DE102020123045A1

DE102020123045A1 - Fahrzeugsteuerungssystem und -verfahren

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Publication number: DE102020123045A1
Application number: DE102020123045.1A
Authority: DE
Inventors: Harpreet Singh; Philip Thomas; Richard Donkor; Jerciline Sundar Gnanasundarapaulraj
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-04-22
Also published as: GB201912702D0; GB2599309A; GB2586822A; GB2599309B; GB2586822B

Abstract

Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Steuersystem zur Steuerung eines Fahrzeugs zur Ausführung eines Manövers in Verbindung mit einem Kandidatenmanöverpfad. Das Steuersystem umfasst ein oder mehrere Steuergeräte. Das Steuersystem ist so konfiguriert, dass es einen Kandidaten für einen Manöverpfad innerhalb einer räumlichen Umgebung in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten aus einem oder mehreren Fahrzeugsystemen bestimmt. Das Steuersystem gibt eine Aufforderung zur Genehmigung eines Manövers aus und fordert eine Benutzereingabe an, um anzuzeigen, dass der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad gültig oder der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad ungültig ist. Eine Fahrzeugmanöver-Anforderung wird generiert, um das Fahrzeug so zu steuern, dass es in Abhängigkeit vom Empfang der Benutzereingabe, die anzeigt, dass der festgelegte Kandidaten-Manöverpfad gültig ist, ein dem Kandidaten-Manöverpfad zugeordnetes Manöver ausführt. Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auch auf ein Fahrzeug; ein nicht vorübergehendes, computerlesbares Speichermedium; Computersoftware; und ein Verfahren.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein Fahrzeugsteuerungssystem und -verfahren. Die Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Steuersystem zur Steuerung der Ausführung eines Fahrzeugmanövers, ein Fahrzeug mit einem Steuersystem, ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, Computersoftware und ein nicht vorübergehendes computerlesbares Speichermedium.
HINTERGRUND
Es ist bekannt, ein Fahrzeug mit autonomen Steuerungssystemen zur Ausführung von Lenkung und Beschleunigung/Verzögerung auszustatten. Das Fahrzeug besteht typischerweise aus bordeigenen Sensoren, die die räumliche Umgebung um das Fahrzeug herum überwachen. In bestimmten Szenarien ist das autonome System möglicherweise nicht in der Lage, die räumliche Umgebung umfassend zu überwachen. Beispielsweise können Objekte in der Umgebung, Regionen um das Fahrzeug herum verdecken. Wenn es dem autonomen System nicht möglich ist, die räumliche Umgebung aufzulösen, um eine geeignete Regelstrategie zu bestimmen, führen aktuelle Systeme in der Regel einen Übergabevorgang durch, um dem Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug zu übertragen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen oder mehrere der mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile zu beheben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung umfassen ein Steuersystem, ein Fahrzeug, ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, Computersoftware und ein nicht vorübergehendes computerlesbares Speichermedium, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuersystem zur Steuerung eines Fahrzeugs vorgesehen, um ein Manöver auszuführen, das mit einem Kandidatenmanöverpfad verbunden ist, wobei das Steuersystem einen oder mehrere Steuergeräte umfasst, wobei das Steuersystem so konfiguriert ist, dass es
einen Kandidaten für ein Manöverpfad für das Fahrzeug innerhalb einer räumlichen Umgebung in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten aus einem oder mehreren Fahrzeugsystemen bestimmet;
eine Manövergenehmigungsaufforderung ausgibt, die eine Benutzereingabe anfordert, um anzuzeigen, dass der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad gültig oder der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad ungültig ist; und
in Abhängigkeit vom Empfang der Benutzereingabe, die anzeigt, dass der Kandidatenmanöverpfad gültig ist, eine Fahrzeugmanöveranforderung zur Steuerung des Fahrzeugs zur Ausführung eines Manövers in Verbindung mit dem Kandidatenmanöverpfad generiert.
Im Einsatz kann das Steuersystem die räumliche Umgebung außerhalb des Fahrzeugs überwachen. Wenn sich das Fahrzeug in einem Szenario befindet, in dem die räumliche Umgebung nicht genau bestimmt werden kann, ist das Steuersystem so konfiguriert, dass es eine Benutzereingabe zur Bestätigung der Ausführung des Manövers anfordert. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen ist das Steuersystem darauf angewiesen, dass der Fahrer bestätigt, ob ein Manöver sicher ausgeführt werden kann. Eine Fahrzeugmanöver-Anforderung wird generiert, um das Fahrzeug so zu steuern, dass es ein Manöver ausführt, das mit dem als gültig identifizierten Kandidaten-Manöverpfad verbunden ist. In Szenarien, in denen das Steuersystem nicht in der Lage ist zu bestimmen, ob ein Manöver sicher ausgeführt werden kann, z.B. aufgrund eines versperrten oder behinderten Sichtfeldes, kann der Fahrer eine unabhängige Beurteilung vornehmen und den in Frage kommenden Manöverpfad entweder genehmigen oder ablehnen.
Das Steuersystem kann die Ausführung des Manövers unterbinden, bis der Fahrer die räumliche Umgebung entsprechend überprüft hat. Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es den Fahrer überwacht. Beispielsweise kann das Steuersystem eine Kopfhaltung und/oder eine Blickrichtung des Fahrers überwachen. Dadurch kann das Steuersystem sicherstellen, dass der Fahrer nach Umgebungsobjekten im Verdunkelungsbereich gesucht hat. Das Steuersystem kann die Anforderung für ein Fahrzeugmanöver nur dann erzeugen, wenn es feststellt, dass der Fahrer entsprechende Überprüfungen vorgenommen hat, z. B. indem es feststellt, dass der Fahrer in die Verdunkelungsregion geblickt hat.
Zumindest in bestimmten Ausführungsformen ermöglicht das Steuersystem eine kontinuierliche autonome Steuerung des Fahrzeugs, auch wenn die Fahrzeugsysteme nicht in der Lage sind, die räumliche Umgebung umfassend zu überwachen (d. h. ein oder mehrere tote Winkel vorhanden sind).
Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann das Steuerungssystem in Verbindung mit dem Fahrer arbeiten, um die räumliche Umgebung zu beurteilen. Der Fahrer des Fahrzeugs kann angeben, ob der in Frage kommende Manöverpfad akzeptabel ist. In Abhängigkeit von der Einschätzung des Fahrers kann das Steuersystem weiter arbeiten und das mit dem in Frage kommenden Manöverpfad verbundene Manöver ausführen.
Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es eine Benutzereingabe empfängt, die anzeigt, dass der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad gültig oder der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad ungültig ist. Die vom Steuersystem empfangene Benutzereingabe kann anzeigen, dass der ermittelte Kandidatenmanöverpfad entweder gültig oder ungültig ist. Das Steuersystem kann dadurch den in Frage kommenden Manöverpfad als gültig oder ungültig klassifizieren.
Das Steuerungssystem kann so konfiguriert werden, dass es das Fahrzeug so steuert, dass es den Kandidaten-Manöverpfad ausführt.
Das Steuersystem kann eine Pfadbestimmungsbenachrichtigung erzeugen, um einen Benutzer zu benachrichtigen, dass der Kandidatenmanöverpfad bestimmt worden ist. Das Steuersystem kann dem Benutzer mitteilen, wann eine weitere Bestätigung erforderlich ist, um die Bewegung des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Der eine oder die mehreren für die Verarbeitung Verantwortlichen können sich kollektiv zusammensetzen:

mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfang der Fahrzeugdaten von dem einen oder mehreren Fahrzeugsystemen; und
mindestens eine Speichergerät, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Befehle gespeichert sind;
und wobei der mindestens eine elektronische Prozessor so konfiguriert ist, dass er auf die mindestens eine Speichergerät zugreift und die Befehle darauf ausführt, um die Fahrzeugmanöveranforderung zu erzeugen.

Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es dem Benutzer die Kontrolle über das Fahrzeug in Abhängigkeit vom Erhalt einer Benutzereingabe überträgt, die anzeigt, dass der in Frage kommende Manöverpfad ungültig ist.
Die Aufforderung zur Manövergenehmigung kann einen Hinweis auf den Manöverpfad des Kandidaten enthalten. Es wird davon ausgegangen, dass verschiedene HMI-Optionen (Human Machine Interface) verwendet werden können, um die Eingabeaufforderung für die Genehmigung des Manövers auszugeben und die Antwort des Benutzers zu erhalten.
Die Angabe kann eine grafische Darstellung des Kandidatenmanöverpfades umfassen, z.B. Ausgabe auf einem Bildschirm oder Anzeige auf einem Head-up-Display (HUD).
Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es einen Vertrauensindex bestimmt, der das Vertrauen in den Manöverpfad des Kandidaten darstellt. Der Vertrauensindex kann in Abhängigkeit von den Fahrzeugdaten aus dem einen oder mehreren Fahrzeugsystemen bestimmt werden. Die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers kann ausgegeben werden, wenn das Steuersystem nicht in der Lage ist, eine Entscheidung über eine geeignete Steuerstrategie zur Bewegung des Fahrzeugs zu treffen. Je nach dem Grad der Komplexität des Szenarios kann der Fahrer dann den ermittelten Kandidaten für den Manöverpfad akzeptieren oder ablehnen.
Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass der ermittelte Vertrauensindex mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen wird. Das Steuersystem kann die Pfadbestimmungsbenachrichtigung ausgeben, wenn der Konfidenzindex kleiner als der vordefinierte Schwellenwert ist.
Die Fahrzeugsysteme können aus einem oder mehreren Sensoren zur Erfassung von räumlichen Umgebungsdaten bestehen, die die räumliche Umgebung repräsentieren. Der eine oder die mehreren Sensoren können aus einem oder mehreren der folgenden Elemente bestehen: einem Lidararray, einem Abbildungsgerät, z. B. einem optischen Bildwandler, und einem Radararray.
Die räumliche Umgebung kann aus einem oder mehreren Umweltobjekten bestehen. Die Umweltobjekte können zum Beispiel eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: eine Straßenbegrenzung, eine Straßenmarkierung, ein Hindernis, Straßenmobiliar, ein Fahrzeug, einen Fußgänger und einen Radfahrer.
Die räumliche Umgebung kann mit Hilfe von Kartendaten analysiert werden.
Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es eine oder mehrere Verdunkelungsregionen in der räumlichen Umgebung identifiziert. Die Verdunkelungsregion(en) kann (können) ein Gebiet darstellen, in dem nur begrenzte oder keine Daten über die räumliche Umgebung verfügbar sind. Die Verdunkelungsregion(en) kann (können) sich aus dem Vorhandensein eines oder mehrerer Hindernisse in einem Sichtfeld (Sensorbereich) des einen oder der mehreren Sensoren ergeben. Das Steuerungssystem kann die Verfügbarkeit der Fahrzeugdaten innerhalb der räumlichen Umgebung beurteilen. Das Steuersystem kann z.B. ein oder mehrere Hindernisse identifizieren, die die gültigen Fahrzeugdaten verdecken oder behindern können.
Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es feststellt, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit dem Manöverpfad des Kandidaten übereinstimmen. Das Steuersystem kann die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers in Abhängigkeit von der Bestimmung ausgeben.
Das Steuersystem kann so konfiguriert werden, dass es feststellt, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit einer Fahrzeugroute übereinstimmen, die mit dem in Frage kommenden Manöverpfad verbunden ist. Das Steuersystem kann die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers in Abhängigkeit von der Bestimmung ausgeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das ein hier beschriebenes Steuersystem umfasst.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs vorgesehen, um ein Manöver auszuführen, das mit einem in Frage kommenden Manöverpfad verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst:

Bestimmung eines Kandidaten für einen Manöverpfad für das Fahrzeug innerhalb einer räumlichen Umgebung in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten aus einem oder mehreren Fahrzeugsystemen;
die Ausgabe einer Manövergenehmigungsaufforderung, die eine Benutzereingabe anfordert, um anzuzeigen, dass der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad gültig oder der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad ungültig ist; und
Steuerung des Fahrzeugs zur Ausführung eines Manövers in Verbindung mit dem Kandidaten-Manöverpfad in Abhängigkeit vom Empfang einer Benutzereingabe, die anzeigt, dass der Kandidaten-Manöverpfad gültig ist.

Das Verfahren kann die Übertragung der Kontrolle über das Fahrzeug an den Benutzer in Abhängigkeit vom Erhalt einer Benutzereingabe umfassen, die anzeigt, dass der in Frage kommende Manöverpfad ungültig ist.
Die Aufforderung zur Manövergenehmigung kann einen Hinweis auf den Manöverpfad des Kandidaten enthalten. Die Angabe kann einen akustischen und/oder einen sichtbaren Indikator umfassen.
Das Verfahren kann die Bestimmung eines Vertrauensindexes umfassen, der ein Vertrauen in den in Frage kommenden Manöverpfad in Abhängigkeit von den Fahrzeugdaten aus dem einen oder mehreren Fahrzeugsystemen darstellt. Das Verfahren kann den Vergleich des ermittelten Vertrauensindex mit einem vordefinierten Schwellenwert umfassen. Die Benachrichtigung über die Wegbestimmung kann ausgegeben werden, wenn der Vertrauensindex kleiner als der vordefinierte Schwellenwert ist.
Die Fahrzeugsysteme können aus einem oder mehreren Sensoren zur Erfassung von räumlichen Umgebungsdaten bestehen, die die räumliche Umgebung repräsentieren. Alternativ oder zusätzlich können die Fahrzeugsysteme ein Navigationssystem und Kartendaten umfassen.
Das Verfahren kann die Identifizierung einer oder mehrerer Verdunkelungsregionen in den räumlichen Umgebungsdaten umfassen.
Das Verfahren kann die Bestimmung umfassen, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit dem Manöverpfad des Kandidaten übereinstimmen. Die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers kann in Abhängigkeit von der Bestimmung ausgegeben werden.
Das Verfahren kann die Bestimmung umfassen, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit einer Fahrzeugroute übereinstimmen, die mit dem in Frage kommenden Manöverpfad verbunden ist. Die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers kann in Abhängigkeit von der Bestimmung ausgegeben werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird Computersoftware zur Verfügung gestellt, die, wenn sie ausgeführt wird, so angeordnet ist, dass sie ein Verfahren gemäß dem hier beschriebenen Verfahren ausführt.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein nicht vorübergehendes, computerlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt werden, den einen oder die mehreren elektronischen Prozessoren veranlassen, die hier beschriebenen Verfahren auszuführen.
Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere deren einzelne Merkmale unabhängig oder in beliebiger Kombination genommen werden können. Das heißt, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale jeder Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder in beliebiger Kombination kombiniert werden können, es sei denn, diese Merkmale sind unvereinbar. Der Anmelder behält sich das Recht vor, einen ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch dahingehend zu ändern, dass er von einem Merkmal eines anderen Anspruchs abhängt und/oder ein Merkmal eines anderen Anspruchs einbezieht, obwohl dieser ursprünglich nicht in dieser Weise beansprucht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur beispielhaft anhand der zugehörigen Zeichnungen beschrieben, in denen:

zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das das Steuersystem entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält;
zeigt das Fahrzeug in einer ersten räumlichen Umgebung zu einem ersten Zeitpunkt;
zeigt das Fahrzeug in der ersten räumlichen Umgebung zu einem zweiten Zeitpunkt;
zeigt ein vereinfachtes Beispiel für ein Steuersystem, das entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung angepasst werden kann; und
ist ein Blockdiagramm, das die Funktionsweise des Steuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Steuersystem 1 für ein Fahrzeug 2 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben. Das Fahrzeug 2 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Automobil. Es wird davon ausgegangen, dass das Steuersystem 1 auch in anderen Fahrzeugtypen implementiert werden kann, wie z.B. in einer Zugmaschine, einem Nutzfahrzeug, einem Geländewagen usw.
Wie in dargestellt, besteht das Fahrzeug 2 in der vorliegenden Ausführungsform aus einem Hybrid-Antriebsstrang, der einen Verbrennungsmotor 3 und mindestens einen elektrischen Fahrmotor 4 umfasst. In einer Variante kann der Antriebsstrang entweder einen Verbrennungsmotor 3 oder einen oder mehrere elektrische Traktionsmotoren aufweisen. Das Fahrzeug 2 umfasst vier (4) Räder W1-4. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Vorderräder W1, W2 des Fahrzeugs 2 zur Lenkung des Fahrzeugs 2 und die Hinterräder W3, W4 zur Bereitstellung einer Antriebskraft zum Antrieb des Fahrzeugs 2 verwendet. In einer Variante können die Vorderräder W1, W2 angetrieben werden, um das Fahrzeug 2 anzutreiben. Alternativ können alle Räder W1-W4 angetrieben werden (entweder in einer permanenten oder einer selektiven Allradkonfiguration). Es versteht sich, dass die Hinterräder W3, W4 auch zum Lenken verwendet werden können, z.B. in Verbindung mit den Vorderrädern W1, W2.
Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es ein oder mehrere Fahrzeugsteuersysteme 5-n steuert, um eine zumindest teilweise autonome Steuerung des Fahrzeugs 2 zu ermöglichen. Die Fahrzeugsteuersysteme 5-n steuern die Lenkung und/oder Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs 2. Die Fahrzeugsteuersysteme 5-n können eines oder mehrere der folgenden Systeme umfassen: ein Fahrzeuglenksystem 5-1, wie z.B. eine elektrische Servolenkung (EPAS); einen Fahrmotor und/oder einen Verbrennungsmotor 5-2; und ein Fahrzeugbremssystem 5-3. Das Steuersystem 1 kann z.B. das Fahrzeug 2 auf einer der folgenden Automatisierungsebenen (wie von SAE International definiert) steuern: Stufe 2 (Teilautomatisierung), Stufe 3 (Bedingte Automatisierung), Stufe 4 (Hohe Automatisierung) und Stufe 5 (Vollautomatisierung). Das Steuersystem 1 gibt eine Manöverausführungsanforderung an die Fahrzeugsteuerungssysteme 5 aus, um das Fahrzeug 2 zu veranlassen, einer Zielroute R1 zu folgen. Die Zielroute R1 kann z.B. eine Route von einem ersten georäumlichen Standort (wie dem aktuellen Standort des Fahrzeugs 2) zu einem zweiten georäumlichen Standort (wie dem Zielort des Fahrzeugs 2) definieren. Ein Routenplanungsalgorithmus bestimmt die Zielroute R1 in Abhängigkeit von gespeicherten (vordefinierten) Kartendaten MDAT, die ein Straßennetz darstellen. Geeignete Routenplanungs-Algorithmen sind bekannt.
Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es die räumliche Umgebung SPE1 analysiert, in der das Fahrzeug 2 betrieben wird, um den dynamischen Betrieb des Fahrzeugs 2 zu steuern. Wie in dargestellt, kann die räumliche Umgebung SPE1 beispielsweise aus einem oder mehreren der folgenden Elemente bestehen: einer relativen Position und/oder einem Bewegungsvektor (Richtung und Geschwindigkeit) eines anderen Fahrzeugs/einer anderen Fahrzeuge; einer Straßenbegrenzung und/oder einer Straßenmarkierung(en); einer relativen Position und/oder Größe von Straßenmöbeln oder einem Hindernis/einen Hindernissen; einer relativen Position und/oder einem Bewegungsvektor (Richtung und Geschwindigkeit) eines Fußgängers und/oder eines Radfahrers. Die Analyse der räumlichen Umgebung SPE1 wird in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten D-n durchgeführt, die von einem oder mehreren Fahrzeugsystemen 6-n empfangen werden. Die Fahrzeugsysteme 6-n können jeweils aus einem oder mehreren Sensoren bestehen, z.B. nach vorn und/oder nach hinten gerichtete Sensoren, die am Fahrzeug vorgesehen sind 2. Die Fahrzeugsysteme 6-n können zum Beispiel eines oder mehrere der folgenden Systeme umfassen: ein Lidar-System, ein optisches Abbildungssystem und ein Radarsystem. Wie in dargestellt, umfassen die Fahrzeugsysteme 6-n in der vorliegenden Ausführungsform die nach vorn und hinten gerichteten Radarsysteme 6-1, 6-2 und ein Lidar-System 6-3. Die von den Fahrzeugsystemen 6-n erfassten Fahrzeugdaten D-n können räumliche Umgebungsdaten umfassen oder aus solchen bestehen, die die räumliche Umgebung SPE1 repräsentieren. Das Steuersystem 1 kann zusätzliche Informationen bezüglich der Fahrumgebung von der Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation (V2V) und/oder der Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation (V2X) erhalten. Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es auch den dynamischen Betrieb des Fahrzeugs 2 überwacht, z.B. zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugbeschleunigung/-verzögerung (in Längsrichtung) und eines Lenkwinkels.
Das Steuersystem 1 ist in der Lage, Lenkung und Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs 2 auszuführen. In der vorliegenden Ausführung ist das Steuersystem 1 so konfiguriert, dass es den Betrieb eines Fahrzeuglenksystems 10, einer elektronischen Steuereinheit 11 und eines Bremssystems 12 steuert. Das Fahrzeuglenksystem 10 kann z.B. ein EPAS-System (Electric Power Assisted Steering) umfassen. Das Steuersystem 1 gibt ein Lenksignal an das Fahrzeuglenksystem 10 aus, um einen Lenkwinkel des Fahrzeugs 2 zu steuern. Die elektronische Steuereinheit 11 ist so konfiguriert, dass sie den Betrieb des Verbrennungsmotors 3 und des elektrischen Fahrmotors 4 zur Steuerung der Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs 2 steuert. Der elektrische Fahrmotor 4 kann eine regenerative Bremskraft erzeugen, um Energie zurückzugewinnen, z.B. zum Aufladen einer bordeigenen Traktionsbatterie (nicht abgebildet). Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es den Betrieb des Bremssystems 12 steuert, um die Verzögerung des Fahrzeugs 2 zu kontrollieren. Das Bremssystem 12 umfasst mindestens eine Reibungsbremse, die mit jedem Rad W1-W4 des Fahrzeugs 2 verbunden ist. Das Steuersystem 1 kann wahlweise den Betrieb des elektrischen Fahrmotors 4 steuern, um die Verzögerung des Fahrzeugs 2 zu steuern.
Die Zielroute R1 ist in eine Vielzahl von Intervallen (oder Untersegmenten) unterteilt. Das Fahrzeug 2 muss innerhalb jedes Intervalls ein oder mehrere Manöver durchführen. Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es einen Kandidaten-Manöverpfad MPn für das Fahrzeug 2 erzeugt. Der Kandidat-Manöverpfad MPn definiert einen Zielpfad oder eine Zielflugbahn für das Fahrzeug 2, um ein bestimmtes Fahrmanöver durchzuführen. Der Kandidat-Manöverpfad MPn definiert typischerweise das nächste Fahrmanöver (oder den nächsten Satz von Fahrmanövern), das vom Fahrzeug 2 durchgeführt werden soll. Als Beispiel kann das Fahrmanöver eines der folgenden umfassen: Durchführen einer Kurve, Ausfahren an einer Straßenkreuzung, Überfahren eines Hindernisses, Spurwechsel, Überholen/Überholen eines anderen Fahrzeugs und Navigieren durch temporäre Straßenmarkierungen oder Verkehrssignale, z.B. an Baustellen. Der Kandidaten-Manöverpfad MPn kann den Zielpfad für das Fahrzeug 2 über eine vordefinierte Entfernung, z.B. 25m, 50m oder 100m, vom aktuellen Standort des Fahrzeugs 2 darstellen. Eine Sequenz, bestehend aus dem ersten und zweiten in Frage kommenden Manöverpfad MP1, MP2 zur Steuerung des Fahrzeugs 2 bei seiner Fahrt entlang der Zielstrecke R1 ist in dargestellt.
Das Steuerungssystem 1 erzeugt den Kandidaten-Manöverpfad MPn in Abhängigkeit von der räumlichen Umgebung SPE1 proximal zum Fahrzeug 2. Die räumliche Umgebung SPE1 kann eine Region oder einen Sektor in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 umfassen oder aus einer solchen bestehen. Das Steuersystem 1 analysiert die von dem einen oder mehreren Fahrzeugsystemen 6-n erhaltenen Fahrzeugdaten D-n zumindest im Wesentlichen in Echtzeit, um Umgebungsobjekte OBn, wie Fahrzeuge und/oder Hindernisse, in der räumlichen Umgebung SPE1 zu identifizieren. Ein erstes Umgebungsobjekt OB1 ist in den und beispielhaft dargestellt. Alle durch die Analyse der Fahrzeugdaten D-n identifizierten Umgebungsobjekte OBn können mit den Kartendaten MDAT querverwiesen werden. Beispielsweise können die Position und die Abmessungen der identifizierten Umweltobjekte OBn auf die Kartendaten MDAT projiziert werden. Der Kandidat Manöverpfad MPn wird generiert, damit das Fahrzeug 2 die räumliche Umgebung SPE1 durchqueren kann. Der Kandidat-Manöverpfad MPn kann z.B. erzeugt werden, um ein oder mehrere durch die Analyse der Fahrzeugdaten D-n identifizierte Umgebungsobjekte OBn zu umfahren. Der Kandidat-Manöverpfad MPn wird erzeugt, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 2 innerhalb der Fahrspur- oder Straßenbegrenzungen bleibt, wie durch die Kartendaten MDAT und/oder durch die Analyse der Fahrzeugdaten D-n definiert. Es wird davon ausgegangen, dass der Kandidaten-Manöverpfad MPn dynamisch, zumindest im Wesentlichen in Echtzeit, aktualisiert wird. Die kontinuierliche Entwicklung des Kandidaten für den Manöverpfad MPn wird durch die Änderungen zwischen den und veranschaulicht, wenn das Fahrzeug 2 sich entlang einer Straße bewegt.
Die Fähigkeit, die räumliche Umgebung SPE1 um das Fahrzeug 2 abzubilden, ist abhängig von den Fahrzeugdaten D-n, die von den Fahrzeugsystemen 6-n erfasst werden. Die Fahrzeugsysteme 6-n können zumindest teilweise verdeckt sein, z.B. durch ein oder mehrere Hindernisse, was zur Bildung einer oder mehrerer Verdunkelungsregionen ORn führt (entspricht effektiv einem toten Winkel in der räumlichen Umgebung SPE1). Das Steuersystem 1 kann so konfiguriert werden, dass es solche Verdunkelungsbereiche ORn in der räumlichen Umgebung SPE1 identifiziert. Eine erste Verdunkelungsregion OR1 ist in den und als Beispiel dargestellt. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Größe und Form der Verdunkelungsregion(en) ORn in Bezug auf die Zeit ändern können, wie die in den und dargestellten Änderungen in der ersten Verdunkelungsregion OR1 zeigen. Die Verdunkelungsregion(en) können die Unsicherheit bei der Generierung des Kandidatenmanöverpfades MPn erhöhen. Wenn zum Beispiel die Verdunkelungsregion ORn teilweise oder vollständig mit einem Teil des in Frage kommenden Manöverpfades MPn zusammenfällt, kann das Steuersystem 1 nicht mit Sicherheit feststellen, ob dieser Teil des in Frage kommenden Manöverpfades MPn blockiert oder nicht blockiert ist. Ebenso kann das Steuersystem 1 möglicherweise nicht mit Sicherheit feststellen, ob ein anderes Fahrzeug auf dem angrenzenden Straßenabschnitt fährt, wenn die Verdunkelungsregion ORn teilweise oder vollständig über einem angrenzenden Straßenabschnitt liegt. In dem in den und dargestellten Szenario wird ein zweites Fahrzeug in der ersten Verdunkelungsregion OR1 angeordnet. Die daraus resultierende Unsicherheit kann zu einem Szenario führen, in dem das Steuersystem 1 nicht in der Lage ist, die Lenkung und die Beschleunigung/Verzögerung auszuführen, um das Manöver durchzuführen, das mit dem in Frage kommenden Manöverpfad MPn verbunden ist. Eine mögliche Reaktion auf dieses Szenario wäre die Durchführung eines Übergabevorgangs, bei dem das Steuersystem die Verantwortung für die Steuerung des Fahrzeugs an einen Fahrer-DRV überträgt (siehe ). Es wäre jedoch vorzuziehen, die Kontrolle über das Fahrzeug 2 nicht jedes Mal, wenn ein solches Szenario auftritt, an den Fahrer DRV übergeben zu müssen. Es wurde erkannt, dass es in bestimmten Szenarien für das Steuersystem 1 vorteilhaft sein kann, mit dem Fahrer-DRV zusammenzuarbeiten, um die räumliche Umgebung SPE1 zu bewerten, in der das Fahrzeug 2 betrieben wird. Wie hier beschrieben, ist das Steuersystem 1 so konfiguriert, dass es einen Mechanismus implementiert, der es dem Fahrer DRV des Fahrzeugs 2 ermöglicht, anzuzeigen, ob der in Frage kommende Manöverpfad MPn akzeptabel ist. In Abhängigkeit von der Einschätzung des Fahrers (in Verbindung mit der laufenden Analyse der Fahrzeugdaten D-n) kann das Steuersystem 1 weiterhin arbeiten und das Manöver ausführen, das mit dem in Frage kommenden Manöverpfad MPn verbunden ist. Zumindest in bestimmten Ausführungsformen kann die Notwendigkeit, die vollständige Kontrolle über das Fahrzeug 2 auf den Fahrer DRV zu übertragen, verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuersystem 1 so konfiguriert, dass es eine Benutzereingabe IN vom Fahrer DRV anfordert, um zu bestimmen, ob der Kandidaten-Manöverpfad MPn gültig oder ungültig ist. Der Fahrer DRV kann bestimmen, dass das dem Kandidaten-Manöverpfad MPn zugeordnete Manöver gültig ist, wenn es für das Fahrzeug 2 sicher wäre, das zugehörige Manöver durchzuführen. Der Fahrer DRV kann bestimmen, dass der Kandidaten-Manöverpfad MPn ungültig ist, wenn es für das Fahrzeug 2 unsicher wäre, das mit dem Kandidaten-Manöverpfad MPn verbundene Manöver durchzuführen. Das Steuersystem 1 gibt eine Manövergenehmigungsaufforderung MAP aus, damit der Fahrer DRV beurteilen kann, ob der Kandidaten-Manöverpfad MPn gültig oder ungültig ist. Die Eingabeaufforderung für die Genehmigung des Manövers MAP fordert den Fahrer DRV auf, durch eine Benutzereingabe IN anzugeben, ob der Kandidaten-Manöverpfad MPn gültig oder ungültig ist. Um die Beurteilung des Kandidaten-Manöverpfads MPn zu erleichtern, kann die Manövergenehmigungsaufforderung MAP eine Angabe des Kandidaten-Manöverpfads MPn enthalten. Beispielsweise kann eine grafische Darstellung des Kandidaten-Manöverpfads MPn auf einem Bildschirm ausgegeben oder in ein Head-up-Display (HUD) projiziert werden. Der Kandidaten-Manöverpfad MPn könnte beispielsweise auf eine aus den Kartendaten MDAT abgeleitete Karte MP überlagert werden. Die Verdunkelungsregion(en) in der räumlichen Umgebung SPE1 kann (können) auf der Karte MP dargestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Angabe des Kandidaten für den Manöverpfad MPn z.B. aus einer Audio- oder Textbeschreibung bestehen: „BESTÄTIGE SICHER ZU #MANOUEVRE#“. Die Beschreibung des #MANOUEVRE# kann beispielsweise einen Begriff wie „PERFORM LEFT/RECHTS DREHEN“, „PERFORM OVERTAKING MANOEUVRE“, „TRAVERSE JUNCTION“, „PROCEED“ usw. enthalten. Andere Text- und Audiobeschreibungen können sinnvollerweise verwendet werden.
Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es das Fahrzeug 2 in Abhängigkeit von der Benutzereingabe IN steuert. Wenn die Benutzereingabe IN anzeigt, dass der Kandidatenmanöverpfad MPn ungültig ist (eine negative Eingabe) oder innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne keine Benutzereingabe IN empfangen wird, führt das Steuersystem 1 das mit dem Kandidatenmanöverpfad MPn verbundene Manöver nicht aus. Das Steuersystem 1 kann optional die Steuerung des Fahrzeugs 2 an den Fahrer DRV übertragen, abhängig vom Empfang der Benutzereingabe IN, die anzeigt, dass der Kandidat für den Manöverpfad ungültig ist. Die Übertragung der Kontrolle über das Fahrzeug 2 kann z.B. nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne eingeleitet werden. Das Steuersystem 1 kann die Durchführung des Manövers wahlweise aufschieben, um beispielsweise festzustellen, ob der Verdunkelungsbereich ORn persistent oder vorübergehend ist. Wenn die Benutzereingabe IN anzeigt, dass der in Frage kommende Manöverpfad MPn gültig ist (eine positive Eingabe), steuert das Steuersystem 1 das Fahrzeug 2, um das mit dem in Frage kommenden Manöverpfad MPn verbundene Manöver auszuführen. Insbesondere erzeugt das Steuersystem 1 eine Anforderung für ein Fahrzeugmanöver, um das Fahrzeug 2 so zu steuern, dass es das dem Kandidatenmanöverpfad MPn zugeordnete Manöver ausführt. Auf diese Weise behält das Steuersystem 1 die autonome Kontrolle über das Fahrzeug 2 und führt das Manöver aus, das mit dem Kandidaten-Manöverpfad MPn verbunden ist. Die Notwendigkeit, die Kontrolle über das Fahrzeug 2 auf den Fahrer DRV zu übertragen, kann dadurch verringert werden. Es wird davon ausgegangen, dass das Steuersystem 1 während der Durchführung des Manövers weiterhin die Fahrzeugdaten D-n analysiert. Für den Fall, dass während der Durchführung des Manövers in der räumlichen Umgebung SPE1 potenzielle Gefahren erkannt werden (z.B. aufgrund von Änderungen der relativen Position und/oder Größe eines Verdunkelungsbereichs ORn), wird das Steuersystem 1 so konfiguriert, dass es die Steuerstrategie entsprechend ändert. In einer Variante kann die Benutzereingabe IN das Steuersystem 2 dazu veranlassen, eine vorsichtige Steuerstrategie zu implementieren, z.B. das Manöver mit reduzierter Geschwindigkeit durchzuführen (eine Kriech- oder Langsamfahrfunktion) oder den in Frage kommenden Manöverpfad MPn in eine Vielzahl von Inkrementen zu unterteilen, die in einer Reihe von diskreten Stufen ausgeführt werden. In einer weiteren Variante kann die Benutzereingabe IN verlangen, dass das Steuersystem 1 einen alternativen Kandidaten-Manöverpfad MPn generiert.
In der vorliegenden Ausführungsform kann das Steuersystem 1 einen Vertrauensindex bestimmen, der ein Vertrauen in den Manöverpfad MPn des Kandidaten darstellt. Der Vertrauensindex kann in Abhängigkeit von der Analyse der Fahrzeugdaten D-n erzeugt werden. Der Konfidenzindex kann durch Charakterisierung der Verdunkelungsbereiche ORn bestimmt werden, um z.B. die Größe, Nähe, Lage und Anzahl der Verdunkelungsbereiche ORn in der räumlichen Umgebung SPE1 widerzuspiegeln. Eine Verdunkelungsregion ORn, die teilweise oder vollständig über einer angrenzenden Straße an einer Kreuzung liegt, würde zu einem niedrigen Vertrauensindex führen, während eine Verdunkelungsregion ORn hinter dem Fahrzeug 2 zu einem hohen Vertrauensindex führen würde. Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass eine Benutzereingabe IN angefordert wird, wenn der Vertrauensindex unter einem vordefinierten Schwellenwert liegt.
Unter Bezugnahme auf wird ein vereinfachtes Beispiel für ein Steuerungssystem 1 dargestellt, das so angepasst werden kann, dass es die hier beschriebenen Verfahren implementiert. Das Steuersystem 1 besteht aus einem oder mehreren Steuergeräten 20 und ist so konfiguriert, dass es ein Fahrzeug 2 so steuert, dass es ein Manöver ausführt, das mit einem Kandidaten-Manöverpfad MPn verbunden ist. Das Steuersystem 1 besteht aus einem oder mehreren Steuergeräten 20. Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es einen Kandidaten-Manöverpfad MPn für das Fahrzeug 2 innerhalb einer räumlichen Umgebung SPE1 in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten D-n von einem oder mehreren Fahrzeugsystemen 6-n bestimmt. Das Steuersystem 1 ist so konfiguriert, dass es eine Manövergenehmigungsaufforderung MAP ausgibt, die eine Benutzereingabe IN anfordert, um anzuzeigen, dass der ermittelte Kandidatenmanöverpfad MPn gültig oder der ermittelte Kandidatenmanöverpfad ungültig ist. Das Steuersystem 1 erhält eine Benutzereingabe IN, die anzeigt, dass der ermittelte Kandidatenmanöverpfad MPn gültig oder der ermittelte Kandidatenmanöverpfad MPn ungültig ist. Das Steuersystem 1 erzeugt das Fahrzeugmanöver-Anforderungssignal SMAN, um das Fahrzeug 2 so zu steuern, dass es das mit dem Kandidatenmanöverpfad MPn verbundene Manöver in Abhängigkeit vom Empfang der Benutzereingabe IN ausführt, die anzeigt, dass der Kandidatenmanöverpfad gültig ist.
In dem in den und dargestellten Szenario wird ein weiteres Fahrzeug innerhalb der ersten Verdunkelungsregion OR1 abgestellt. Wenn das Fahrzeug 2 an der Straßenkreuzung ankommt, kann das Steuersystem 1 eine Manövergenehmigungsaufforderung MAP ausgeben, die den Fahrer DRV um Bestätigung bittet, dass der erste Kandidat für den Manöverpfad MP1 geeignet ist. Die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers MAP kann beispielsweise erzeugt werden, da nur ein Teil des anderen Fahrzeugs aus dem ersten Verdunkelungsbereich OR1 herausragt. Dies kann den Konfidenzindex senken und das Steuersystem 1 veranlassen, die Manövergenehmigungsaufforderung MAP auszugeben. Der Fahrer DRV des Fahrzeugs 2 kann möglicherweise das andere Fahrzeug sehen und beurteilen, ob das mit dem ersten Kandidaten für den Manöverpfad MP1 verbundene Manöver angemessen ist. Der Fahrer DRV kann z.B. den ersten Kandidaten für den Manöverpfad MP1 genehmigen oder ablehnen. Das Steuersystem 1 kann die Kontrolle über das Fahrzeug 2 auf den Fahrer DRV übertragen, wenn die Benutzereingabe IN anzeigt, dass der erste Kandidatenmanöverpfad MP1 nicht angemessen ist. Alternativ kann das Steuersystem 1 das Manöverausführungssignal SMAN ausgeben, wenn die Benutzereingabe IN anzeigt, dass der erste in Frage kommende Manöverpfad MP1 angemessen ist.
Es ist davon auszugehen, dass das oder jedes Steuergerät 20 eine Steuereinheit oder Recheneinrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren (z.B. ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) usw.) umfassen kann, und kann eine einzige Steuereinheit oder Recheneinrichtung umfassen, oder alternativ können verschiedene Funktionen des oder jedes Steuergeräts 20 in verschiedenen Steuereinheiten oder Recheneinrichtungen verkörpert oder in diesen untergebracht sein. Der hier verwendete Begriff „Steuergerät“, „Steuereinheit“ oder „Rechengerät“ umfasst ein einzelnes Steuergerät, eine einzelne Steuereinheit oder ein Rechengerät und eine Mehrzahl von Steuergeräten, Steuereinheiten oder Rechengeräten, die gemeinsam die erforderliche Steuerfunktionalität bereitstellen. Es könnte ein Satz von Befehlen bereitgestellt werden, die bei ihrer Ausführung das Steuergerät 20 veranlassen, die hier beschriebenen Regeltechniken zu implementieren (einschließlich einiger oder aller Funktionen, die für das hier beschriebene Verfahren erforderlich sind). Der Befehlssatz könnte in den genannten einen oder mehrere elektronische Prozessoren des Steuergeräts 20 eingebettet werden; oder alternativ könnte der Befehlssatz als Software bereitgestellt werden, die im Steuergerät 20 ausgeführt wird. Ein erstes Steuergerät oder eine erste Steuereinheit kann in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird. Eine oder mehrere andere Steuerungen oder Steuereinheiten können in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft, wahlweise auf demselben oder denselben Prozessoren wie die erste Steuerung oder Steuereinheit. Andere Anordnungen sind ebenfalls nützlich.
In dem in dargestellten Beispiel umfasst das oder jedes Steuergerät 20 mindestens einen elektronischen Prozessor 21 mit einem oder mehreren elektrischen Eingang(en) 22 zum Empfang eines oder mehrerer Eingangssignale von den Fahrzeugsystemen 6-n und einem oder mehreren elektrischen Ausgang(en) 23 zur Ausgabe eines oder mehrerer Ausgangssignale, wie z. B. ein Ausführungsmanöver-Anforderungssignal SMAN. Das oder jedes Steuergerät 20 umfasst ferner mindestens ein Speichergerät 24, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor 21 gekoppelt ist und in der Befehle 25 gespeichert sind. Die Kartendaten DMAP können in der mindestens einen Speichergerät 24 gespeichert werden. Der mindestens eine elektronische Prozessor 21 ist so konfiguriert, dass er auf die mindestens ein Speichergerät 24 zugreift und die Befehle 25 darauf ausführt, um das hier beschriebenen Verfahren auszuführen.
Der oder jeder elektronische Prozessor 21 kann jeden geeigneten elektronischen Prozessor (z. B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen ASIC usw.) umfassen, der für die Ausführung elektronischer Befehle konfiguriert ist. Der oder jeder elektronische Speicher 24 kann jedes geeignete Speichergerät umfassen und kann eine Vielzahl von Daten, Informationen, Schwellenwerten, Nachschlagetabellen oder anderen Datenstrukturen und/oder Anweisungen darin oder darauf speichern. In einer Ausführungsform hat das Speichergerät 24 Informationen und Anweisungen für Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripte, Anwendungen usw. darin oder darauf gespeichert, die die hier beschriebene Methodik ganz oder teilweise regeln können. Der Prozessor oder jeder elektronische Prozessor 21 kann auf die Speichergerät 24 zugreifen und diese oder diese Anweisungen und Informationen ausführen und/oder verwenden, um die hier beschriebene Funktionalität und Methodik ganz oder teilweise auszuführen oder auszuführen.
Das mindestens eine Speichergerät 24 kann ein computerlesbares Speichermedium (z. B. ein nichtflüchtiges oder nichttransientes Speichermedium) umfassen, das einen beliebigen Mechanismus zur Speicherung von Informationen in einer von einer Maschine oder elektronischen Prozessoren/Rechengeräten lesbaren Form umfassen kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: ein magnetisches Speichermedium (e.z. B. Diskette); optisches Speichermedium (z. B. CD-ROM); magnetooptisches Speichermedium; Festwertspeicher (ROM); Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM); löschbarer programmierbarer Speicher (z. B. EPROM und EEPROM); Flash-Speicher; oder elektrische oder andere Arten von Medien zur Speicherung solcher Informationen/Instruktionen.
Es wurden Beispiel-Steuergerät 20 beschrieben, die mindestens einen elektronischen Prozessor 21 umfassen, der so konfiguriert ist, dass er elektronische Befehle ausführt, die in mindestens einem Speicherbaustein 24 gespeichert sind, der bei seiner Ausführung bewirkt, dass der/die elektronische(n) Prozessor(en) 21 das oben beschriebene Verfahren ausführt/ausführen. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist, mittels programmierbarer Verarbeitungsvorrichtungen implementiert zu werden, und dass zumindest einige und in einigen Ausführungsformen alle Funktionalitäts- und/oder Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung ebenfalls mittels nicht programmierbarer Hardware implementiert werden können, wie z.B. mittels nicht programmierbarer ASIC, Boolescher Logikschaltung usw.
Die Funktionsweise des Steuersystems 1 wird nun anhand des in dargestellten Blockschaltbildes 100 beschrieben. Der Vorgang wird eingeleitet (BLOCK 105) und eine Zielstrecke R1 generiert (BLOCK 110). Das Steuersystem 1 empfängt die Fahrzeugdaten D-n von den Fahrzeugsystemen (6-n) V-n und optional von externen Quellen, wie z.B. V2V- und/oder V2X-Kommunikation (BLOCK 115). Das Steuersystem 1 analysiert die Fahrzeugdaten D-n, um die räumliche Umgebung SPE1 zu bewerten, in der das Fahrzeug 2 betrieben wird (BLOCK 120). Das Steuersystem 1 identifiziert Umgebungsobjekte OBn innerhalb der räumlichen Umgebung SPE1 (BLOCK 125). Das Steuersystem 1 analysiert die räumliche Umgebung SPE1, um Verdunkelungsregionen ORn zu identifizieren, z.B. eine Region, die durch ein Umgebungsobjekt OBn verdeckt ist (BLOCK 130). Ein Kandidat-Manöverpfad MPn wird generiert, damit das Fahrzeug 2 die räumliche Umgebung SPE1 durchqueren kann, während es der Zielstrecke R1 folgt (BLOCK 135). Ein Konfidenzindex wird bestimmt, um einen Hinweis auf das Vertrauen zu geben, das mit dem in Frage kommenden Manöverpfad MPn verbunden ist (BLOCK 140). Es wird geprüft, ob der Konfidenzindex größer oder kleiner als eine vordefinierte Konfidenzschwelle ist (BLOCK 145). Wenn der Konfidenzindex grösser als der vordefinierte Konfidenzschwellenwert ist, gibt das Steuersystem 1 eine Fahrzeugmanöver-Anforderung aus, um das Fahrzeug 2 so zu steuern, dass es ein Manöver ausführt, das dem in Frage kommenden Manöverpfad MPn zugeordnet ist (BLOCK 150). Ist der Vertrauensindex kleiner als die vordefinierte Vertrauensschwelle, gibt das Steuersystem 1 eine Manövergenehmigungsaufforderung MAP an den Fahrer DRV aus (BLOCK 155). Die Manöverfreigabeaufforderung MAP fordert vom Fahrer eine Benutzereingabe IN an, um anzugeben, ob der Kandidat für den Manöverpfad MPn gültig oder ungültig ist (BLOCK 160). Wenn die Benutzereingabe IN anzeigt, dass der Kandidatenmanöverpfad MPn ungültig ist (d.h. das Kandidatenmanöver wird abgelehnt), überträgt das Steuersystem 1 die Kontrolle über das Fahrzeug 2 an den Fahrer (BLOCK 165). Wenn die Benutzereingabe IN anzeigt, dass der Kandidatenmanöverpfad MPn gültig ist (d.h. das Kandidatenmanöver ist genehmigt), gibt das Steuersystem 1 eine Fahrzeugmanöver-Anforderung SMAN aus, um das Fahrzeug 2 zu steuern und ein Manöver auszuführen, das mit dem Kandidatenmanöverpfad MPn verknüpft ist (BLOCK 150). Der Vorgang wird für jedes Manöver wiederholt, bis die Zielstrecke R1 vollständig ist (BLOCK 170).
Es wird geschätzt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Anmeldung abzuweichen. Es wird davon ausgegangen, dass der Manöverpfad des Kandidaten zumindest im Wesentlichen in Echtzeit aktualisiert werden kann, z.B. um Änderungen in der räumlichen Umgebung SPE1 widerzuspiegeln.
Das Fahrzeug 1 kann eine oder mehrere fahrerseitige Kameras 6-4 zur Überwachung des Fahrers umfassen. Das Steuersystem 1 kann die Ausführung des Manövers unterbinden, bis der Fahrer eine angemessene Inspektion der räumlichen Umgebung SPE1 durchgeführt hat. Das Steuersystem 1 kann eine Kopfhaltung und/oder eine Blickrichtung des Fahrers überwachen. Dadurch kann das Steuersystem sicherstellen, dass der Fahrer angemessene Überprüfungen vorgenommen hat, z. B. indem es sicherstellt, dass der Fahrer in eine Richtung auf die in der räumlichen Umgebung SPE1 identifizierte(n) Verdunkelungsregion(en) geblickt hat. Das Steuersystem darf die Anforderung für das Fahrzeugmanöver nur dann erzeugen, wenn es feststellt, dass der Fahrer angemessene Überprüfungen vorgenommen hat.
Das Steuersystem 1 kann so konfiguriert werden, dass es eine Vielzahl von möglichen Manöverpfaden MPn für das Fahrzeug 2 bestimmt. Die Manöverfreigabeabeaufforderung MAP kann eine Benutzereingabe IN anfordern, um einen aus der Vielzahl der in Frage kommenden Manöverpfade MPn auszuwählen. Beispielsweise kann die Benutzereingabe IN anzeigen, dass einer oder mehrere der mehreren in Frage kommenden Manöverpfade MPn gültig sind. Die Benutzereingabe IN kann anzeigen, dass einer oder mehrere der ermittelten Kandidaten-Manöverpfade MPn ungültig sind. Das Steuersystem 1 kann eine Fahrzeugmanöveranforderung (SMAN) erzeugen, um das Fahrzeug (2) so zu steuern, dass es ein Manöver ausführt, das dem/den als gültig identifizierten Kandidatenmanöverpfad(en) MPn zugeordnet ist.

Claims

Steuersystem zum Steuern eines Fahrzeugs, um ein Manöver auszuführen, das mit einem Kandidaten-Manöverpfad verbunden ist, wobei das Steuersystem einen oder mehrere Steuergeräte umfasst, wobei das Steuersystem so konfiguriert ist, dass es: einen Kandidaten für ein Manöverpfad für das Fahrzeug innerhalb einer räumlichen Umgebung in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten aus einem oder mehreren Fahrzeugsystemen bestimmt; eine Manövergenehmigungsaufforderung ausgibt, die eine Benutzereingabe anfordert, um anzuzeigen, dass der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad gültig oder der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad ungültig ist; und eine Fahrzeugmanöver-Anforderung zur Steuerung des Fahrzeugs generiert, um ein Manöver in Verbindung mit dem Kandidaten-Manöverpfad in Abhängigkeit vom Empfang der Benutzereingabe auszuführen, die anzeigt, dass der Kandidaten-Manöverpfad gültig ist.
Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem so konfiguriert ist, dass es die Steuerung des Fahrzeugs an den Benutzer in Abhängigkeit vom Empfang einer Benutzereingabe überträgt, die anzeigt, dass der in Frage kommende Manöverpfad ungültig ist.
Steuersystem nach Ansprüuhe 1 oder 2, wobei die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers eine Angabe des Manöverpfades des Kandidaten umfasst.
Steuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuersystem so konfiguriert ist, dass es einen Vertrauensindex bestimmt, der ein Vertrauen in den in Frage kommenden Manöverpfad in Abhängigkeit von den Fahrzeugdaten von dem einen oder mehreren Fahrzeugsystemen darstellt; optional ist das Steuersystem so konfiguriert, dass es den bestimmten Vertrauensindex mit einem vordefinierten Schwellenwert vergleicht und eine Pfadbestimmungsbenachrichtigung ausgibt, wenn der Vertrauensindex kleiner als der vordefinierte Schwellenwert ist.
Steuersystem, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugsysteme einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung von Daten der räumlichen Umgebung umfassen, die die räumliche Umgebung repräsentieren; optional wird das Steuersystem so konfiguriert, dass es eine oder mehrere Verdunkelungsregionen in der räumlichen Umgebung identifiziert; optional wird das Steuersystem so konfiguriert, dass es feststellt, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit dem Manöverpfad des Kandidaten übereinstimmen, und in Abhängigkeit von der Feststellung die Aufforderung zur Manövergenehmigung ausgibt; optional ist das Steuersystem so konfiguriert, dass es feststellt, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit einer Fahrzeugroute übereinstimmen, die mit dem Kandidaten für den Manöverpfad assoziiert ist; und dass es die Aufforderung zur Manövergenehmigung in Abhängigkeit von der Feststellung ausgibt.
Fahrzeug mit einem Steuersystem, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs zur Ausführung eines Manövers in Verbindung mit einem Kandidaten-Manöverpfad, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmung eines Kandidaten für einen Manöverpfad für das Fahrzeug innerhalb einer räumlichen Umgebung in Abhängigkeit von Fahrzeugdaten aus einem oder mehreren Fahrzeugsystemen; die Ausgabe einer Manövergenehmigungsaufforderung, die eine Benutzereingabe anfordert, um anzuzeigen, dass der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad gültig oder der ermittelte Kandidaten-Manöverpfad ungültig ist; und Steuerung des Fahrzeugs zur Ausführung eines Manövers in Verbindung mit dem Kandidaten-Manöverpfad in Abhängigkeit vom Empfang einer Benutzereingabe, die anzeigt, dass der Kandidaten-Manöverpfad gültig ist.
Verfahren nach Anspruch 7, umfassend die Übertragung der Kontrolle über das Fahrzeug an den Benutzer in Abhängigkeit vom Empfang einer Benutzereingabe, die anzeigt, dass der Kandidat Manöverpfad ungültig ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Aufforderung zur Genehmigung des Manövers eine Angabe des Manöverpfades des Kandidaten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, umfassend die Bestimmung eines Vertrauensindexes, der ein Vertrauen in den in Frage kommenden Manöverpfad in Abhängigkeit von den Fahrzeugdaten aus dem einen oder mehreren Fahrzeugsystemen darstellt; optional umfasst das Verfahren den Vergleich des ermittelten Vertrauensindex mit einem vordefinierten Schwellenwert; und die Ausgabe einer Pfadbestimmungsbenachrichtigung, wenn der Vertrauensindex kleiner als der vordefinierte Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Fahrzeugsysteme einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung von Daten der räumlichen Umgebung umfassen, die die räumliche Umgebung repräsentieren; optional umfasst das Verfahren die Identifizierung einer oder mehrerer Verdunkelungsregionen in den räumlichen Umgebungsdaten; optional umfasst das Verfahren die Bestimmung, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit dem Manöverpfad des Kandidaten übereinstimmen; und die Ausgabe der Manövergenehmigungsaufforderung in Abhängigkeit von der Bestimmung; optional umfasst das Verfahren das Bestimmen, ob die eine oder mehrere Verdunkelungsregionen teilweise oder vollständig mit einer Fahrzeugroute übereinstimmen, die mit dem in Frage kommenden Manöverpfad verbunden ist; und das Ausgeben der Manövergenehmigungsaufforderung in Abhängigkeit von der Bestimmung.
Computersoftware, die, wenn sie ausgeführt wird, so angeordnet ist, dass sie ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 ausführt.