DE102020123587A1

DE102020123587A1 - Betrieb eines autonomen fahrzeugs basierend auf der verfügbarkeit von navigationsinformationen

Info

Publication number: DE102020123587A1
Application number: DE102020123587.9A
Authority: DE
Inventors: Jong Ho Lee; Rahul Ahluwalia; Jonathan Wieskamp
Original assignee: Motional AD LLC
Current assignee: Motional AD LLC
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2021-03-18
Also published as: CN112486163A; GB2590112B; US11999372B2; GB202014073D0; US20210078593A1; GB2590112A; KR102548079B1; KR20210032278A; KR20220147055A

Abstract

Der in dieser Spezifikation beschriebene Gegenstand bezieht sich auf ein Computersystem und Techniken für das Betreiben eines autonomen Fahrzeugs (AF) basierend auf der Verfügbarkeit von Navigationsinformationen. In einem Beispiel werden, während sich das AF in einem autonomen Modus befindet, erste Daten aus einem ersten Sensor und zweite Daten aus einem zweiten Sensor erhalten. Basierend auf den ersten Daten und den zweiten Daten wird ein Standort des AF bestimmt. Falls für den bestimmten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind, wird eine Warnung ausgegeben, dass das AF den autonomen Modus verlassen wird.

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Diese Beschreibung betrifft autonome Fahrzeuge, insbesondere den Betrieb eines autonomen Fahrzeugs basierend auf der Verfügbarkeit von Navigationsinformationen.
STAND DER TECHNIK
Autonome Fahrzeuge können dazu verwendet werden, Personen und/oder Fracht (z. B. Pakete, Objekte oder andere Gegenstände) von einem Ort zu einem anderen zu transportieren. Beispielsweise kann ein autonomes Fahrzeug zum Ort einer Person navigieren, darauf warten, dass die Person in das autonome Fahrzeug einsteigt, und zu einem bestimmten Zielort (z. B. einem durch die Person ausgewählten Ort) navigieren. Um in einer Umgebung zu navigieren, sind diese autonomen Fahrzeuge mit verschiedenen Arten von Sensoren ausgestattet, um Informationen über die Umgebung zu erhalten (z. B. um Objekte in der Umgebung des autonomen Fahrzeugs zu erkennen).
KURZDARSTELLUNG
Der in dieser Spezifikation beschriebene Gegenstand bezieht sich auf ein System und Techniken für das Betreiben eines autonomen Fahrzeugs basierend auf der Verfügbarkeit von Navigationsinformationen. Allgemein ist das System dazu ausgelegt, eine Warnung auszugeben, wenn das autonome Fahrzeug in einen Bereich einfährt oder voraussichtlich einfahren wird, in dem mindestens eine Art von Navigationsinformationen, die in anderen Bereichen verfügbar ist, in dem Bereich, in den das autonome Fahrzeug eingefahren ist oder voraussichtlich einfahren wird, nicht verfügbar ist.
Eine Beispieltechnik beinhaltet insbesondere: Während ein Fahrzeug in einem autonomen Modus arbeitet: Erhalten erster Daten aus einem ersten Sensor; Erhalten zweiter Daten aus einem zweiten Sensor; Bestimmen eines Standortes basierend auf den aus dem ersten Sensor erhaltenen ersten Daten und den aus dem zweiten Sensor erhaltenen zweiten Daten; gemäß einer Bestimmung, dass Navigationsinformationen für den bestimmten Standort nicht verfügbar sind, Ausgeben einer Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird; und gemäß einer Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar sind, kein Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird.
Diese und andere Aspekte, Merkmale und Implementierungen können als Verfahren, Vorrichtungen, Systeme, Komponenten, Programmprodukte, Einrichtungen oder Schritte zum Ausführen einer Funktion und auf andere Weise ausgedrückt werden.
Diese und andere Aspekte, Merkmale und Implementierungen werden aus den folgenden Beschreibungen einschließlich der Ansprüche ersichtlich.
Figurenliste

1 zeigt ein Beispiel für ein autonomes Fahrzeug mit autonomer Fähigkeit.
2 veranschaulicht ein Beispiel für eine „Cloud“-Computing-Umgebung.
3 veranschaulicht ein Computersystem.
4 zeigt ein Beispiel für die Architektur eines autonomen Fahrzeugs.
5 zeigt ein Beispiel für Eingaben und Ausgaben, die durch ein Wahrnehmungsmodul verwendet werden können.
6 zeigt ein Beispiel für ein LiDAR-System.
7 zeigt das LiDAR-System im Betrieb.
8 zeigt die Funktionsweise des LiDAR-Systems mit zusätzlichen Details.
9 zeigt ein Blockdiagramm der Zusammenhänge zwischen Eingaben und Ausgaben eines Planungsmoduls.
10 zeigt einen gerichteten Graphen, der bei der Wegplanung verwendet wird.
11 zeigt ein Blockdiagramm der Eingaben und Ausgaben eines Steuermoduls.
12 zeigt ein Blockdiagramm der Eingaben, Ausgaben und Komponenten einer Steuervorrichtung.
13 zeigt ein Beispiel für ein autonomes Fahrzeug, das in einer Umgebung navigiert.
14 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Vorgangs für das Betreiben eines autonomen Fahrzeugs, wenn keine Navigationsinformationen verfügbar sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erklärung zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Es wird jedoch offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Vorrichtungen in Blockdiagrammform dargestellt, um eine unnötige Verschleierung der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
Zur leichteren Beschreibung sind in den Zeichnungen spezifische Anordnungen oder Reihenfolgen von schematischen Elementen abgebildet, wie z. B. solche, die Vorrichtungen, Module, Anweisungsblöcke und Datenelemente darstellen. Der Fachmann sollte jedoch verstehen, dass die spezifische Reihenfolge oder Anordnung der schematischen Elemente in den Zeichnungen nicht bedeuten soll, dass eine bestimmte Reihenfolge oder Sequenz der Bearbeitung oder eine Trennung der Prozesse erforderlich ist. Ferner soll die Aufnahme eines schematischen Elements in eine Zeichnung nicht bedeuten, dass dieses Element in allen Ausführungsformen erforderlich ist oder dass die durch dieses Element dargestellten Merkmale in einigen Ausführungsformen nicht in andere Elemente aufgenommen oder mit anderen Elementen kombiniert werden dürfen.
Ferner ist in den Zeichnungen, in denen Verbindungselemente, wie beispielsweise durchgezogene oder gestrichelte Linien oder Pfeile verwendet werden, um eine Verbindung, Beziehung oder Verknüpfung zwischen oder unter zwei oder mehreren anderen schematischen Elementen darzustellen, das Fehlen solcher Verbindungselemente nicht so zu verstehen, dass keine Verbindung, Beziehung oder Verknüpfung bestehen kann. Mit anderen Worten werden einige Verbindungen, Beziehungen oder Verknüpfungen zwischen Elementen in den Zeichnungen nicht dargestellt, um die Offenbarung nicht zu verschleiern. Zur leichteren Veranschaulichung wird außerdem ein einzelnes Verbindungselement verwendet, um mehrere Verbindungen, Beziehungen oder Verknüpfungen zwischen Elementen darzustellen. Wenn zum Beispiel ein Verbindungselement eine Kommunikation von Signalen, Daten oder Anweisungen darstellt, sollte der Fachmann verstehen, dass ein solches Element einen oder mehrere Signalpfade (z. B. einen Bus) darstellt, je nachdem, was erforderlich ist, um die Kommunikation zu bewirken.
Im Folgenden wird im Detail Bezug auf Ausführungsformen genommen, deren Beispiele in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen zu ermöglichen. Jedoch wird für einen durchschnittlichen Fachmann deutlich sein, dass die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden können. In anderen Fällen sind allgemein bekannte Verfahren, Vorgehensweisen, Komponenten, Schaltungen und Netzwerke nicht ausführlich beschrieben, um eine unnötige Verschleierung der Aspekte der Ausführungsformen zu vermeiden.
Im Folgenden werden mehrere Merkmale beschrieben, die jeweils unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination anderer Merkmale verwendet werden können. Allerdings kann es sein, dass ein einzelnes Merkmal keines der oben erörterten Probleme oder nur eines der oben erörterten Probleme anspricht. Einige der oben erörterten Probleme werden möglicherweise durch keines der hier beschriebenen Merkmale vollständig angesprochen. Auch wenn Überschriften angegeben sind, können Informationen, die sich auf eine bestimmte Überschrift beziehen, aber nicht in dem Abschnitt mit dieser Überschrift zu finden sind, auch an anderer Stelle in dieser Beschreibung gefunden werden. Ausführungsformen werden hier gemäß der folgenden Übersicht beschrieben:

1. Allgemeiner Überblick
2. Hardwareüberblick
3. Architektur autonomer Fahrzeuge
4. Eingaben autonomer Fahrzeuge
5. Planung autonomer Fahrzeuge
6. Steuerung autonomer Fahrzeuge
7. Rechensystem zur Erkennung von Objekten unter Verwendung von Säulen
8. Beispiel für Punktwolken und Säulen
9. Beispiel für einen Vorgang zur Objekterkennung und zum Betrieb des Fahrzeugs basierend auf der Erkennung der Objekte

Allgemeiner Überblick
Autonome Fahrzeuge, die in komplexen Umgebungen (z. B. einer städtischen Umgebung) fahren, stellen eine große technologische Herausforderung dar. Damit ein autonomes Fahrzeug in diesen Umgebungen navigieren kann, erkennt das Fahrzeug verschiedene Arten von Objekten wie Fahrzeuge, Fußgänger und Fahrräder in Echtzeit unter Verwendung von Sensoren wie LiDAR oder RADAR. Das autonome Fahrzeug bestimmt auch den aktuellen Standort des Fahrzeugs unter Verwendung von Daten aus mehreren Sensoren wie GPS und LiDAR. Zum Beispiel verwendet das autonome Fahrzeug GPS, um die ungefähren Koordinaten des Fahrzeugs (z. B. Breiten- und Längengrad) zu bestimmen. Das autonome Fahrzeug verwendet dann LiDAR, um eine genauere Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Um die genauere Position mit LiDAR zu bestimmen, werden Navigationsinformationen entsprechend dem Standort des autonomen Fahrzeugs verwendet. Diese Navigationsinformationen enthalten eine semantische Karte mit beschrifteten Merkmalen des Fahrwegs. Beispielsweise kann die semantische Karte Standorte von Fahrstreifenmarkierungen, Straßenschildern, Orientierungspunkten oder anderen besonderen Merkmalen des Fahrwegs aufweisen. Wenn die semantische Karte für den Standort des autonomen Fahrzeugs fehlt oder unvollständig ist, kann es für das autonome Fahrzeug schwieriger sein, seinen genauen Standort zu bestimmen und/oder auf dem Fahrweg zu navigieren.
Das hier beschriebene System und die hier beschriebenen Techniken liefern eine Warnung, wenn das autonome Fahrzeug in einen Bereich einfährt, in dem keine Navigationsinformationen (z. B. eine semantische Karte) verfügbar sind. Die Steuerung des autonomen Fahrzeugs kann dann an einen manuellen Bediener übertragen werden, oder das autonome Fahrzeug kann an einem sicheren Standort anhalten.
Hardwareüberblick
1 zeigt ein Beispiel für ein autonomes Fahrzeug 100 mit autonomer Fähigkeit.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „autonome Fähigkeit“ auf eine Funktion, ein Merkmal oder eine Einrichtung, die es ermöglicht, ein Fahrzeug teilweise oder vollständig ohne menschliches Eingreifen in Echtzeit zu betreiben, einschließlich, aber nicht beschränkt auf vollständig autonome Fahrzeuge, hochgradig autonome Fahrzeuge und bedingt autonome Fahrzeuge.
Wie hier verwendet, ist ein autonomes Fahrzeug (AF) ein Fahrzeug, das über autonome Fähigkeiten verfügt.
Wie hier verwendet, umfasst „Fahrzeug“ Transportmittel für den Transport von Gütern oder Personen. Zum Beispiel Autos, Busse, Züge, Flugzeuge, Drohnen, Lastwagen, Boote, Schiffe, Tauchboote, Lenkflugkörper usw. Ein fahrerloses Kraftfahrzeug ist ein Beispiel für ein Fahrzeug.
Wie hier verwendet, bezieht sich „Bewegungsbahn“ auf einen Weg oder eine Strecke zum Navigieren eines AF von einem ersten räumlich-zeitlichen Ort zu einem zweiten räumlich-zeitlichen Ort. In einer Ausführungsform wird der erste räumlich-zeitliche Ort als Anfangs- oder Startort und der zweite räumlich-zeitliche Ort als Bestimmungsort, Endort, Ziel, Zielposition oder Zielort bezeichnet. In einigen Beispielen besteht eine Bewegungsbahn aus einem oder mehreren Segmenten (z. B. Straßenabschnitten), und jedes Segment besteht aus einem oder mehreren Blöcken (z. B. Abschnitten eines Fahrstreifens oder einer Einmündung). In einer Ausführungsform entsprechen die räumlich-zeitlichen Orte den Orten der realen Welt. Die räumlich-zeitlichen Orte sind zum Beispiel Abhol- oder Absetzorte zum Abholen oder Absetzen von Personen oder Gütern.
Wie hier verwendet, umfasst „Sensor(en)“ eine oder mehrere Hardwarekomponenten, die Informationen über die Umgebung rund um den Sensor erfassen. Einige der Hardwarekomponenten können sensorische Komponenten (z. B. Bildsensoren, biometrische Sensoren), Sende- und/oder Empfangskomponenten (z. B. Laser- oder Hochfrequenzwellensender und -empfänger), elektronische Komponenten wie Analog-DigitalWandler, eine Datenspeichervorrichtung (z. B. ein RAM und/oder ein nichtflüchtiger Speicher), Software- oder Firmwarekomponenten und Datenverarbeitungskomponenten wie eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung), einen Mikroprozessor und/oder einen Mikrocontroller umfassen.
Wie hier verwendet, ist eine „Szeneriebeschreibung“ eine Datenstruktur (z. B. Liste) oder ein Datenstrom, der ein oder mehrere klassifizierte oder gekennzeichnete Objekte enthält, die durch einen oder mehrere Sensoren auf dem AF-Fahrzeug erfasst oder durch eine AF-externe Quelle bereitgestellt werden.
Wie hier verwendet, ist eine „Straße“ ein physischer Bereich, der durch ein Fahrzeug befahren werden kann und einem benannten Verkehrsweg (z. B. Stadtstraße, Autobahn usw.) oder einem unbenannten Verkehrsweg (z. B. eine Einfahrt an einem Haus oder Bürogebäude, ein Abschnitt eines Parkplatzes, ein Abschnitt eines leeren Grundstücks, ein Feldweg in einem ländlichen Gebiet usw.) entsprechen kann. Da einige Fahrzeuge (z. B. Allradlastwagen, Geländewagen, usw.) in der Lage sind, eine Vielzahl physischer Bereiche zu befahren, die nicht speziell für den Fahrzeugverkehr angepasst sind, kann eine „Straße“ ein physischer Bereich sein, der nicht formell durch eine Gemeinde oder andere Regierungs- oder Verwaltungsbehörde als Verkehrsweg definiert ist.
Wie hier verwendet, ist ein „Fahrstreifen“ ein Abschnitt einer Straße, der durch ein Fahrzeug befahren werden kann und dem größten Teil oder der Gesamtheit des Zwischenraums zwischen den Fahrstreifenmarkierungen oder nur einem Teil (z. B. weniger als 50 %) des Zwischenraums zwischen den Fahrstreifenmarkierungen entsprechen kann. Zum Beispiel könnte eine Straße mit weit auseinanderliegenden Fahrstreifenmarkierungen zwei oder mehr Fahrzeuge zwischen den Markierungen aufnehmen, sodass ein Fahrzeug das andere überholen kann, ohne die Fahrstreifenmarkierungen zu überqueren, und könnte daher so interpretiert werden, dass ein Fahrstreifen schmaler als der Zwischenraum zwischen den Fahrstreifenmarkierungen ist oder dass zwei Fahrstreifen zwischen den Fahrstreifenmarkierungen liegen. Ein Fahrstreifen könnte auch bei Fehlen von Fahrstreifenmarkierungen interpretiert werden. Beispielsweise kann ein Fahrstreifen basierend auf physischen Merkmalen einer Umgebung, z. B. Felsen und Bäume entlang einem Verkehrsweg in einem ländlichen Gebiet, definiert werden.
„Eine oder mehrere‟ umfasst eine Funktion, die durch ein Element ausgeführt wird, eine Funktion, die durch mehr als ein Element ausgeführt wird, z. B. auf verteilte Weise, wobei mehrere Funktionen durch ein Element ausgeführt werden, mehrere Funktionen durch mehrere Elemente ausgeführt werden, oder eine beliebige Kombination des oben Genannten.
Es versteht sich auch, dass die Begriffe „erste“, „zweite“ usw. hier zwar in einigen Fällen zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden, diese Elemente jedoch nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Beispielsweise könnte ein erster Kontakt als ein zweiter Kontakt bezeichnet sein, und in ähnlicher Weise könnte ein zweiter Kontakt als ein dritter Kontakt bezeichnet sein, ohne vom Geltungsbereich der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Der erste Kontakt und der zweite Kontakt sind beide Kontakte, aber sie sind nicht derselbe Kontakt, sofern nicht anders vorgegeben.
Die Terminologie, die bei der Beschreibung der verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Bei der Beschreibung der verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen und der beigefügten Ansprüche sollen die Singularformen „ein“, „eine“ sowie „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen einschließen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorgibt. Es versteht sich auch, dass der Begriff „und/oder“ wie hier verwendet sich auf alle möglichen Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgelisteten Punkte bezieht und diese mit einschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „enthalten“, „einschließlich“, „umfassen“, und/oder „umfassend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten davon angibt, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines/einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt.
Wie hier verwendet, ist der Begriff „falls“ gegebenenfalls so auszulegen, dass er je nach Zusammenhang „wenn“ oder „bei“ oder „als Reaktion auf das Bestimmen“ oder „als Reaktion auf das Erkennen“ bedeutet. In ähnlicher Weise ist die Formulierung „falls bestimmt wird“ oder „falls [ein angegebener Zustand oder ein Ereignis] erkannt wird“ je nach Zusammenhang gegebenenfalls so auszulegen, dass sie „beim Bestimmen“ oder „als Reaktion auf das Bestimmen“ oder „bei Erkennen [des angegebenen Zustands oder Ereignisses]“ oder „als Reaktion auf das Erkennen [des angegebenen Zustands oder Ereignisses]“ bedeutet.
Wie hier verwendet, bezieht sich ein AF-System auf das AF zusammen mit der Anordnung von Hardware, Software, gespeicherten Daten und in Echtzeit erzeugten Daten, die den Betrieb des AF unterstützen. In einer Ausführungsform ist das AF-System in das AF integriert. In einer Ausführungsform ist das AF-System über mehrere Orte verteilt. Zum Beispiel ist ein Teil der Software des AF-Systems auf einer Cloud-Rechenumgebung implementiert, ähnlich der Cloud-Rechenumgebung 200, die im Folgenden mit Bezug auf 2 beschrieben wird.
Allgemein beschreibt dieses Dokument Technologien, die auf alle Fahrzeuge anwendbar sind, die über eine oder mehrere autonome Fähigkeiten verfügen, einschließlich vollständig autonomer Fahrzeuge, hochgradig autonomer Fahrzeuge und bedingt autonomer Fahrzeuge, wie z. B. sogenannte Stufe-5-, Stufe-4- und Stufe-3-Fahrzeuge (siehe SAE International Standard J3016: Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road Motor Vehicle Automated Driving Systems (Taxonomie und Definitionen für Begriffe im Zusammenhang mit automatischen Straßen-Kraftfahrzeug-Fahrsystemen), die durch Verweis in ihrer Gesamtheit übernommen wurde, für weitere Einzelheiten über die Klassifizierung von Autonomiegraden in Fahrzeugen). Die in diesem Dokument beschriebenen Technologien sind auch auf teilautonome Fahrzeuge und fahrerunterstützte Fahrzeuge anwendbar, wie z. B. sogenannte Stufe-2- und Stufe-1-Fahrzeuge (siehe SAE International's Standard J3016: Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road Motor Vehicle Automated Driving Systems (Taxonomie und Definitionen für Begriffe im Zusammenhang mit automatisierten Straßen-Kraftfahrzeug-Fahrsystemen)). In einer Ausführungsform können eines oder mehrere der Fahrzeugsysteme der Stufen 1, 2, 3, 4 und 5 unter bestimmten Betriebsbedingungen basierend auf dem Verarbeiten von Sensoreingaben bestimmte Fahrzeugfunktionen (z B. Lenken, Bremsen und Verwenden von Karten) automatisieren. Die in diesem Dokument beschriebenen Technologien können Fahrzeugen auf allen Stufen zugute kommen, von vollständig autonomen Fahrzeugen bis hin zu durch Menschen betriebenen Fahrzeugen.
Mit Bezug auf 1 betreibt ein AF-System 120 das AF 100 entlang einer Bewegungsbahn 198 durch eine Umgebung 190 bis zu einem Zielort 199 (gelegentlich auch als Endort bezeichnet), wobei Objekte (z. B. natürliche Hindernisse 191, Fahrzeuge 193, Fußgänger 192, Radfahrer und andere Hindernisse) vermieden und Straßenregeln (z. B. Betriebsregeln oder Fahrpräferenzen) befolgt werden.
In einer Ausführungsform beinhaltet das AF-System 120 Vorrichtungen 101, die dazu eingerichtet sind, Betriebsbefehle aus den Computerprozessoren 146 zu empfangen und darauf zu reagieren. In einer Ausführungsform ähneln die Computerprozessoren 146 dem nachfolgend mit Bezug auf 3 beschriebenen Prozessor 304. Beispiele für Vorrichtungen 101 beinhalten eine Lenksteuerung 102, Bremsen 103, Gangschaltung, Gaspedal oder andere Beschleunigungssteuerungsmechanismen, Scheibenwischer, Seitentürschlösser, Fenstersteuervorrichtungen und Blinker.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 Sensoren 121 zur Messung oder Ableitung von Zuständen oder Bedingungen des AF 100, wie z. B. die Position, die Linear- und Winkelgeschwindigkeit und -beschleunigung und die Fahrtrichtung des AF (z. B. eine Ausrichtung des vorderen Endes des AF 100). Beispiele für Sensoren 121 sind GPS, Trägheitsmesseinheiten (IMU), die sowohl lineare Fahrzeugbeschleunigungen als auch Winkelbeschleunigungen messen, Raddrehzahlsensoren zum Messen oder Schätzen von Radschlupfverhältnissen, Radbremsdruck- oder Bremsmomentsensoren, Motordrehmoment- oder Raddrehmomentsensoren sowie Lenkwinkel- und Winkelgeschwindigkeitssensoren.
In einer Ausführungsform umfassen die Sensoren 121 auch Sensoren zum Erfassen oder Messen von Eigenschaften der Umgebung des AF. Zum Beispiel Monokular- oder Stereo-Videokameras 122 im sichtbaren Licht-, Infrarot- oder Wärmespektrum (oder beiden Spektren), LiDAR 123, RADAR, Ultraschallsensoren, Time-of-Flight(TOF)-Tiefensensoren, Geschwindigkeitssensoren, Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren und Niederschlagssensoren.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 eine Datenspeichereinheit 142 und einen Speicher 144 zum Speichern von Maschinenanweisungen im Zusammenhang mit Computerprozessoren 146 oder durch Sensoren 121 gesammelten Daten. In einer Ausführungsform ähnelt die Datenspeichereinheit 142 dem ROM 308 oder der Speichervorrichtung 310, die nachfolgend mit Bezug auf 3 beschrieben werden. In einer Ausführungsform ähnelt der Speicher 144 dem nachfolgend beschriebenen Hauptspeicher 306. In einer Ausführungsform speichern die Datenspeichereinheit 142 und der Speicher 144 historische, Echtzeit- und/oder vorausschauende Informationen über die Umgebung 190. In einer Ausführungsform umfassen die gespeicherten Informationen Karten, Fahrleistungen, Aktualisierungen zu Verkehrsstaus oder Wetterbedingungen. In einer Ausführungsform werden Daten, die sich auf die Umgebung 190 beziehen, über einen Kommunikationskanal aus einer entfernt gelegenen Datenbank 134 an das AF 100 übertragen.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 Kommunikationsvorrichtungen 140 zum Übermitteln gemessener oder abgeleiteter Eigenschaften von Zuständen und Bedingungen anderer Fahrzeuge wie z. B. Positionen, Linear- und Winkelgeschwindigkeiten, Linear- und Winkelbeschleunigungen sowie Linear- und Winkelfahrtrichtungen an das AF 100. Diese Vorrichtungen umfassen Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I)-Kommunikationsvorrichtungen und Vorrichtungen für drahtlose Kommunikation über Punkt-zu-Punkt- oder Ad-hoc-Netzwerke oder beides. In einer Ausführungsform kommunizieren die Kommunikationsvorrichtungen 140 über das elektromagnetische Spektrum (einschließlich Funk- und optische Kommunikation) oder andere Medien (z. B. Luft- und akustische Medien). Eine Kombination von Fahrzeug-zu-Fahrzeug(V2V)-Kommunikation, Fahrzeug-zu-Infrastruktur(V2I)-Kommunikation (und in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere andere Kommunikationsarten) wird mitunter als Fahrzeug-zu-alles (V2X)-Kommunikation bezeichnet. Die V2X-Kommunikation entspricht in der Regel einem oder mehreren Kommunikationsstandards für die Kommunikation mit, zwischen und unter autonomen Fahrzeugen.
In einer Ausführungsform umfassen die Kommunikationsvorrichtungen 140 Kommunikationsschnittstellen. Zum Beispiel drahtgebundene, drahtlose, WiMAX-, WLAN-, Bluetooth-, Satelliten-, Zellular-, optische, Nahfeld-, Infrarot- oder Funkschnittstellen. Die Kommunikationsschnittstellen übertragen Daten aus einer entfernt gelegenen Datenbank 134 an das AF-System 120. In einer Ausführungsform ist die entfernt gelegene Datenbank 134 wie in 2 beschrieben in eine Cloud-Rechenumgebung 200 eingebettet. Die Kommunikationsschnittstellen 140 übertragen die aus den Sensoren 121 gesammelten Daten oder andere Daten, die sich auf den Betrieb des AF 100 beziehen, an die entfernt gelegene Datenbank 134. In einer Ausführungsform übertragen die Kommunikationsschnittstellen 140 Informationen, die sich auf Teleoperationen beziehen, an das AF 100. In einigen Ausführungsformen kommuniziert das AF 100 mit anderen entfernten (z. B. „Cloud“-) Servern 136.
In einer Ausführungsform speichert und überträgt die entfernte Datenbank 134 auch digitale Daten (z. B. Speichern von Daten wie Straßen- und Wegestandorte). Diese Daten werden im Speicher 144 des AF 100 gespeichert oder über einen Kommunikationskanal aus der entfernten Datenbank 134 an das AF 100 übertragen.
In einer Ausführungsform speichert und überträgt die entfernte Datenbank 134 historische Informationen über Fahreigenschaften (z. B. Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofile) von Fahrzeugen, die zuvor zu ähnlichen Tageszeiten entlang der Bewegungsbahn 198 gefahren sind. In einer Ausführungsform können diese Daten im Speicher 144 des AF 100 gespeichert oder über einen Kommunikationskanal aus der entfernten Datenbank 134 an das AF 100 übertragen werden.
Die im AF 100 befindlichen Rechenvorrichtungen 146 erzeugen auf algorithmische Weise Steueraktionen, die sowohl auf Echtzeit-Sensordaten als auch auf vorherigen Informationen basieren, sodass das AF-System 120 seine autonomen Fahrfähigkeiten ausführen kann.
In einer Ausführungsform umfasst das AF-System 120 Computerperipherievorrichtungen 132, die mit Rechenvorrichtungen 146 gekoppelt sind, um Informationen und Warnungen an einen Benutzer (z. B. einen Insassen oder einen entfernten Benutzer) des AF 100 zu liefern und Eingaben von diesem zu empfangen. In einer Ausführungsform ähneln die Peripherievorrichtungen 132 der Anzeige 312, der Eingabevorrichtung 314 und der Cursorsteuervorrichtung 316, die nachfolgend mit Bezug auf 3 behandelt werden. Die Kopplung erfolgt drahtlos oder drahtgebunden. Zwei oder mehrere der Schnittstellenvorrichtungen können zu einer einzelnen Vorrichtung integriert sein.
2 veranschaulicht ein Beispiel für eine „Cloud“-Computing-Umgebung. Cloud Computing ist ein Modell zum Bereitstellen von Diensten, das einen komfortablen, bedarfsgerechten Netzwerkzugang zu einem gemeinsam genutzten Bestand konfigurierbarer Rechenressourcen (z. B. Netzwerke, Netzwerkbandbreite, Server, Verarbeitung, Speicher, Anwendungen, virtuelle Maschinen und Dienste) ermöglicht. In typischen Cloud-Computing-Systemen sind in einem oder mehreren großen Cloud-Rechenzentren die Rechner untergebracht, die zum Erbringen der durch die Cloud bereitgestellten Dienste verwendet werden. Mit Bezug auf 2 umfasst die Cloud-Computing-Umgebung 200 Cloud-Rechenzentren 204a, 204b und 204c, die über die Cloud 202 miteinander verbunden sind. Die Rechenzentren 204a, 204b und 204c bieten Cloud-Rechendienste für die mit der Cloud 202 verbundenen Computersysteme 206a, 206b, 206c, 206d, 206e und 206f.
Die Cloud-Computing-Umgebung 200 umfasst ein oder mehrere Cloud-Rechenzentren. Allgemein bezieht sich ein Cloud-Rechenzentrum, z. B. das in 2 dargestellte Cloud-Rechenzentrum 204a, auf die physische Anordnung von Servern, die eine Cloud, z. B. die in 2 dargestellte Cloud 202, oder einen bestimmten Abschnitt einer Cloud bilden. Beispielsweise sind die Server physisch im Cloud-Rechenzentrum in Räumen, Gruppen, Reihen und Racks angeordnet. Ein Cloud-Rechenzentrum hat eine oder mehrere Zonen, die einen oder mehrere Räume mit Servern umfassen. Jeder Raum hat eine oder mehrere Reihen von Servern, und jede Reihe umfasst ein oder mehrere Racks. Jedes Rack umfasst einen oder mehrere einzelne Serverknoten. In einigen Ausführungen sind Server in Zonen, Räumen, Racks und/oder Reihen basierend auf den physischen Infrastrukturanforderungen der Rechenzentrumseinrichtung, die Strom, Energie, Heizung, Wärme und/oder andere Anforderungen umfassen, in Gruppen angeordnet. In einer Ausführungsform ähneln die Serverknoten dem in 3 beschriebenen Computersystem. Das Rechenzentrum 204a weist viele Rechnersysteme auf, die über viele Racks verteilt sind.
Die Cloud 202 umfasst die Cloud-Rechenzentren 204a, 204b und 204c sowie die Netzwerk- und Netzwerkressourcen (z. B. Netzwerkgeräte, Knoten, Router, Switches und Netzwerkkabel), die die Cloud-Rechenzentren 204a, 204b und 204c miteinander verbinden und dazu beitragen, den Zugang der Computersysteme 206a-f zu den Cloud-Rechendiensten zu ermöglichen. In einer Ausführungsform stellt das Netzwerk eine Kombination aus einem oder mehreren lokalen Netzwerken, Weitverkehrsnetzwerken oder Internetnetzwerken dar, die über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen mittels terrestrischer oder satellitengestützter Verbindungstechnik gekoppelt sind. Daten, die über das Netzwerk ausgetauscht werden, werden unter Verwendung einer Anzahl von Netzwerkschichtprotokollen übertragen, wie z. B. Internet Protocol (IP), Multiprotocol Label Switching (MPLS), Asynchronous Transfer Mode (ATM), Frame Relay usw. Fernerhin werden in Ausführungsformen, in denen das Netzwerk eine Kombination aus mehreren Teilnetzwerken darstellt, in jedem der zugrunde liegenden Teilnetzwerke unterschiedliche Netzwerkschichtprotokolle verwendet. In einigen Ausführungsformen stellt das Netzwerk ein oder mehrere miteinander verbundene Internetnetzwerke dar, wie z. B. das öffentliche Internet.
Die Verbraucher der Rechensysteme 206a-f oder Cloud-Rechendienste sind über Netzwerkverbindungen und Netzwerkadapter mit der Cloud 202 verbunden. In einer Ausführungsform sind die Computersysteme 206a-f als verschiedene Computervorrichtungen, z. B. Server, Desktops, Laptops, Tablets, Smartphones, Geräte für das Internet der Dinge (IoT), autonome Fahrzeuge (darunter Autos, Drohnen, Pendelfahrzeuge, Züge, Busse usw.) und Verbraucherelektronik, implementiert. In einer Ausführungsform sind die Computersysteme 206a-f in oder als Bestandteil von anderen Systemen implementiert.
3 veranschaulicht ein Computersystem 300. In einer Ausführung ist das Computersystem 300 eine Spezialrechenvorrichtung. Die Spezialrechenvorrichtung ist fest verdrahtet, um die Techniken auszuführen, oder umfasst digitale elektronische Vorrichtungen wie eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs), die dauerhaft programmiert sind, um die Techniken auszuführen, oder kann einen oder mehrere Universal-Hardware-Prozessoren umfassen, die dazu programmiert sind, die Techniken gemäß Programmanweisungen in Firmware, Arbeitsspeicher, anderen Speichern oder einer Kombination davon auszuführen. Derartige Spezialcomputervorrichtungen können auch kundenspezifische fest verdrahtete Logik, ASICs oder FPGAs mit kundenspezifischer Programmierung kombinieren, um die Techniken zu erzielen. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Spezialcomputervorrichtungen Desktop-Computersysteme, tragbare Computersysteme, Handgeräte, Netzwerkgeräte oder sonstige Vorrichtungen, die zur Implementierung der Techniken festverdrahtete und/oder programmgesteuerte Logik enthalten.
In einer Ausführungsform umfasst das Computersystem 300 einen Bus 302 oder einen anderen Kommunikationsmechanismus zum Übermitteln von Informationen und einen mit einem Bus 302 gekoppelten Hardwareprozessor 304 zum Verarbeiten von Informationen. Der Hardwareprozessor 304 ist zum Beispiel ein Allzweck-Mikroprozessor. Das Computersystem 300 umfasst auch einen Hauptspeicher 306, wie beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder eine andere dynamische Speichervorrichtung, die mit dem Bus 302 zum Speichern von Informationen und Anweisungen gekoppelt ist, die durch den Prozessor 304 ausgeführt werden sollen. In einer Ausführungsform wird der Hauptspeicher 306 zum Speichern von temporären Variablen oder anderen Zwischeninformationen während der Ausführung von Anweisungen durch den Prozessor 304 verwendet. Derartige in nichtflüchtigen, für den Prozessor 304 zugänglichen Speichermedien gespeicherte Anweisungen machen aus dem Computersystem 300 eine Spezialmaschine, die auf das Ausführen der in den Anweisungen angegebenen Funktionen zugeschnitten ist.
In einer Ausführungsform umfasst das Computersystem 300 ferner einen Nur-LeseSpeicher (ROM) 308 oder eine andere statische Speichervorrichtung, die mit dem Bus 302 verbunden ist, um statische Informationen und Anweisungen für den Prozessor 304 zu speichern. Eine Speichervorrichtung 310, wie beispielsweise eine Magnetplatte, eine optische Platte, ein Solid-State-Laufwerk oder ein dreidimensionaler Kreuzpunktspeicher, ist vorhanden und mit dem Bus 302 zum Speichern von Informationen und Anweisungen gekoppelt.
In einer Ausführungsform ist das Computersystem 300 über den Bus 302 an ein Display 312, wie z. B. eine Kathodenstrahlröhre (CRT), ein Flüssigkristalldisplay (LCD), ein Plasmadisplay, ein Leuchtdioden(LED)-Display oder ein organisches Leuchtdioden(OLED)-Display, zum Anzeigen von Informationen für einen Computerbenutzer gekoppelt. Eine Eingabevorrichtung 314 mit alphanumerischen und anderen Tasten ist mit dem Bus 302 zum Übermitteln von Informationen und Befehlsauswahlen an den Prozessor 304 gekoppelt. Eine andere Art von Benutzereingabevorrichtung ist eine Cursorsteuervorrichtung 316, z. B. eine Maus, ein Trackball, ein berührungsempfindliches Display oder Cursorrichtungstasten zum Übermitteln von Richtungsinformationen und Befehlsauswahlen an den Prozessor 304 und zum Steuern der Cursorbewegung auf dem Display 312. Diese Eingabevorrichtung verfügt in der Regel über zwei Freiheitsgrade in zwei Achsen, eine erste Achse (z. B. x-Achse) und eine zweite Achse (z. B. y-Achse), mit denen die Vorrichtung Positionen in einer Ebene angeben kann.
Gemäß einer Ausführungsform werden die hier beschriebenen Techniken durch das Computersystem 300 als Reaktion darauf ausgeführt, dass der Prozessor 304 eine oder mehrere Sequenzen von einer oder mehreren Anweisungen ausführt, die im Hauptspeicher 306 enthalten sind. Derartige Anweisungen werden aus einem anderen Speichermedium, z. B. der Speichervorrichtung 310, in den Hauptspeicher 306 eingelesen. Die Ausführung der im Hauptspeicher 306 enthaltenen Anweisungssequenzen veranlasst den Prozessor 304, die hier beschriebenen Prozessschritte durchzuführen. In alternativen Ausführungsformen wird eine fest verdrahtete Schaltungsanordnung anstelle von oder in Kombination mit Softwareanweisungen verwendet.
Der Begriff „Speichermedium“, wie hier verwendet, betrifft alle nichtflüchtigen Medien, die Daten und/oder Anweisungen speichern, die eine Maschine veranlassen, auf eine spezifische Art und Weise zu arbeiten. Derartige Speichermedien umfassen nichtflüchtige Medien und/oder flüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien umfassen z. B. optische Platten, Magnetplatten, Solid-State-Laufwerke oder dreidimensionale Kreuzpunktspeicher, wie z. B. die Speichervorrichtung 310. Flüchtige Medien umfassen dynamische Speicher, wie beispielsweise den Hauptspeicher 306. Übliche Formen von Speichermedien umfassen zum Beispiel eine Floppy-Disk, eine Diskette, eine Festplatte, ein Solid-State-Laufwerk, ein Magnetband oder jedes andere magnetische Datenspeichermedium, einen CD-ROM, ein beliebiges anderes optisches Datenspeichermedium, ein beliebiges physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM und EPROM, einen FLASH-EPROM, NV-RAM, oder einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine Speicherkassette.
Speichermedien unterscheiden sich von Übertragungsmedien, können aber zusammen mit diesen verwendet werden. Übertragungsmedien sind am Übertragen von Informationen zwischen Speichermedien beteiligt. Zum Beispiel umfassen Übertragungsmedien Koaxialkabel, Kupferdraht und Lichtwellenleiter, einschließlich der Leitungen, die den Bus 302 umfassen. Übertragungsmedien können auch die Form von akustischen Wellen oder Lichtwellen annehmen, wie etwa jene, die bei Funkwellen- und Infrarotdatenkommunikation erzeugt werden.
In einer Ausführungsform sind verschiedene Formen von Medien am Transportieren von einer oder mehreren Sequenzen von einer oder mehreren Anweisungen an den Prozessor 304 zur Ausführung beteiligt. Zum Beispiel werden die Anweisungen zuerst auf einer Magnetplatte oder einem Solid-State-Laufwerk eines entfernten Computers getragen. Der entfernte Computer lädt die Anweisungen in seinen dynamischen Speicher und sendet die Anweisungen unter Verwendung eines Modems über eine Telefonleitung. Ein am Computersystem 300 lokal vorhandenes Modem empfängt die Daten über die Telefonleitung und verwendet einen Infrarotsender, um die Daten in ein Infrarotsignal umzuwandeln. Ein Infrarotdetektor empfängt die in dem Infrarotsignal transportierten Daten, und eine entsprechende Schaltungsanordnung stellt die Daten auf den Bus 302. Der Bus 302 transportiert die Daten an den Hauptspeicher 306, aus dem der Prozessor 304 die Anweisungen abruft und ausführt. Die durch den Hauptspeicher 306 empfangenen Anweisungen können gegebenenfalls entweder vor oder nach dem Ausführen durch den Prozessor 304 auf der Speichervorrichtung 310 gespeichert werden.
Das Computersystem 300 umfasst auch eine Kommunikationsschnittstelle 318, die mit dem Bus 302 gekoppelt ist. Die Kommunikationsschnittstelle 318 stellt eine bidirektionale Datenkommunikationskopplung mit einer Netzwerkverbindung 320 bereit, die mit einem lokalen Netzwerk 322 verbunden ist. Die Kommunikationsschnittstelle 318 ist zum Beispiel eine Integrated Services Digital Network(ISDN)-Karte, ein Kabelmodem, Satellitenmoden oder ein Modem zum Bereitstellen einer Datenkommunikationsverbindung mit einem entsprechenden Typ einer Telefonleitung. Als weiteres Beispiel ist die Kommunikationsschnittstelle 318 eine Karte eines lokalen Netzwerks (LAN), um eine Datenkommunikationsverbindung zu einem kompatiblen LAN bereitzustellen. In einigen Implementierungen sind auch drahtlose Verbindungen implementiert. Bei jeder derartigen Implementierung sendet und empfängt die Kommunikationsschnittstelle 318 elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme transportieren, die verschiedene Arten von Informationen darstellen.
Die Netzwerkverbindung 320 stellt typischerweise eine Datenkommunikation über ein oder mehrere Netzwerke zu anderen Datenvorrichtungen bereit. Zum Beispiel stellt die Netzwerkverbindung 320 eine Verbindung durch das lokale Netzwerk 322 zu einem Host-Computer 324 oder zu einem Cloud-Rechenzentrum oder Geräten bereit, die durch einen Internetdienstanbieter (ISP) 326 betrieben werden. Der ISP 326 stellt wiederum Datenkommunikationsdienste über das weltweite paketorientierte Datenkommunikationsnetzwerk bereit, das jetzt allgemein als das „Internet“ 328 bezeichnet wird. Sowohl das lokale Netzwerk 322 als auch das Internet 328 verwenden elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die digitale Datenströme transportieren. Die Signale über die verschiedenen Netzwerke und die Signale auf der Netzwerkverbindung 320 und über die Kommunikationsschnittstelle 318, die die digitalen Daten an das und aus dem Computersystem 300 transportieren, sind Beispielformen von Übertragungsmedien. In einer Ausführungsform enthält das Netzwerk 320 die Cloud 202 oder einen Teil der oben beschriebenen Cloud 202.
Das Computersystem 300 sendet Nachrichten und empfängt Daten einschließlich Programmcode über das/die Netzwerk(e), die Netzwerkverbindung 320 und die Kommunikationsschnittstelle 318. In einer Ausführungsform empfängt das Computersystem 300 einen Code zum Verarbeiten. Der empfangene Code wird sofort beim Empfang durch den Prozessor 304 ausgeführt und/oder auf der Speichervorrichtung 310 oder einem anderen nichtflüchtigen Speicher zum späteren Ausführen gespeichert.
Architektur autonomer Fahrzeuge
4 zeigt eine Beispielarchitektur 400 für ein autonomes Fahrzeug (z. B. das in 1 gezeigte AF 100). Die Architektur 400 umfasst ein Wahrnehmungsmodul 402 (mitunter als Wahrnehmungsschaltung bezeichnet), ein Planungsmodul 404 (mitunter als Planungsschaltung bezeichnet), ein Steuermodul 406 (mitunter als Steuerschaltung bezeichnet), ein Lokalisierungsmodul 408 (mitunter als Lokalisierungsschaltung bezeichnet) und ein Datenbankmodul 410 (mitunter als Datenbankschaltung bezeichnet). Jedes Modul spielt eine Rolle beim Betrieb des AF 100. Die Module 402, 404, 406, 408 und 410 können zusammen Bestandteil des in 1 gezeigten AF-Systems 120 sein. In einigen Ausführungsformen sind die Module 402, 404, 406, 408 und 410 eine Kombination aus Computersoftware (z. B. ausführbarem Code, der auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist) und Computerhardware (z. B. ein oder mehrere Mikroprozessoren, Mikrocontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen [ASICs], Hardware-Speichervorrichtungen, andere Arten von integrierten Schaltungen, andere Arten von Computerhardware oder eine Kombination von einem oder allen dieser Dinge).
Beim Betrieb empfängt das Planungsmodul 404 Daten, die einen Zielort 412 darstellen, und ermittelt Daten, die eine Bewegungsbahn 414 (mitunter auch als Route bezeichnet) darstellen, die durch das AF 100 gefahren werden kann, um den Zielort 412 zu erreichen (z. B. am Zielort anzukommen). Damit das Planungsmodul 404 die die Bewegungsbahn 414 darstellenden Daten bestimmen kann, empfängt das Planungsmodul 404 Daten aus dem Wahrnehmungsmodul 402, dem Lokalisierungsmodul 408 und dem Datenbankmodul 410.
Das Wahrnehmungsmodul 402 identifiziert nahegelegene physische Objekte mittels eines oder mehrerer Sensoren 121, z. B. wie ebenfalls in 1 dargestellt. Die Objekte werden klassifiziert (z. B. gruppiert in Arten wie Fußgänger, Fahrrad, Kraftfahrzeug, Verkehrszeichen usw.), und eine Szeneriebeschreibung einschließlich der klassifizierten Objekte 416 wird dem Planungsmodul 404 zur Verfügung gestellt.
Das Planungsmodul 404 empfängt auch Daten, die die AF-Position 418 darstellen, aus dem Lokalisierungsmodul 408. Das Lokalisierungsmodul 408 bestimmt die AF-Position unter Verwendung von Daten aus den Sensoren 121 und Daten aus dem Datenbankmodul 410 (z. B. geografische Daten), um eine Position zu berechnen. Zum Beispiel verwendet das Lokalisierungsmodul 408 Daten aus einem GNSS(Globales Navigationssatellitensystem)-Sensor und geografische Daten, um einen Längen- und Breitengrad des AF zu berechnen. In einer Ausführungsform umfassen die durch das Lokalisierungsmodul 408 verwendeten Daten hochpräzise Karten der geometrischen Eigenschaften der Fahrwege, Karten, die die Verbindungseigenschaften des Straßennetzes beschreiben, Karten, die die physischen Eigenschaften der Straßen beschreiben (wie z. B. die Verkehrsgeschwindigkeit, das Verkehrsaufkommen, die Anzahl der Fahrstreifen für den Auto- und Fahrradverkehr, die Fahrstreifenbreite, die Fahrstreifenrichtungen oder die Arten und Orte von Fahrstreifenmarkierungen oder Kombinationen davon), und Karten, die die räumliche Lage von Straßenmerkmalen wie Fußgängerüberwegen, Verkehrsschildern oder anderen Verkehrssignalen verschiedener Arten beschreiben.
Das Steuermodul 406 empfängt die Daten der Bewegungsbahn 414 und die Daten der AF-Position 418 und führt die Steuerfunktionen 420a-c (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) des AF so aus, dass das AF 100 auf der Bewegungsbahn 414 bis zum Zielort 412 fährt. Falls z. B. die Bewegungsbahn 414 eine Linkskurve enthält, führt das Steuermodul 406 die Steuerfunktionen 420a-c so aus, dass der Lenkwinkel der Lenkfunktion das AF 100 zum Linksabbiegen veranlasst und das Betätigen der Drosselklappe und Bremsen das AF 100 zum Anhalten und Warten auf passierende Fußgänger oder entgegenkommende Fahrzeuge veranlasst, bevor das Abbiegen durchgeführt wird.
Eingaben autonomer Fahrzeuge
5 zeigt ein Beispiel für die Eingaben 502a-d (z. B. Sensoren 121 in 1) und Ausgaben 504a-d (z. B. Sensordaten), die durch das Wahrnehmungsmodul 402 (4) verwendet werden. Eine Eingabe 502a ist ein LiDAR(„Light Detection and Ranging“)-System (z. B. LiDAR 123 wie in 1 gezeigt). LiDAR ist eine Technologie, die Licht (z. B. Lichtblitze wie Infrarotlicht) verwendet, um Daten über physische Objekte in Sichtlinie zu erhalten. Ein LiDAR-System erzeugt LiDAR-Daten als Ausgabe 504a. LiDAR-Daten sind beispielsweise Sammlungen von 3D- oder 2D-Punkten (auch als Punktwolken bekannt), die zur Konstruktion einer Darstellung der Umgebung 190 verwendet werden.
Eine weitere Eingabe 502b ist ein RADAR-System. RADAR ist eine Technologie, die Funkwellen verwendet, um Daten über nahe gelegene physische Objekte zu erhalten. RADAR-Systeme können Daten über Objekte erhalten, die sich nicht in Sichtlinie eines LiDAR-Systems befinden. Ein RADAR-System 502b erzeugt RADAR-Daten als Ausgabe 504b. Zum Beispiel sind RADAR-Daten ein oder mehrere elektromagnetische Hochfrequenzsignale, die zur Konstruktion einer Darstellung der Umgebung 190 verwendet werden.
Eine weitere Eingabe 502c ist ein Kamerasystem. Ein Kamerasystem verwendet eine oder mehrere Kameras (z. B. Digitalkameras, die einen Lichtsensor wie ein ladungsgekoppeltes Bauelement [CCD] verwenden), um Informationen über nahe gelegene physische Objekte zu erhalten. Ein Kamerasystem erzeugt Kameradaten als Ausgabe 504c. Kameradaten liegen häufig in Form von Bilddaten vor (z. B. Daten in einem Bilddatenformat wie RAW, JPEG, PNG usw.). In einigen Beispielen verfügt das Kamerasystem über mehrere unabhängige Kameras, z. B. zwecks Stereopsis (Stereosehen), wodurch das Kamerasystem in der Lage ist, die Tiefe wahrzunehmen. Obwohl die durch das Kamerasystem wahrgenommenen Objekte hier als „nah“ beschrieben werden, gilt dies relativ zum AF. Beim Betrieb kann das Kamerasystem dazu ausgelegt sein, weit entfernte Objekte zu „sehen“, z. B. bis zu einem Kilometer oder mehr vor dem AF. Dementsprechend kann das Kamerasystem über Merkmale wie Sensoren und Objektive verfügen, die für die Wahrnehmung weit entfernter Objekte optimiert sind.
Eine weitere Eingabe 502d ist ein Ampelerkennungs(AE)-System. Ein AE-System verwendet eine oder mehrere Kameras, um Informationen über Ampeln, Straßenschilder und andere physische Objekte zu erhalten, die visuelle Navigationsinformationen liefern. Ein AE-System erzeugt AE-Daten als Ausgabe 504d. AE-Daten liegen häufig in Form von Bilddaten vor (z. B. Daten in einem Bilddatenformat wie RAW, JPEG, PNG usw.). Ein AE-System unterscheidet sich von einem System mit einer Kamera dadurch, dass bei einem AE-System eine Kamera mit weitem Sichtfeld (z. B. mit einem Weitwinkelobjektiv oder einem Fischaugenobjektiv) verwendet wird, um Informationen über möglichst viele physische Objekte zu erhalten, die visuelle Navigationsinformationen liefern, sodass das AF 100 Zugriff auf alle relevanten Navigationsinformationen hat, die durch diese Objekte bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Sichtwinkel des AE-Systems ca. 120 Grad oder mehr betragen.
In einigen Ausführungsformen werden die Ausgänge 504a-d mittels einer Sensorfusionstechnik kombiniert. So werden entweder die einzelnen Ausgaben 504a-d anderen Systemen des AF 100 (z. B. einem Planungsmodul 404 wie in 4 dargestellt) zur Verfügung gestellt, oder die kombinierte Ausgabe kann den anderen Systemen entweder in Form einer einzelnen kombinierten Ausgabe oder mehrerer kombinierter Ausgaben derselben Art (z. B. unter Verwendung derselben Kombinationstechnik oder Kombination derselben Ausgaben oder beides) oder unterschiedlicher Arten (z. B. unter Verwendung jeweils unterschiedlicher Kombinationstechniken oder Kombination jeweils unterschiedlicher Ausgaben oder beides) zur Verfügung gestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird eine frühzeitige Fusionstechnik verwendet. Eine frühzeitige Fusionstechnik zeichnet sich dadurch aus, dass die Ausgaben kombiniert werden, bevor ein oder mehrere Datenverarbeitungsschritte auf die kombinierte Ausgabe angewendet werden. In einigen Ausführungsformen wird eine späte Fusionstechnik verwendet. Eine späte Fusionstechnik zeichnet sich dadurch aus, dass die Ausgaben kombiniert werden, nachdem ein oder mehrere Datenverarbeitungsschritte auf die einzelnen Ausgaben angewendet wurden.
6 zeigt ein Beispiel für ein LiDAR-System 602 (z. B. die in 5 gezeigte Eingabe 502a). Das LiDAR-System 602 emittiert Licht 604a-c aus einem Lichtsender 606 (z. B. einem Lasersender). Das durch ein LiDAR-System emittierte Licht liegt in der Regel nicht im sichtbaren Spektrum; beispielsweise wird häufig Infrarotlicht verwendet. Ein Teil des emittierten Lichts 604b trifft auf ein physisches Objekt 608 (z. B. ein Fahrzeug) und wird zurück zum LiDAR-System 602 reflektiert. (Das durch ein LiDAR-System emittierte Licht durchdringt normalerweise keine physischen Objekte, z. B. physische Objekte in fester Form.) Das LiDAR-System 602 verfügt auch über einen oder mehrere Lichtdetektoren 610, die das reflektierte Licht detektieren. In einer Ausführungsform erzeugen ein oder mehrere mit dem LiDAR-System verknüpfte Datenverarbeitungssysteme ein Bild 612, das das Sichtfeld 614 des LiDAR-Systems darstellt. Das Bild 612 enthält Informationen, die die Begrenzungen 616 eines physischen Objekts 608 darstellen. Auf diese Weise wird das Bild 612 verwendet, um die Begrenzungen 616 eines oder mehrerer physischer Objekte in der Nähe eines AF zu bestimmen.
7 zeigt das LiDAR-System 602 im Betrieb. In dem in dieser Figur dargestellten Szenario empfängt das AF 100 sowohl die Kamerasystemausgabe 504c in Form eines Bildes 702 als auch die LiDAR-Systemausgabe 504a in Form von LiDAR-Datenpunkten 704. Beim Betrieb vergleicht das Datenverarbeitungssystem des AF 100 das Bild 702 mit den Datenpunkten 704. Insbesondere wird ein im Bild 702 identifiziertes physisches Objekt 706 ebenfalls unter den Datenpunkten 704 identifiziert. Auf diese Weise nimmt das AF 100 die Begrenzungen des physischen Objekts anhand der Kontur und Dichte der Datenpunkte 704 wahr.
8 zeigt die Funktionsweise des LiDAR-Systems 602 mit zusätzlichen Details. Wie oben beschrieben, erkennt das AF 100 die Begrenzung eines physischen Objekts anhand der Eigenschaften der durch das LiDAR-System 602 erfassten Datenpunkte. Wie in 8 gezeigt, reflektiert ein ebenes Objekt, wie z. B. der Boden 802, das durch ein LiDAR-System 602 emittierte Licht 804a-d auf konsistente Weise. Anders ausgedrückt, da das LiDAR-System 602 Licht in gleichmäßigen Abständen emittiert, reflektiert der Boden 802 das Licht mit dem gleichen konsistenten Abstand zum LiDAR-System 602 zurück. Während sich das AF 100 über den Boden 802 bewegt, erkennt das LiDAR-System 602 weiterhin das durch den nächsten gültigen Bodenpunkt 806 reflektierte Licht, falls nichts die Straße versperrt. Falls jedoch ein Objekt 808 die Straße versperrt, wird das durch das LiDAR-System 602 emittierte Licht 804e-f von den Punkten 810a-b in einer Weise reflektiert, die nicht mit der erwarteten Gleichmäßigkeit übereinstimmt. Aus diesen Informationen kann das AF 100 bestimmen, dass das Objekt 808 vorhanden ist.
Wegplanung
9 zeigt in einem Blockdiagramm 900 die Zusammenhänge zwischen Ein- und Ausgaben eines Planungsmoduls 404 (z. B. wie in 4 gezeigt). Allgemein ist die Ausgabe eines Planungsmoduls 404 eine Route 902 aus einem Startpunkt 904 (z. B. Quellort oder Anfangsort) und einem Endpunkt 906 (z. B. Ziel- oder Endort). Die Route 902 ist in der Regel durch ein oder mehrere Segmente definiert. Ein Segment ist zum Beispiel eine Entfernung, die mindestens über einen Abschnitt einer Straße, einer Landstraße, einer Autobahn, einer Einfahrt oder eines anderen für den Autoverkehr geeigneten physischen Bereichs zurückzulegen ist. In einigen Beispielen, z. B. falls das AF 100 ein geländegängiges Fahrzeug wie z. B. ein vierradgetriebener (4WD) oder allradgetriebener (AWD) PKW, SUV, Lieferwagen o. ä. ist, umfasst die Route 902 „geländegängige“ Segmente wie unbefestigte Wege oder offene Felder.
Zusätzlich zur Route 902 gibt ein Planungsmodul auch Daten zur Routenplanung auf Fahrstreifenebene 908 aus. Die Routenplanungsdaten auf Fahrstreifenebene 908 werden verwendet, um Segmente der Route 902 basierend auf den Bedingungen des Segments zu einem bestimmten Zeitpunkt zu durchfahren. Falls die Route 902 beispielsweise eine Autobahn mit mehreren Fahrstreifen umfasst, enthalten die Routenplanungsdaten auf Fahrstreifenebene 908 die Bewegungsbahnplanungsdaten 910, die das AF 100 verwenden kann, um einen Fahrstreifen unter den mehreren Fahrstreifen auszuwählen, z. B. in Abhängigkeit davon, ob sich eine Ausfahrt nähert, ob eine oder mehrere der Fahrstreifen andere Fahrzeuge aufweisen oder aufgrund anderer Faktoren, die im Laufe weniger Minuten oder weniger variieren. In ähnlicher Weise enthalten in einigen Implementierungen die Routenplanungsdaten auf Fahrstreifenebene 908 auch Geschwindigkeitsbeschränkungen 912, die spezifisch für ein Segment der Route 902 gelten. Falls das Segment zum Beispiel Fußgänger oder unerwarteten Verkehr enthält, können die Geschwindigkeitsbeschränkungen 912 das AF 100 auf eine Fahrgeschwindigkeit beschränken, die langsamer als eine erwartete Geschwindigkeit ist, z. B. eine Geschwindigkeit, die auf den Geschwindigkeitsbegrenzungsdaten für das Segment basiert.
In einer Ausführungsform umfassen die Eingangsgrößen an das Planungsmodul 404 auch die Datenbankdaten 914 (z. B. aus dem in 4 dargestellten Datenbankmodul 410), die aktuellen Standortdaten 916 (z. B. die in 4 dargestellte AF-Position 418), die Zielortdaten 918 (z. B. für den in 4 dargestellten Zielort 412) und die Objektdaten 920 (z. B. die klassifizierten Objekte 416, die durch das Wahrnehmungsmodul 402 wahrgenommen werden, wie in 4 dargestellt). In einigen Ausführungsformen enthalten die Daten der Datenbank 914 Regeln, die bei der Planung verwendet werden. Regeln werden durch eine formale Sprache spezifiziert, z. B. durch boolesche Logik. In jeder Situation, in der sich das AF 100 befindet, sind mindestens einige der Regeln auf die Situation anwendbar. Eine Regel gilt für eine gegebene Situation, falls die Regel Bedingungen enthält, die basierend auf den dem AF 100 zur Verfügung stehenden Informationen, z. B. Informationen über die Umgebung, erfüllt sind. Regeln können eine Priorität aufweisen. Beispielsweise kann eine Regel, die besagt: „Falls die Straße eine Autobahn ist, auf den äußerst linken Fahrstreifen wechseln“, eine niedrigere Priorität als „Falls die Ausfahrt sich innerhalb von 2 Kilometern nähert, auf den äußerst rechten Fahrstreifen wechseln“ aufweisen.
10 zeigt einen gerichteten Graphen 1000, der bei der Wegplanung z. B. durch das Planungsmodul 404 verwendet wird (4). Allgemein wird ein gerichteter Graph 1000 wie der in 10 gezeigte verwendet, um einen Bahnverlauf zwischen einem beliebigen Startpunkt 1002 und Endpunkt 1004 zu bestimmen. In der Praxis kann die Entfernung zwischen dem Startpunkt 1002 und dem Endpunkt 1004 relativ groß (z. B. in zwei verschiedenen Ballungsgebieten) oder relativ klein (z. B. zwei Einmündungen, die an einen Stadtblock angrenzen oder zwei Fahrstreifen einer Straße mit mehreren Fahrstreifen) sein.
In einer Ausführungsform hat der gerichtete Graph 1000 Knoten 1006a-d, die verschiedene Orte zwischen dem Startpunkt 1002 und dem Endpunkt 1004 darstellen, die durch ein AF 100 belegt werden könnten. In einigen Beispielen, z. B. wenn der Startpunkt 1002 und der Endpunkt 1004 verschiedene Ballungsräume darstellen, stellen die Knoten 1006a-d Straßensegmente dar. In einigen Beispielen, z. B. wenn der Startpunkt 1002 und der Endpunkt 1004 verschiedene Orte auf derselben Straße darstellen, stellen die Knoten 1006a-d verschiedene Positionen auf dieser Straße dar. Auf diese Weise enthält der gerichtete Graph 1000 Informationen in unterschiedlicher Granularität. In einer Ausführungsform ist ein gerichteter Graph mit hoher Granularität auch ein Teilgraph eines anderen gerichteten Graphen mit einem größeren Maßstab. Zum Beispiel hat ein gerichteter Graph, bei dem der Startpunkt 1002 und der Endpunkt 1004 weit entfernt sind (z. B. viele Kilometer voneinander entfernt), die meisten seiner Informationen in einer niedrigen Granularität und basiert auf gespeicherten Daten, enthält aber auch einige Informationen mit hoher Granularität für den Abschnitt des Graphen, der physische Orte im Sichtfeld des AF 100 darstellt.
Die Knoten 1006a-d unterscheiden sich von den Objekten 1008a-b, die sich nicht mit einem Knoten überlappen können. In einer Ausführungsform, wenn die Granularität gering ist, stellen die Objekte 1008a-b Regionen dar, die nicht mit dem Auto befahren werden können, z. B. Gebiete, die keine Straßen oder Wege aufweisen. Bei hoher Granularität stellen die Objekte 1008a-b physische Objekte im Sichtfeld des AF 100 dar, z. B. andere Kraftfahrzeuge, Fußgänger oder andere Objekte, mit denen das AF 100 den physischen Raum nicht teilen kann. In einer Ausführungsform sind einige oder alle der Objekte 1008a-b statische Objekte (z. B. ein Objekt, das seine Position nicht ändert, wie eine Straßenlampe oder ein Strommast) oder dynamische Objekte (z. B. ein Objekt, das seine Position ändern kann, wie ein Fußgänger oder ein anderes Kraftfahrzeug).
Die Knoten 1006a-d sind durch die Kanten 1010a-c verbunden. Falls zwei Knoten 1006a-b durch eine Kante 1010a verbunden sind, ist es möglich, dass ein AF 100 zwischen dem einen Knoten 1006a und dem anderen Knoten 1006b fahren kann, z. B. ohne zu einem Zwischenknoten fahren zu müssen, bevor es am anderen Knoten 1006b ankommt. (Wenn wir von einem zwischen Knoten fahrenden AF 100 sprechen, meinen wir, dass sich das AF 100 zwischen den beiden physischen Positionen bewegt, die durch die jeweiligen Knoten dargestellt werden.) Die Kanten 1010a-c sind oft bidirektional, in dem Sinne, dass ein AF 100 von einem ersten Knoten zu einem zweiten Knoten oder vom zweiten Knoten zum ersten Knoten fährt. In einer Ausführungsform sind die Kanten 1010a-c unidirektional, in dem Sinne, dass ein AF 100 von einem ersten Knoten zu einem zweiten Knoten fahren kann, das AF 100 jedoch nicht vom zweiten Knoten zum ersten Knoten fahren kann. Die Kanten 1010a-c sind unidirektional, wenn sie z. B. Einbahnstraßen, einzelne Fahrstreifen einer Straße, eines Weges oder einer Landstraße oder andere Merkmale darstellen, die aufgrund rechtlicher oder physischer Beschränkungen nur in einer Richtung befahren werden können.
In einer Ausführungsform verwendet das Planungsmodul 404 den gerichteten Graphen 1000 zum Identifizieren eines Pfades 1012, der aus Knoten und Kanten zwischen dem Startpunkt 1002 und dem Endpunkt 1004 besteht.
Eine Kante 1010a-c ist mit einem Aufwand 1014a-b verknüpft. Der Aufwand 1014ab ist ein Wert, der die Ressourcen darstellt, die aufgewendet werden, falls das AF 100 diese Kante auswählt. Eine typische Ressource ist die Zeit. Falls zum Beispiel eine Kante 1010a eine physische Entfernung darstellt, die doppelt so groß wie die einer anderen Kante 1010b ist, kann der zugehörige Aufwand 1014a der ersten Kante 1010a doppelt so groß wie der zugehörige Aufwand 1014b der zweiten Kante 1010b sein. Andere Faktoren, die sich auf die Zeit auswirken, sind der erwartete Verkehr, die Anzahl der Einmündungen, Geschwindigkeitsbegrenzungen usw. Eine weitere typische Ressource ist der Kraftstoffverbrauch. Zwei Kanten 1010a-b können die gleiche physische Entfernung darstellen, aber eine Kante 1010a kann mehr Kraftstoff erfordern als eine andere Kante 1010b, z. B. aufgrund von Straßenbedingungen, voraussichtlichem Wetter usw.
Wenn das Planungsmodul 404 einen Pfad 1012 zwischen dem Startpunkt 1002 und dem Endpunkt 1004 identifiziert, wählt das Planungsmodul 404 in der Regel einen aufwandsoptimierten Pfad, z. B. den Pfad mit dem geringsten Gesamtaufwand, wenn die einzelnen Aufwände der Kanten addiert werden.
Steuerung autonomer Fahrzeuge
11 zeigt in einem Blockdiagramm 1100 die Ein- und Ausgaben eines Steuermoduls 406 (z. B. wie in 4 gezeigt). Ein Steuermodul arbeitet gemäß einer Steuervorrichtung 1102, die z. B. einen oder mehrere Prozessoren (z. B. einen oder mehrere Computerprozessoren wie Mikroprozessoren oder Mikrocontroller oder beides) ähnlich dem Prozessor 304, einen Kurzzeit- und/oder Langzeitdatenspeicher (z. B. Direktzugriffsspeicher oder Flashspeicher oder beides) ähnlich dem Hauptspeicher 306, ROM 308 und Speichervorrichtung 310 und im Speicher gespeicherte Anweisungen enthält, die Operationen der Steuervorrichtung 1102 durchführen, wenn die Anweisungen ausgeführt werden (z. B. durch den einen oder die mehreren Prozessoren).
In einer Ausführungsform empfängt die Steuervorrichtung 1102 Daten, die eine gewünschte Ausgabe 1104 darstellen. Die gewünschte Ausgabe 1104 umfasst in der Regel eine Geschwindigkeit und eine Fahrtrichtung. Die gewünschte Ausgabe 1104 kann z. B. auf Daten basieren, die aus einem Planungsmodul 404 empfangen wurden (z. B. wie in 4 gezeigt). Die Steuervorrichtung 1102 erzeugt gemäß der gewünschten Ausgabe 1104 Daten, die als Drosselklappeneingabe 1106 und als Lenkungseingabe 1108 verwendet werden können. Die Drosselklappeneingabe 1106 stellt die Größe dar, in der die Drosselklappe (z. B. Beschleunigungssteuerung) eines AF 100 zu betätigen ist, z. B. durch Betätigen des Lenkpedals oder durch Betätigen einer anderen Drosselklappensteuerung, um die gewünschte Ausgabe 1104 zu erreichen. In einigen Beispielen umfasst die Drosselklappeneingabe 1106 auch Daten, die zum Betätigen der Bremse (z. B. Verlangsamungssteuerung) des AF 100 verwendet werden können. Die Lenkungseingabe 1108 stellt einen Lenkwinkel dar, z. B. den Winkel, in dem die Lenksteuerung (z. B. Lenkrad, Lenkwinkelsteller oder eine andere Funktion zur Steuerung des Lenkwinkels) des AF positioniert werden sollte, um die gewünschte Ausgabe 1104 zu erreichen.
In einer Ausführungsform empfängt die Steuervorrichtung 1102 eine Rückmeldung, die bei der Anpassung der für die Drosselklappe und Lenkung bereitgestellten Eingaben verwendet wird. Falls beispielsweise das AF 100 auf ein Hindernis 1110 wie z. B. einen Hügel trifft, wird die gemessene Geschwindigkeit 1112 des AF 100 unter die gewünschte Ausgabegeschwindigkeit abgesenkt. In einer Ausführungsform wird der Steuervorrichtung 1102 eine Messwertausgabe 1114 zur Verfügung gestellt, sodass die nötigen Anpassungen, z. B. basierend auf der Differenz 1113 zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und der gewünschten Ausgabe, durchgeführt werden. Die gemessene Ausgabe 1114 umfasst die gemessene Position 1116, die gemessene Geschwindigkeit 1118 (einschließlich Drehzahl und Fahrtrichtung), die gemessene Beschleunigung 1120 und andere durch Sensoren des AF 100 messbare Ausgaben.
In einer Ausführungsform werden Informationen über die Störung 1110 im Voraus erkannt, z. B. durch einen Sensor wie eine Kamera oder einen LiDAR-Sensor, und einem vorausschauenden Rückmeldemodul 1122 zur Verfügung gestellt. Das vorausschauende Rückmeldemodul 1122 liefert dann Informationen an die Steuervorrichtung 1102, die die Steuervorrichtung 1102 zur entsprechenden Anpassung verwenden kann. Falls zum Beispiel die Sensoren des AF 100 einen Hügel erkennen („sehen“), können diese Informationen durch die Steuervorrichtung 1102 genutzt werden, um sich darauf vorzubereiten, die Drosselklappe zum geeigneten Zeitpunkt zu betätigen, um eine wesentliche Verlangsamung zu vermeiden.
12 zeigt ein Blockdiagramm 1200 der Eingaben, Ausgaben und Komponenten der Steuervorrichtung 1102. Die Steuervorrichtung 1102 weist einen Geschwindigkeitsprofilersteller 1202 auf, der den Betrieb einer Drosselklappen-/Bremssteuervorrichtung 1204 beeinflusst. Beispielsweise weist der Geschwindigkeitsprofilersteller 1202 die Drosselklappen-/Bremssteuervorrichtung 1204 an, eine Beschleunigung oder Verlangsamung unter Verwendung der Drosselklappe/Bremse 1206 einzuleiten, abhängig z. B. von der Rückmeldung, die durch die Steuervorrichtung 1102 empfangen und durch den Geschwindigkeitsprofilersteller 1202 verarbeitet wird.
Die Steuervorrichtung 1102 weist auch eine Seitenführungssteuervorrichtung 1208 auf, die den Betrieb einer Lenksteuervorrichtung 1210 beeinflusst. Zum Beispiel weist die Seitenführungssteuervorrichtung 1208 die Lenksteuervorrichtung 1210 an, die Position des Lenkwinkelstellers 1212 abhängig von z. B. der Rückmeldung anzupassen, die durch die Steuervorrichtung 1102 empfangen und durch die Seitenführungssteuervorrichtung 1208 verarbeitet wird.
Die Steuervorrichtung 1102 empfängt mehrere Eingaben, mit denen bestimmt wird, wie die Drosselklappe/Bremse 1206 und der Lenkwinkelsteller 1212 gesteuert werden sollen. Ein Planungsmodul 404 liefert Informationen, die durch die Steuervorrichtung 1102 verwendet werden, um z. B. eine Fahrtrichtung zu wählen, wenn das AF 100 den Betrieb aufnimmt, und um zu bestimmen, welches Straßensegment befahren werden soll, wenn das AF 100 eine Einmündung erreicht. Ein Lokalisierungsmodul 408 liefert der Steuervorrichtung 1102 Informationen, die zum Beispiel den aktuellen Standort des AF 100 beschreiben, sodass die Steuervorrichtung 1102 bestimmen kann, ob sich das AF 100 an einem Ort befindet, der basierend auf der Art und Weise, in der die Drosselklappe/Bremse 1206 und der Lenkwinkelsteller 1212 gesteuert werden, erwartet wird. In einer Ausführungsform empfängt die Steuervorrichtung 1102 Informationen aus anderen Eingaben 1214, z. B. Informationen, die aus Datenbanken, Computernetzwerken usw. empfangen werden.
Betrieb eines AF basierend auf der Verfügbarkeit von Navigationsinformationen
13 zeigt ein Beispiel für ein AF 100, das in einer Umgebung 190 navigiert. Das AF-System 120 verwendet eine oder mehrere Arten von Navigationsinformationen zum Bestimmen eines Standorts des AF 100 in der Umgebung 190. Eine Art von Navigationsinformationen ist eine semantische Karte der Umgebung (z. B. eine Karte mit beschrifteten Merkmalen des Fahrwegs). Beispielsweise sind die Orte von Fahrstreifenmarkierungen, Straßenschildern, Orientierungspunkten oder anderen besonderen Merkmalen des Fahrwegs in der semantischen Karte enthalten. Ein oder mehrere Sensoren im AF-System 120 (z. B. Kameras, LiDAR, RADAR) erkennen Merkmale des Fahrwegs in der Nähe des AF 100, und das AF-System 120 vergleicht die erkannten Merkmale mit den Merkmalen in der semantischen Karte, um einen Standort des AF 100 zu bestimmen. Eine andere Art von Navigationsinformationen sind GPS-Koordinaten. In einigen Ausführungsformen verwendet das AF-System 120 eine Kombination verschiedener Arten von Navigationsinformationen, um einen genaueren Standort des AF 100 zu bestimmen.
Die Umgebung 190 enthält einen kartografierten Bereich 1302, in dem eine erste Art von Navigationsinformationen verfügbar ist (z. B. eine semantische Karte verfügbar) und einen nicht kartografierten Bereich 1304, in dem die erste Art von Navigationsinformationen nicht verfügbar ist (z. B. keine semantische Karte verfügbar). In einigen Ausführungsformen enthalten die im kartografierten Bereich 1302 verfügbaren Navigationsinformationen eine semantische Karte mit beschrifteten Merkmalen des Fahrwegs in dem Bereich. Mit der semantischen Karte kann das AF-System 120 den Standort des AF 100 genauer verfolgen und das AF 100 zu einem Zielort navigieren. In dem nicht kartografierten Bereich 1304, in dem die erste Art von Navigationsinformationen (z. B. die semantische Karte) nicht verfügbar ist, kann das AF-System 120 den Standort des AF 100 nicht mit der gleichen Genauigkeit wie im kartografierten Bereich 1302 bestimmen und hat möglicherweise größere Schwierigkeiten beim Navigieren des AF 100 im nicht kartografierten Bereich 1304.
In einigen Ausführungsformen verwendet das AF-System 120 GPS, um die ungefähren Koordinaten des AF 100 (z. B. Breiten- und Längengrad) zu bestimmen. Das AF-System 120 erhält auch Daten aus einem oder mehreren zusätzlichen Sensoren (z. B. Kameras, LiDAR und/oder RADAR). Falls sich das AF 100 im kartografierten Bereich 1302 befindet, kann eine genauere Position des AF 100 basierend auf den aus den zusätzlichen Sensoren erhaltenen Daten und den im kartografierten Bereich 1302 verfügbaren Navigationsinformationen (z. B. semantische Karte) bestimmt werden. Zum Beispiel können die zusätzlichen Sensoren Straßenmerkmale (z. B. Fahrstreifenmarkierungen, Schilder, Orientierungspunkte) in der Nähe des AF 100 erkennen. Wenn die Straßenmerkmale den Merkmalen in der semantischen Karte an den durch die GPS-Daten bestimmten ungefähren Koordinaten entsprechen, kann die genauere Position des Fahrzeugs bestimmt werden.
Während sich das AF 100 im kartografierten Bereich 1302 (in dem Navigationsinformationen verfügbar sind) befindet, kann das AF 100 in einem autonomen Modus betrieben werden, in dem Steuerfunktionen des Fahrzeugs (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) automatisiert sind (z. B. in einem vollständig oder hochgradig autonomen Modus (Stufe 3, 4 oder 5)). Während das AF 100 im autonomen Modus arbeitet, navigiert das AF-System 120 das Fahrzeug basierend auf den Daten aus den zusätzlichen Sensoren (z. B. Daten aus Kameras, LiDAR und/oder RADAR) in Kombination mit Daten aus dem GPS zu einem Zielort.
Falls das AF 100 im autonomen Modus in den nicht kartografierten Bereich 1304 einfährt (oder voraussichtlich einfahren wird), liefert das AF-System 120 eine Warnung, dass das AF 100 den autonomen Modus verlassen wird. In einigen Ausführungsformen sagt das AF-System 120 (z. B. basierend auf dem Zielort und/oder der Route des AF 100) voraus, dass ein zukünftiger Standort des AF 100 in dem nicht kartografierten Bereich 1304 liegen wird, und liefert die Warnung vor dem Einfahren in den nicht kartografierten Bereich 1304. In einigen Ausführungsformen bestimmt das AF-System 120, dass das AF 100 in den nicht kartografierten Bereich 1304 eingefahren ist, wenn eine Art von Navigationsinformationen (z. B. eine semantische Karte) nicht mehr vorhanden ist, die zuvor im kartografierten Bereich 1302 vorhanden war. In einigen Ausführungsformen bestimmt das AF-System 120, dass das AF 100 in den nicht kartografierten Bereich 1304 eingefahren ist, wenn Daten aus einem oder mehreren Sensoren nicht verfügbar oder ungenau sind (z. B. wenn eine Kamera blockiert ist oder kein GPS-Signal empfangen wird). In einigen Ausführungsformen bestimmt das AF-System 120, dass das AF 100 in den nicht kartografierten Bereich 1304 eingefahren ist, wenn Daten aus einem Sensor nicht mit kontextabhängigen Informationen übereinstimmen. Falls eine Kamera zum Beispiel einen Orientierungspunkt erkennt, der keinem Orientierungspunkt in einer semantischen Karte der Umgebung 190 entspricht, liefert das AF-System 120 eine Warnung, dass das AF 100 den autonomen Modus verlassen wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Warnung eine Nachricht, die innerhalb des AF 100 angezeigt wird, um die Insassen darüber zu informieren, dass das AF den autonomen Modus verlassen wird. In einigen Ausführungsformen ist die Warnung eine Audiowarnung, die innerhalb des AF 100 wiedergegeben wird, um die Insassen darüber zu informieren, dass das AF den autonomen Modus verlassen wird. In einigen Ausführungsformen ist die Warnung eine Nachricht, die an einen Fernbediener übertragen wird, der den Fernbediener anweist, die Steuerung des AF 100 zu übernehmen. In einigen Ausführungsformen wird nach dem Ausgaben der Warnung ein bedienerunterstützter Modus initialisiert (z. B. ein Modus, bei dem eine oder mehrere Betriebssteuerungsfunktionen (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) manuell gesteuert werden (z. B. Stufe 1 oder 2)). In einigen Ausführungsformen steuert ein vom AF 100 entfernt befindlicher Fernbediener das AF 100 im bedienerunterstützten Modus. In einigen Ausführungsformen werden während des Betriebs des AF 100 im bedienerunterstützten Modus im nicht kartografierten Bereich 1304 Merkmale der Umgebung 190 erfasst. Die erfassten Merkmale werden anschließend zum Aktualisieren einer semantischen Karte der Umgebung 190 verwendet. In einigen Ausführungsformen wird der autonome Modus wieder aufgenommen, wenn die Route des AF 100 dazu führt, dass das AF 100 wieder in den kartografierten Bereich 1302 einfährt.
In einigen Ausführungsformen navigiert das AF-System 120 das AF 100 nach dem Ausgeben der Warnung, wenn ein Bediener (ein Insasse oder ein Fernbediener) nicht die Steuerfunktionen des AF 100 übernimmt, zu einem Halteort 1306, an dem das AF 100 sicher anhalten kann (z. B. am Straßenrand, auf einem Parkplatz). In einigen Ausführungsformen liegt der Halteort 1306 innerhalb des kartografierten Bereichs 1302. In einigen Ausführungsformen navigiert das AF-System 120 das AF 100 nach Ausgeben der Warnung und während sich das AF 100 noch im kartografierten Bereich 1302 befindet (z. B. wenn vorausgesagt wird, dass das AF 100 in den nicht kartografierten Bereich 1304 einfahren wird), wenn ein Bediener keine Steuerfunktionen des AF 100 übernimmt, auf einer Route, die das AF 100 innerhalb des kartografierten Bereichs 1302 hält (z. B. leitet es das AF 100 um, um den nicht kartografierten Bereich 1304 zu umgehen).
In einigen Ausführungsformen, während sich das AF 100 im nicht kartografierten Bereich 1304 befindet (z. B. während Navigationsinformationen nicht verfügbar sind), wird das AF 100 weiterhin in einem autonomen Modus ohne Verwendung der Navigationsinformationen (z. B. ohne semantische Karte) betrieben. In einigen Ausführungsformen navigiert das AF-System 120 das AF 100 während des Betriebs ohne Navigationsinformationen nur mit Daten aus dem GPS.
Beispiel für einen Vorgang zum Betreiben eines AF basierend auf der Verfügbarkeit von Navigationsinformationen
14 ist ein Flussdiagramm eines Beispielvorgangs 1400 für das Betreiben eines AF basierend auf der Verfügbarkeit von Navigationsinformationen. Der Einfachheit halber wird der Vorgang 1400 so beschrieben, dass er durch ein System aus einem oder mehreren Computern an einem oder mehreren Standorten durchgeführt wird. Zum Beispiel kann das AF-System 120 von 1 (oder Teile davon), das entsprechend gemäß dieser Spezifikation programmiert ist, den Vorgang 1400 durchführen.
Im Block 1402 erhält ein System (z. B. das AF-System 120) erste Daten aus einem ersten Sensor (z. B. Sensor 121 (z. B. GPS)), während ein Fahrzeug (z. B. AF 100) in einem autonomen Modus (z. B. einem vollständig oder hochgradig autonomen Modus (Stufe 3, 4 oder 5)) arbeitet.
Im Block 1404 erhält das System zweite Daten aus einem zweiten Sensor (z. B. Kamera 122, LiDAR 123, RADAR, Ultraschallsensor), während das Fahrzeug im autonomen Modus arbeitet. In einigen Ausführungsformen unterscheiden sich die zweiten Daten von den (z. B. zusätzlich erhaltenen) ersten Daten. In einigen Ausführungsformen unterscheidet sich der zweite Sensor vom ersten Sensor. In einigen Ausführungsformen sind die zweiten Daten andere Daten, die aus dem ersten Sensor erhalten wurden.
Im Block 1406 bestimmt das System einen Standort (z. B. einen aktuellen Standort, einen vorausgesagten zukünftigen Standort) basierend auf den aus dem ersten Sensor erhaltenen ersten Daten und den aus dem zweiten Sensor erhaltenen zweiten Daten. In einigen Ausführungsformen wird der Standort durch Lokalisieren des Fahrzeugs mittels GPS-Daten und Daten aus einem oder mehreren anderen Sensoren (z. B. Kamera 122, LiDAR 123, RADAR, Ultraschallsensor) bestimmt. Die GPS-Daten liefern ungefähre Koordinaten des Fahrzeugs (z. B. Längen- und Breitengrad). Die ungefähren Koordinaten können dann mit den Daten aus den anderen Sensoren kombiniert werden, um eine genauere Position des Fahrzeugs zu erhalten. Zum Beispiel können die anderen Sensoren Straßenmerkmale (z. B. Fahrstreifenmarkierungen, Schilder, Orientierungspunkte) in der Nähe des Fahrzeugs erkennen. Wenn die Straßenmerkmale den Merkmalen in einer semantischen Karte an den durch die GPS-Daten bestimmten ungefähren Koordinaten entsprechen, kann die genauere Position des Fahrzeugs bestimmt werden.
In Block 1408 bestimmt das System, ob für den ermittelten Standort Navigationsinformationen zur Verfügung stehen. In einigen Ausführungsformen sind keine Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar, wenn der bestimmte Standort einem Bereich ohne semantische Karte entspricht (z. B. hochauflösende Karte mit beschrifteten Merkmalen des Fahrwegs).
In Block 1410 gibt das System gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind (z. B. der Standort befindet sich in einem nicht kartografierten Bereich 1304 ohne detaillierte semantische Karte; die ersten Daten oder die zweiten Daten sind nicht verfügbar oder ungenau, und eine genaue Position des Fahrzeugs kann nicht bestimmt werden), eine Warnung aus, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird (z. B. Anzeige einer Nachricht an die Fahrzeuginsassen, Abspielen einer Audiowarnung an die Fahrzeuginsassen, Übermittlung einer Nachricht an einen Fernbediener, die diesen anweist, die Steuerung zu übernehmen). In einigen Ausführungsformen ist der Standort, der basierend auf den ersten Daten des ersten Sensors und den zweiten Daten des zweiten Sensors bestimmt wird, ein vorausgesagter zukünftiger Standort des Fahrzeugs (z. B. wird die Warnung ausgegeben, wenn das Fahrzeug voraussichtlich in einen Bereich ohne detaillierte semantische Karte einfahren wird).
In einigen Ausführungsformen beendet das System in Block 1412 den autonomen Modus, nachdem es die Warnung ausgegeben hat, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird.
In einigen Ausführungsformen initialisiert das System in Block 1414 nach Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird, und der Beendigung des autonomen Modus einen bedienerunterstützten Modus (z. B. einen Modus, in dem eine oder mehrere Steuervorgänge (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) manuell gesteuert werden (z. B. Stufe 1 oder 2)). In einigen Ausführungsformen empfängt das System, während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet, einen oder mehrere Befehle zum Navigieren des Fahrzeugs aus einem vom Fahrzeug entfernten Navigationssystem (z. B. einer Fernbedienerkonsole).
In einigen Ausführungsformen initialisiert das System nach Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird, und gemäß dem Bestimmen, dass eine Bedienersteuerung erkannt wird (z. B. ein oder mehrere Eingaben, die entsprechenden Steuervorgängen (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) entsprechen), den bedienerunterstützten Modus. In einigen Ausführungsformen behält das System nach dem Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird, und gemäß einer Bestimmung, dass keine Bedienersteuerung erkannt wird (z. B. eine oder mehrere Eingaben, die betrieblichen Steuerfunktionen (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) entsprechen), den autonomen Modus bei und navigiert das Fahrzeug basierend auf einer sicheren Bewegungsbahn (z. B. einer Bewegungsbahn, die das Fahrzeug zu einem sicheren Halteort führt, einer Bewegungsbahn, die das Fahrzeug an einem Ort mit Navigationsinformationen hält). In einigen Ausführungsformen wird die sichere Bewegungsbahn am Fahrzeug bestimmt. In einigen Ausführungsformen wird die sichere Bewegungsbahn fern vom Fahrzeug bestimmt. In einigen Ausführungsformen weist die sichere Bewegungsbahn einen Zielort an einem sicheren Halteort auf (z. B. am Straßenrand, auf einem Parkplatz), an dem Navigationsinformationen verfügbar sind (z. B. am Rand eines Bereichs mit einer semantischen Karte).
In einigen Ausführungsformen erfasst das System, während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet, ein oder mehrere Merkmale der Umgebung des Fahrzeugs (z. B. Merkmale, die zu einer semantischen Karte hinzuzufügen sind) und stellt das eine oder die mehreren erfassten Merkmale einem Server zum Aktualisieren einer semantischen Karte der Umgebung zur Verfügung.
In einigen Ausführungsformen erhält das System, während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet, dritte Daten aus dem ersten Sensor (z. B. Sensor 121 (z. B. GPS)) und vierte Daten aus dem zweiten Sensor (z. B. Kamera 122, LiDAR 123, RADAR, Ultraschallsensor). In einigen Ausführungsformen bestimmt das System einen zweiten Standort (z. B. aktuellen Standort, vorausgesagten zukünftigen Standort) basierend auf den aus dem ersten Sensor erhaltenen dritten Daten und den aus dem zweiten Sensor erhaltenen vierten Daten. Gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten zweiten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind (z. B. befindet sich der Standort in einem Bereich ohne detaillierte semantische Karte), behält das System den bedienerunterstützten Modus bei, und gemäß einer Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten zweiten Standort verfügbar sind (z. B. befindet sich der Standort in einem Bereich mit einer detaillierten semantischen Karte), beendet das System den bedienerunterstützten Modus und initialisiert den autonomen Modus (z. B. wird der autonome Modus wieder aktiviert).
In einigen Ausführungsformen navigiert das System gemäß der Bestimmung, dass für den bestimmten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind, das Fahrzeug (z. B. durch Betätigen von Steuerfunktionen (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) des Fahrzeugs so, dass das Fahrzeug auf einen Zielort zufährt) ohne die zweiten Daten aus dem zweiten Sensor (z. B. wird die Lokalisierung nur basierend auf GPS-Daten ohne LiDAR oder andere Sensordaten bestimmt).
In Block 1416 gibt das System gemäß einer Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar sind (z. B. der Standort befindet sich in einem kartografierten Bereich 1302 mit einer detaillierten semantischen Karte; die ersten und zweiten Daten werden kombiniert, um eine genaue Position zu ermitteln), keine Warnung aus, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird.
In einigen Ausführungsformen navigiert das System gemäß der Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar sind, das Fahrzeug (z. B. durch Betätigen von Steuerfunktionen (z. B. Lenken, Drosselklappenbetätigung, Bremsen, Zündung) des Fahrzeugs in einer Weise, die das Fahrzeug veranlasst, auf einen Zielort zuzufahren) mindestens teilweise basierend auf den ersten Daten und den zweiten Daten.
In der vorgenannten Beschreibung wurden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf zahlreiche spezifische Details beschrieben, die von Umsetzung zu Umsetzung verschieden sein können. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend in einem veranschaulichenden statt einem einschränkenden Sinn zu sehen. Der einzige und ausschließliche Indikator für den Umfang der Erfindung und das, was durch die Anmelder als Umfang der Ausführungsformen beabsichtigt ist, ist der wörtliche und äquivalente Umfang der Menge der Ansprüche, die aus dieser Anmeldung in der spezifischen Form hervorgehen, in der diese Ansprüche ausgestellt sind, einschließlich etwaiger späterer Korrekturen. Alle hier ausdrücklich dargelegten Definitionen für Begriffe, die in diesen Ansprüchen enthalten sind, regeln die Bedeutung der in den Ansprüchen verwendeten Begriffe. Darüber hinaus kann bei Verwendung des Begriffs „ferner umfassend“ in der vorhergehenden Beschreibung oder in den folgenden Ansprüchen das auf diese Formulierung Folgende ein zusätzlicher Schritt oder eine zusätzliche Einrichtung oder ein Unterschritt bzw. eine Untereinrichtung eines bereits erwähnten Schritts oder einer bereits erwähnten Einrichtung sein.

Claims

System, umfassend: einen oder mehrere Computerprozessoren; und ein oder mehrere Speichermedien, auf denen Anweisungen gespeichert sind, die beim Ausführen durch den einen oder die mehreren Computerprozessoren die Durchführung von Operationen bewirken, umfassend: während ein Fahrzeug in einem autonomen Modus arbeitet: Erhalten von ersten Daten aus einem ersten Sensor; Erhalten von zweiten Daten aus einem zweiten Sensor; Bestimmen eines Standorts basierend auf den aus dem ersten Sensor erhaltenen ersten Daten und den aus dem zweiten Sensor erhaltenen zweiten Daten; gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind, Ausgeben einer Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird; und gemäß einer Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar sind, kein Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Anweisungen ferner die Durchführung von Operationen bewirken, die umfassen: gemäß der Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar sind, Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf den ersten Daten und den zweiten Daten.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Anweisungen ferner die Durchführung von Operationen bewirken, die umfassen: gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind, Navigieren des Fahrzeugs ohne die zweiten Daten aus dem zweiten Sensor.
System eines der Ansprüche 1-3, wobei Navigationsinformationen für den bestimmten Standort nicht verfügbar sind, wenn der bestimmte Standort einem Bereich ohne semantische Karte entspricht.
System eines der Ansprüche 1-4, wobei die Anweisungen ferner die Durchführung von Operationen bewirken, die umfassen: nach Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird: Beenden des autonomen Modus; und Initiieren eines bedienerunterstützten Modus.
System gemäß Anspruch 5, wobei die Anweisungen ferner die Durchführung von Operationen bewirken, die umfassen: während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet: Empfangen eines oder mehrerer Befehle zum Navigieren des Fahrzeugs aus einem vom Fahrzeug entfernten Navigationssystem.
System eines der Ansprüche 5-6, wobei die Anweisungen ferner die Durchführung von Operationen bewirken, die umfassen: während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet: Erfassen eines oder mehrerer Merkmale der Umgebung des Fahrzeugs; und Bereitstellen des einen oder der mehreren erfassten Merkmale an einen Server, um eine semantische Karte der Umgebung zu aktualisieren.
System eines der Ansprüche 5-7, wobei die Anweisungen ferner die Durchführung von Operationen bewirken, die umfassen: während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet: Erhalten von dritten Daten aus dem ersten Sensor; Erhalten von vierten Daten aus dem zweiten Sensor; Bestimmen eines zweiten Standorts basierend auf den aus dem ersten Sensor erhaltenen dritten Daten und den aus dem zweiten Sensor erhaltenen vierten Daten; gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten zweiten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind: Beibehalten des bedienerunterstützten Modus; und gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten zweiten Standort Navigationsinformationen verfügbar sind: Beenden des bedienerunterstützten Modus; und Initiieren des autonomen Modus.
System eines der Ansprüche 1-4, wobei die Anweisungen ferner die Durchführung von Operationen bewirken, die umfassen: nach Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird: gemäß einer Bestimmung, dass eine Bedienersteuerung erkannt wird: Initiieren eines bedienerunterstützten Modus; und gemäß einer Bestimmung, dass keine Bedienersteuerung erkannt wird: Beibehalten des autonomen Modus; und Navigieren des Fahrzeugs basierend auf einer sicheren Bewegungsbahn.
System gemäß Anspruch 9, wobei die sichere Bewegungsbahn einen Zielort an einem sicheren Halteort aufweist, an dem Navigationsinformationen verfügbar sind.
System eines der Ansprüche 1-10, wobei der Standort, der basierend auf den ersten aus dem ersten Sensor erhaltenen Daten und den zweiten aus dem zweiten Sensor erhaltenen Daten bestimmt wird, ein vorausgesagter zukünftiger Standort des Fahrzeugs ist.
Verfahren, umfassend: während ein Fahrzeug in einem autonomen Modus arbeitet: Erhalten von ersten Daten aus einem ersten Sensor; Erhalten von zweiten Daten aus einem zweiten Sensor; Bestimmen eines Standorts basierend auf den aus dem ersten Sensor erhaltenen ersten Daten und den aus dem zweiten Sensor erhaltenen zweiten Daten; gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind, Ausgeben einer Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird; und gemäß einer Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar sind, kein Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: gemäß der Bestimmung, dass die Navigationsinformationen für den bestimmten Standort verfügbar sind, Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf den ersten Daten und den zweiten Daten.
Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend: gemäß einer Bestimmung, dass für den bestimmten Standort keine Navigationsinformationen verfügbar sind, Navigieren des Fahrzeugs ohne die zweiten Daten aus dem zweiten Sensor.
Verfahren eines der Ansprüche 12-14, wobei Navigationsinformationen für den bestimmten Standort nicht verfügbar sind, wenn der bestimmte Standort einem Bereich ohne semantische Karte entspricht.
Verfahren eines der Ansprüche 12-15, ferner umfassend: nach Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird: Beenden des autonomen Modus; und Initiieren eines bedienerunterstützten Modus.
Verfahren gemäß Anspruch 16, ferner umfassend: während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet: Empfangen eines oder mehrerer Befehle zum Navigieren des Fahrzeugs aus einem vom Fahrzeug entfernten Navigationssystem.
Verfahren eines der Ansprüche 16-17, ferner umfassend: während das Fahrzeug im bedienerunterstützten Modus arbeitet: Erfassen eines oder mehrerer Merkmale der Umgebung des Fahrzeugs; und Bereitstellen des einen oder der mehreren erfassten Merkmale an einen Server, um eine semantische Karte der Umgebung zu aktualisieren.
Verfahren eines der Ansprüche 12-15, ferner umfassend: nach Ausgeben der Warnung, dass das Fahrzeug den autonomen Modus verlassen wird: gemäß einer Bestimmung, dass eine Bedienersteuerung erkannt wird: Initiieren eines bedienerunterstützten Modus; und gemäß einer Bestimmung, dass keine Bedienersteuerung erkannt wird: Beibehalten des autonomen Modus; und Navigieren des Fahrzeugs basierend auf einer sicheren Bewegungsbahn.
Speichermedium bzw. Speichermedien, die Anweisungen speichern, die beim Ausführen durch ein oder mehrere Computervorrichtungen das Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 12-19 bewirken.