DE102019201846A1

DE102019201846A1 - Fahrzeugsteuerungssystem und Steuerverfahren

Info

Publication number: DE102019201846A1
Application number: DE102019201846.7A
Authority: DE
Inventors: David Pettinger; Mostafa Taie; Max Nalborczyk; Qian Lu; David Torres
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2019-08-22
Also published as: GB2571160B; GB2571156B; GB2571159A; GB2571150A; GB201813047D0; GB2571386A; GB202216668D0; GB2571158A; GB201813064D0; GB2571387A; GB2608524B; GB202216726D0; US20210080967A1; GB2608524A; GB2571156A; GB202216720D0; GB2571150B; DE102019201860A1; GB201813042D0; GB202216664D0

Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Steuerungssystem (3100) dar. Das Steuersystem (3100) ist für ein Trägerfahrzeug (10), das in einem autonomen Modus betrieben werden kann. Das Steuerungssystem (3100) umfasst eine oder mehrere Steuerungen (3110). Das Steuersystem (3100) ist konfiguriert, um ein erstes Standortsignal, ein erstes Flächensignal und ein Referenzsignal zu empfangen. Das erste Ortungssignal ist ein Indikator für den Standort eines Trägerfahrzeugs (10). Das erste Flächensignal ist ein Indikator für eine oder mehrere erfasste Eigenschaften von mindestens einem Abschnitt eines ersten Bereichs in einer Umgebung des Trägerfahrzeugs (10). Das Referenzsignal ist ein Indikator für die Lage eines zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich. Der zweite Bereich befindet sich in der Nähe des ersten Bereichs. Die eine oder mehrere Steuerungen (3110) bestimmen nach Empfang des ersten Ortungssignals, des ersten Bereichssignals und des Referenzsignals den Standort des Trägerfahrzeugs (10) in Bezug auf den zweiten Bereich. Der Standort des Trägerfahrzeugs (10) in Bezug auf den zweiten Bereich wird in Abhängigkeit vom ersten Standortsignal, dem ersten Flächensignal und dem Referenzsignal bestimmt. Die eine oder die mehreren Steuerungen (3110) geben nach Empfang des ersten Standortsignals, des ersten Flächensignals und des Referenzsignals ein zweites Standortsignal aus, das den Standort anzeigt. Wenn das Steuersystem (3100) anschließend in einem autonomen Modus zu einem Navigationsziel innerhalb des zweiten Bereichs navigiert, verwendet es das zweite Ortungssignal, um das Trägerfahrzeug (10) autonom zu steuern.

Description

TECHNISCHER BEREICH
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.
HINTERGRUND
Es ist bekannt, dass ein Fahrzeug seinen eigenen Standort mit Hilfe eines Global Positioning System (GPS)-Signals bestimmt. Eine Auflösung von GPS ist typischerweise grober als 3 Meter. Bei einigen autonomen Navigationsmanövern muss die Position des Fahrzeugs eine bessere Präzision und Genauigkeit aufweisen als die des GPS.
Es ist Gegenstand von Ausführungsformen der Erfindung, um zumindest eines oder mehrere der Probleme des Standes der Technik zu mildern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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.
Lokalisierung des Fahrzeugs
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Steuersystem vorgesehen, das so angeordnet ist, dass es funktionsfähig eine Ausgabe eines zweiten Standortsignals auslöst, das die Position eines Trägerfahrzeugs in Bezug auf einen zweiten Bereich in Abhängigkeit von der Position des Trägerfahrzeugs, eine oder mehrere erfasste Merkmale eines ersten Bereichs in einer Umgebung des Trägerfahrzeugs und eine Position des zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich anzeigt. Der zweite Bereich kann sich in der Nähe des ersten Bereichs befinden. Das zweite Ortungssignal kann vom Steuerungssystem verwendet werden, um den Benutzer darüber zu informieren, dass eine autonome Navigation innerhalb des zweiten Bereichs möglich ist.
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: ein erstes Standortsignal, das einen Standort eines Trägerfahrzeugs anzeigt; ein erstes Flächensignal, das ein oder mehrere erfasste Merkmale mindestens eines Teils eines ersten Bereichs in einer Umgebung des Trägerfahrzeugs anzeigt; und ein Referenzsignal, das einen Standort eines zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich anzeigt. Der zweite Bereich befindet sich in der Nähe des ersten Bereichs. Die eine oder die mehreren Steuerungen bestimmen nach dem Empfang des ersten Ortungssignals, des ersten Bereichssignals und des Referenzsignals den Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich in Abhängigkeit vom ersten Ortungssignal, dem ersten Bereichssignal und dem Referenzsignal; und geben ein zweites Ortungssignal aus, das den Standort anzeigt. Wenn das Steuersystem anschließend in einem autonomen Modus zu einem Navigationsziel innerhalb des zweiten Bereichs navigiert, verwendet es das zweite Ortungssignal, um das Trägerfahrzeug autonom zu steuern. Vorteilhaft ist, dass das Steuerungssystem eine präzise Lokalisierung des Trägerfahrzeugs durch die Lokalisierung des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich ermöglicht, auch wenn keine hochpräzisen Standortinformationen über das Trägerfahrzeug im ersten Ortungssignal vorhanden sind.
Die eine oder die mehreren Steuerungen können gemeinsam umfassen: mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen des ersten Standortsignals, des ersten Flächensignals und des Referenzsignals; 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 den Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich zu bestimmen.
Das erste Ortungssignal kann auf einen geografischen Standort des Trägerfahrzeugs hinweisen. Das erste Ortungssignal kann ein Hinweis auf eine Position mit einer Positionsgenauigkeit von mehr als 20 Zentimetern sein. Mit anderen Worten, eine Positionsgenauigkeit, die gröber als 20 Zentimeter ist, wird so verstanden, dass die durch das Positionssignal angezeigte Position vielleicht etwas über 20 Zentimeter genau ist oder stattdessen nur 50 Zentimeter oder mehr. Das erste Ortungssignal kann ein Hinweis auf eine Position mit einer Positionsgenauigkeit von mehr als 50 Zentimetern sein. Das erste Ortungssignal kann ein Indikator für eine Position mit einer Positionsgenauigkeit von mehr als einem Meter sein. Das erste Ortungssignal kann ein Indikator für eine Position mit einer Positionsgenauigkeit von mehr als 2 Metern sein.
Das erste Ortungssignal kann anzeigen, dass sich der Standort des Trägerfahrzeugs in einer vorbestimmten Entfernung von einem Heimatstandort befindet. Der vorgegebene Abstand kann weniger als 100 Meter betragen. Der vorgegebene Abstand kann weniger als 50 Meter betragen.
Das erste Ortungssignal kann anzeigen, dass sich das Trägerfahrzeug auf einer vorbestimmten Straße befindet.
Das erste Standortsignal kann einen von einem externen Standortservice angezeigten Standort anzeigen, wie beispielsweise einen GPS-Standort des Trägerfahrzeugs.
Das Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich kann Folgendes umfassen: Bestimmen eines ersten Bereichsindikators, dass sich das Trägerfahrzeug in Abhängigkeit vom ersten Flächensignal und dem ersten Standortsignal in der Nähe des ersten Bereichs befindet; nach dem Bestimmen des ersten Bereichsindikators, Bestimmen eines zweiten Bereichsindikators, dass sich das Trägerfahrzeug in Abhängigkeit vom Referenzsignal und dem ersten Flächensignal innerhalb einer vorbestimmten Entfernung des zweiten Bereichs befindet; und nach dem Bestimmen des zweiten Bereichsindikators, Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich in Abhängigkeit vom ersten Flächensignal. Vorteilhaft ist, dass die genaue Lokalisierung des Trägerfahrzeugs im Vergleich zum zweiten Bereich ein einfacher dreistufiger Prozess sein kann. Die zweite Flächenanzeige kann in Abhängigkeit von der ersten Flächenanzeige bestimmt werden. Die Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich kann in Abhängigkeit von der zweiten Bereichsanzeige bestimmt werden.
Der vorgegebene Abstand kann weniger als 20 Meter betragen. Der vorgegebene Abstand kann weniger als 10 Meter betragen.
Die eine oder die mehreren Steuerungen können den ersten Flächenindikator in Abhängigkeit vom Vergleichen der einen oder mehreren erfassten Merkmale des ersten Bereichs, die durch das erste Flächensignal angezeigt werden, mit Referenzflächendaten, die eine oder mehrere Referenzeigenschaften des ersten Bereichs anzeigen, bestimmen. Vorteilhafterweise können die erfassten Merkmale des ersten Bereichs genutzt werden, um das Trägerfahrzeug in der Nähe des ersten Bereichs zu lokalisieren. Der erste Bereich kann ein größerer Bereich sein als der zweite Bereich. In Beispielen ist der erste Bereich ein Hausanfahrtsbereich oder eine Straße.
Das eine oder die mehreren erfassten Merkmale des ersten Bereichs können eine Position eines oder mehrerer struktureller Merkmale umfassen, die mit dem ersten Bereich verbunden sind. Vorteilhafterweise kann die Lage der einen oder mehreren strukturellen Merkmale verwendet werden, um zu bestätigen, dass sich das Trägerfahrzeug in der Nähe des ersten Bereichs befindet. Das eine oder die mehreren strukturellen Merkmale können Vegetationsmerkmale wie Bäume oder Sträucher beinhalten. Zu den einen oder mehreren baulichen Merkmalen kann ein Gebäude gehören. Das eine oder die mehreren Konstruktionsmerkmale können eine Wand beinhalten.
Das erste Flächensignal kann ein Hinweis auf einen Sensorausgang eines Sensormittels sein, das zum Empfangen von Sensordaten aus der Umgebung des Trägerfahrzeugs angeordnet ist. Vorteilhafterweise können die Abtastmittel so angeordnet werden, dass sie die eine oder mehrere erfassten Eigenschaften des ersten Bereichs erfassen, um das Trägerfahrzeug zunächst breit in der Nähe des ersten Bereichs und dann zweitens genauer in dem ersten Bereich zu lokalisieren, um den Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich zu bestimmen. Das Abtastmittel kann im Wesentlichen einer der vorstehend beschriebenen Sensortypen sein.
Der zweite Bereich kann ein befahrbarer Bereich sein, in dem das Trägerfahrzeug autonom navigieren kann. Vorteilhafterweise kann das Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs im Verhältnis zum zweiten Bereich das Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs im navigierbaren Bereich sein. Es wird davon ausgegangen, dass die genaue Position des Trägerfahrzeugs im Verhältnis zum navigierbaren Bereich eine genaue autonome Navigation des Trägerfahrzeugs innerhalb des navigierbaren Bereichs ermöglicht.
Der zweite Bereich kann so beschaffen sein, dass das Trägerfahrzeug über eine Vielzahl von verschiedenen Routen im navigierbaren Bereich navigieren kann. Der zweite Bereich kann sich innerhalb des ersten Bereichs befinden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein System vorgesehen. Das System umfasst das Steuerungssystem, einschließlich einer ersten Steuerung, die konfiguriert ist, um das erste Flächensignal zu empfangen. Das System umfasst Erfassungsmittel, die angeordnet sind, um Erfassungsdaten einer Umgebung zu bestimmen, die einer Umgebung in der Nähe des Trägerfahrzeugs zugeordnet ist, und um das erste Flächensignal an die erste Steuerung in Abhängigkeit davon auszugeben. Vorteilhafterweise können die Abtastmittel Teil desselben Systems sein und das erforderliche erste Flächensignal an die erste Steuerung liefern, um das Trägerfahrzeug in Bezug auf den zweiten Bereich zu lokalisieren.
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 Standortsignals, das einen Standort eines Fahrzeugs anzeigt. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer oder mehrerer erfasster Eigenschaften von mindestens einem Teil eines ersten Bereichs in einer Umgebung des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer Position eines zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich, wobei sich der zweite Bereich in einer Nähe des ersten Bereichs befindet. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf die zweite Fläche in Abhängigkeit vom ersten Ortungssignal, der einen oder mehreren erfassten Eigenschaften der ersten Fläche und der Position der zweiten Fläche in Bezug auf die erste Fläche. Das Verfahren umfasst, wenn es in einem autonomen Modus betrieben wird, das autonome Steuern des Fahrzeugs, um zu einem Navigationsziel innerhalb des zweiten Bereichs zu navigieren, wobei die Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich genutzt wird. Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug in Bezug auf den zweiten Bereich genau lokalisiert werden, basierend auf einem weniger genauen Ortungssignal, das den Standort des Trägerfahrzeugs anzeigt.
Gemeinsame Elemente
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Figurenliste
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 ;
zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren darstellt, das mit der Steuerung des Trägerfahrzeugs verbunden ist, ;
zeigt ein anschauliches Beispiel für ein Trägerfahrzeug, wie hierin beschrieben; und
zeigt eine schematische Darstellung einer Umgebung, in der das Trägerfahrzeug arbeiten kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Fahrzeugsysteme
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.
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.
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.
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.
Wie verstanden, ist das Trägerfahrzeug 10 typischerweise ein Landfahrzeug, zum Beispiel ein Straßenfahrzeug wie ein Auto, ein Lastwagen oder ein anderes geeignetes Fahrzeug.
Lokalisierung des Fahrzeugs
Ein Steuerungssystem 3100 oder eine Steuereinheit 3100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in dargestellt.
Das Steuersystem 3100 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 3100 umfasst eine oder mehrere Steuerungen 3110. Die eine oder mehrere Steuerungen 3110 beinhalten eine erste Steuerung 3110. Das Steuerungssystem 3100 ist konfiguriert, um ein erstes Standortsignal, ein erstes Flächensignal und ein Referenzsignal zu empfangen. Das erste Ortungssignal ist ein Indikator für den Standort des Trägerfahrzeugs 10. Das erste Flächensignal ist ein Indikator für eine oder mehrere erfasste Eigenschaften von mindestens einem Teil eines ersten Bereichs in einer Umgebung des Trägerfahrzeugs. Das Referenzsignal ist ein Indikator für die Lage eines zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich. Der zweite Bereich befindet sich in der Nähe des ersten Bereichs. Die eine oder mehrere Steuerungen 3110 bestimmen den Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich in Abhängigkeit vom ersten Standortsignal, dem ersten Flächensignal und dem Referenzsignal. Der Standort des Trägerfahrzeugs 10, die eine oder mehreren erfassten Eigenschaften des ersten Bereichs und der Standort des zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich werden verwendet, um den Standort des Trägerfahrzeugs 10 in Bezug auf den zweiten Bereich zu bestimmen. Die eine oder die mehreren Steuerungen 3110 geben ein zweites Standortsignal aus, das den Standort des Trägerfahrzeugs 10 in Bezug auf den zweiten Bereich anzeigt. Daher ist eine genaue Lokalisierung des Trägerfahrzeugs 10 auch ohne genaue Positionsdaten für das Trägerfahrzeug 10 möglich, basierend auf der Lokalisierung des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich. Die eine oder mehrere Steuerungen 3110 umfassen einen elektronischen Prozessor 3120 mit einem elektrischen Eingang 3140 und eine elektronische Speichervorrichtung 3130, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor 3120 gekoppelt ist. Die elektronische Speichervorrichtung 3130 verfügt über darin gespeicherte Anweisungen. Der elektronische Prozessor 3120 ist konfiguriert, um auf die Speichervorrichtung 3130 zuzugreifen und die Anweisungen darauf auszuführen, um den Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich zu bestimmen. Der elektrische Eingang 3140 dient zum Empfangen des ersten Ortungssignals, des ersten Flächensignals und des Referenzsignals. Der elektronische Prozessor 3120 beinhaltet einen elektrischen Ausgang 3150 zur Ausgabe des zweiten Ortungssignals. Der elektrische Eingang 3140 und der elektrische Ausgang 3150 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 3110 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.
Das erste Ortungssignal ist ein Indikator für den geografischen Standort des Trägerfahrzeugs. In einem Beispiel ist das erste Ortungssignal ein Indikator für eine ungenaue Position des Trägerfahrzeugs, zum Beispiel eine Genauigkeit von fünf Metern. Alternativ kann das Ortungssignal auch anzeigen, dass sich der Standort des Trägerfahrzeugs in einer vorbestimmten Entfernung von einem Heimatstandort oder dem ersten Bereich oder auf einer vorbestimmten Straße befindet. Der erste Bereich ist dem Heimatstandort zugeordnet. Es wird davon ausgegangen, dass für die autonome Navigation des Trägerfahrzeugs wahrscheinlich eine hochgenaue Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf ein Navigationsziel erforderlich ist. Somit bietet die vorliegende Ausführungsform eine verbesserte Ortungsgenauigkeit, basierend auf dem Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf einen zweiten Bereich, der das Navigationsziel beinhalten kann. Die Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich kann basierend auf der Lokalisierung des Trägerfahrzeugs innerhalb des ersten Bereichs unter Verwendung der erfassten Merkmale der Umgebung des Trägerfahrzeugs und von Referenzdaten, die die Position des zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich anzeigen, genau bestimmt werden.
Die eine oder mehrere Steuerungen 3110, die den Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich bestimmen, bestimmen einen ersten Bereichsindikator, der anzeigt, dass sich das Trägerfahrzeug in der Nähe des ersten Bereichs befindet. Die erste Flächenanzeige wird in Abhängigkeit vom ersten Standortsignal bestimmt. In einem Beispiel wird die erste Flächenanzeige in Abhängigkeit vom ersten Flächensignal bestimmt. Auf diese Weise wird bestimmt, dass sich das Trägerfahrzeug in der Nähe oder innerhalb des ersten Bereichs befindet. Der Standort des Trägerfahrzeugs, der allein durch das Ortungssignal angezeigt wird, wird in Verbindung mit den einen oder mehreren erfassten Merkmalen, die durch das erste Flächensignal angezeigt werden, verwendet, um das Trägerfahrzeug in der Nähe des ersten Bereichs zu lokalisieren. Insbesondere kann der Standort des Trägerfahrzeugs, der durch das Ortungssignal angezeigt wird, verwendet werden, um festzustellen, ob sich das Trägerfahrzeug in der Nähe des ersten Bereichs befinden sollte. Die eine oder die mehreren erfassten Merkmale, die durch das erste Flächensignal angezeigt werden, werden mit einer oder mehreren erwarteten Merkmalen verglichen, um eine Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf die erste Fläche zu bestimmen. Das eine oder die mehreren erfassten Merkmale beinhalten typischerweise Kartendaten, einschließlich einer Position, die dem einen oder den mehreren erfassten Merkmalen zugeordnet ist, so dass die Position einer Vielzahl von erfassten Merkmalen verwendet werden kann, um die Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den ersten Bereich in Abhängigkeit von dem einen oder den mehreren erwarteten Merkmalen zu bestimmen. Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich, umfassend das Bestimmen eines zweiten Bereichsindikators, dass sich das Trägerfahrzeug in Abhängigkeit vom Referenzsignal und dem ersten Flächensignal innerhalb einer vorbestimmten Entfernung vom zweiten Bereich befindet. Somit kann die Position des Trägerfahrzeugs relativ zum ersten Bereich und die Position des zweiten Bereichs relativ zum ersten Bereich verwendet werden, um die Position des Trägerfahrzeugs relativ zum zweiten Bereich zu bestimmen. Daher muss die genaue Position des Trägerfahrzeugs nur dann bestimmt werden, wenn sich das Trägerfahrzeug in der Nähe des zweiten Bereichs befindet, wobei in diesem Fall die Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich während der autonomen Navigation des Trägerfahrzeugs zum Navigationsziel durch den zweiten Bereich genutzt werden kann.
Die eine oder mehrere Steuerungen 3110 bestimmen den ersten Flächenindikator in Abhängigkeit vom Vergleichen der einen oder mehreren erfassten Merkmale des ersten Bereichs, die durch das erste Flächensignal angezeigt werden, mit Referenzflächendaten, die eine oder mehrere Referenzeigenschaften des ersten Bereichs anzeigen. In diesem Beispiel beinhaltet der erste Bereich den zweiten Bereich und ist größer als der zweite Bereich.
Das eine oder die mehreren erfassten Merkmale des ersten Bereichs beinhalten eine Position eines oder mehrerer struktureller Merkmale, die dem ersten Bereich zugeordnet sind. Das eine oder die mehreren strukturellen Merkmale können Vegetationsmerkmale wie Bäume oder Strauchwerk beinhalten. In einigen Beispielen beinhalten ein oder mehrere strukturelle Merkmale ein Gebäude oder eine Wand. Somit ist eine Triangulation des Trägerfahrzeugs innerhalb des ersten Bereichs möglich, basierend auf dem Vergleich des einen oder der mehreren erfassten Merkmale mit erwarteten Merkmalen, beispielsweise basierend auf einer vorherigen Messung durch das Trägerfahrzeug im ersten Bereich.
Das erste Flächensignal ist ein Indikator für einen Sensorausgang eines Abtastmittels, das zum Empfangen von Sensordaten aus der Umgebung des Trägerfahrzeugs 10 angeordnet ist. Daher können die Abtastmittel so angeordnet werden, dass sie die eine oder die mehreren erfassten Merkmale des ersten Bereichs erfassen, um das Trägerfahrzeug zunächst breit in einer Umgebung des ersten Bereichs und dann zweitens genauer in dem ersten Bereich zu lokalisieren, um den Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich zu bestimmen. Das Abtastmittel kann im Wesentlichen einer der vorstehend beschriebenen Sensortypen sein.
Der zweite Bereich ist ein navigierbarer Bereich, in dem das Trägerfahrzeug autonom über eine Vielzahl von verschiedenen Routen im navigierbaren Bereich navigieren kann.
Ein System 3300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in dargestellt. Das System 3300 umfasst das Steuerungssystem 3100, wie vorstehend unter Bezugnahme auf beschrieben. Das System 3300 umfasst eine Abtasteinrichtung 3310 in Form eines oder mehrerer Sensoren 3310. Das Abtastmittel 3310 ist angeordnet, um Sensordaten einer Umgebung zu bestimmen, die einer Umgebung in der Nähe des Trägerfahrzeugs 10 zugeordnet ist, und in Abhängigkeit davon das erste Flächensignal an die erste Steuerung 3110 auszugeben. Das System 3300 kann ein Ortungssystem 3320 umfassen, um einen geografischen Standort des Trägerfahrzeugs über beispielsweise GPS, GLONASS oder ähnliches zu bestimmen und das erste Ortungssignal in Abhängigkeit davon an das Steuerungssystem 3100 auszugeben.
Ein Verfahren 3400 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in dargestellt. Das Verfahren 3400 ist ein Verfahren zum Steuern des Trägerfahrzeugs 10. Insbesondere ist das Verfahren 3400 ein Verfahren zum autonomen Navigieren des Fahrzeugs zu einem Navigationsziel innerhalb eines zweiten Bereichs unter Verwendung einer Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich, die in Abhängigkeit von einer Position des Fahrzeugs bestimmt wird, einer oder mehrerer erfasster Merkmale von mindestens einem Teil einer ersten Fläche und einer Position einer zweiten Fläche in Bezug auf die erste Fläche. Das Verfahren 3400 kann von dem Steuerungssystem 3100 und dem vorstehend beschriebenen System 3300 unter Bezugnahme auf die und durchgeführt werden.
Das Verfahren 3400 umfasst im Wesentlichen die Schritte des Empfangens von 3410 eines ersten Standortsignals, das eine Position eines Fahrzeugs anzeigt, des Empfangens von 3420 einer oder mehreren erfassten Eigenschaften von mindestens einem Teil eines ersten Bereichs, des Empfangens von 3430 einer Position eines zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich und in Abhängigkeit davon des autonomen Navigierens von 3450 des Trägerfahrzeugs zu einem Navigationsziel innerhalb des zweiten Bereichs unter Verwendung einer Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich.
Unter Bezugnahme auf umfasst die veranschaulichte Ausführungsform des Verfahrens 3400 einen Schritt des Empfangens von 3410 eines ersten Ortungssignals, das einen Standort eines Fahrzeugs anzeigt.
In Schritt 3420 werden eine oder mehrere erfasste Eigenschaften von mindestens einem Teil eines ersten Bereichs in der Nähe des Fahrzeugs empfangen. Die erfassten Merkmale können eine Position eines oder mehrerer struktureller Merkmale beinhalten, die dem ersten Bereich zugeordnet sind.
In Schritt 3430 wird eine Position eines zweiten Bereichs relativ zum ersten Bereich empfangen. Der zweite Bereich befindet sich in der Nähe des ersten Bereichs.
In Schritt 3440 wird eine Position des Fahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich in Abhängigkeit vom ersten Positionssignal, den einen oder mehreren erfassten Merkmalen und der Position des zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich bestimmt.
In Schritt 3450 navigiert das Fahrzeug, wenn es in einem autonomen Modus betrieben wird, autonom zu einem Navigationsziel innerhalb des zweiten Bereichs, wobei die Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich genutzt wird.
Durch das Verfahren 3400 kann das Fahrzeug autonom zum Navigationsziel im zweiten Bereich navigieren, auch wenn eine genaue geografische Position des Fahrzeugs nicht verfügbar ist oder nicht ausreichend genau ist, um autonome Navigationsvorgänge zu unterstützen.
Fahrzeug
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Steuersystem für ein Trägerfahrzeug, das in einem autonomen Modus betrieben werden kann, wobei das Steuersystem eine oder mehrere Steuerungen umfasst, wobei das Steuersystem zum Empfangen konfiguriert ist: ein erstes Standortsignal, das einen Standort eines Trägerfahrzeugs anzeigt; ein erstes Flächensignal, das eine oder mehrere erfasste Eigenschaften von mindestens einem Teil eines ersten Bereichs in der Nähe des Trägerfahrzeugs anzeigt; und ein Referenzsignal, das eine Position eines zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich anzeigt, wobei sich der zweite Bereich in einer Nähe des ersten Bereichs befindet; wobei die eine oder die mehreren Steuerungen nach dem Empfang des ersten Ortungssignals das erste Flächensignal und das Referenzsignal: Bestimmen des Standorts des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich in Abhängigkeit vom ersten Standortsignal, dem ersten Flächensignal und dem Referenzsignal; und Ausgeben eines zweiten Standortsignals, das den Standort anzeigt, wobei, wenn das Steuersystem anschließend zu einem Navigationsziel innerhalb des zweiten Bereichs in einem autonomen Modus navigiert, das zweite Ortungssignal verwendet, um das Trägerfahrzeug autonom zu steuern.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, worin die eine oder die mehreren Steuerungen zusammen umfassen: mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen des ersten Standortsignals, des ersten Flächensignals und des Referenzsignals; und mindestens eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor gekoppelt ist und darin gespeicherte Anweisungen aufweist; und wobei der mindestens eine elektronische Prozessor konfiguriert ist, um auf die mindestens eine Speichervorrichtung zuzugreifen und die Anweisungen darauf auszuführen, um die Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich zu bestimmen.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich umfasst: Bestimmen eines ersten Bereichsindikators, dass sich das Trägerfahrzeug in Abhängigkeit vom ersten Bereichssignal und dem ersten Ortungssignal in der Nähe des ersten Bereichs befindet; nach dem Bestimmen des ersten Flächenindikators, dem Bestimmen eines zweiten Flächenindikators, dass sich das Trägerfahrzeug in Abhängigkeit vom Referenzsignal und dem ersten Flächensignal innerhalb einer vorbestimmten Entfernung vom zweiten Bereich befindet; und nach dem Bestimmen der zweiten Flächenanzeige, Bestimmen der Position des Trägerfahrzeugs in Bezug auf die zweite Fläche in Abhängigkeit vom ersten Flächensignal.
Steuersystem nach Anspruch 3, worin die eine oder die mehreren Steuerungen den ersten Flächenindikator in Abhängigkeit vom Vergleichen der einen oder mehreren erfassten Merkmale des ersten Bereichs, der durch das erste Flächensignal angezeigt wird, mit Referenzbereichsdaten, die ein oder mehrere Referenzmerkmale des ersten Bereichs anzeigen, bestimmen.
Steuersystem eines jeden vorhergehenden Anspruchs, worin die eine oder die mehreren erfassten Merkmale des ersten Bereichs eine Position eines oder mehrerer struktureller Merkmale umfassen, die dem ersten Bereich zugeordnet sind.
Steuersystem eines jeden vorhergehenden Anspruchs, wobei das erste Flächensignal einen Sensorausgang eines Sensormittels anzeigt, das zum Empfangen von Sensordaten der Umgebung des Trägerfahrzeugs angeordnet ist, optional ist der zweite Bereich ein schiffbarer Bereich, in dem das Trägerfahrzeug autonom navigieren kann.
Das Steuersystem eines vorangegangenen Anspruchs, umfassend eine erste Steuerung, die konfiguriert ist, um das erste Flächensignal zu empfangen, und Abtastmittel, die angeordnet sind, um Abtastdaten einer Umgebung zu bestimmen, die einer Umgebung zugeordnet ist, die einer Umgebung des Trägerfahrzeugs zugeordnet ist, und um das erste Flächensignal an die erste Steuerung in Abhängigkeit davon auszugeben.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das in einem autonomen Modus betrieben werden kann, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines ersten Standortsignals, das einen Standort eines Fahrzeugs anzeigt; Empfangen einer oder mehrerer erfasster Merkmale von mindestens einem Teil eines ersten Bereichs in einer Umgebung des Fahrzeugs, Empfangen einer Position eines zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich, wobei sich der zweite Bereich in einer Nähe des ersten Bereichs befindet; Bestimmen eines Standorts des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich in Abhängigkeit vom ersten Standortsignal, der einen oder mehreren erfassten Eigenschaften des ersten Bereichs und der Position des zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich; und wenn es in einem autonomen Modus betrieben wird, autonomes Steuern des Fahrzeugs, um zu einem Navigationsziel innerhalb des zweiten Bereichs zu navigieren, wobei der Standort des Trägerfahrzeugs in Bezug auf den zweiten Bereich genutzt wird.
Fahrzeug, umfassend das Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Computersoftware, die, wenn sie ausgeführt wird, zum Ausführen eines Verfahrens nach Anspruch 8 eingerichtet ist.