DE102020100027A1

DE102020100027A1 - Überwachungs- und steuerinfrastruktur für fahrzeuge

Info

Publication number: DE102020100027A1
Application number: DE102020100027.8A
Authority: DE
Inventors: Mostafa Parchami; Mahrdad DAMSAZ; Hamed Babazadehrokni; Krithika Swaminathan
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2020-01-02
Publication date: 2020-07-09
Also published as: US11003182B2; US20200218259A1; CN111415511A

Abstract

Ein geplanter Weg wird von einem Fahrzeug zusammen mit einem Status eines Wahrnehmungsteilsystems in dem Fahrzeug empfangen. Eine Abhilfemaßnahme wird eingeleitet, wenn bestimmt wird, dass der Status des Wahrnehmungsteilsystems fehlerfrei ist und der geplante Weg um mehr als einen Schwellenwert von einem detektierten Weg abweicht.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugsensoren und Navigation.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Autonome oder teilautonome Fahrzeuge beinhalten Sensoren zum Detektieren einer Umgebung. Auf Grundlage von Daten von den Sensoren kann ein Fahrzeugcomputer dazu programmiert sein, einen Weg zu planen, dem das Fahrzeug folgen soll. Ferner kann der Computer Aktoren und/oder Fahrzeugkomponenten, z. B. Bremsen, Lenken, Antrieb usw., anweisen, dass sie betätigt werden, um den geplanten Weg auszuführen. Selbst wenn die Fahrzeugsensoren gemäß Spezifikationen funktionieren, d. h. ohne Fehler, kann ein Fahrzeug aufgrund von Fehlern oder Ausfällen bei Aktoren und/oder Komponenten von einem geplanten Weg abweichen. Es kann jedoch sein, dass ein Fahrzeug nicht dazu in der Lage ist, eine derartige Abweichung von einem geplanten Weg selbst zu diagnostizieren oder zu detektieren.
KURZDARSTELLUNG
Ein System umfasst einen Computer, der einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet, wobei der Speicher Anweisungen speichert, die durch den Prozessor ausführbar sind zum Empfangen von einem Fahrzeug eines geplanten Wegs und eines Status eines Wahrnehmungsteilsystems in dem Fahrzeug; und Einleiten einer Abhilfemaßnahme, wenn bestimmt wird, dass der Status des Wahrnehmungsteilsystems fehlerfrei ist und der geplante Weg um mehr als einen Schwellenwert von einem detektierten Weg abweicht. Die Abhilfemaßnahme kann einen Befehl an das Fahrzeug zum Anhalten beinhalten. Das Wahrnehmungssystem kann einen Fahrzeugsensor beinhalten. Die Anweisungen können ferner Anweisungen zum Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten von einem Infrastruktursensor und Daten, die durch ein zweites Fahrzeug bereitgestellt werden, beinhalten. Der Schwellenwert kann ein Abstand sein. Der Abstand kann geschwindigkeitsabhängig sein. Der Schwellenwert kann eine Abwesenheit des Fahrzeugs von einem Quadrat in einem Raster sein, das den geplanten Weg beinhaltet. Die Anweisungen können ferner Anweisungen zum Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten, die zu einem ersten Zeitpunkt durch einen Sensor erhoben werden, und Daten, die zu einem zweiten Zeitpunkt durch den Sensor erhoben werden, beinhalten. Die Anweisungen können ferner Anweisungen zum Bestimmen, dass der geplante Weg um mehr als den Schwellenwert von dem detektierten Weg abweicht, auf Grundlage von Daten von einem zweiten Fahrzeug und Daten von einem unbewegten Infrastrukturelement beinhalten. Das System kann ferner ein unbewegtes Infrastrukturelement umfassen, wobei der Computer an dem Infrastrukturelement montiert ist.
Ein Verfahren umfasst Empfangen von einem Fahrzeug eines geplanten Wegs und eines Status eines Wahrnehmungsteilsystems in dem Fahrzeug; und Einleiten einer Abhilfemaßnahme, wenn bestimmt wird, dass der Status des Wahrnehmungsteilsystems fehlerfrei ist und der geplante Weg um mehr als einen Schwellenwert von einem detektierten Weg abweicht. Die Abhilfemaßnahme kann einen Befehl an das Fahrzeug zum Anhalten beinhalten. Das Wahrnehmungssystem kann einen Fahrzeugsensor beinhalten. Das Verfahren kann ferner Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten von einem Infrastruktursensor und Daten, die durch ein zweites Fahrzeug bereitgestellt werden, beinhalten. Der Schwellenwert kann ein Abstand sein. Der Abstand kann geschwindigkeitsabhängig sein. Der Schwellenwert kann eine Abwesenheit des Fahrzeugs von einem Quadrat in einem Raster sein, das den geplanten Weg beinhaltet. Das Verfahren kann ferner Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten, die zu einem ersten Zeitpunkt durch einen Sensor erhoben werden, und Daten, die zu einem zweiten Zeitpunkt durch den Sensor erhoben werden, umfassen. Das Verfahren kann ferner Bestimmen, dass der geplante Weg um mehr als den Schwellenwert von dem detektierten Weg abweicht, auf Grundlage von Daten von einem zweiten Fahrzeug und Daten von einem unbewegten Infrastrukturelement umfassen. Das Verfahren kann durch einen Computer, der an einem Infrastrukturelement montiert ist, gemäß in diesem gespeicherten Anweisungen ausgeführt werden.
Figurenliste

1 ist ein Schaubild, das ein beispielhaftes Kommunikations- und Steuersystem von Infrastruktur veranschaulicht.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Verkehrsszene, die einen Fahrzeugweg und Wegpolynome beinhaltet.
3 ist ein Schaubild, das einen beispielhaften Bereich in der Nähe eines Infrastrukturelements veranschaulicht, das Fahrzeuge und ihre jeweiligen geplanten Wege beinhaltet.
4 ist ein weiteres Schaubild des beispielhaften Bereichs in der Nähe eines Infrastrukturelements, das Fahrzeuge und ihre jeweiligen geplanten und tatsächlichen Wege beinhaltet.
5 ist ein weiteres Schaubild des beispielhaften Bereichs in der Nähe eines Infrastrukturelements, das Fahrzeuge und ihre jeweiligen geplanten und detektierten Wege beinhaltet.
6 ist ein weiteres Schaubild des beispielhaften Bereichs in der Nähe eines Infrastrukturelements, das Fahrzeuge und ihre jeweiligen geplanten, tatsächlichen und detektierten Wege beinhaltet.
7 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Bestimmen, ob ein Fahrzeug einen möglichen Fehler beim Ausführen eines geplanten Wegs aufweist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 ist ein Blockschaubild eines beispielhaften Fahrzeugüberwachungs- und Steuerinfrastruktursystems 100. Ein Infrastrukturelement 140 kann einen Computer 155 beinhalten, der zum Empfangen und Verarbeiten von Daten von einem oder mehreren Sensoren 145 des Infrastrukturelements 140 programmiert ist. Ferner kann das Infrastrukturelement 140 ein Kommunikationsmodul 150 für Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (V2I- oder V2X-Kommunikation) beinhalten, das es einem in der Nähe einer Straße installierten Infrastrukturelement ermöglichen kann, Daten Fahrzeugen 105 in einem Bereich in der Nähe des Infrastrukturelements bereitzustellen und Daten von diesen zu empfangen.
Ein Fahrzeug 105 ist typischerweise ein angetriebenes Landfahrzeug wie etwa ein Auto, ein Lastwagen, ein Motorrad usw. Ein Fahrzeug 105 kann einen Fahrzeugcomputer 110, Sensoren 115, Aktoren 120 zum Betätigen verschiedener Fahrzeugkomponenten 125 und ein Fahrzeugkommunikationsmodul 130 beinhalten. Über ein Netz 135 ermöglicht das Kommunikationsmodul 130 dem Fahrzeugcomputer 110, mit einem oder mehreren Infrastrukturelementen 140 und einem zentralen Server 170 zu kommunizieren.
Ein Fahrzeugcomputer 110 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher, wie sie bekannt sind. Der Speicher beinhaltet eine oder mehrere Formen von computerlesbaren Medien und speichert Anweisungen, die durch den Computer 110 zum Durchführen verschiedener Vorgänge, einschließlich der in dieser Schrift offenbarten, ausführbar sind.
Der Computer 110 kann ein Fahrzeug 105 in einem autonomen, einem teilautonomen Modus betreiben oder das Fahrzeug 105 weist in einigen Beispielen zusätzlich die Fähigkeit zum Betrieb in einem nichtautonomen (oder manuellen) Modus auf. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist ein autonomer Modus als ein Modus definiert, in dem jedes von Antrieb, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 105 durch den Computer 110 gesteuert wird; in einem teilautonomen Modus steuert der Computer 110 eines oder zwei von Antrieb, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 105; in einem nichtautonomen Modus steuert ein menschlicher Fahrzeugführer jedes von Antrieb, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 105.
Der Computer 110 kann Programmierung beinhalten, um Komponenten 125 zu betreiben, die eines oder mehrere von Bremsen, Antrieb (z. B. Steuerung der Beschleunigung in dem Fahrzeug durch Steuern von einem oder mehreren von einer Brennkraftmaschine, einem Elektromotor, einem Hybridmotor usw.), Lenken, Klimasteuerung, Innen- und/oder Außenbeleuchtung usw. des Fahrzeugs 105 beinhalten, sowie um zu bestimmen, ob und wann der Computer 110 derartige Vorgänge steuern soll und nicht ein menschlicher Fahrzeugführer. Zusätzlich kann der Computer 110 dazu programmiert sein, zu bestimmen, ob und wann ein menschlicher Fahrzeugführer derartige Vorgänge steuern soll.
Der Computer 110 kann mehr als einen Prozessor beinhalten oder kommunikativ an diesen gekoppelt sein, z. B. über ein Netz des Fahrzeugs 105 wie etwa einen Kommunikationsbus, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, die z. B. in elektronischen Steuereinheiten (electronic controller units - ECUs) oder dergleichen enthalten sind, die in dem Fahrzeug zum Überwachen und/oder Steuern verschiedener Fahrzeugkomponenten 125, z. B. einer Antriebsstrangsteuerung, einer Bremssteuerung, einer Lenkungssteuerung usw., enthalten sind. Der Computer 110 ist im Allgemeinen zur Kommunikation auf einem Fahrzeugkommunikationsnetz, das einen Bus in dem Fahrzeug beinhalten kann, wie etwa ein Controller Area Network (CAN) oder dergleichen, und/oder anderen drahtgebundenen und/oder drahtlosen Mechanismen angeordnet.
Über das Netz des Fahrzeugs 105 kann der Computer 110 Nachrichten an verschiedene Vorrichtungen in dem Fahrzeug übertragen und/oder Nachrichten (z. B. CAN-Nachrichten) von den verschiedenen Vorrichtungen, z. B. Sensoren 115, einem Aktor 120, einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) usw., empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann in Fällen, in denen der Computer 110 tatsächlich eine Vielzahl von Vorrichtungen umfasst, das Kommunikationsnetz des Fahrzeugs 105 für Kommunikation zwischen Vorrichtungen verwendet werden, die in dieser Offenbarung als der Computer 110 dargestellt sind. Ferner können, wie nachstehend erwähnt, verschiedene Steuerungen und/oder Sensoren 115 dem Computer 110 Daten über das F ahrzeugkommunikati onsnetz bereitstellen.
Die Sensoren 115 des Fahrzeugs 105 können vielfältige Vorrichtungen beinhalten, die dem Computer 110 bekanntermaßen Daten bereitstellen. Zum Beispiel können die Sensoren 115 (einen) Light-Detection-and-Ranging-Sensor(en) (LIDAR-Sensoren) 115 usw. beinhalten, die auf einer Oberseite des Fahrzeugs 105, hinter einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 105, um das Fahrzeug 105 herum usw. angeordnet sind, die relative Standorte, Größen und Formen von Objekten bereitstellen, die das Fahrzeug 105 umgeben. Als ein anderes Beispiel können ein oder mehrere Radarsensoren 115, die an Stoßfängern des Fahrzeugs 105 befestigt sind, Daten bereitstellen, um Standorte der Objekte, zweiten Fahrzeuge 105 usw. in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs 105 bereitzustellen. Die Sensoren 115 können ferner alternativ oder zusätzlich zum Beispiel (einen) Kamerasensor(en) 115 beinhalten, z. B. Frontkamera, Rückfahrkamera usw., die Bilder von einem das Fahrzeug 105 umgebenden Bereich bereitstellen. Im Kontext dieser Offenbarung ist ein Objekt ein physischer, d. h. materieller, Gegenstand, der durch Erfassen physikalischer Phänomene (z. B. Licht oder anderer elektromagnetischer Wellen oder Schall usw.) detektiert werden kann, z. B. Phänomene, die durch die Sensoren 115 detektiert werden können. Ein Objekt kann bewegt (Geschwindigkeit ≠ 0) oder vorübergehend oder dauerhaft stationär (Geschwindigkeit = 0) sein. Somit fallen die Fahrzeuge 105 sowie andere Gegenstände, einschließlich der nachstehend erörterten, unter die Definition von „Gegenstand“ in dieser Offenbarung.
Die Aktoren 120 des Fahrzeugs 105 sind über Schaltungen, Chips oder andere elektronische und/oder mechanische Komponenten umgesetzt, die verschiedene Fahrzeugteilsysteme gemäß zweckmäßigen Steuersignalen betätigen können, wie es bekannt ist. Die Aktoren 120 können verwendet werden, um Steuerelemente 125 einschließlich Bremsen, Beschleunigung und Lenken eines Fahrzeugs 105 zu steuern.
Im Kontext der vorliegenden Offenbarung handelt es sich bei einer Fahrzeugkomponente 125 um eine oder mehrere Hardwarekomponenten, die dazu ausgelegt sind, eine(n) mechanische(n) oder elektromechanische(n) Funktion oder Vorgang durchzuführen - wie etwa das Fahrzeug 105 bewegen, das Fahrzeug 105 verlangsamen oder anhalten, das Fahrzeug 105 lenken usw. Nicht einschränkende Beispiele für Komponenten 125 beinhalten eine Antriebskomponente (die z. B. eine Brennkraftmaschine und/oder einen Elektromotor usw. beinhaltet), eine Getriebekomponente, eine Lenkkomponente (die z. B. eines oder mehrere von einem Lenkrad, einer Zahnstange usw. beinhalten kann), eine Bremskomponente (wie nachstehend beschrieben), eine Einparkhilfekomponente, eine Komponente für adaptive Geschwindigkeitsregelung, eine Komponente zum adaptiven Lenken, einen bewegbaren Sitz usw.
Zusätzlich kann der Computer 110 zur Kommunikation über ein(e) Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsmodul oder -Schnittstelle 130 mit Vorrichtungen außerhalb des Fahrzeugs 105 konfiguriert sein, z. B. durch drahtlose Fahrzeug-zu-Fahrzeug- (V2V-) oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur- (V2I-) Kommunikation zu einem anderen Fahrzeug, zu einem Infrastrukturelement 140 (typischerweise über direkte Hochfrequenzkommunikation) und/oder (typischerweise über das Netz 135) einem entfernten Server 170. Das Modul 130 könnte einen oder mehrere Mechanismen beinhalten, durch die die Computer 110 der Fahrzeuge 105 kommunizieren können, einschließlich einer beliebigen gewünschten Kombination aus drahtlosen (z. B. Mobilfunk-, Drahtlos-, Satelliten-, Mikrowellen- und Hochfrequenz-) Kommunikationsmechanismen und einer beliebigen gewünschten Netztopologie (oder Netztopologien, wenn eine Vielzahl von Kommunikationsmechanismen verwendet wird). Beispielhafte über das Modul 130 bereitgestellte Kommunikation beinhaltet Mobilfunk, Bluetooth, IEEE 802.11, dedizierte Nahbereichskommunikation (dedicated short range communication - DSRC) und/oder Weitverkehrsnetze (wide area networks - WAN), einschließlich des Internets, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
Das Netz 135 stellt einen oder mehrere Mechanismen dar, durch die ein Fahrzeugcomputer 110 mit einem Infrastrukturelement 140 und/oder einem zentralen Server 170 kommunizieren kann. Dementsprechend kann es sich bei dem Netz 135 um einen oder mehrere von verschiedenen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsmechanismen handeln, einschließlich einer beliebigen gewünschten Kombination aus drahtgebundenen (z. B. Kabel und Glasfaser) und/oder drahtlosen (z. B. Mobilfunk-, Drahtlos-, Satelliten-, Mikrowellen- und Hochfrequenz-) Kommunikationsmechanismen und einer beliebigen gewünschten Netztopologie (oder Netztopologien, wenn eine Vielzahl von Kommunikationsmechanismen verwendet wird). Zu beispielhaften Kommunikationsnetzen gehören drahtlose Kommunikationsnetze (z. B. unter Verwendung von Bluetooth®, Bluetooth® Low Energy (BLE), IEEE 802.11, Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V) wie etwa dedizierte Nahbereichskommunikation (DRSC) usw.), lokale Netze (local area networks - LAN) und/oder Weitverkehrsnetze (WAN), einschließlich des Internets, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
Ein Infrastrukturelement 140 beinhaltet eine physische Struktur wie etwa einen Mast oder eine andere Tragstruktur (z. B. einen Pfahl, einen Kasten, der an einem Brückenträger, einem Mobilfunkmast, einer Straßenschildhalterung usw. montierbar ist), an oder in der sich Infrastruktursensoren 145 befinden sowie ein Infrastruktur-Kommunikationsmodul 150 und ein Computer 155 untergebracht, montiert, gelagert und/oder enthalten und angetrieben sein können usw. Ein Infrastrukturelement 140 ist zur Vereinfachung der Veranschaulichung in 1 gezeigt, aber das System 100 könnte und würde wahrscheinlich dutzende, hunderte oder tausende von Elementen 140 beinhalten.
Ein Infrastrukturelement 140 ist typischerweise stationär oder unbewegt, d. h. an einem bestimmten physischen Ort befestigt und nicht dazu in der Lage, sich von dort wegzubewegen. Die Infrastruktursensoren 145 können einen oder mehrere Sensoren beinhalten, wie sie etwa vorstehend für die Sensoren 115 des Fahrzeugs 105 beschrieben sind, z. B. LIDAR, Radar, Kameras, Ultraschallsensoren usw. Die Infrastruktursensoren 145 sind fest oder stationär. Das heißt, jeder Sensor 145 ist so an dem Infrastrukturelement montiert, dass er ein im Wesentlichen unbewegtes und sich nicht änderndes Sichtfeld aufweist.
Die Sensoren 145 stellen somit ein Sichtfeld bereit, das in einer Reihe von vorteilhaften Aspekten im Gegensatz zu den Sensoren 115 des Fahrzeugs 105 steht. Erstens können, da die Sensoren 145 ein im Wesentlichen konstantes Sichtfeld aufweisen, Bestimmungen des Standorts des Fahrzeugs 105 und der Objekte mit weniger und einfacheren Verarbeitungsressourcen erzielt werden als in dem Fall, dass die Bewegung der Sensoren 145 ebenfalls berücksichtigt werden müsste. Ferner beinhalten die Sensoren 145 eine Außenperspektive des Fahrzeugs 105 und können manchmal Merkmale und Eigenschaften von Objekten detektieren, die sich nicht in dem bzw. den Sichtfeld(ern) der Sensoren 115 des Fahrzeugs 105 befinden, und/oder können z. B. in Bezug auf den Standort des Fahrzeugs 105 und/oder eine Bewegung in Bezug auf andere Objekte eine genauere Detektion bereitstellen. Noch ferner können die Sensoren 145 über eine drahtgebundene Verbindung mit dem Computer 155 des Elements 140 kommunizieren, wohingegen die Fahrzeuge 105 typischerweise mit den Elementen 140 und/oder einem Server 170 nur drahtlos kommunizieren können oder nur zu sehr begrenzten Zeiten, wenn eine drahtgebundene Verbindung verfügbar ist. Drahtgebundene Kommunikation ist zuverlässiger und kann schneller sein als drahtlose Kommunikation, wie etwa Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation oder dergleichen.
Das Kommunikationsmodul 150 und der Computer 155 haben typischerweise Merkmale mit dem Fahrzeugcomputer 110 und dem Fahrzeugkommunikationsmodul 130 gemeinsam und werden deshalb nicht näher beschrieben, um Redundanz zu vermeiden. Obwohl dies zur Vereinfachung der Veranschaulichung nicht gezeigt ist, beinhaltet das Infrastrukturelement 140 auch eine Leistungsquelle wie etwa eine Batterie, Solarzellen und/oder eine Verbindung zu einem Stromnetz.
Der Server 170 kann eine herkömmliche Rechenvorrichtung sein, d. h. einen oder mehrere Prozessoren und einen oder mehrere Speicher beinhalten, die dazu programmiert sind, Vorgänge bereitzustellen, wie sie etwa in dieser Schrift offenbart sind. Ferner kann auf den Server 170 über das Netz 135, z. B. das Internet oder ein anderes Weitverkehrsnetz, zugegriffen werden.
FAHRZEUGWEGE
2 ist ein Schaubild eines Verkehrsbereichs 200. Der Verkehrsbereich 200 ist eine Draufsicht auf eine Umgebung um ein Fahrzeug 105. Der Verkehrsbereich 200 beinhaltet drei Beispiele für Standorte, die ein Fahrzeug 105 in dem Verkehrsbereich 200 einnehmen könnte. Der Verkehrsbereich 200 beinhaltet eine Fahrbahn 202, die durch Spurmarkierungen 204 definiert ist. Orte der Spurmarkierungen 204 in Bezug auf ein Fahrzeug 105 können durch eine Rechenvorrichtung 110 in einem Fahrzeug 105 unter Verwendung von Informationen von den Fahrzeugsensoren 115 bestimmt werden. Zum Beispiel können die Fahrzeugsensoren 115 einen Videosensor und einen Lidarsensor beinhalten. Informationen von einem Videosensor und/oder einem Lidarsensor können durch den Fahrzeugcomputer 110 unter Verwendung von maschinellen Bildverarbeitungstechniken verarbeitet werden, um die Standorte von Teilen von Sensordaten zu bestimmen, die den jeweiligen Spurmarkierungen 204 in Bezug auf das Fahrzeug 105 entsprechen. Zum Beispiel kann eine Hough-Transformation gerade gestrichelte Linien in einem Sichtfeld von Videodaten oder Lidarsensor-Reflexionsgraddaten feststellen. Durch Bestimmen der Orte der linken und rechten Spurmarkierung 204 in einem Sichtfeld der Sensoren 115 kann zum Beispiel ein Fahrzeugcomputer 110 den Standort eines Fahrzeugs 105 in Bezug auf eine Fahrbahn 202 bestimmen.
Eine Rechenvorrichtung 110 in einem Fahrzeug 105 kann dazu programmiert sein, Daten der Sensoren 115 bezüglich der äußeren Umgebung eines Fahrzeugs 105 zu bestimmen und die Sensordaten zu verwenden, um ein Wegpolynom zu bestimmen, auf dem ein Fahrzeug 105 auf Grundlage eines geplanten Fahrzeugwegs 208 in einem autonomen oder teilautonomen Modi betrieben werden soll. Ein Fahrzeugweg ist eine gerade oder gekrümmte Linie, die aufeinanderfolgende Standorte (d. h. Standorte zu unterschiedlichen Zeiten) eines Fahrzeugs in einer zweidimensionalen (2D) Ebene parallel zu der Oberfläche einer Fahrbahn beschreibt, auf der das Fahrzeug fährt. Ein Fahrzeug kann auf einer Fahrbahn fahren, indem ein Wegpolynom 210 bestimmt wird, um einen Fahrzeugweg 208 abzufahren. Ein Wegpolynom 210 kann Wegkoeffizienten beinhalten, die die Beziehung zwischen x, einem Abstand, der entlang eines Fahrzeugwegs und daher parallel dazu gemessen wird, und y, einem Abstand, der seitlich und daher senkrecht zu einem Fahrzeugweg gemessen wird, bestimmen. Auf Grundlage von Wegkoeffizienten kann eine Rechenvorrichtung Anweisungen zum Anleiten von Fahrzeuglenkkomponenten durch Eingeben von Wegkoeffizienten in eine Lenksteuerung (z. B. elektronische Steuereinheit oder ECU) zum Betreiben eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn bestimmen. Eine Rechenvorrichtung kann ein Wegpolynom 210, das Wegkoeffizienten beinhaltet, auf Grundlage von Fahrzeugsensordaten und/oder Fahrzeugweginformationen, die von einem Infrastrukturelement 140 und/oder einem cloudbasierten Servercomputer 170 über das Netz 135 empfangen werden, bestimmen.
Informationen zu dem geplanten Fahrzeugweg 208 können durch den Computer 110 verwendet werden, um das Fahrzeug 105 entlang des Wegs 208 zu betreiben, indem Informationen bezüglich des Standorts und der Richtung des Fahrzeugs 105 aus der realen Welt auf Grundlage von Daten der Fahrzeugsensoren 116 bestimmt und diese mit Daten des Fahrzeugwegs 208 verglichen werden, sodass ein Wegpolynom bestimmt und zum Betreiben des Fahrzeugs 105 verwendet werden kann. Die Verkehrsszene 200 beinhaltet zudem Wegpolynome 210a, 210b, 210c, die gemeinsam als Wegpolynome 210 bezeichnet werden und jeweils drei möglichen Positionen des Fahrzeugs 105 entsprechen. Der Computer 110 kann ein Wegpolynom 210 für ein Fahrzeug 105 auf Grundlage des geplanten Wegs 208 und des Standorts und der Richtung des Fahrzeugs 105 in Bezug auf den Fahrzeugweg 208 bestimmen. Ein Wegpolynom 210 kann folgendermaßen als kubisches Polynom ausgedrückt werden: $y (x) = a_{0} + a_{1} x + a_{2} x^{2} + a_{3} x^{3},$
wobei y(x) ein seitlicher Abstand zwischen dem Weg und einem Mittelpunkt eines Fahrzeugs 105 ist, der bei einer Verschiebung x von dem Ursprung bestimmt und in Metern gemessen wird. Der Fahrzeugwegursprung kann als der Punkt auf einem Fahrzeugweg 208 definiert sein, der zu dem Zeitpunkt, zu dem das Wegpolynom 210 bestimmt wird, am nächsten und senkrecht zu dem Mittelpunkt eines Fahrzeugs 105 liegt. Die Verschiebung x kann über einen Bereich d bestimmt werden, wie in der Verkehrsszene 200 veranschaulicht. Der Bereich d bestimmt die Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug 105 von einem Standort, der nicht auf einem Fahrzeugweg 208 liegt, zu einem Standort auf einem Fahrzeugweg 208 zurückkehrt, und kann zum Beispiel auf Grundlage von Benutzereingaben und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 bestimmt werden.
Der Wegkoeffizient a₀ ist der seitliche Abstand zwischen dem Fahrzeugweg 208 und dem Mittelpunkt eines Fahrzeugs 105 gemessen in Metern. Drei Werte des Wegkoeffizienten a₀ sind in 2 als seitliche Abstände O₁, O₂ und O₃ veranschaulicht. Der Wegkoeffizient a₁ ist der Kurswinkel des Fahrzeuglenkwegs gemessen in Radianten, wobei ein Kurs von null Radianten gleich der Richtung des Fahrzeugwegs 208 ist. Der Kurswinkel des Lenkwegs ist die Richtung des Wegpolynoms 210 an seinem Ursprung am Mittelpunkt des Fahrzeugs 105 im Vergleich zu der Richtung des Fahrzeugwegs 208. Der Wegkoeffizient a₂ ist die Lenkwegkrümmung des Wegpolynoms 210 an seinem Ursprung am Mittelpunkt des Fahrzeugs 105 und wird in Metern^-1 gemessen. Der Wegkoeffizient a₃ ist die Änderungsrate der Lenkwegkrümmung des Wegpolynoms 210 an seinem Ursprung am Mittelpunkt des Fahrzeugs 105 und wird in Metern^-2 gemessen. Die Krümmung und die Änderungsrate der Krümmung können entweder in Bezug auf die Zeit oder den Abstand gemessen werden. In Beispielen, in denen die Krümmung und die Änderungsrate der Krümmung nach der Zeit gemessen werden, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 in Berechnungen einbezogen werden, um die Zeit in den Abstand umzuwandeln. In Beispielen, in denen die Krümmung und die Änderungsrate der Krümmung nach dem Abstand gemessen werden, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 in das Bestimmen des Abstands d einbezogen werden. Zum Beispiel kann d in linearer Beziehung zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 stehen.
Der Computer 110 kann einer Lenksteuerung befehlen, Lenkkomponenten 125 des Fahrzeugs 105 zu steuern, um das Fahrzeug 105 entlang eines Fahrzeugwegs 208 auf Grundlage der Wegkoeffizienten a₀, a₁, a₂ und a₃ zu betreiben. Wenn das Fahrzeug 105 entlang eines Fahrzeugwegs 208 betrieben wird, sind die Wegkoeffizienten a₀ und a₁ null und werden die Wegkoeffizienten a₂ und a₃ gemeinsam mit der Richtung durch den Fahrzeugweg 208 bestimmt. Der reale Standort des Fahrzeugs 105 kann durch den Computer 110 auf Grundlage der Fahrzeugsensoren 116 bestimmt und auf Grundlage von Wegkoeffizienten mit dem vorhergesagten Standort verglichen werden. Wenngleich es wünschenswert ist, dass das vorhergesagte Wegpolynom 210 niemals von dem Fahrzeugweg 208 abweicht, ist das Fahrzeug 105 in Wirklichkeit Störungen und Störgrößen ausgesetzt, die durch die äußere Umgebung verursacht werden und sich auf die Bewegung des Fahrzeugs 105 auswirken können, wenn es entlang eines Fahrzeugwegs 208 betrieben wird. Ein Computer 110 kann Standort- und Richtungsinformationen des Fahrzeugs 105 von Fahrzeugsensoren 115 erlangen, einschließlich zum Beispiel Videosensoren, Lidarsensoren, GPS-Sensoren und Sensoren eines Trägheitsnavigationssystems (inertial navigation system - INS). Die Standort- und Richtungsinformationen des Fahrzeugs 105 können durch den Computer 110 als Rückmeldung in einem Prozess mit geschlossenem Regelkreis verarbeitet werden, der das Fahrzeug 105 entlang des Fahrzeugwegs 208 betreibt. Der Computer 110 kann ein Fehlersignal auf Grundlage einer Fehlerfunktion bestimmen, die Unterschiede zwischen dem Standort und der Richtung des Fahrzeugs 105 und dem Standort und der Richtung des Fahrzeugwegs 208 bestimmt.
Unter Bezugnahme auf 3 kann ein Infrastrukturelement 140 bereitgestellt sein, um einen Verkehrsbereich 200 um das Infrastrukturelement 140 herum zu überwachen, der Fahrzeuge 105A, 105B auf (einer) Fahrbahn(en) 202 sowie andere Objekte auf einer Fahrbahn 202 beinhaltet, wie etwa einen Fußgänger, ein Fahrrad usw. Ein an dem Infrastrukturelement montierter Sensor 145, z. B. ein Lidar, kann ein Sichtfeld aufweisen, anhand dessen der Sensor 145 Daten über verschiedene Objekte, z. B. Fahrzeuge 105A, 105B, Fußgänger, Fahrräder usw., bereitstellen kann.
Der Computer 155 kann verschiedene Daten von den Sensoren 145 des Infrastrukturelements 140 empfangen, um eine Bereichskarte zu erzeugen. Derartige Daten können Lidardaten aus einem Sichtfeld der Sensoren 145 beinhalten, die herkömmliche Lidar-Punktwolkendaten beinhalten, die durch die Lidarsensoren 145 erlangt werden, d. h. einschließlich Daten, die Punkte in drei Dimensionen beschreiben. Es sind verschiedene Techniken zum Feststellen von Gefahren oder Objekten und/oder Bestimmen von Eigenschaften von Gefahren und/oder Objekten bekannt, wie etwa einer Höhe, einer Breite, Feststellung eines Objekts (z. B. Fahrrad, Fußgänger, Bremsschwelle, Schlagloch usw.) usw. Eine Karte eines Bereichs 200 oder eines Abschnitts davon innerhalb eines Sichtfelds des Sensors 115, 145 kann auf vielfältige Arten gerendert werden. In einem in dieser Schrift verwendeten Beispiel gibt die Bereichskarte, z. B. gemäß einem kartesischen Koordinatensystem oder dergleichen, z. B. Breiten- und Längenkoordinaten eines globalen Positionsbestimmungssystems, jeweilige Standorte von Objekten wie etwa Fahrzeugen 105 und/oder anderen unbewegten oder bewegten Objekten wie etwa Steinen, Fahrrädern, Fußgängern usw. vor.
Wie in 3 veranschaulicht, weisen jeweilige Fahrzeuge 105A, 105B (d. h. jeweilige Computer 110 in den Fahrzeugen 105A, 105B) bestimmte jeweilige geplante Wege 208A, 208B auf. Über ein Kommunikationsmodul 130 kann ein Fahrzeugcomputer 110 einen geplanten Weg 208 einem Infrastrukturelement 140 und/oder anderen Fahrzeugen 105 bereitstellen. Wie vorstehend erwähnt, stellt ein geplanter Weg 208 aufgrund verschiedener Störungen und Präzision bei der Betätigung der Komponenten 125, Ungenauigkeit bei den Sensoren 115 usw. ein Ideal oder Ziel dar, das ein Fahrzeug 105 in Wirklichkeit nicht präzise oder perfekt ausführen wird. Der geplante Weg 208 stellt somit einen Weg dar, den der Fahrzeugcomputer 110 wie vorstehend beschrieben durch Umsetzen eines Wegpolynoms 210 auszuführen versucht. Der Fahrzeugcomputer 110 setzt das Wegpolynom um, indem er sich auf ein Wahrnehmungsteilsystem stützt, d. h. auf die Sensoren 115, die einer Lokalisierungsroutine Daten bereitstellen, um z.B. sogenannte simultane Lokalisierung und Abbildung (simultaneous localization and mapping - SLAM) durchzuführen.
Unter der Annahme, dass bei einem Wahrnehmungsteilsystem des Fahrzeugs 105, d.h. den Sensoren 115 und/oder Lokalisierungsroutinen, d.h. Algorithmen in dem Computer 110, die Daten der Sensoren 115 interpretieren, um ein Wegpolynom 210 zu erzeugen, keine Fehler detektiert werden, stellt der Computer 110 den Aktoren 120 Anweisungen bereit, um die Komponenten 125 gemäß einem bestimmten Wegpolynom 210 zu betätigen, doch es kann sein, dass er nicht dazu in der Lage ist, zu bestimmen, ob die Aktoren 120 und/oder Komponenten 125 wie erwartet funktionieren, d. h. Lenken, Bremsen, Beschleunigung usw. durchführen, wie dies durch den Computer 110 bestimmt wird, um das Wegpolynom 210 gemäß einem geplanten Weg 208 umzusetzen. Das heißt, das Durchführen einer SLAM-Routine kann es einem Fahrzeugcomputer 110 ermöglichen, Standorte eines Fahrzeugs 105 zu jeweiligen Zeiten in einem Bereich 200 zu bestimmen, doch es kann sein, dass dies dem Fahrzeugcomputer 110 nicht ermöglicht, zu bestimmen, dass die Standorte aufgrund von Fehlern oder Ausfällen bei den Aktoren 120 und/oder Komponenten 125 von einem geplanten Weg 208 abweichen. Vorteilhafterweise kann, wie in dieser Schrift offenbart, ein Infrastrukturelement 140, möglicherweise im Einklang mit einem oder mehreren zweiten Fahrzeugen 105, bestimmen, ob ein erstes Fahrzeug 105 wesentlich von einem geplanten Weg 208 abweicht, d. h. in einer Weise von dem geplanten Weg 208 abweicht, die wahrscheinlich einen Fehler oder Defekt bei den Aktoren 120 und/oder Komponenten 125 angibt. Falls zum Beispiel die Aktoren 120 und/oder Komponenten 125 des Fahrzeugs 105 Sabotage ausgesetzt sind, wie etwa einem Cyberangriff, um die Programmierung eines Aktors 120 und/oder einer Komponente 125 zu ändern, kann ein Computer 110 des Fahrzeugs 105, auf dem ein Wahrnehmungsteilsystem einen fehlerfreien Betrieb meldet, langsam sein oder nicht dazu in der Lage sein, einen fehlerhaften Betrieb des Fahrzeugs 105 zu detektieren, wohingegen in dieser Schrift offenbarte Systeme und Verfahren eine schnelle und effektive Detektion bereitstellen können.
4 veranschaulicht, dass die tatsächlichen Wege 212A, 212B (manchmal als Ground-Truth-Wege 212 bezeichnet) der Fahrzeuge 105A, 105B typischerweise nicht genau mit den geplanten Wegen 208A, 208B übereinstimmen oder diesen folgen. 4 soll veranschaulichen, dass für das Fahrzeug 105A der tatsächliche Weg 212A relativ nahe an dem geplanten Weg 208A liegt. Andererseits weicht der tatsächliche Weg 212B des Fahrzeugs 105B erheblich und auf eine Weise, die ein Sicherheitsrisiko darstellt, von dem geplanten Weg 208B ab.
Wie in 5 zu sehen ist, kann ein Infrastrukturknoten 140 auf Grundlage von Daten von einem oder mehreren Infrastruktursensoren 145 detektierte Wege 214A, 214B für die Fahrzeuge 105A, 105B in einem Bereich 200 bestimmen. 6 veranschaulicht den Bereich 200, der Darstellungen der tatsächlichen Wege 212 und der detektierten Wege 214 zusammen mit den geplanten Wegen 208 beinhaltet. Die detektierten Wege 214 sind typischerweise Annäherungen oder ungenaue Darstellungen der tatsächlichen Wege 212, d. h. aufgrund der Ungenauigkeit beim Erlangen und Analysieren von Daten von den Sensoren 115, 145 usw., stellen die detektierten Wege 214 typischerweise nicht genau oder perfekt die Ground Truth, d. h. die tatsächlichen Wege 212, dar, können jedoch in deren Nähe liegen. Ferner können die tatsächlichen Wege 212 und die detektierten Wege 214 nicht nur nahe beieinander liegen, sondern auch nahe an einem geplanten Weg 208, wie in Bezug auf die Wege 208A, 212A und 214A des Fahrzeugs 105A zu sehen ist. Der tatsächliche Weg 212B und der detektierte Weg 214B des Fahrzeugs 105B weichen jedoch wesentlich von dem geplanten Weg 208B ab.
VERARBEITUNG
7 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 700 zum Bestimmen, ob ein Fahrzeug einen möglichen Fehler beim Ausführen eines geplanten Wegs aufweist. Der Prozess 700 kann in einem Computer 155 eines Infrastrukturelements 140 ausgeführt werden.
Der Prozess 700 beginnt in einem Block 710, in dem der Computer 155 jeweilige Wegpläne 208 von einem oder mehreren Fahrzeugen 105 in einem Bereich 200 innerhalb eines Sichtfelds der Sensoren 145 des Infrastrukturelements 140 empfängt. Die Kommunikationsmodule 130, 150 können an V2X-Kommunikation teilnehmen, wie vorstehend erörtert.
Die Wegpläne 208 können als eine Zeitreihe von Daten des Fahrzeugs 105 von Standorten und Geschwindigkeiten und typischerweise auch Kursen und möglicherweise Beschleunigungen bereitgestellt werden. Das heißt, für jeden Zeitpunkt t_k in einer Reihe von Zeitpunkten to ... t_n mit Beginn beim Zeitpunkt to und Ende beim Zeitpunkt t_n können Daten des Fahrzeugs 105 wie etwa Standort, Geschwindigkeit, Kurs, Beschleunigung usw. zusammen mit einer Kennung für das jeweilige Fahrzeug 105 bereitgestellt werden. Eine Zeit T, die durch eine Dauer von t₀ ... t_n definiert ist, kann z. B. drei Sekunden betragen. Jeder der Zeitpunkte t_k ist typischerweise zeitlich gleichmäßig voneinander beabstandet. Ferner kann die Anzahl n der Zeitpunkte t_k gemäß Bandbreitenbeschränkungen oder dergleichen bestimmt werden, die gegenüber einer Anforderung abgewogen werden, über Daten mit ausreichend hoher Auflösung zu verfügen, um ein Fahrzeug 105 zu überwachen. Somit könnte in einem Beispiel die Zeit T drei Sekunden betragen, n könnte 30 betragen, woraufhin der Zeitabstand, d.h. die Zeitdauer, zwischen jedem der Zeitpunkte t_k 100 Millisekunden (ms) betragen würde. Standorte könnten in einem Wegplan 208 als ein Satz von Geokoordinaten bereitgestellt sein, z. B. globalen Geokoordinaten, wie sie etwa durch ein globales Positionsbestimmungssystem verwendet werden können.
Im Anschluss an den Block 710 oder möglicherweise im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Block 705 bestimmt der Computer 155 in einem Block 715 auf Grundlage von Daten von den Sensoren 145 zu jedem der Zeitpunkte t_k eine Trajektorie für jedes der Fahrzeuge 105, für die ein geplanter Weg im Block 705 empfangen worden ist. Eine Trajektorie eines Fahrzeugs 105 beschreibt seinen Standort, seinen Kurs und seine Geschwindigkeit und oft auch seine Beschleunigung zu einer Reihe von Zeitpunkten, z. B. der Reihe to ... t_n. Es sei angemerkt, dass der Computer 155 jeweilige Trajektorien für jedes von einer Vielzahl von Fahrzeugen 105 in einem Bereich 200 bestimmen könnte. Zur Vereinfachung der Beschreibung beinhaltet diese Erörterung des Prozesses 700 jedoch, dass der Computer 155 eine Trajektorie für ein Subjektfahrzeug 105B bestimmt, es versteht sich jedoch, dass der Prozess 700 so ausgeführt werden könnte, dass jeweilige Trajektorien einer Vielzahl von Fahrzeugen 105 im Wesentlichen gleichzeitig beurteilt werden.
Als Nächstes bestimmt der Computer 155 in einem Block 720, ob sich eine Trajektorie eines Subjektfahrzeugs 105B, wie auf Grundlage von Daten der Sensoren 145 bestimmt, um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert von einer Trajektorie unterscheidet, die in dem geplanten Weg 208 für das Fahrzeug 105B vorgegeben ist. Ferner bestimmt der Computer 155, ob das Subjektfahrzeug 105B einen fehlerfreien Status seines Wahrnehmungsteilsystems, d.h. der Sensoren 115 und/oder Lokalisierungsroutinen, gemeldet hat. Der vorgegebene Schwellenwert kann ein seitlicher Abstand eines Standorts des Fahrzeugs 105B auf einem detektierten Weg 214B von einem Standort des Fahrzeugs 105 auf einem geplanten Weg 208B sein. Ein seitlicher Abstand bedeutet in Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung einen Abstand von einem geplanten Weg 208B, der durch eine Länge einer Linie von dem Weg 208B an einem vorgegebenen Standort für einen Zeitpunkt t₁ zu einem Standort des Fahrzeugs 105B auf einem detektierten Weg 214B zu dem Zeitpunkt t₁ gemessen wird, wobei die Linie an dem vorgegebenen Standort auf dem Weg 208B senkrecht zu dem Weg 208B (oder senkrecht zu einer Tangente des Wegs 208B) ist. Der Schwellenabstand kann von anderen Faktoren abhängig sein, wie etwa einer Geschwindigkeit und/oder einem Kurs des Fahrzeugs 105, und könnte ferner für unterschiedliche Marken und Modelle von Fahrzeugen empirisch bestimmt werden, z. B. könnte der Schwellenabstand für einen großen SUV anders sein als für eine kompakte Limousine. Somit könnte der Computer 155 z. B. in einer Lookup-Tabelle oder dergleichen zugeordnete Marken und Modelle von Fahrzeugen und möglicherweise verschiedene Geschwindigkeiten zum Beispiel für jeweilige Schwellenabstände auf Grundlage einer empirischen Bestimmung und/oder Herstellervorgabe speichern.
Falls der Computer 155 bestimmt, dass das Subjektfahrzeug 105B von einem geplanten Weg 208B um mehr als den Schwellenbetrag abweicht, wird als Nächstes ein Block 725 ausgeführt. Andernfalls geht der Prozess 700 zu einem Block 750 über.
Im Block 725, der teilweise oder vollständig vor, nach oder gleichzeitig mit dem Block 720 ausgeführt werden kann, erlangt der Computer 155 über V2X-Kommunikation, wie vorstehend erwähnt, Trajektoriedaten über das Subjektfahrzeug 105B in einem Bereich 200 von einem oder mehreren anderen jeweiligen Fahrzeugen 105 in dem Bereich 200 für die Zeitpunkte t₀ ... t_n. Das heißt, ein Computer 110 des Fahrzeugs 105 kann auf Grundlage von Daten der Sensoren 115 eine Trajektorie verschiedener erfasster Objekte innerhalb der Sichtfelder der Sensoren 115 bestimmen, wie etwa anderer Fahrzeuge 105. Diese bestimmte Trajektorie, z.B. zu den Zeitpunkten t_k, kann dann dem Infrastrukturelement 140 bereitgestellt werden. Daten, die dem Infrastrukturelement 140 von einem oder mehreren jeweiligen Fahrzeugen 105 im Block 725 bereitgestellt werden, können ferner eine Meldung beinhalten, die einen Fehlerfreiheitsstatus der Sensoren 115 des Fahrzeugs 105 vorgibt, z. B. einen Binärwert, der angibt, dass die Sensoren 115 fehlerfrei oder nicht fehlerfrei sind, und/oder eine Angabe von (einem) detektierten Fehler(n), falls vorhanden. Der Block 725 könnte in einigen Umsetzungen weggelassen werden oder könnte in einigen Ausführungen des Prozesses 700 übersprungen werden, falls z. B. nur ein Fahrzeug 105 in einem Bereich 200 vorhanden ist.
Als Nächstes bestimmt der Computer 155 in einem Block 730, ob mindestens einige der im Block 720 empfangenen Daten des Fahrzeugs 105 auf zuverlässigen Wahrnehmungen der Sensoren 115 beruhen, d. h. zuverlässig verwendet werden können, um eine Trajektorie eines Subjektfahrzeugs 105B zu bestimmen. Falls keine im Block 725 empfangenen Daten des Fahrzeugs 105 als zuverlässig erachtet werden, geht der Prozess 700 vom Block 730 zu einem Block 750 über. Andernfalls geht der Prozess 700 zu einem Block 735 über.
Im Block 735 bestimmt der Computer 155 einen Standort zu den Zeitpunkten to ... t_n für ein Subjektfahrzeug 105 auf Grundlage einer Trajektorie, die wie vorstehend beschrieben auf Grundlage von Daten der Infrastruktursensoren 145 sowie Trajektorien, die durch ein oder mehrere Fahrzeuge 105 in dem Bereich 200 bereitgestellt werden, bestimmt worden ist. Zum Beispiel könnte ein Standort als Durchschnitt eines Standorts herangezogen werden, der durch jeweilige Trajektorien vorgegeben ist, die durch die Computer 110, 155 bestimmt werden. In einem anderen Ansatz könnte der Computer 155 den Bereich 200 in ein Raster unterteilen, wobei z. B. jedes Quadrat auf dem Raster einen Quadratmeter darstellt, und der Computer 155 könnte dann ein Quadrat in dem Raster vorgeben, das durch ein Fahrzeug 105 eingenommen wird.
Im Block 740, der auf den Block 735 folgt, bestimmt der Computer 155 auf Grundlage von einem in dem Block 735 bestimmten Standort, ob das Subjektfahrzeug 105B von einem geplanten Weg 208B um mehr als den Schwellenabstand abweicht. Um zu bestimmen, ob ein Standort des Fahrzeugs 105B von einem geplanten Weg 208B abweicht, könnte der Computer 155 alternativ bestimmen, ob sich ein Fahrzeugstandort in einem Quadrat eines Rasters zu einem Zeitpunkt von einem vorgegebenen Quadrat des Rasters zu einem beliebigen Zeitpunkt t_k unterscheidet. Das heißt, der Schwellenwert könnte einfach ein Binärwert sein, z. B. eine Null, die vorgibt, dass sich ein Fahrzeug 105 nicht in einem vorgegebenen Quadrat eines Kartenrasters befindet. Falls der Schwellenwert zum Bestimmen einer Abweichung von einem geplanten Weg 208 eingehalten wird, wird als Nächstes ein Block 745 ausgeführt; andernfalls geht der Prozess 700 zum Block 750 über.
Im Block 745 ergreift der Computer 155 eine Abhilfemaßnahme, nachdem er bestimmt hat, dass ein detektierter Weg 214B des Fahrzeugs 105B von einem geplanten Weg 208B abweicht, was bedeutet, dass das Fahrzeug 105B einen undetektierten Fehler bei einem bzw. einer oder mehreren Aktoren 120 oder Komponenten 125 aufweisen kann. Zum Beispiel könnte der Computer 155 eine Nachricht an das Fahrzeug 105B senden, die den wahrscheinlichen Fehler vorgibt und/oder dem Fahrzeug 105B befiehlt, anzuhalten. Der Prozess 700 geht vom Block 745 zum Block 750 über.
Im Block 750 bestimmt der Computer 155, ob der Prozess 700 fortgesetzt werden soll. Zum Beispiel könnte der Prozess 700 kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich laufen und nur dann beendet werden, wenn ein Infrastrukturelement 140 ausgeschaltet worden ist. Alternativ könnte der Prozess 700 enden, wenn bestimmt wird, dass keine Fahrzeuge 105 in einem Bereich 200 vorhanden sind, und könnte dann erneut eingeleitet werden, wenn ein oder mehrere Fahrzeuge 105 detektiert werden. In jedem Fall kehrt der Prozess 700 zum Block 705 zurück, falls der Prozess 700 fortgesetzt werden soll. Andernfalls endet der Prozess 700 im Anschluss an den Block 750.
SCHLUSSFOLGERUNG
Im in dieser Schrift verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „im Wesentlichen“, dass eine Form, eine Struktur, ein Maß, eine Menge, eine Zeit usw. aufgrund von Mängeln bei Materialien, Bearbeitung, Herstellung, Datenübertragung, Berechnungszeit usw. von einem bzw. einer genauen beschriebenen Geometrie, Abstand, Maß, Menge, Zeit usw. abweichen kann.
„Auf Grundlage von“ schließt „ganz oder teilweise auf Grundlage von“ ein.
Im Allgemeinen können die beschriebenen Rechensysteme und/oder -vorrichtungen ein beliebiges aus einer Reihe von Rechnerbetriebssystemen einsetzen, einschließlich unter anderem Versionen und/oder Varianten der Anwendung Ford Sync®, der Middleware AppLink/Smart Device Link, des Betriebssystems Microsoft® Automotive, des Betriebssystems Microsoft Windows®, des Betriebssystems Unix (z. B. des Betriebssystems Solaris®, vertrieben durch die Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien), des Betriebssystems AIX UNIX, vertrieben durch International Business Machines in Armonk, New York, des Betriebssystems Linux, der Betriebssysteme Mac OSX und iOS, vertrieben durch die Apple Inc. in Cupertino, Kalifornien, des BlackBerry OS, vertrieben durch Blackberry, Ltd. in Waterloo, Kanada, und des Betriebssystems Android, entwickelt von Google, Inc. und der Open Handset Alliance, oder der QNX® CAR Platform for Infotainment, angeboten von QNX Software Systems. Beispiele für Rechenvorrichtungen beinhalten unter anderem einen bordeigenen Fahrzeugcomputer, einen Arbeitsplatzcomputer, einen Server, einen Schreibtisch-, einen Notebook-, einen Laptop- oder Handcomputer oder ein anderes Rechensystem und/oder eine andere Rechenvorrichtung.
Computer und Rechenvorrichtungen beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen ausgeführt werden können, wie etwa durch die vorstehend aufgeführten. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder ausgewertet werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt werden, einschließlich unter anderem und entweder für sich oder in Kombination Java™, C, C++, Matlab, Simulink, Stateflow, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Einige dieser Anwendungen können auf einer virtuellen Maschine zusammengestellt und ausgeführt werden, wie etwa der Java Virtual Machine, der Dalvik Virtual Machine oder dergleichen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse durchführt, einschließlich eines oder mehrerer der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung vielfältiger computerlesbarer Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in einer Rechenvorrichtung ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw., gespeichert sind.
Speicher kann ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet) beinhalten, das ein beliebiges nichttransitorisches (z. B. materielles) Medium beinhaltet, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch einen Computer (z. B. durch einen Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtiger Medien und flüchtiger Medien. Zu nichtflüchtigen Medien können zum Beispiel Bild- und Magnetplatten und sonstige dauerhafte Speicher gehören. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamischen Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory - DRAM) beinhalten, der typischerweise einen Hauptspeicher darstellt. Derartige Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, darunter Koaxialkabel, Kupferdraht und Glasfaser, einschließlich der Drähte, aus denen ein Systembus besteht, der an einen Prozessor einer ECU gekoppelt ist. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das durch einen Computer ausgelesen werden kann.
Datenbanken, Datenbestände oder sonstige Datenspeicher, die in dieser Schrift beschrieben sind, können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern von, Zugreifen auf und Abrufen von verschiedenen Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem anwendereigenen Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (relational database management system - RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher ist im Allgemeinen innerhalb einer Rechenvorrichtung enthalten, die ein Computerbetriebssystem verwendet, wie etwa eines der vorstehend erwähnten, und es wird auf eine oder mehrere von vielfältigen Weisen über ein Netz darauf zugegriffen. Auf ein Dateisystem kann von einem Computerbetriebssystem zugegriffen werden und es kann in verschiedenen Formaten gespeicherte Dateien beinhalten. Ein RDBMS setzt im Allgemeinen die Computersprache Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erzeugen, Speichern, Editieren und Ausführen gespeicherter Prozeduren ein, wie etwa die vorstehend erwähnte Sprache PL/SQL.
In einigen Beispielen können Systemelemente als computerlesbare Anweisungen (z. B. Software) auf einer oder mehreren Rechenvorrichtungen (z. B. Servern, PCs usw.) umgesetzt sein, die auf computerlesbaren Speichermedien in Zusammenhang damit (z. B. Platten, Speichern usw.) gespeichert sind. Ein Computerprogrammprodukt kann derartige Anweisungen umfassen, die zum Ausführen der in dieser Schrift beschriebenen Funktionen auf computerlesbaren Medien gespeichert sind.
Hinsichtlich der in dieser Schrift beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw. versteht es sich, dass die Schritte derartiger Prozesse usw. zwar als gemäß einer gewissen geordneten Abfolge erfolgend beschrieben worden sind, derartige Prozesse jedoch so umgesetzt werden können, dass die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die von der in dieser Schrift beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich ferner, dass gewisse Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder gewisse in dieser Schrift beschriebene Schritte weggelassen werden können. Mit anderen Worten dienen die Beschreibungen von Prozessen in dieser Schrift dem Zweck der Veranschaulichung gewisser Ausführungsformen und sie sollten keinesfalls dahingehend ausgelegt werden, dass sie die Ansprüche einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die vorstehende Beschreibung veranschaulichenden und nicht einschränkenden Charakters ist. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, bei denen es sich nicht um die bereitgestellten Beispiele handelt, wären dem Fachmann nach der Lektüre der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Der Umfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung bestimmt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche in Zusammenhang mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, zu denen solche Ansprüche berechtigen. Es wird vorweggenommen und beabsichtigt, dass zukünftige Entwicklungen im Stand der Technik, der in dieser Schrift erörtert ist, stattfinden werden und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige zukünftige Ausführungsformen einbezogen werden. Insgesamt versteht es sich, dass die Erfindung modifiziert und variiert werden kann und ausschließlich durch die folgenden Ansprüche begrenzt ist.
Allen in den Ansprüchen verwendeten Ausdrücken soll deren allgemeine und gewöhnliche Bedeutung zukommen, wie sie für den Fachmann verständlich ist, es sei denn, es wird in dieser Schrift ausdrücklich das Gegenteil angegeben. Insbesondere ist die Verwendung der Singularartikel, wie etwa „ein“, „eine“, „der“, „die“, „das“ usw., dahingehend auszulegen, dass ein oder mehrere der angegebenen Elemente genannt werden, sofern ein Anspruch nicht eine ausdrückliche gegenteilige Einschränkung nennt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein System einen Computer, der einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet, wobei der Speicher Anweisungen speichert, die durch den Prozessor ausführbar sind zum: Empfangen von einem Fahrzeug eines geplanten Wegs und eines Status eines Wahrnehmungsteilsystems in dem Fahrzeug; und Einleiten einer Abhilfemaßnahme, wenn bestimmt wird, dass der Status des Wahrnehmungsteilsystems fehlerfrei ist und der geplante Weg um mehr als einen Schwellenwert von einem detektierten Weg abweicht.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Abhilfemaßnahme einen Befehl an das Fahrzeug zum Anhalten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Wahrnehmungssystem einen Fahrzeugsensor.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen zum Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten von einem Infrastruktursensor und Daten, die durch ein zweites Fahrzeug bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein Abstand.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Abstand geschwindigkeitsabhängig.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert eine Abwesenheit des Fahrzeugs von einem Quadrat in einem Raster, das den geplanten Weg beinhaltet
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen zum Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten, die zu einem ersten Zeitpunkt durch einen Sensor erhoben werden, und Daten, die zu einem zweiten Zeitpunkt durch den Sensor erhoben werden.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen zum Bestimmen, dass der geplante Weg um mehr als den Schwellenwert von dem detektierten Weg abweicht, auf Grundlage von Daten von einem zweiten Fahrzeug und Daten von einem unbewegten Infrastrukturelement.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch ein unbewegtes Infrastrukturelement gekennzeichnet, wobei der Computer an dem Infrastrukturelement montiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Folgendes: Empfangen von einem Fahrzeug eines geplanten Wegs und eines Status eines Wahrnehmungsteilsystems in dem Fahrzeug; und Einleiten einer Abhilfemaßnahme, wenn bestimmt wird, dass der Status des Wahrnehmungsteilsystems fehlerfrei ist und der geplante Weg um mehr als einen Schwellenwert von einem detektierten Weg abweicht.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Abhilfemaßnahme einen Befehl an das Fahrzeug zum Anhalten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Wahrnehmungsteilsystem einen Fahrzeugsensor.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten von einem Infrastruktursensor und Daten, die durch ein zweites Fahrzeug bereitgestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert ein Abstand.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Abstand geschwindigkeitsabhängig.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenwert eine Abwesenheit des Fahrzeugs von einem Quadrat in einem Raster, das den geplanten Weg beinhaltet
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten, die zu einem ersten Zeitpunkt durch einen Sensor erhoben werden, und Daten, die zu einem zweiten Zeitpunkt durch den Sensor erhoben werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen, dass der geplante Weg um mehr als den Schwellenwert von dem detektierten Weg abweicht, auf Grundlage von Daten von einem zweiten Fahrzeug und Daten von einem unbewegten Infrastrukturelement.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren durch einen Computer, der an einem Infrastrukturelement montiert ist, gemäß in diesem gespeicherten Anweisungen ausgeführt.

Claims

Verfahren, umfassend: Empfangen von einem Fahrzeug eines geplanten Wegs und eines Status eines Wahrnehmungsteilsystems in dem Fahrzeug; und Einleiten einer Abhilfemaßnahme, wenn bestimmt wird, dass der Status des Wahrnehmungsteilsystems fehlerfrei ist und der geplante Weg um mehr als einen Schwellenwert von einem detektierten Weg abweicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abhilfemaßnahme einen Befehl an das Fahrzeug zum Anhalten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wahrnehmungsteilsystem einen Fahrzeugsensor beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten von einem Infrastruktursensor und Daten, die durch ein zweites Fahrzeug bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert ein Abstand ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Abstand geschwindigkeitsabhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert eine Abwesenheit des Fahrzeugs von einem Quadrat in einem Raster ist, das den geplanten Weg beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen des detektierten Wegs auf Grundlage von Daten, die zu einem ersten Zeitpunkt durch einen Sensor erhoben werden, und Daten, die zu einem zweiten Zeitpunkt durch den Sensor erhoben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Bestimmen, dass der geplante Weg um mehr als den Schwellenwert von dem detektierten Weg abweicht, auf Grundlage von Daten von einem zweiten Fahrzeug und Daten von einem unbewegten Infrastrukturelement.
Computer, der an einem Infrastrukturelement montiert ist und zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9 programmiert ist.