu verstehen. In einigen Beispielen kann die Position eine geografische absolute Position in einem Koordinatensystem sein, wie beispielsweise Breitengrad und Längengrad. In anderen Beispielen kann der Standort ein relativer Standort sein, bezogen auf ein oder mehrere andere Merkmale oder Regionen, die mit der Umgebung des Trägerfahrzeugs verbunden sind. In einigen Beispielen wird der hierin verwendete Begriff Navigationsziel so verstanden, dass er die Position innerhalb des Navigationsziels umfasst, wie hierin beschrieben, zusätzlich zu allen anderen Merkmalen, die mit der Navigation des Trägerfahrzeugs zum Standort des Navigationsziels verbunden sind, beispielsweise eine Ausrichtung des Trägerfahrzeugs zum Standort des Navigationsziels.
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In autonomen Fahrmodi des hierin beschriebenen Trägerfahrzeugs wird davon ausgegangen, dass das Steuersystem das Trägerfahrzeug steuern kann, um autonom durch ein schiffbares Gebiet zu navigieren, beispielsweise gemäß einem Navigationsziel unter Verwendung einer Karte des schiffbaren Gebiets. Somit kann die Karte des Fahrbereichs des Trägerfahrzeugs bei der autonomen Navigation des Trägerfahrzeugs im Fahrbereich verwendet werden, beispielsweise gemäß dem Navigationsziel.
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Die Karte kann eine abrufbare Karte umfassen, die auf einem Speichermittel, wie beispielsweise einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Medium, das dem Trägerfahrzeug zugeordnet ist, oder auf einem Cloud-basierten Server gespeichert ist, auf den das Steuersystem des Trägerfahrzeugs Zugriff hat. Solche Karten können vom Benutzer auf einen Cloud-basierten Server hochgeladen werden. Die hochgeladene Karte kann mit anderen Benutzern geteilt werden. Karten, die von anderen Benutzern hochgeladen wurden, können ebenfalls gemeinsam genutzt werden, so dass ein Benutzer Zugriff auf eine Reihe von Karten hat, die direkt vom Cloud-basierten Server heruntergeladen werden können. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Karten zusätzlich oder alternativ von einem Drittanbieter, wie beispielsweise einem Karten- und/oder Navigationsdienstleistungsunternehmen, oder einem Anbieter bereitgestellt werden, der auf Anfrage eine Karte eines bestimmten Fahrtgebietes als Dienst erstellt und die Karte zur Verfügung stellt, sei es über eine Online-Quelle oder anderweitig.
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In einem weiteren Beispiel kann die Karte von einem Fahrer erstellt werden, der dem Trägerfahrzeug in einem ersten Mapping-Prozess den navigierbaren Bereich beibringt. Die Karte kann vom Fahrer erstellt werden, der dem Trägerfahrzeug einen navigierbaren Bereich in einem unabhängigen Abbildungsprozess beibringt, indem das Trägerfahrzeug durch den navigierbaren Bereich gefahren wird, um dem Trägerfahrzeug eine Führung zu geben. Während der Fahrer das Trägerfahrzeug um den navigierbaren Bereich herum fährt, scannen ein oder mehrere dem Trägerfahrzeug zugeordnete Abtastmittel, wie beispielsweise ein oder mehrere fahrzeugseitige Sensoren, mindestens einen Teil des navigierbaren Bereichs, um schrittweise eine Karte des gescannten Bereichs zu erstellen, die optional Landmarken, Merkmale oder Umgebungsattribute beinhaltet. Auf diese Weise kann die Karte für eine spätere Lokalisierung und/oder autonome Navigation des Trägerfahrzeugs verwendet werden. Der Benutzer des Trägerfahrzeugs kann den anfänglichen Abbildungsprozess auswählen, um dem Trägerfahrzeug die Karte des fahrbaren Bereichs beizubringen. Alternativ kann der anfängliche Abbildungsprozess auch ein passiver Abbildungsprozess sein, bei dem die Karte während der Bewegung des Trägerfahrzeugs im navigierbaren Bereich erstellt wird. Wenn der anfängliche Abbildungsprozess der passive Abbildungsprozess ist, darf der Benutzer nicht benachrichtigt werden, dass das Trägerfahrzeug die Karte erstellt, während sich das Trägerfahrzeug im navigierbaren Bereich bewegt. So kann der Benutzer darauf aufmerksam gemacht werden, dass die Karte des Fahrgebietes erst dann erstellt wird oder wurde, wenn der Bau der Karte bereits begonnen hat.
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Jede hierin beschriebene(n) Steuerung(en) können in geeigneter Weise eine Steuereinheit oder Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Somit kann das System eine einzelne Steuereinheit oder eine elektronische Steuerung umfassen oder alternativ können verschiedene Funktionen der Steuerung in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuerungen verkörpert oder in diesen untergebracht sein. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Steuerung“ oder „Steuereinheit“ sowohl eine einzelne Steuereinheit oder Steuerung als auch eine Vielzahl von Steuereinheiten oder Steuerungen, die gemeinsam betrieben werden, um eine bestimmte Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Um eine Steuerung zu konfigurieren, kann ein geeigneter Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt wird, bewirken, dass die Steuereinheit oder die Rechenvorrichtung die hierin spezifizierten Steuertechniken implementiert. Der Befehlssatz kann geeignet in den einen oder die mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein. Alternativ kann der Befehlssatz auch als Software bereitgestellt werden, die in einem oder mehreren Speichern gespeichert ist, die der Steuerung zugeordnet sind, um auf der Rechenvorrichtung ausgeführt zu werden. Eine erste Steuerung kann in einer Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft. Eine oder mehrere andere Steuerungen können in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft, optional ein oder mehrere Prozessoren wie die erste Steuerung. Es können auch andere geeignete Vorkehrungen getroffen werden.
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Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur noch exemplarisch beschrieben, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
- zeigt eine schematische Darstellung eines Trägerfahrzeugs;
- zeigt eine schematische Darstellung eines dem Trägerfahrzeug zugeordneten Steuerungssystems aus ;
- zeigt eine schematische Darstellung eines Systems, das dem Trägerfahrzeug zugeordnet ist, aus ;
- Die und zeigen eine schematische Darstellung einer Umgebung, in der das Trägerfahrzeug arbeiten kann;
- zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren darstellt, das mit der Steuerung des Trägerfahrzeugs in verbunden ist; und
- zeigt ein anschauliches Beispiel für ein Trägerfahrzeug, wie hierin beschrieben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Fahrzeugsysteme
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Ein schematisches Diagramm, das die mit einem Trägerfahrzeug 10 verbundenen Subsysteme gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, ist in dargestellt. Das Trägerfahrzeug 10 ist für den Betrieb in einem autonomen Modus, um autonom durch eine Umgebung zu einem Navigationsziel zu navigieren. Das Trägerfahrzeug 10 kann eines der hierin beschriebenen Steuerungssysteme oder Systeme umfassen. Das Trägerfahrzeug 10 kann so angeordnet werden, dass es eines der hierin beschriebenen Verfahren durchführt.
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Das Trägerfahrzeug 10 ist ein Landfahrzeug mit einer Vielzahl von Rädern 12a, 12b, 12c, 12c, 12d, die in Form von vier Rädern 12a, 12b, 12c, 12d vorliegen können. Das Trägerfahrzeug 10 umfasst eine vordere Antriebssteuerung 14 und eine hintere Antriebssteuerung 16. Die vordere Antriebsstrangsteuerung 14 ist mit jedem der Vorderräder 12a, 12b verbunden. Die vordere Antriebsstrangsteuerung 14 kann mechanisch mit jedem der Vorderräder 12a, 12b verbunden werden. Alternativ oder zusätzlich ist die vordere Antriebsstrangsteuerung 14 über einen oder mehrere Motoren (nicht dargestellt) mit jedem der Vorderräder 12a, 12b elektrisch verbunden. Die hintere Antriebsstrangsteuerung 16 ist mit jedem der Hinterräder 12c, 12d verbunden. Die hintere Antriebsstrangsteuerung 16 kann mechanisch mit jedem der Hinterräder 12c, 12d verbunden werden. Alternativ ist die hintere Antriebsstrangsteuerung 16 über einen oder mehrere Motoren (nicht dargestellt) mit jedem der Hinterräder 12c, 12d elektrisch verbunden. Die vordere Antriebsstrangsteuerung 14 und die hintere Antriebsstrangsteuerung 16 steuern jeweils ein Antriebsmoment, das auf die Räder 12a, 12b, 12c, 12d aufgebracht wird, um das Trägerfahrzeug 10 durch die Umgebung zu bewegen. Es ist zu beachten, dass in einigen Ausführungsformen eine einzelne Antriebssteuerung die Funktionen der vorderen und hinteren Antriebssteuerung 14, 16 übernehmen kann. Jedem der Räder 12a, 12b, 12c, 12d ist eine entsprechende Drehmomentänderungssteuerung 18a, 18b, 18c, 18c, 18d zugeordnet, die in Form einer Bremssteuerung 18a, 18b, 18c, 18d vorliegen kann. Die Bremssteuerung 18a, 18b, 18c, 18d kann eine Anwendung eines Bremsmoments auf die Drehbewegung des zugehörigen Rades 12a, 12b, 12c, 12c, 12d steuern. Es ist zu beachten, dass die Drehmomentänderungsregler 18a, 18b, 18c, 18d in der Lage sind, ein zusätzliches Drehmoment auf die Räder 12a, 12b, 12c, 12c, 12d aufzubringen. In diesem Fall können die Antriebsstrangsteuerungen 14, 16 nicht das Drehmoment auf die Räder 12a, 12b, 12c, 12d anwenden, sondern können stattdessen verwendet werden, um die Anwendung des Antriebsmoments durch die Drehmomentänderungssteuerungen 18a, 18b, 18c, 18d zu steuern. Eine solche Anordnung findet sich typischerweise in Elektrofahrzeugen. In Hybrid-Elektrofahrzeugen können die Antriebsstrangsteuerungen 12, 16 zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Räder 12a, 12b, 12c, 12d über einen Motor, zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, sowie die Drehmomentänderungssteuerungen 18a, 18b, 18c, 18d zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Räder 12a, 12b, 12c, 12d über einen oder mehrere Elektromotoren vorgesehen sein. In einigen Beispielen wird das Trägerfahrzeug 10 über einen Verbrennungsmotor mit kohlenwasserstoffbasierten Kraftstoffen betrieben. Der Verbrennungsmotor ist mechanisch mit den vorderen und hinteren Antriebsstrangsteuerungen 14, 16 (oder der einzelnen Antriebsstrangsteuerung) verbunden. Obwohl die vorhergehende Offenbarung ein Fahrzeug beschrieben hat, in dem jedes der vier Räder 12a, 12b, 12c, 12d angetrieben wird, wird davon ausgegangen, dass nicht alle Räder 12a, 12b, 12c, 12d angetrieben werden können. So können beispielsweise nur die Vorderräder 12a, 12b angetrieben werden, beispielsweise durch die vordere Antriebsstrangsteuerung 14 oder durch die Drehmomentänderungssteuerung 18a, 18b. In einem alternativen Beispiel können nur die Hinterräder 12c, 12d angetrieben werden, zum Beispiel durch die hintere Antriebssteuerung 16 oder durch die Drehmomentänderungssteuerung 18c, 18d.
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Das Trägerfahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugsteuerung 20 zum Steuern des Betriebs des Trägerfahrzeugs 10. Die Fahrzeugsteuerung 20 ist typischerweise in Verbindung mit den anderen Antriebssteuerungen 14, 16, 18a, 18b, 18c, 18c, 18d des Trägerfahrzeugs 10. Die Fahrzeugsteuerung 20 kann Fahrzeugsteueranweisungen über ein oder mehrere Datenkommunikationsnetze des Fahrzeugs 10 senden und empfangen, die von einer Netzwerksteuerung 22 gesteuert werden. Das Trägerfahrzeug 10 umfasst eine Lenksteuerung 24 zum Steuern des Trägerfahrzeugs 10. Typischerweise steuert die Lenksteuerung 24 die Lenkung des Trägerfahrzeugs 10 durch Lenkung der Vorderräder 12a, 12b. Die Lenksteuerung 24 kann in Datenkommunikation mit der Fahrzeugsteuerung 20 stehen, um daraus Lenkungssteuerungsanforderungen zu empfangen und das Trägerfahrzeug 10 in Abhängigkeit von den Lenkungssteuerungsanforderungen zu steuern. In einigen Ausführungsformen kann die Lenksteuerung 24 eine Benutzerlenkeingabe empfangen, um die Lenkung des Trägerfahrzeugs 10 zu steuern. Die Lenksteuerung 24 kann in Datenkommunikation mit den Drehmomentänderungssteuerungen 18a, 18b, 18c, 18d stehen, um das an den Rädern 12a, 12b, 12c, 12c, 12d aufgebrachte Drehmoment zu steuern, um beim Lenken des Trägerfahrzeugs 10 zu helfen. Das Trägerfahrzeug 10 umfasst eine Navigationssteuerung 26 zum Bestimmen einer Navigationsroute des Trägerfahrzeugs 10 durch die Umgebung. Die Route kann zwischen einem Start- und einem Zielort liegen. Die Navigationssteuerung 26 kann in Datenkommunikation mit der Fahrzeugsteuerung 20 stehen, um den bestimmten Navigationsweg an die Fahrzeugsteuerung 20 zu senden, um das Trägerfahrzeug 10 zur Navigation gemäß dem bestimmten Navigationsweg zu veranlassen. Das Trägerfahrzeug umfasst eine Sensorsteuerung 28 zum Steuern eines oder mehrerer Sensoren (nicht in dargestellt) des Trägerfahrzeugs 10. Die Sensoren sind so angeordnet, dass sie Daten erfassen, die die Umgebung des Trägerfahrzeugs 10 anzeigen. Die die Umgebung anzeigenden Daten können in einem für das Fahrzeug zugänglichen Datenspeicher gespeichert werden, beispielsweise in einer oder mehreren Speichervorrichtungen des Fahrzeugs. Die Sensorsteuerung 28 kann in Datenkommunikation mit der Fahrzeugsteuerung 20 stehen, um die die Umgebung anzeigenden Daten an die Fahrzeugsteuerung 20 auszugeben, um das Trägerfahrzeug 10 zur Navigation zu veranlassen, wobei die die Umgebung anzeigenden Daten verwendet werden. Die Sensorsteuerung 28 kann in Datenkommunikation mit der Navigationssteuerung 26 stehen, um die die Umgebung anzeigenden Daten an die Fahrzeugsteuerung 20 auszugeben, um das Trägerfahrzeug 10 zu veranlassen, den Navigationsweg unter Verwendung der die Umgebung anzeigenden Daten zu bestimmen. Wie im Folgenden beschrieben, wird verstanden, dass die Sensoren ein erstes Sensormittel in Form einer ersten Vielzahl von Sensoren zum Erfassen der Umgebung nach hinten an oder von einem Heck des Trägerfahrzeugs und ein zweites Sensormittel in Form einer zweiten Vielzahl von Sensoren zum Erfassen der Umgebung nach vorne an oder von einer Vorderseite des Trägerfahrzeugs beinhalten können. Es versteht sich, dass viele Kombinationen von Sensoren zur Unterstützung der autonomen Navigation des Trägerfahrzeugs geeignet sind, einschließlich jeder Kombination von einem oder mehreren Radarsensoren, einem oder mehreren stereoskopischen Sensoren, einer oder mehreren Kameras, einem oder mehreren LIDAR-Sensoren und einem oder mehreren Ultraschallsensoren.
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Wie im Folgenden näher beschrieben, ist das Trägerfahrzeug 10 für die autonome Navigation in einem autonomen Fahrmodus des Trägerfahrzeugs 10 vorgesehen. Das Trägerfahrzeug 10 kann jede der im Folgenden beschriebenen Steuerungen oder Systeme umfassen. Das Trägerfahrzeug 10 kann so angeordnet werden, dass es eines der nachstehend beschriebenen Verfahren durchführt.
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Wie verstanden, ist das Trägerfahrzeug 10 typischerweise ein Landfahrzeug, zum Beispiel ein Straßenfahrzeug wie ein Auto, ein Lastwagen oder ein anderes geeignetes Fahrzeug.
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Zwischen den Bildern wechseln
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Ein Steuerungssystem 5100 oder eine Steuereinheit 5100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in dargestellt.
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Das Steuersystem 5100 ist für ein Trägerfahrzeug 10, das in einem autonomen Modus betrieben werden kann. Das Trägerfahrzeug 10 kann im Wesentlichen wie vorstehend unter Bezugnahme auf beschrieben sein. Das Steuerungssystem 5100 umfasst eine oder mehrere Steuerungen 5110. Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 beinhalten eine erste Steuerung 4110. Das Steuerungssystem 5100 ist konfiguriert, um erste Bilddaten und zweite Bilddaten zu empfangen. Die ersten Bilddaten sind indikativ für ein erstes Bild von mindestens einem ersten Teil einer Umgebung des Trägerfahrzeugs. Das erste Bild wird beim ersten Mal aufgenommen. Die zweiten Bilddaten sind indikativ für ein zweites Bild von mindestens einem zweiten Teil der Umgebung des Trägerfahrzeugs, das zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt aufgenommen wurde. In diesem Beispiel sollen die zweiten Bilddaten von der Steuerung 5100 empfangen werden, wenn das Trägerfahrzeug 10 in einem autonomen Modus arbeitet. Ein Sichtfeld des ersten Bildes überlappt zumindest teilweise ein Sichtfeld des zweiten Bildes. Daher ist zumindest ein Teil der Szene der Umgebung des Trägerfahrzeugs sowohl im ersten als auch im zweiten Bild zu sehen. Wenn das Fahrzeug im autonomen Modus betrieben wird, identifizieren die eine oder mehrere Steuerungen 5110 eine Änderung der Umgebung des Trägerfahrzeugs zwischen dem ersten und dem zweiten Mal. Die Änderung wird in Abhängigkeit von den ersten Bilddaten und den zweiten Bilddaten identifiziert. So identifizieren beispielsweise die eine oder mehrere Steuerungen 5110 die Änderung in Abhängigkeit von den ersten Bilddaten und die zweiten Bilddaten zeigen an, dass sich das erste Bild vom zweiten Bild unterscheidet. Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 geben ein Änderungssignal aus, das die Änderung der Umgebung des Trägerfahrzeugs anzeigt. Zwischen dem ersten und dem zweiten Mal hat das Trägerfahrzeug ein Systemabschaltungsereignis abgeschlossen. Sowohl beim ersten als auch beim zweiten Mal ist das Trägerfahrzeug im Wesentlichen stationär, z.B. befindet sich das Trägerfahrzeug an einem Parkplatz. Daher können Änderungen in der Umgebung des Trägerfahrzeugs mit Hilfe von Änderungserkennungstechniken auf zwei Bildern, die aus der Umgebung des Trägerfahrzeugs zu zwei verschiedenen Zeiten aufgenommen wurden, erkannt werden. Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 umfassen einen elektronischen Prozessor 5120 mit einem elektrischen Eingang 5140 und eine elektronische Speichervorrichtung 5130, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor 5120 gekoppelt ist. Die elektronische Speichervorrichtung 5130 verfügt über darin gespeicherte Anweisungen. Der elektronische Prozessor 5120 ist konfiguriert, um auf die Speichervorrichtung 5130 zuzugreifen und die Anweisungen darauf auszuführen, um ein Änderungssignal auszugeben, das eine Änderung in der Umgebung des Trägerfahrzeugs 10 unter Verwendung des ersten Bildes und des zweiten Bildes anzeigt. Der elektrische Eingang 5140 dient zum Empfangen der ersten Bilddaten und der zweiten Bilddaten. Der elektronische Prozessor 5120 beinhaltet einen elektrischen Ausgang 5150 zur Ausgabe des Änderungssignals. Der elektrische Eingang 5140 und der elektrische Ausgang 5150 können kombiniert werden, beispielsweise indem sie von einer I/O-Einheit oder einer Schnittstelleneinheit gebildet werden. So kann beispielsweise die eine oder die mehreren Steuerungen 5110 eine Schnittstelle zu einem Netzwerk umfassen, das einen Kommunikationsbus des Trägerfahrzeugs bildet. Der Schnittstellenbus kann ein auf Internet-Protokoll (IP) basierender Kommunikationsbus wie Ethernet sein, obwohl die Ausführungsformen der Erfindung in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt sind.
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Das Trägerfahrzeug 10 in diesem Beispiel ist so angeordnet, dass es das erste Bild aufnimmt, während sich das Trägerfahrzeug 10 an einem Parkplatz befindet, und vor dem Herunterfahren des Trägerfahrzeugs 10 am Parkplatz. Das Trägerfahrzeug 10 ist so angeordnet, dass es das zweite Bild nach dem ersten Bild und während sich das Trägerfahrzeug 10 am Parkplatz befindet, aufnimmt. Insbesondere ist das Trägerfahrzeug 10 so angeordnet, dass es das zweite Bild unmittelbar vor der Bewegung des Trägerfahrzeugs 10 vom Parkplatz weg im autonomen Modus des Trägerfahrzeugs 10 aufnimmt.
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Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 können das Hinzufügen eines neuen Objekts in der Nähe des Trägerfahrzeugs als Änderung der Umgebung identifizieren. So kann beispielsweise das neue Objekt im zweiten Bild erscheinen, das zuvor im ersten Bild nicht vorhanden war, obwohl sich das neue Objekt im zweiten Bild im Sichtfeld des ersten Bildes befindet. Daher kann die eine oder mehrere Steuerungen 5110 bestimmen, dass sich die Umgebung geändert hat, und den Benutzer darüber informieren, dass sich die Umgebung geändert hat. In diesem Beispiel kann die eine oder mehrere Steuerungen 5110 das zweite Bild an den Benutzer ausgeben, um den Benutzer über die beobachtete Änderung zu informieren. Somit kann der Benutzer bestimmen, ob er mit der autonomen Navigation des Trägerfahrzeugs auch angesichts der Veränderung der Umgebung des Trägerfahrzeugs fortfahren möchte.
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Im vorliegenden Beispiel versuchen die eine oder mehrere Steuerungen 5110, das neue Objekt im zweiten Bild zu identifizieren und dem Benutzer die Identifikation als Teil des Änderungssignals bereitzustellen.
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Wenn das erste Bild und das zweite Bild jeweils aufgenommen werden, während sich das Trägerfahrzeug 10 an leicht unterschiedlichen Positionen befindet, aber dennoch eine zumindest teilweise Überlappung im Sichtfeld des ersten Bildes und des zweiten Bildes vorliegt, kann die eine oder die mehrere Steuerung 5110 das zweite Bild in Bezug auf das erste Bild (oder umgekehrt) transformieren, um einen einfachen Vergleich zwischen dem ersten Bild und dem zweiten Bild zu ermöglichen.
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In diesem Beispiel umfassen das erste Bild und das zweite Bild jeweils eine Ansicht in Bezug auf eine seitliche Seite des Trägerfahrzeugs 10. Daher können Veränderungen in der Umgebung auch dann identifiziert werden, wenn typische Sensoren, die für die autonome Navigation verwendet werden, eine schlechte Abdeckung aufweisen, z.B. weil typische Sensoren, die für die autonome Navigation verwendet werden, überwiegend vordere und hintere Bereiche des Trägerfahrzeugs erfassen.
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Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 geben das Änderungssignal in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen den ersten Bilddaten und den zweiten Bilddaten aus.
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Das Steuersystem 5100 ist konfiguriert, um ein Zielsignal zu empfangen, das ein Navigationsziel des Trägerfahrzeugs anzeigt. Im autonomen Modus gibt die eine oder mehrere Steuerungen 5110 nach Empfang des Zielsignals ein Navigationssignal aus, um das Trägerfahrzeug 10 in Abhängigkeit von der identifizierten Änderung autonom zum Navigationsziel zu navigieren. Wenn beispielsweise keine Änderung festgestellt wird oder wenn die festgestellte Änderung als vernachlässigbar angesehen wird, kann das Trägerfahrzeug 10 mit einer autonomen Navigation zum Navigationsziel fortfahren. Umgekehrt kann das Trägerfahrzeug bei einer festgestellten Änderung oder bei einer als signifikant eingestuften Änderung daran gehindert werden, autonom zum Navigationsziel zu navigieren, bis der Benutzer auf die Änderung der Umgebung aufmerksam gemacht wird und bestätigt, dass das Trägerfahrzeug 10 im autonomen Modus mit autonomer Navigation zum Navigationsziel fortfahren sollte. Auf diese Weise ist das Steuerungssystem 5100 konfiguriert, um ein Bestätigungssignal zu empfangen, das die Bestätigung durch den Benutzer anzeigt, um mit der autonomen Navigation zum Navigationsziel fortzufahren. Das Bestätigungssignal wird nach Benachrichtigung des Benutzers über die identifizierte Änderung empfangen. Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 geben das Navigationssignal in Abhängigkeit vom empfangenen Bestätigungssignal aus. Daher kann der Benutzer das Trägerfahrzeug 10 anweisen, mit der autonomen Navigation fortzufahren, auch wenn eine oder mehrere Steuerungen 5110 die Änderung in der Umgebung erkennen.
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Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 geben das Navigationssignal so rechtzeitig aus, dass die autonome Navigation des Trägerfahrzeugs 10 kurz danach, beispielsweise in weniger als 30 Sekunden, nach der Identifizierung einer Änderung der Umgebung anhand des ersten und des zweiten Bildes beginnt. Daher kann die Umgebung des Trägerfahrzeugs zwischen der Aufnahme des zweiten Bildes und der Bewegung des Trägerfahrzeugs 10 von einer aktuellen Position des Trägerfahrzeugs zur autonomen Navigation im Wesentlichen unverändert bleiben.
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Ein System 5300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in dargestellt. Das System 5300 umfasst das Steuerungssystem 5100, wie vorstehend unter Bezugnahme auf beschrieben. Das System 5300 umfasst die Benachrichtigungsmittel 5310 in Form einer Benachrichtigungseinheit 5310. Die Benachrichtigungseinrichtung 5310 ist konfiguriert, um das Änderungssignal von der Steuerung 5100 zu empfangen. Die Benachrichtigungsmittel 5310 sind konfiguriert, um eine Benutzerbenachrichtigung auszugeben, um einen Benutzer des Trägerfahrzeugs über die Änderung der Umgebung des Trägerfahrzeugs in Abhängigkeit vom empfangenen Änderungssignal zu informieren. Daher kann der Benutzer auf Änderungen in der Umgebung aufmerksam gemacht werden, die die Fähigkeit des Trägerfahrzeugs 10 beeinträchtigen können, im autonomen Modus autonom zu navigieren. Die Benachrichtigungseinheit 5310 beinhaltet eine elektronische Anzeige 5310. In einigen Beispielen umfasst die Benachrichtigungseinheit 5310 eine Audioausgabevorrichtung.
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Das System 5300 umfasst eine Bilderfassungseinrichtung 5320 in Form einer oder mehrerer optischer Abbildungsvorrichtungen 5320, beispielsweise einer oder mehrerer Kameras 5320. Die Bildaufnahmevorrichtung 5320 ist konfiguriert, um das erste Bild der Umgebung des Trägerfahrzeugs beim ersten Mal aufzunehmen und die ersten Bilddaten in Abhängigkeit davon an das Steuersystem 5100 auszugeben. Die Bildaufnahmevorrichtung 5320 ist konfiguriert, um das zweite Bild der Umgebung des Trägerfahrzeugs zum zweiten Mal aufzunehmen und die zweiten Bilddaten in Abhängigkeit davon an das Steuersystem 5100 auszugeben. Das Bildaufnahmemittel 5320 erfasst sowohl das erste Bild als auch das zweite Bild.
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Das Bildaufnahmemittel 5320 ist so angeordnet, dass das Sichtfeld des ersten Bildes und das Sichtfeld des zweiten Bildes jeweils eine Bodenfläche der Umgebung des Trägerfahrzeugs 10 im Normalbetrieb beinhalten. Daher können mit dem vorliegenden System Veränderungen in der Umgebung des Trägerfahrzeugs in der Nähe der Bodenoberfläche, wie beispielsweise Objekte auf dem Boden um das Trägerfahrzeug herum, erkannt werden. Das Sichtfeld des ersten Bildes und das Sichtfeld des zweiten Bildes beinhalten jeweils nur die Umgebung des Trägerfahrzeugs unterhalb einer vorgegebenen Höhe von der Bodenoberfläche. Daher können nur Veränderungen in der Umgebung in der Nähe der Bodenoberfläche erkannt werden. So wird beispielsweise ein neues Regal an einer Wand in der Nähe des Trägerfahrzeugs und oberhalb der vorgegebenen Höhe von der Bodenoberfläche nicht als Veränderung der Umgebung identifiziert. Die vorgegebene Höhe ist im Wesentlichen die Höhe des Trägerfahrzeugs. Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 des Steuerungssystems 5100 identifizieren die Änderung der Umgebung in Abhängigkeit von nur Teilen der ersten Bilddaten und der zweiten Bilddaten, die dem Sichtfeld unterhalb der vorgegebenen Höhe von der Bodenoberfläche zugeordnet sind.
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zeigt ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für die Umgebung darstellt, in der das Trägerfahrzeug 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung arbeiten kann. Das Trägerfahrzeug 10 kann das Steuerungssystem 5100 wie in beschrieben oder das System 5300 wie in beschrieben umfassen. Insbesondere sind die Bilderfassungsmittel 5320 an einer seitlichen Seite des Trägerfahrzeugs 10 zu sehen. Ein Sichtfeld 5210 der Bildaufnahmemittel 5320 ist ebenfalls dargestellt und bedeckt ein Objekt 5220 in der Nähe des Hostobjekts. Wie vorstehend beschrieben, ist das Objekt 5220 beim ersten Mal nicht vorhanden, wenn die Bilderfassungseinrichtung 5320 ein erstes Bild der Umgebung des Trägerfahrzeugs 10 aufnimmt. Zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt erscheint das Objekt 5220 in der Umgebung und ist vorhanden, wenn die Bilderfassungseinrichtung 5320 das zweite Bild zum zweiten Zeitpunkt erfasst. Die eine oder mehrere Steuerungen 5110 können die Änderung in der Umgebung identifizieren und den Benutzer über die Änderung informieren. Unter bestimmten Umständen kann der Benutzer beschließen, die autonome Navigation des Trägerfahrzeugs 10 zu verhindern, bis das Objekt 5220 aus der Nähe des Benutzers, z.B. durch den Benutzer, entfernt wurde. Es versteht sich, dass nur eine sehr einfache schematische Darstellung ist und sich die Form des Sichtfeldes 5210 ändern kann. Darüber hinaus deckt typischerweise das Bildaufnahmemittel 5320 beide Seiten des Trägerfahrzeugs ab, beispielsweise mit einer anderen Sensoreinheit (nicht in dargestellt).
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Ein Verfahren 5400 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in dargestellt. Das Verfahren 5400 ist ein Verfahren zum Steuern des Trägerfahrzeugs 10. Insbesondere ist das Verfahren 5400 ein Verfahren zur autonomen Steuerung des Fahrzeugs zur Navigation zu einem Navigationsziel in Abhängigkeit von der Identifizierung einer Änderung der Umgebung. So ist beispielsweise das Verfahren 5400 typischerweise so angeordnet, dass es die autonome Navigation des Fahrzeugs zum Navigationsziel verhindert oder verzögert, wenn die Änderung in der Umgebung identifiziert wird. Der Benutzer kann bestätigen, dass die autonome Navigation nach Überprüfung der Änderung in der Umgebung fortgesetzt werden kann. Alternativ kann der Benutzer die autonome Navigation des Trägerfahrzeugs abbrechen. Das Verfahren 5400 kann von dem Steuerungssystem 5100 und dem vorstehend beschriebenen System 5300 unter Bezugnahme auf die und durchgeführt werden. Das Verfahren kann vom Fahrzeug 10 in der in schematisch dargestellten Umgebung durchgeführt werden.
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Das Verfahren 5400 umfasst im Wesentlichen die Schritte des Empfangens von 5410 eines ersten Bildes einer Umgebung eines Fahrzeugs, das zu einem ersten Zeitpunkt aufgenommen wurde, wenn das Fahrzeug im Wesentlichen stillsteht, des Empfangens von 5420 eines zweiten Bildes der Umgebung des Fahrzeugs, das zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt und nach mindestens einem Systemabschaltungsereignis zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt aufgenommen wurde, und in Abhängigkeit davon das Ausgeben von 5450 eines Änderungssignals, das eine Änderung der Umgebung des Fahrzeugs zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt anzeigt.
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Unter Bezugnahme auf umfasst die veranschaulichte Ausführungsform des Verfahrens 5400 einen Schritt zum Empfangen von 5410 ersten Bilddaten, die ein erstes Bild einer Umgebung eines Fahrzeugs anzeigen. Das erste Bild wird zum ersten Mal aufgenommen, wenn das Fahrzeug im Wesentlichen stillsteht.
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In Schritt 5420 werden zweite Bilddaten empfangen, die ein zweites Bild der Umgebung des Fahrzeugs anzeigen, das zu einem zweiten Zeitpunkt aufgenommen wird, wenn das Fahrzeug steht. Das zweite Mal ist nach dem ersten Mal. Das zweite Mal ist nach einem Systemabschaltungsereignis zwischen dem ersten Mal und dem zweiten Mal. Ein Sichtfeld des ersten Bildes überlappt zumindest teilweise ein Sichtfeld des zweiten Bildes. Das Abschaltereignis des Systems kann ein Ereignis beinhalten, wenn das Fahrzeug vom Benutzer des Fahrzeugs unbeaufsichtigt ist, z.B. unbeaufsichtigt vom Benutzer des Fahrzeugs.
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In Schritt 5430 wird das Fahrzeug in einem autonomen Modus betrieben.
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In Schritt 5440 wird eine Änderung der Umgebung des Fahrzeugs zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt in Abhängigkeit von den ersten Bilddaten und den zweiten Bilddaten identifiziert.
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In Schritt 5450 wird ein Änderungssignal ausgegeben, das die Änderung der Umgebung des Fahrzeugs anzeigt.
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Das Verfahren kann auch die autonome Navigation des Fahrzeugs zu einem Navigationsziel in Abhängigkeit von der Veränderung der Umgebung umfassen.
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Als Ergebnis des Verfahrens 5400 kann das Fahrzeug aufgrund der Veränderung der Umgebung die autonome Navigation des Fahrzeugs zum Navigationsziel verzögern, verhindern oder um Bestätigung bitten.
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Fahrzeug
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Ein repräsentatives Bild des Trägerfahrzeugs 10, das eines der Steuerungssysteme oder Systeme umfasst oder mit der Durchführung eines der zuvor beschriebenen Verfahren verbunden ist, ist in dargestellt.
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Ein schiffbarer Bereich 50 zur Navigation des Trägerfahrzeugs 10 darin gemäß einem der vorstehend beschriebenen Verfahren ist in dargestellt. Mit anderen Worten, in autonomen Fahrmodi des hierin beschriebenen Trägerfahrzeugs 10 wird verstanden, dass jedes der hierin beschriebenen Steuerungssysteme das Trägerfahrzeug 10 steuern kann, um autonom im Fahrbereich 50 unter Verwendung einer Karte des Fahrbereichs 50 zu navigieren. Das Trägerfahrzeug 10 navigiert typischerweise autonom im Fahrbereich 50, indem es gemäß einem Navigationsziel, beispielsweise zu einem Navigationsziel, unter Verwendung der Karte des Fahrbereichs 50 navigiert. Somit kann die Karte des Fahrbereichs 50 des Trägerfahrzeugs 10 während der autonomen Navigation des Trägerfahrzeugs 10 im Fahrbereich 50 verwendet werden, beispielsweise gemäß dem Navigationsziel.
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Die Karte umfasst Daten, die ein oder mehrere Merkmale 54 einer Umgebung 52 anzeigen, die dem Fahrgebiet 50 zugeordnet ist, wie beispielsweise lokalisierte Merkmale. In einem Beispiel umfasst die Karte eine abrufbare Karte, die auf einem Speichermittel gespeichert ist, wie beispielsweise einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Medium, das dem Trägerfahrzeug 10 zugeordnet ist, oder auf einem Cloud-basierten Server, auf den das Steuersystem des Trägerfahrzeugs 10 Zugriff hat. Solche Karten können vom Benutzer auf einen Cloud-basierten Server hochgeladen werden. Die hochgeladene Karte kann mit anderen Benutzern geteilt werden. Karten, die von anderen Benutzern hochgeladen wurden, können ebenfalls gemeinsam genutzt werden, so dass ein Benutzer Zugriff auf eine Reihe von Karten hat, die direkt vom Cloud-basierten Server heruntergeladen werden können. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Karten zusätzlich oder alternativ von einem Drittanbieter bereitgestellt werden, wie beispielsweise einem Karten- und/oder Navigationsdienstleistungsunternehmen oder einem Anbieter, der auf Anfrage als Dienst eine Karte eines bestimmten befahrbaren Gebiets erstellt und die Karte zur Verfügung stellt, sei es über eine Online-Quelle oder anderweitig.
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In einem weiteren Beispiel kann die Karte von einem Fahrer erstellt werden, der dem Trägerfahrzeug 10 in einem ersten Mapping-Prozess den fahrbaren Bereich 50 beibringt. Die Karte kann vom Fahrer erstellt werden, der dem Trägerfahrzeug 10 einen navigierbaren Bereich 50 in einem unabhängigen Abbildungsprozess beibringt, indem das Trägerfahrzeug 10 um den navigierbaren Bereich 50 herum gefahren wird, um dem Trägerfahrzeug 10 eine Führung zu geben. Während der Fahrer das Trägerfahrzeug 10 um den befahrbaren Bereich 50 herum fährt, scannen ein oder mehrere dem Trägerfahrzeug 10 zugeordnete Abtastmittel, wie beispielsweise ein oder mehrere fahrzeugseitige Sensoren, mindestens einen Teil des befahrbaren Bereichs 50, um schrittweise eine Karte des gescannten Bereichs zu erstellen, die optional Landmarken, Merkmale oder Umgebungsattribute beinhaltet. Auf diese Weise kann die Karte für eine spätere Lokalisierung und/oder autonome Navigation des Trägerfahrzeugs 10 verwendet werden. Der Benutzer des Trägerfahrzeugs 10 kann den anfänglichen Abbildungsprozess auswählen, um dem Trägerfahrzeug 10 die Karte des Fahrbereichs 50 beizubringen. Alternativ kann der anfängliche Abbildungsprozess auch ein passiver Abbildungsprozess sein, bei dem die Karte während der Bewegung des Trägerfahrzeugs 10 im fahrbaren Bereich 50 erstellt wird. Wenn der anfängliche Abbildungsprozess der passive Abbildungsprozess ist, darf der Benutzer nicht benachrichtigt werden, dass das Trägerfahrzeug 10 die Karte erstellt, während sich das Trägerfahrzeug 10 im fahrbaren Bereich 50 bewegt. So kann der Benutzer darauf aufmerksam gemacht werden, dass die Karte des Fahrgebietes 50 erst dann erstellt wird oder wurde, wenn der Bau der Karte bereits begonnen hat.
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In einigen Beispielen ist der navigierbare Bereich ein eingeschränkter Bereich, in dem das Trägerfahrzeug zur autonomen Navigation fähig ist. Das schiffbare Gebiet kann sich von einer Autobahnstraße unterscheiden, wie beispielsweise einem privaten Standort ohne öffentliche Vorfahrt. Auf diese Weise kann die autonome Navigation des Trägerfahrzeugs im navigierbaren Bereich in einer Umgebung durchgeführt werden, in der weniger andere Benutzer im navigierbaren Bereich navigieren, und mit relativ eingeschränkten Kartenanforderungen, was die Komplexität einer zuverlässigen und genauen autonomen Navigation des Trägerfahrzeugs vereinfachen kann. Das schiffbare Gebiet kann eine Größe von weniger als 5 km2, weniger als 2 km2, weniger als 1 km2 oder weniger als 500 m2 aufweisen. Das schiffbare Gebiet kann das Gelände eines Gebäudes sein, beispielsweise ein privates Geschäftshaus, ein öffentliches Geschäftshaus oder ein privates Wohnhaus. Der schiffbare Bereich kann beispielsweise das Gelände eines Büros, einer Fabrik, eines Flughafens, eines Einkaufszentrums, eines Krankenhauses, eines Hotels, eines Mehrfamilienhauses, eines Hauses oder eines anderen Gebäudes sein. In einigen Beispielen kann der navigierbare Bereich kein Gebäude beinhalten und kann beispielsweise ein Feld sein. Der befahrbare Bereich kann einen Parkplatz umfassen. Das schiffbare Gebiet kann eine Zufahrt zu einem Wohngebäude, wie beispielsweise einem Haus, umfassen. Der schiffbare Bereich kann durch einen Grenzzaun (oder eine Mauer) des Geländes begrenzt sein. Der Grenzzaun (oder die Mauer) kann ein Tor oder ähnliches umfassen, um dem Trägerfahrzeug den Zugang zum befahrbaren Bereich zu ermöglichen.
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Es ist zu beachten, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Form von Hardware, Software oder einer Kombination von Hard- und Software realisiert werden können. Eine solche Software kann in Form eines flüchtigen oder nichtflüchtigen Speichers, wie beispielsweise einer Speichervorrichtung wie einem ROM, ob löschbar oder wiederbeschreibbar oder nicht, oder in Form eines Speichers, wie beispielsweise RAM, Speicherchips, Vorrichtung oder integrierte Schaltungen, oder auf einem optisch oder magnetisch lesbaren Medium, wie beispielsweise einer CD, DVD, Magnetplatte oder Magnetband, gespeichert werden. Es ist zu beachten, dass die Speichervorrichtungen und Speichermedien Ausführungsformen maschinenlesbarer Speicher sind, die sich zur Speicherung eines Programms oder von Programmen eignen, die bei ihrer Ausführung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umsetzen. Dementsprechend stellen Ausführungsformen ein Programm bereit, das einen Code zum Implementieren eines Systems oder Verfahrens, wie in einem früheren Anspruch gefordert, und einen maschinenlesbaren Speicher, der ein solches Programm speichert. Darüber hinaus können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung elektronisch über jedes Medium übertragen werden, wie beispielsweise ein Kommunikationssignal, das über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung übertragen wird, und Ausführungsformen, die diese entsprechend umfassen.
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Alle in dieser Spezifikation offenbarten Merkmale (einschließlich aller zugehörigen Ansprüche, Abstraktionen und Zeichnungen) und/oder alle Schritte eines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses können in jeder Kombination kombiniert werden, es sei denn, es handelt sich um Kombinationen, bei denen sich mindestens einige dieser Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen.
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Jedes in dieser Spezifikation offenbarte Merkmal (einschließlich aller damit verbundenen Ansprüche, Abstraktionen und Zeichnungen) kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, gleichwertigen oder ähnlichen Zweck dienen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, ist jedes offenbarte Merkmal nur ein Beispiel für eine generische Reihe von gleichwertigen oder ähnlichen Merkmalen.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Details der vorgenannten Ausführungsformen. Die Erfindung erstreckt sich auf jede neue oder neuartige Kombination der in dieser Spezifikation offenbarten Merkmale (einschließlich aller zugehörigen Ansprüche, Abstraktionen und Zeichnungen) oder auf jede neue oder neuartige Kombination der Schritte eines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses. Die Ansprüche sind nicht nur auf die vorgenannten Ausführungsformen, sondern auch auf alle Ausführungsformen, die in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen, auszulegen.