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EINLEITUNG
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Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf die Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb.
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Der autonome Betrieb eines Fahrzeugs erfordert das Sammeln von Informationen und die Entscheidungsfindung mit einer Geschwindigkeit, die hoch genug ist, um in Echtzeit-Situationen zu agieren und darauf zu reagieren. Zu den beispielhaften Fahrzeugen, die autonom betrieben werden können, gehören Automobile, Lastwagen, Baumaschinen, landwirtschaftliche Geräte und automatisierte Fabrikeinrichtungen. Der autonome Betrieb erfordert, dass ein Fahrzeug viele der gleichen Eingaben wie ein Fahrer beobachtet und berücksichtigt. Wenn sich beispielsweise ein autonomes Fahrzeug einer Kreuzung nähert, muss es die Farbe des beleuchteten Lichts beobachten und berücksichtigen. Dazu muss das autonome Fahrzeug zunächst genau feststellen, wo sich die Ampel im Sichtfeld befindet. Das autonome Fahrzeug muss auch feststellen, welche Ampel mit der Fahrspur korrespondiert, auf der das autonome Fahrzeug fährt. Daher ist es wünschenswert, ein Ampelverwaltung für den autonomen Betrieb vorzusehen.
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BESCHREIBUNG
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den Betrieb autonomer Fahrzeuge das Erhalten von Fahrzeugdaten von zwei oder mehreren Fahrzeugen an einer Kreuzung mit einer oder mehreren Ampeln. Die Fahrzeugdaten umfassen Fahrzeugstandort, Fahrzeuggeschwindigkeit und Bildinformationen oder Bilder. Das Verfahren umfasst auch die Bestimmung von mindestens einer von drei Arten von Informationen über die eine oder mehreren Ampeln auf der Grundlage der Fahrzeugdaten. Die drei Informationsarten umfassen den Standort der einen oder mehreren Ampeln, eine Signalphase und Zeiteinteilung (SPaT) der einen oder mehreren Ampeln und eine Fahrspurkorrespondenz der einen oder mehreren Ampeln. Mindestens eine der drei Arten von Informationen über die eine oder die mehreren Ampeln ist für den Betrieb autonomer Fahrzeuge vorgesehen.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst die Bestimmung des Standorts der einen oder mehreren Ampeln die Verwendung der Bildinformationen oder der Bilder und die Verwendung des Fahrzeugstandorts aus den Fahrzeugdaten, die von den zwei oder mehreren Fahrzeugen an der Kreuzung erhalten wurden.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch das Bereitstellen zusätzlicher Informationen aus einer oder mehreren anderen Quellen. Zu den zusätzlichen Informationen gehören ein überprüfter Standort der einen oder mehreren Ampeln und der einen oder mehreren anderen Quellen, einschließlich der zwei oder mehreren Fahrzeuge, die eine Meldung von der Kreuzung weiterleiten, ein städtisches Verkehrszentrum-Informationssystem oder ein kommerzielles Verkehrszentrum-Informationssystem.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch das Bestimmen eines Konsenses zwischen dem Standort der einen oder mehreren Ampeln, der anhand der Fahrzeugdaten der zwei oder mehreren Fahrzeuge an der Kreuzung bestimmt wird, und dem untersuchten Standort, der aus den zusätzlichen Informationen unter Verwendung einer Standardabweichung oder einer mittleren absoluten Abweichung ermittelt wird.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch das Fortfahren mit dem Bereitstellen des Standorts der einen oder mehreren Ampeln für den Betrieb von autonomen Fahrzeugen auf der Grundlage eines Konsens, der größer als ein Konsens-Schwellenwert ist, und dem Erhöhen einer Anzahl der zwei oder mehreren Fahrzeuge, von denen die Fahrzeugdaten auf der Grundlage eines Konsens erhalten werden, der kleiner als der Konsens-Schwellenwert ist.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch das Erhalten von SPaT-Beobachtungen für die eine oder mehreren Ampeln der zwei oder mehreren Fahrzeuge auf der Grundlage der Bildinformationen oder der Bilder und das Bestimmen, basierend auf einem Konsens unter den SPaT-Beobachtungen von den zwei oder mehreren Fahrzeugen, der größer als ein erster Schwellenwert ist, ob die SPaT der einen oder mehreren Ampeln statisch ist, so dass die SPaT immer gleich ist, oder dynamisch ist, so dass sich die SPaT auf der Grundlage des Verkehrsflusses oder der Tageszeit ändert.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch das Erhalten von bewegungsbasierten SPaT für die eine oder mehreren Ampeln auf der Grundlage des Fahrzeugstandorts und der in den Fahrzeugdaten der zwei oder mehreren Fahrzeuge angegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit und das Bestimmen eines Konsenses zwischen den SPaT-Beobachtungen und der bewegungsbasierten SPaT.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren, basierend auf dem Konsens zwischen den SPaT-Beobachtungen und dem bewegungsbasierten SPaT, der größer als ein zweiter Schwellenwert ist, auch das Fortfahren mit der Bereitstellung der SPaT der einen oder mehreren Ampeln, basierend darauf, dass die SPaT der einen oder mehreren Ampeln statisch ist, und das Fortfahren mit der Bereitstellung der SPaT der einen oder mehreren Ampeln zusammen mit einem Vertrauenswert, der mit verringerter Aktualität der Meldung von Fahrzeugdaten an das Verwaltungssystem abfällt, basierend darauf, dass die SPaT der einen oder mehreren Ampeln dynamisch ist.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale umfasst das Verfahren auch das Bestimmen der Fahrspurkorrespondenz auf der Grundlage des Fahrzeugstandorts und der Bildinformationen oder der Bilder der zwei oder mehreren Fahrzeuge.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale erfolgt das Bereitstellen der mindestens einen der drei Arten von Informationen über die eine oder mehreren Ampeln für den Betrieb von autonomen Fahrzeugen als Anwendungsprogramm-Schnittstelle (API) oder als erweiterte Karte.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst ein System zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den Betrieb von autonomen Fahrzeugen ein Kommunikationsmodul zum Erhalten von Fahrzeugdaten von zwei oder mehreren Fahrzeugen an einer Kreuzung mit einer oder mehreren Ampeln. Die Fahrzeugdaten umfassen Fahrzeugstandort, Fahrzeuggeschwindigkeit und Bildinformationen oder Bilder. Das System enthält auch einen Prozessor, um mindestens eine von drei Arten von Informationen über die eine oder die mehreren Ampeln auf der Grundlage der Fahrzeugdaten zu bestimmen, wobei die drei Arten von Informationen einen Standort der einen oder der mehreren Ampeln, eine Signalphase und Zeiteinstellung (SPaT) der einen oder der mehreren Ampeln und eine Fahrspurkorrespondenz der einen oder der mehreren Ampeln umfassen, und um die mindestens eine der drei Arten von Informationen über die eine oder die mehreren Ampeln für den Betrieb autonomer Fahrzeuge bereitzustellen.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale bestimmt der Prozessor den Standort der einen oder mehreren Ampeln anhand der Bildinformationen oder der Bilder und unter Verwendung des Fahrzeugstandorts aus den von den zwei oder mehreren Fahrzeugen an der Kreuzung erhaltenen Fahrzeugdaten.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale erhält das Kommunikationsmodul zusätzliche Informationen von einer oder mehreren anderen Quellen, wobei die zusätzlichen Informationen einen überprüften Standort der einen oder mehreren Ampeln umfassen und die eine oder mehreren anderen Quellen die zwei oder mehreren Fahrzeuge, die eine Nachricht von der Kreuzung weiterleiten, ein kommunales Verkehrszentrum-Informationssystem oder ein kommerzielles Verkehrszentrum-Informationssystem umfassen.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale bestimmt der Prozessor anhand der Fahrzeugdaten der zwei oder mehreren Fahrzeuge an der Kreuzung einen Konsens zwischen dem Standort der einen oder mehreren Ampeln und dem überprüften Standort, der aus den zusätzlichen Informationen unter Verwendung einer Standardabweichung oder einer mittleren absoluten Abweichung erhalten wird.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale liefert der Prozessor den Standort der einen oder mehreren Ampeln für den Betrieb von autonomen Fahrzeugen basierend auf dem Konsens, der größer als ein Konsens-Schwellenwert ist, und erhöht die Anzahl der zwei oder mehreren Fahrzeuge, von denen die Fahrzeugdaten zu erhalten werden basierend auf dem Konsens, der kleiner als der Konsens-Schwellenwert ist.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale erhält der Prozessor SPaT-Beobachtungen für die eine oder mehrere Ampeln von den zwei oder mehreren Fahrzeugen auf der Grundlage der Bildinformationen oder der Bilder, um auf der Grundlage eines Konsenses unter den SPaT-Beobachtungen der zwei oder mehreren Fahrzeuge, der größer als ein erster Schwellenwert ist, zu bestimmen, ob die SPaT der einen oder mehreren Ampeln statisch ist, so dass die SPaT immer gleich ist, oder dynamisch ist, so dass sich die SPaT auf der Grundlage des Verkehrsflusses oder der Tageszeit ändert.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale erhält der Prozessor bewegungsbasierte SPaT für die eine oder mehreren Ampeln auf der Grundlage des Fahrzeugstandorts und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die in den Fahrzeugdaten der zwei oder mehreren Fahrzeuge angegeben sind, und bestimmt einen Konsens zwischen den SPaT-Beobachtungen und den bewegungsbasierten SPaT.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale liefert der Prozessor basierend auf dem Konsens zwischen den SPaT-Beobachtungen und den bewegungsbasierten SPaT, der größer als ein zweiter Schwellenwert ist, die SPaT der einen oder mehreren Ampeln basierend darauf, dass die SPaT der einen oder mehreren Ampeln statisch ist, und liefert die SPaT der einen oder mehreren Ampeln zusammen mit einem Vertrauenswert, der mit verringerter Aktualität der Meldung von Fahrzeugdaten an das Verwaltungssystem abfällt, basierend darauf, dass die SPaT der einen oder mehreren Ampeln dynamisch ist.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale ermittelt der Prozessor die Fahrspurkorrespondenz auf der Grundlage des Fahrzeugstandorts und der Bildinformationen oder der Bilder von den zwei oder mehreren Fahrzeugen.
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Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale stellt der Prozessor die mindestens eine der drei Arten von Informationen über die eine oder mehreren Ampeln für den Betrieb von autonomen Fahrzeugen als Anwendungsprogramm-Schnittstelle (API) oder als erweiterte Karte zur Verfügung.
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Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einfach ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen werden.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen lediglich beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
- 1 ein Blockdiagramm eines Systems ist, das eine Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb erleichtert, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
- 2 ein Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb durch Bestimmung des Standorts einer Ampel ist, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
- 3 ein Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb durch Bestimmung eines statischen Zeitmusters einer Ampel ist, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
- 4 ein Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb durch Bestimmung eines dynamischen Zeitmusters einer Ampel ist, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
- 5 Prozesse zeigt, die die in Bezug auf 3 und 4 diskutierte Konsensbestimmung weiter detaillieren; und
- 6 eine beispielhafte Karte zeigt, die erweitert wird auf der Grundlage einer Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es ist zu verstehen, dass in den Zeichnungen durchgehend entsprechende Referenzziffern auf gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale hinweisen.
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Wie bereits erwähnt, müssen autonome Fahrzeuge Informationen erhalten, die das Echtzeit-Szenario vermitteln, und müssen rechtzeitig auf diese Informationen handeln oder reagieren. Jegliches Vorwissen, das die für das autonome Fahrzeug erforderliche Echtzeitverarbeitung reduziert, kann die für einen sicheren und effizienten Betrieb erforderlichen rechtzeitigen Maßnahmen gewährleisten. Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren beziehen sich auf eine Ampelverwaltung für den autonomen Betrieb. Die Verkehrssignalverwaltung kann entsprechend der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsform Cloud-basiert sein. Im spezifischen Kontext einer Kreuzung mit einer Ampel können einem sich nähernden autonomen Fahrzeug drei Arten von Informationen zur Verfügung gestellt werden. Diese Informationen können in Form einer Anwendungsprogramm-Schnittstelle (API) vorliegen oder zur Erweiterung der Karte verwendet werden, die autonome Fahrzeuge zur Navigation verwenden.
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Die erste der drei Arten von Informationen ist der Standort der Ampel in globalen Koordinaten (d.h. Breitengrad, Längengrad, Höhe). Diese Information ermöglicht eine schnellere Erfassung des Standorts der Ampel im Sichtfeld des autonomen Fahrzeugs. Solche Informationen verringern den zeitlichen und rechnerischen Aufwand für die Suche nach dem Standort der Ampel. Die zweite Art von Informationen ist das Zeitmodell der Ampel (z.B. Signalphasen- und Zeiteinstellung (SPaT)). Diese Informationen geben die Dauer jeder Ampel an und können bei der Entscheidungsfindung helfen (z.B. Geschwindigkeitskontrolle vor der Annäherung an eine Kreuzung) oder eine schnellere Reaktion auf eine Ampel ermöglichen, die z.B. grün wird (z.B. Einschalten der Start-/Stop-Funktion oder Wiederaufnahme der automatischen Fahrfunktion von einem Haltezustand). Der dritte Informationstyp gibt die spezifische Ampel an (d.h. ein Satz von zwei oder drei Ampeln), die mit jeder Spur an einer Kreuzung korrespondiert, wenn es an einer bestimmten Kreuzung mehr als einen Ampelsatz gibt. Die drei Informationsarten sind unabhängig voneinander, so dass an einer bestimmten Kreuzung nur eine oder zwei der Informationsarten verfügbar sein können, anstatt alle drei.
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Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform ist 1 ein Blockschaltbild eines Systems, das eine Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb ermöglicht. Es werden drei beispielhafte Fahrzeuge 100a, 100b, 110c (allgemein als 100 bezeichnet) gezeigt. Jedes oder alle der Fahrzeuge 100 können autonom betrieben werden. Eines der Beispielfahrzeuge 100a ist ein Lastwagen und die beiden anderen Beispielfahrzeuge 100b, 100c sind Automobile. Wie für das Fahrzeug 100c gezeigt, kann jedes der Fahrzeuge 100 eine oder mehrere Kameras 105 und eine Fahrzeugsteuerung 107 enthalten. Die in 1 gezeigten beispielhaften Kameras 105 sind nicht dazu gedacht, die Anzahl oder Orte der Kameras 105 in alternativen Ausführungen zu begrenzen. Wie weiter ausgeführt, können eine oder beide Kameras 105 Rohbilder zur Verarbeitung liefern oder Informationen aus den gewonnenen Bildern liefern. 1 zeigt zwei Sätze von Ampeln 130a, 130b (allgemein als 130 bezeichnet) und zeigt an, dass sich beide in dem exemplarischen Sichtfeld (FOV) befinden, das in gestrichelten Linien für die Kameras 105 dargestellt ist.
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Die Fahrzeugsteuerung 107 kann eine Sammlung von Fahrzeugsteuerungen 107 sein, die miteinander kommunizieren, um die hier besprochene Funktionalität auszuführen. Die Fahrzeugsteuerung 107 kann sowohl Kommunikationsfunktionen als auch autonome Steuerfunktionen ausführen oder erleichtern. Die Kommunikation kann eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (V2I) umfassen, die den Austausch von DSRC-Nachrichten (DSRC = dedicated short range communication) 135 mit einer intelligenten Kreuzung 140 einschließt, wie z.B. diejenige, die die Ampel 130 im Beispiel von 1 umfasst. Die DSRC-Nachrichten 135 können Spezifikationen der Ampel 130 übermitteln, wie z.B. das Zeitmuster für den Betrieb der Ampel oder SPaT, oder lokale Kreuzungsdaten, die angeben, welche Fahrspur 601 (6) welcher Ampel 130 entspricht.
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Die Kommunikation, die von der Fahrzeugsteuerung 107 des Fahrzeugs 100 durchgeführt oder erleichtert wird, kann auch die Bereitstellung von Fahrzeugdaten 115 an ein Verwaltungssystem 110 umfassen, das z.B. mit Hilfe eines Cloud-basierten Servers implementiert werden kann. Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 Bilder oder Informationen auf der Grundlage verarbeiteter Bilder unter Verwendung einer oder beider Kameras 105 bereitstellen. Die Fahrzeugsteuerung 107 kann andere Informationen über ein Controller Area Network (CAN) erhalten, um mit dem Verwaltungssystem 110 zu kommunizieren. Die anderen Informationen können einen Standort des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) (z.B. Global Positioning System (GPS)), Geschwindigkeit, Gierrate und andere Standort- und Bewegungsdaten umfassen. Die Fahrzeugdaten 115 können auch die DSRC-Meldungen 135 von der intelligenten Kreuzung 140 enthalten, die an das Verwaltungssystem 110 weitergeleitet werden. Die Fahrzeugsteuerung 107 und das Verwaltungssystem 110 können eine Verarbeitungsschaltung enthalten, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinierte Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die jeweils beschriebene Funktionalität bereitstellen, umfassen kann. Die Fahrzeugsteuerung 107 und das Verwaltungssystem 110 enthalten auch ein Kommunikationsmodul zur Durchführung der drahtlosen Kommunikation nach bekannten Kommunikationsprotokollen und -schemata.
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Das Verwaltungssystem 110 kann die Fahrzeugdaten 115 von vielen Fahrzeugen 100 erhalten, wie in 1 angegeben. Auf diese Weise kann das Verwaltungssystem 110 Daten (z.B. Standort, Geschwindigkeit, Halteperiode, Haltezeit) von den Fahrzeugen 100 sammeln, die es dem Verwaltungssystem 110 erlauben, die SPaT oder die Fahrspurkorrespondenz der Ampel 130 auf der Grundlage des Bewegungsmusters der Fahrzeuge 100 abzuleiten. Das Verwaltungssystem 110 kann zusätzlich zu den Fahrzeugen 100 Informationen 125 mit einem kommerziellen oder kommunalen Verkehrszentrum-Informationssystem 120 austauschen. Das Verkehrszentrum-Informationssystem 120 kann ähnliche Informationen wie die DSRC-Meldungen 135 von einer intelligenten Kreuzung 140 liefern. Zum Beispiel kann eine kommerzielle Einheit oder Gemeinde eine Umfrage durchführen und den Standort der Ampel 130 angeben. Wie bereits erwähnt, kann das Verwaltungssystem 110 die Fahrzeugdaten 115 und Informationen 125 und die Verarbeitung der Fahrzeugdaten 115 und Informationen 125 verwenden, um eine API oder eine erweiterte Karte 600 (6) für autonome Fahrzeuge 100 bereitzustellen. Wie ebenfalls bereits erwähnt, können eine oder mehrere von drei Arten von Informationen in Bezug auf die Ampel 130 von besonderem Interesse sein. Zu den drei Arten von Informationen gehören der globale Standort der Ampel 130, die SPaT, die das zeitliche Muster der Lichtwechsel anzeigt, und die Fahrspurkorrespondenz jeder Ampel 130.
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2 ist ein Prozessablauf eines Verfahrens 200 zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Konkret bezieht sich das in 2 dargestellte Verfahren 200 auf die ersten Informationsart, die einen globalen Standort (Breitengrad, Längengrad, Höhe) der Ampel 130 angibt. Die Prozesse können durch das Verwaltungssystem 110 durchgeführt werden, und die Anwendung der Prozesse auf eine gegebene Kreuzung mit einer oder mehreren Ampeln 130 wird zu Erklärungszwecken diskutiert.
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In Block 205 kann der Erhalt einer Eingabe mehrere Quellen umfassen. Bei Block 210 umfasst der Erhalt von intelligenten Kreuzungsinformationen das Erhalten des Standorts der Ampel 130 (z.B. auf der Grundlage einer Umfrage) an der intelligenten Kreuzung 140 von Fahrzeugen 100. Wenn es sich bei der gegebenen Kreuzung um eine intelligente Kreuzung 140 handelt, empfangen die Fahrzeuge 100 die V2I-Kommunikation (z.B. DSRC-Meldungen) von der intelligenten Kreuzung 140 und geben die Informationen dann an das Verwaltungssystem 110 weiter. Die Anzahl der Fahrzeuge 100, die diese Informationen an das Verwaltungssystem 110 hochladen, kann begrenzt sein (z.B. jedes zweite Fahrzeug 100 oder jedes zehnte Fahrzeug 100, je nachdem, wie stark die intelligente Kreuzung 140 befahren wird). Diese selektive Benachrichtigung kann durch das Verwaltungssystem 110 über die Kommunikation zu den Fahrzeugen 100 gesteuert werden, um die Kommunikations- und Berechnungsressourcen zu verwalten.
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Das Erhalten von Eingaben in Block 205 kann auch das Erhalten von Fahrzeugdaten 115 in Block 220 umfassen. Zu den Fahrzeugdaten 115 gehören CAN-Daten (z.B. GPS-Standort, Geschwindigkeit) und Bildinformationen oder Bilder von Fahrzeugen 100. Die Fahrzeugdaten 115, die dem Verwaltungssystem 110 von jedem Fahrzeug 100 zur Verfügung gestellt werden, können auf Fahrzeugdaten 115 beschränkt werden, die in einer Erfassungsregion (z.B. 5 bis 15 Fuß vor einer Kreuzung von Interesse) erfasst werden. Dies verbessert die Systemgenauigkeit, indem nur Proben in Bereichen gesammelt werden, in denen die auf der Kamera basierende Reichweitenschätzung genauer ist. Zusätzlich kann die Anzahl der Fahrzeuge 100, die die Fahrzeugdaten 115 liefern, vom Verwaltungssystem 110 in einem selektiven Berichtsschema ähnlich dem, das in Bezug auf Block 210 diskutiert wurde, kontrolliert werden. Die Bildinformationen oder Bilder, die Teil der Fahrzeugdaten 115 sind, können von verschiedenen Kameras 105 jedes Fahrzeugs 100 erhalten werden. Zum Beispiel können Bildinformationen Informationen sein, die von einer Kamera 105 auf der Grundlage von Bildern erhalten werden, während Bilder Rohbilder sein können, die von einer anderen Kamera 105 erhalten werden und eine dreidimensionale (3D) Rekonstruktion der Szene ermöglichen. Eine oder beide Arten von Kameras 105 können in einem bestimmten Fahrzeug 100 verfügbar sein.
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Das Erhalten von Eingaben in Block 205 kann auch das Erhalten von Verkehrszentrum-Information von einem kommerziellen und/oder kommunalen Verkehrszentrum-Informationssystem 120 in Block 230 umfassen. Wie die intelligente Kreuzung 140 kann auch das kommerzielle und/oder kommunale Verkehrszentrum-Informationssystem 120 einen überprüften Standort der Ampel 130 oder zumindest der Kreuzung liefern. Das Verkehrszentrum-Informationssystem 120 kann Cloud-basiert sein und kann eine Cloud-to-Cloud-Kommunikation mit dem Verwaltungssystem 110 durchführen. Bei Block 240 bezieht sich die Bestimmung des Breiten- und Längengrades sowie der Höhe einer oder mehrerer Ampeln 130 an der gegebenen Kreuzung auf die Ermittlung des Standorts auf der Grundlage jeder der verschiedenen in Block 205 verfügbaren Eingaben. Im Falle der intelligenten Kreuzungsinformation (bei Block 210) und der Verkehrszentrum-Information (bei Block 230) kann der Standort der Ampel 130 angegeben werden oder zumindest der Standort zum Zeitpunkt der Überprüfung. Im Fall der Fahrzeugdaten 115 (bei Block 220) kann der Standort der Ampel 130 z.B. aus Bildern oder Bildinformationen bestimmt werden. Das heißt, das Verwaltungssystem 110 kann zusätzlich die Fahrzeugdaten 115 verarbeiten, um den Standort zu bestimmen. Die CAN-Daten, die Teil der Fahrzeugdaten 115 sind (z.B. GPS-Standort des Fahrzeugs 100), erleichtern die Bestimmung, auf welche Ampel 130 sich die Standortinformationen beziehen.
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Bei Block 250 bezieht sich die Quantifizierung des Vertrauens in den Standort der Ampel 130 auf die Kreuzvalidierung des ermittelten Standorts (bei Block 240) aus den verschiedenen Eingangsquellen (bei Block 205). Eine Standardabweichung, eine mittlere absolute Abweichung oder ein anderer Indikator kann aus dem von jeder der Eingangsquellen gelieferten Standort gewonnen werden. Die Fahrzeuge 100 können zusammen (z.B. Mittelwert des von jedem angegebenen Standortes) oder einzeln zum Zwecke der Kreuzvalidierung des Standortes behandelt werden.
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In Block 260 wird geprüft, ob das Vertrauen einen Schwellenwert überschreitet. Wenn dies der Fall ist, bezieht sich die Angabe des Standorts bei Block 265 auf das Verwaltungssystem 110, das den Standort der Ampel 130 der gegebenen Kreuzung über eine API oder auf einer Karte 600 (6) angibt, z.B. für die Nutzung durch autonome Fahrzeuge 100. Wenn auf der Grundlage der Prüfung in Block 260 das Vertrauen den Schwellenwert nicht überschreitet, dann bezieht sich in Block 270 die Erhöhung der Anzahl der meldenden Fahrzeuge 100 auf die Kontrolle der selektiven Meldung.
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Konkret können mehr Fahrzeuge 100 angewiesen werden, intelligente Kreuzungsinformationen (bei Block 210) oder Fahrzeugdaten 115 (bei Block 220) zu melden.
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3 ist ein Prozessablauf eines Verfahrens 300 zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Konkret bezieht sich das in 3 dargestellte Verfahren 300 auf den zweiten Informationstyp, der ein Zeitmuster oder SPaT der Ampel 130 anzeigt. Die Prozesse können durch das Verwaltungssystem 110 durchgeführt werden, und die Anwendung der Prozesse auf eine gegebene Kreuzung mit einer oder mehreren Ampeln 130 wird zu Erklärungszwecken diskutiert. Im Gegensatz zur Bestimmung des ersten Informationstyps, dem Standort, der unter Bezugnahme auf 2 diskutiert wird, wird die Bestimmung der SPaT für eine Ampel 130 dadurch erschwert, dass eine Ampel 130 eine statische SPaT oder eine dynamische SPaT haben kann. Eine statische SPaT bedeutet, dass das Zeitmuster, nach dem die Ampel 130 arbeitet, immer dasselbe ist. Eine dynamische SPaT bedeutet, dass sich das Zeitmuster, nach dem die Ampel 130 arbeitet, ändert. Die Änderung kann z.B. auf der Tageszeit basieren, so dass es zwei oder mehrere spezifische Muster gibt. Alternativ dazu kann sich eine dynamische SPaT auf eine Ampel 130 beziehen, die dynamisch entsprechend dem Verkehrsfluss ohne jegliches spezifisches Muster betrieben wird.
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Sobald eine SPaT für eine bestimmte Ampel 130 bestimmt wurde, kann die SPaT verifiziert und aufrechterhalten werden, solange aktualisierte SPaT-Informationen dem Verwaltungssystem 110 innerhalb einer definierten Zeit (d.h. häufig genug) zur Verfügung gestellt werden. Wenn die aktualisierte SPaT-Information nicht innerhalb der definierten Zeit zur Verfügung gestellt wird oder für eine bestimmte Ampel 130 nicht bereits eine SPaT bestimmt wurde, werden die in 3 dargestellten Prozesse durchgeführt. Bei Block 310 bezieht sich der Erhalt von Fahrzeugdaten 115 von Fahrzeugen 100 auf das Verwaltungssystem 110, das CAN-Daten (z.B. GPS-Standort, Geschwindigkeit) und Bildinformationen oder Bilder von Fahrzeugen 100 empfängt.
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In Block 320 wird geprüft, ob die Fahrzeugdaten 115 (erhalten in Block 310) aktuell genug sind. Wenn die Fahrzeugdaten 115 nicht aktuell genug sind, dann wird jede SPaT, die für die gegebene Ampel 130 verfügbar war, in Block 325 unverfügbar gemacht. Dies liegt daran, dass die SPaT nicht verifiziert wurde und keine aktuellen Daten verfügbar sind, um die SPaT zu verifizieren, die das Verwaltungssystem 110 zuvor für die gegebene Ampel 130 zur Verfügung gestellt hat. Wenn die Fahrzeugdaten 115 aktuell genug sind (basierend auf der Prüfung bei Block 320), wird bei Block 330 festgestellt, ob zwischen den SPaT-Beobachtungen für eine specifische Dauer ein Konsens besteht. SPaT-Beobachtungen sind die SPaT-Bestimmungen an jedem der Fahrzeuge 100 für die gegebene Ampel 130 gemäß Bildern oder Bildverarbeitung. Die spezifizierte Dauer kann z.B. zwei Tage betragen. Die Dauer erleichtert eine Bestimmung, ob die gegebene Ampel 130 eine statische oder dynamische SPaT hat. Der Konsens kann z.B. auf der Bestimmung beruhen, ob die Standardabweichung oder eine andere Metrik unter einem Schwellenwert liegt.
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Stellt die Überprüfung in Block 330 fest, dass es keinen Konsens zwischen den SPaT-Beobachtungen verschiedener Fahrzeuge 100 über eine bestimmte Dauer gibt, kann die gegebene Ampel 130 als dynamische SPaT in Block 335 behandelt werden. Dies wird unter Bezugnahme auf 4 weiter diskutiert. Wenn festgestellt wird (in Block 330), dass unter den SPaT-Beobachtungen von Fahrzeugen 100 über die spezifizierte Dauer ein Konsens besteht, dann wird in Block 340 festgestellt, ob die SPaT-Beobachtungen mit bewegungsbasierten SPaT für dieselbe Ampel 130 übereinstimmen. Bewegungsbasierte SPaT bezieht sich auf das Verwaltungssystem 110, das das Zeitmuster der Ampel 130 auf der Grundlage von Bewegungsinformationen ableitet (z.B. wie lange das Fahrzeug 100 am Standort der Ampel 130 angehalten wurde), die von den Fahrzeugen 100 als Teil der Fahrzeugdaten 115 geliefert werden. Der Konsens in Block 340 kann auf der Grundlage der Standardabweichung oder einer ähnlichen Metrik bestimmt werden. Wenn die Prüfung in Block 340 anzeigt, dass es keinen Konsens zwischen SPaT-Beobachtungen und bewegungsbasierten SPaT gibt, dann wird der Prozess des Nichtverfügbarmachens einer früheren SPaT in Block 325 durchgeführt. Wenn die Prüfung bei Block 340 anzeigt, dass es einen Konsens zwischen SPaT-Beobachtungen und bewegungsbasierten SPaT gibt, dann stellt das Verwaltungssystem 110 die SPaT der Ampel 130 über eine API oder auf einer Karte 600 (6) zur Verfügung, z.B. zur Verwendung durch autonome Fahrzeuge 100 bei Block 345.
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4 ist ein Prozessablauf eines Verfahrens 400 zur Durchführung einer Ampelverwaltung für den autonomen Fahrzeugbetrieb gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Konkret bezieht sich das in 4 dargestellte Verfahren 400 auf den zweiten Informationstyp, der ein Zeitmuster oder SPaT der Ampel 130 anzeigt, und genauer gesagt bezieht sich das Verfahren 400 auf eine dynamische SPaT. Um eine dynamische SPaT zu bestimmen, sind Häufigkeit (z.B. eine Mindestrate des Verwaltungssystems 110 zur der Erfassung von Beobachtungen von Fahrzeugen 100), Aktualität (z.B. das Alter der an das Verwaltungssystem 110 gemeldeten Beobachtungen) und Regelmäßigkeit (z.B. eine konsistente Verteilung der an das Verwaltungssystem 110 gemeldeten Beobachtungen) wichtige Faktoren. Dies liegt daran, dass das Verwaltungssystem 110 bei häufigen, aktuellen und regelmäßigen Eingaben eine dynamische SPaT wie eine statische SPaT mit begrenzter Dauer behandeln kann. Wie in Bezug auf Block 340 (3) diskutiert, werden bewegungsbasierte SPaT und SPaT-Beobachtungen untersucht. Eine abnehmende Vertrauensschätzung kann geliefert werden, wenn die beiden nicht übereinstimmen. Darüber hinaus können dem Verwaltungssystem 110 Parameter des Verkehrssteuerungszyklus zur Verfügung gestellt werden, um die Validierung von SPaT zu unterstützen. Die Parameter des Verkehrssteuerungszyklus können z.B. eine Mindestzeit für jede Phase für eine bestimmte Geschwindigkeitsbegrenzung enthalten.
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Im Block 405 werden die Fahrzeugdaten 115 von den Fahrzeugen 100 als Eingaben in das Verwaltungssystem 110 erhalten. Dies ähnelt dem Verfahren in Block 310 (3). In Block 410 wird geprüft, ob die Eingaben, die am Verwaltungssystem 110 von den Fahrzeugen 100 eingehen, ausreichend häufig sind. Die ausreichende Häufigkeit kann z.B. empirisch ermittelt werden. Wenn die Eingaben nicht häufig genug sind, wird eine eventuell frühere SPaT, die vom Verwaltungssystem 110 für die gegebene Ampel 130 zur Verfügung gestellt wurde, in Block 415 unverfügbar gemacht. Wenn die Prüfung in Block 410 zeigt, dass die Eingaben häufig genug beim Verwaltungssystem 110 eingehen, dann bezieht sich die Anwendung des statischen SPaT-Verfahrens in Block 420 auf die Anwendung des Verfahrens 300, das unter Bezugnahme auf 3 diskutiert wird. Wie bereits erwähnt, erleichtern ausreichend häufige Eingaben in das Verwaltungssystem 110 die Behandlung einer dynamischen SPaT wie eine statische SPaT. Es gibt jedoch ein zusätzliches Merkmal im Zusammenhang mit dem abnehmenden Vertrauenswert der SPaT, wie dargelegt.
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In Block 430 wird geprüft, ob die SPaT-Beobachtungen von Fahrzeugen 100 mit der bewegungsbasierten SPaT-Bestimmung durch das Verwaltungssystem 110 übereinstimmen. Dies ist ähnlich wie bei der Prüfung in Block 340 (3). Die Bestimmung einer Übereinstimmung kann z.B. auf einem Schwellenwert der Standardabweichung oder einer anderen Metrik basieren. Das in 3 dargestellte Verfahren 300 zeigt an, dass SPaT (bei Block 345) für die Verwendung durch autonome Fahrzeuge 100 auf der Grundlage eines Konsenses zwischen SPaT-Beobachtungen und bewegungsbasierten SPaT (bei Block 340) bereitgestellt wird. Bei dynamischer SPaT ist das Ergebnis jedoch weniger einfach. Wenn die Prüfung in Block 430 ergibt, dass die SPaT-Beobachtungen nicht mit den bewegungsbasierten SPaT übereinstimmen, dann wird der Prozess des Nichtverfügbarmachens der zuvor verfügbaren SPaT in Block 415 durchgeführt. Zeigt die Prüfung in Block 440 jedoch eine Übereinstimmung zwischen SPaT-Beobachtungen und bewegungsbasierten SPaT an, dann werden die Prozesse in Block 440 durchgeführt. In Block 440 wird die SPaT zur Verwendung durch autonome Fahrzeuge 100 bereitgestellt, jedoch mit einem Vertrauensniveau. Das Vertrauensniveau basiert auf der Aktualität und Regelmäßigkeit der Eingaben in das Verwaltungssystem 110. Daher umfasst der Prozess in Block 440 auch die Überprüfung, wie aktuell die Eingaben sind, und die Verringerung des Vertrauensniveaus mit abnehmender Aktualität der Eingaben. Wenn die Prüfung in Block 450 ergibt, dass das Vertrauen nicht größer als ein Schwellenwert ist, wird in Block 415 der Prozess des Nichtverfügbarmachens früherer verfügbarer SPaT durchgeführt. Solange das Vertrauensniveau größer als der Schwellenwert ist (gemäß der Prüfung in Block 450), werden die Prozesse in Block 440 fortgesetzt.
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5 zeigt die Prozesse 500, die die Konsensbestimmung in Block 340 (3) und Block 430 (4) weiter detaillieren. Somit wird weiterhin auf die in 3 und 4 gezeigten Prozesse verwiesen. In Block 510 bezieht sich die Sammlung von Eingaben auf das Erhalten von Fahrzeugdaten 115 von Fahrzeugen 100 in Block 310 oder Block 405. Die Aktualität oder Regelmäßigkeit der Eingaben kann bei Bedarf überprüft werden. In Block 520 umfasst die Erzeugung eines Trainingsdatensatzes und eines Validierungsdatensatzes die Verwendung von SPaT-Beobachtungen als den Trainingsdatensatz und die Verwendung von bewegungsbasierten SPaT als den Validierungsdatensatz. In Block 530 erleichtert das Abgleichen von SPaT-Modellen mit dem Trainingsdatensatz die Suche nach dem am besten geeigneten Modell. In Block 540 führt die Validierung des am besten geeigneten Modells mit dem Validierungsdatensatz zu einem Vertrauensniveau (z.B. basierend auf einer Standardabweichung oder einer anderen Metrik). In Block 550 bezieht sich das Entfernen von Ausreißerdaten auf der Grundlage des Validierungsergebnisses (in Block 540) auf das Entfernen von Ausreißern aus der Eingabe in das Verwaltungssystem 110, wenn das Vertrauensniveau z.B. unter einem Schwellenwert liegt.
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6 zeigt eine beispielhafte Karte 600, die durch das Verwaltungssystem 110 erweitert wird, um eine oder mehrere der drei Informationsarten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen anzuzeigen. Dargestellt sind drei Fahrspuren 601a, 601b, 601c (allgemein als 601 bezeichnet). Von jeder Fahrspur 601 wird die Fahrt- oder Abbiegerichtung angegeben. Jeder Fahrspur 601 ist eine virtuelle Verkehrssteuerungsvorrichtung (VTCD) VTCD1, VTCD2, VTCD3 zugeordnet. Die Zuordnung der VTCDs zu den Fahrspuren 601, die SPaT der VTCDs und der globale Standort jedes VTCD (d.h. Breitengrad, Längengrad, Höhe) können auf der Karte 600 angezeigt werden. Andere Informationen (z.B. Geschwindigkeitsbegrenzung) können ebenfalls angegeben werden.
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Die dritte Art von Informationen, die Fahrspurlokalisierung oder die spezifische Ampel 130, die mit jeder Fahrspur 601 korrespondiert, kann als Erweiterung des in Bezug auf 2-5 diskutierten Prozessablaufs bestimmt werden. Konkret liefern die in Block 220 gewonnenen CAN-Daten zum Beispiel den Standort und die Bewegung jedes meldenden Fahrzeugs 100. In einem Beispielszenario kann jede Fahrspur 601 eine entsprechende Ampel 130 haben. In diesem Fall kann der Standort jeder Ampel 130 (d.h. die erste Art von Informationen, die mit Bezug auf 2 diskutiert wird) verwendet werden, um die Ampel einer bestimmten Fahrspur 601 zuzuordnen. Selbst wenn zwei oder mehrere Fahrspuren 601 von derselben Ampel 130 gesteuert werden, können die von den Fahrzeugen 100 gelieferten Bildinformationen oder Rohbilder vom Verwaltungssystem 110 verwendet werden, um die Fahrspuren 601 der Ampel 130 zuzuordnen. Wenn SPaT-Informationen verfügbar sind, kann die Bewegung der Fahrzeuge 100 auf den verschiedenen Fahrspuren 601, die durch CAN-Daten erhalten werden, die Teil der Eingabe in das Verwaltungssystem 110 sind, dazu verwendet werden, eine bestimmte Ampel 130 einer bestimmten Fahrspur 601 zuzuordnen. Alternativ kann die Fahrspurlokalisierung auch ohne Bestimmung der ersten Art (globaler Standort) oder der zweiten Art (SPaT) von Informationen erreicht werden. Das Verwaltungssystem 110 kann die Fahrzeugdaten 115 (z.B. Bilder, Bildinformationen) verwenden, um die Fahrspuren 601 mit der Ampel 130 zu verknüpfen, ohne zusätzlich den Standort der Ampeln 130 zu bestimmen.
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Während die obige Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es von den Fachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von ihrem Anwendungsbereich abzuweichen. Darüber hinaus können viele Änderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Anwendungsbereich abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die einzelnen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen einschließt, die in ihren Anwendungsbereich fallen.
