DE112014005247T5

DE112014005247T5 - Informationssystem und Verfahren zur Verwendung einer Vorausberechnungsmaschine eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE112014005247T5
Application number: DE112014005247.7T
Authority: DE
Inventors: Bret Harsham; John R. Hershey; Jonathan Le Roux; Daniel N. Nikovski; Alan W. Esenther
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2016-11-10
Also published as: CN105723384A; US20150142205A1; US9434389B2; JP2016534325A; WO2015072255A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Informationssystem, umfassend eine Vorausberechnungsmaschine zum Vorausberechnen einer Aktion basierend auf einer Gruppe von Fahrtzustandsparametern und einer Fahrtenhistorie, und eine Simulationsmaschine zum Erzeugen eines hypothetischen Szenarios durch Simulation eines Fahrtzustandsparameters oder einer Kombination aus zumindest einem Fahrtzustandsparameter und zumindest einem Teil der Fahrtenhistorie, so dass die Vorausberechnungsmaschine die Aktion für das hypothetische Szenario vorausberechnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf fahrzeuginterne Informationssysteme, und insbesondere auf die Vorausberechnung von Aktionen für hypothetische Fahrtbedingungen eines Fahrzeugs.
Hintergrund zum Stand der Technik
Ein fahrzeuginternes Informationssystem (IVIS = In-Vehicle Information System) kann einen Fahrer dabei unterstützen, ein Fahrzeug zu steuern. Beispielsweise kann das IVIS den Fahrer über den verbleibenden Kraftstoff, den Reifendruck oder die beste Route zu einem Ziel informieren. In ähnlicher Weise kann das IVIS den Fahrer dabei unterstützen, ein Telefonat zu tätigen, Musik auszuwählen oder eine Anwendungssoftware aus dem Internet herunterzuladen. Zur Unterstützung des Fahrers benötigt das IVIS eine Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Fahrer oder den Insassen in dem Fahrzeug.
Bisher waren die durch das IVIS durchgeführten Aktionen deterministisch. Das IVIS reagierte auf die Aktionen des Fahrers oder eine Veränderung der Straßenverhältnisse in einer Weise, welche durch die Hersteller des IVIS vorherbestimmt waren. Dementsprechend war die Kommunikationsschnittstelle des IVIS ausgebildet, um den Austausch der aktuellen Informationen zu verbessern. Beispielsweise kann das IVIS Licht einschalten (EIN), um anzuzeigen, dass der aktuelle Pegel des verbleibenden Kraftstoffs gering ist. In ähnlicher Weise kann das IVIS dem Navigationssystem befehlen, die beste Straße basierend auf einem aktuell ausgewählten Ziel und einem aktuellen Ort des Fahrzeugs auszuwählen. Dementsprechend sind die Kommunikationsschnittstellen der verschiedenen IVIS ausgebildet, um aktuelle Informationen von den Modulen, welche in dem Fahrzeug integriert sind, und von dem Fahrer zu empfangen. Beispielsweise können die aktuellen Informationen den aktuellen Ort, die aktuelle Zeit, die aktuellen Verkehrsbedingungen und das aktuelle Ziel enthalten.
Die Einführung der Vorausberechnungsmodule in das IVIS macht es möglich, dass das IVIS probalistisch agieren kann, um die möglichen Aktionen und/oder Wünsche der Fahrer vorauszuberechnen. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 7,233,861 ein Verfahren zum Vorausberechnen von Zielen und zum Empfang von Fahrzeugpositionsdaten. Die Fahrzeugpositionsdaten enthalten eine aktuelle Strecke, welche mit einer vorangegangenen Strecke verglichen wird, um ein Ziel des Fahrzeugs vorauszuberechnen. Ein Weg zu dem Ziel kann ebenfalls vorgeschlagen werden. In ähnlicher Weise beschreibt die US-Patentveröffentlichung 20110238289 eine Navigationseinrichtung und ein Verfahren zum Vorausberechnen des Ziels von einer Strecke. Die US-Patentveröffentlichung 20130166096 beschreibt ein Zieleingabe-Vorausberechnungssystem für ein Navigationssystem von einem Kraftfahrzeug zur Unterstützung, um ein Ziel des Fahrzeugs zu erhalten.
Diese Verfahren berechnen die möglichen Ziele basierend auf den vergangenen und den aktuellen Informationen voraus. Beispielsweise werden die vorangegangenen Informationen basierend auf der Historie des Fahrzeugbetriebs erfasst und die aktuellen Informationen durch die Module des Fahrzeugs bestimmt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Ausführungsformen der Erfindung stellen ein System zur Kommunikation zwischen einem Fahrer und einem fahrzeuginternem Informationssystem (IVIS) bereit, um hypothetische zukünftige Ereignisse zu bestimmen.
Beispielsweise ermöglicht die Verfügbarkeit einer Vorausberechnungsmaschine potentiellen Käufern in einem Autohaus die Ansicht von Vorausberechnungen basierend auf einer Kombination von aktuellen und vorangegangenen Bedingungen sowie basierend auf den hypothetischen Bedingungen, welche während der Demonstration ausgewählt werden. Die hypothetischen Bedingungen können in einer natürlicheren Weise variiert werden, so dass eine realitätsnähere Demonstration ermöglicht wird. Beispielsweise können die aktuellen Informationen eine Historie der Strecken enthalten, welche an Werktagen gefahren werden, und die potentiellen Käufer können die Tageszeit oder die Wochenzeit verändern, um die Vorausberechnung dieser hypothetischen Szenarien mit ihrer eigenen Erfahrung zu vergleichen.
In ähnlicher Weise kann die Bereitstellung der hypothetischen Szenarien bei der Streckenplanung unterstützen. Wenn das System dem Benutzer ermöglicht, eine Gruppe von ähnlichen hypothetischen Szenarien aufzubauen, können Vorausberechnungen für jedes Szenario generiert und zum Suchen und Planen verwendet werden.
Dementsprechend beruhen verschiedene Ausführungsformen auf der Erkenntnis, dass ein Bedarf an einem Simulationsmechanismus besteht, welcher in Kombination mit der Vorausberechnungsmaschine des IVIS den Betrieb des IVIS in verschiedenen hypothetischen Situationen simulieren kann.
Einige Ausführungsformen beruhen auf der Erkenntnis, dass die Vorausberechnungsmaschine die Vorausberechnungen basierend auf verschiedenen Parametern des Fahrtzustands durchführt, einschließlich Parameter, welche basierend auf der Fahrtenhistorie des Fahrzeugs oder dem Nutzer bestimmt werden, und Parameter, welche unabhängig von der Fahrtenhistorie sind und welche von den Modulen des Fahrzeugs bestimmt werden. Die unabhängigen Parameter können zum Beispiel einen aktuellen Ort des Fahrzeugs, eine Tageszeit, eine Art des Tages, z. B. Werktag, Wochenende oder Feiertag, oder die Jahreszeit enthalten. Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beruhen auf der Erkenntnis, dass durch die Veränderung oder die Überschreibung der Fahrtzustandsparameter, welche durch die Vorausberechnungsmaschine zum Durchführen der Vorausberechnungen eingesetzt werden, verschiedene hypothetische Szenarien für den Nutzer generiert werden können.
Beispielsweise offenbart eine Ausführungsform ein fahrzeuginternes Informationssystem, umfassend eine Vorausberechnungsmaschine zum Vorausberechnen einer Aktion basierend auf Fahrtzustandsparametern, und eine Simulationsmaschine zum Verändern zumindest eines Fahrtzustandsparameters, um ein hypothetisches Szenario zu erstellen, so dass die Vorausberechnungsmaschine die Aktion für das hypothetische Szenario vorausberechnet.
Die Fahrtzustandsparameter können Parameter enthalten, welche durch die Vorausberechnungsmaschine basierend auf einer Fahrtenhistorie des Fahrzeugs bestimmt wurden, und Parameter enthalten, welche unabhängig von der Fahrtenhistorie sind. Somit enthält das fahrzeuginterne Informationssystem in einigen Ausführungsformen zumindest ein Systemmodul zum Bestimmen der unabhängigen Fahrtzustandsparameter. In einer Ausführungsform modifiziert die Simulationsmaschine einen Fahrtzustandsparameter oder mehrere unabhängige Fahrtzustandsparameter.
In verschiedenen Ausführungsformen werden die Parameter durch verschiedene Module des fahrzeuginternen Informationssystems zusätzlich zu der Simulationsmaschine eingesetzt. Beispielsweise können solche Parameter, wie eine aktuelle Zeit, von der Vorausberechnungsmaschine verwendet werden, um die Aktion vorauszuberechnen, und von einer Uhr verwendet werden, welche in dem Fahrzeug zum Anzeigen der Uhrzeit eingebaut ist. Die Simulationsmaschine modifiziert die von der Vorausberechnungsmaschine empfangenen Parameter, ohne die Parameter zu modifizieren, welche von anderen Modulen des fahrzeuginternen Informationssystems verwendet werden. In einigen Ausführungsformen enthält das fahrzeuginterne Informationssystem eine Nutzerschnittstelle zum Bereitstellen von Werten für die zu modifizierenden Parameter.
Dementsprechend offenbart eine Ausführungsform ein Informationssystem, umfassend eine Vorausberechnungsmaschine zum Vorausberechnen einer Aktion basierend auf einer Gruppe von Fahrtzustandsparametern und einer Fahrtenhistorie; und eine Simulationsmaschine zum Erzeugen eines hypothetischen Szenarios durch Simulation eines Fahrtzustandsparameters oder einer Kombination aus zumindest einem Fahrtzustandsparameter und zumindest einem Teil der Fahrtenhistorie, so dass die Vorausberechnungsmaschine die Aktion für das hypothetische Szenario vorausberechnet.
Eine weitere Ausführungsform offenbart ein Verfahren zur Verwendung einer Vorausberechnungsmaschine eines Fahrzeugs, wobei die Vorausberechnungsmaschine eine Aktion basierend auf einer Gruppe von Fahrtzustandsparametern und einer Fahrtenhistorie vorausberechnet. Das Verfahren umfasst die Erstellung eines hypothetischen Szenarios, indem ein Fahrtzustandsparameter oder eine Kombination von zumindest einem Fahrtzustandsparameter und zumindest einem Teil der Fahrtenhistorie modifiziert wird; und die Bereitstellung des hypothetischen Szenarios an die Vorausberechnungsmaschine, so dass die Vorausberechnungsmaschine die Aktion für das hypothetische Szenario vorausberechnet. Die Verfahrensschritte werden durch einen Prozessor vorgenommen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung von einem Beispiel für ein Informationssystem eines Fahrzeugs zum Erstellen eines hypothetischen Fahrtszenarios gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung.
2 ist ein Bockdiagramm von einem System zum Vorausberechnen einer Aktion für das aktuelle und/oder hypothetische Szenario gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
3A ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Vorausberechnen von Aktionen für einen hypothetischen Fahrtzustand gemäß einer Ausführungsform.
3B ist ein Blockdiagramm von einem Verfahren zur Interaktion zwischen einem Nutzer, welcher einen hypothetischen Fahrtzustand spezifiziert, und dem Informationssystem gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
4 ist ein Blockdiagramm von einem System zum Auswählen der zu modifizierenden Fahrtzustandsparameter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
5A ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Demonstrationssystems zur Verwendung im Kontext mit einem Automobil-Vorführraum gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung.
5B ist ein Diagramm zur Darstellung einer Nutzerschnittstelle zur Verwendung im Kontext mit einem Automobil-Vorführraum gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens unter Berücksichtigung einer Strecke zu einem neuen Ort gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt ein Beispiel für ein Informationssystem 106 eines Fahrzeugs 102 zur Interaktion mit einem Fahrer zum Erstellen eines hypothetischen Fahrtszenarios und zum Erzeugen von Nutzeraktionen und/oder Fahrtvorausberechnungen für dieses Szenario. Das System weist des Weiteren die Fähigkeit auf, dem Nutzer des Systems die Vorausberechnungen mitzuteilen.
Das System umfasst einen Prozessor, z. B. eine zentrale Recheneinheit (CPU = Central Processing Unit) zum Steuern des Systembetriebs. Das System interagiert mit einer permanenten Speichereinrichtung 114, welche Software für ein Betriebssystem (OS = Operating System) des Systems, Anwendungssoftwareprogramme, welche durch die CPU ausgeführt werden können, um spezifische Funktionalitäten für einen Nutzer des Systems bereitzustellen, und Software für die Vorausberechnung von Nutzeraktionen und Fahraktionen umfasst. Das System umfasst des Weiteren eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI = Human-Machine-Interface) 104 im Fahrzeug, umfassend Eingabe- und Ausgabeschnittstellen. Die HMI kann beispielsweise mit einer oder mit mehreren Eingabeeinrichtungen, beispielsweise einem Touchscreen, Buttons, einer Tastatur oder einer Spracheingabeeinrichtung oder mit einer oder mit mehreren Ausgabeeinrichtungen, beispielsweise einem Bildschirm oder Lautsprechern zum Audio-Feedback, verbunden sein.
In einer Ausführungsform umfasst der Permanentspeicher des Systems einen oder mehrere Speicherplätze, welche zum Speichern der Fahrtenhistorie 110 des Systems vorgesehen sind. Die Fahrtenhistorie kann aktuelle und vorangegangene Informationen über die Fahrten des Fahrzeugs und/oder einen Fahrer des Fahrzeugs enthalten. Die Fahrtenhistorie kann beispielsweise Informationen über den Zustand des Fahrzeugs, vorangegangene und/oder aktuelle Orte und/oder Ziele des Fahrzeugs, den Zustand des das Fahrzeug umgebenden Gebiets, oder den Zustand der weiteren Umgebung zu bestimmten Zeiten in der Vergangenheit umfassen. In alternativen Ausführungsformen wird die Fahrtenhistorie in einer externen Speichereinrichtung oder einem Server abgespeichert.
Das System kann weiterhin Sensoren umfassen, welche den aktuellen Zustand des Fahrzeugs und dessen Umgebung regelmäßig erfassen. Die Sensoren können interne Sensoren 120 sein, welche in dem Fahrzeug eingebaut sind. Die internen Sensoren 120 können eine Uhr oder eine Kombination aus einer Uhr und einem globalen Positionierungssystem (GPS) und Sensoren enthalten, welche den Zustand der verschiedenen physischen und elektrischen Komponenten des Fahrzeugs erfassen, beispielsweise Sensoren, welche die Sitzbelegung, die Türposition, den Lichtstatus und/oder den Zustand der HMI erfassen. Das System kann außerdem Sensoren enthalten, welche den Zustand der in dem Fahrzeug platzierten Nutzer erfassen, z. B. Sensoren, welche den physischen Zustand, beispielsweise die Kopfposition, die Blickrichtung oder die Herzfrequenz, erfassen.
Das System kann mit externen Sensoren 130 operativ verbunden sein, welche sich nicht in dem Fahrzeug befinden, sondern welche Informationen über die äußere Umgebung liefern. Diese externen Sensoren können mit dem Prozessor über ein Netzwerk kommunizieren. Beispielsweise können derartige externe Sensoren 130 Sensoren enthalten, welche Informationen über den Verkehr, das Wetter oder den Straßenzustand liefern. Solche Ausführungsformen können externe Zustandsinformationen verwenden, welche durch externe Dienste bereitgestellt werden, welche über ein Netzwerk verfügbar sind. In einigen Ausführungsformen sind die internen und/oder die externen Sensoren Echtzeit-Sensoren, d. h. die Sensoren stellen Momentinformationen über den Zustand der Umgebung bereit. In anderen Ausführungsformen können die Sensoren externe Sensordatenquellen enthalten, welche im Batch-Modus arbeiten, d. h., in welchem Informationen über vorangegangene Zustände bereitgestellt werden. Solche Vergangenheitsinformationen sind in der Fahrtenhistorie integriert.
Das System 106 enthält außerdem eine Vorausberechnungsmaschine 140 zum Vorausberechnen der nächsten Aktion des Nutzers und/oder des Fahrzeugs basierend auf dem aktuellen Fahrtzustand und der Fahrtenhistorie. Der aktuelle Fahrtzustand kann durch eine Gruppe von Fahrtzustandsparametern repräsentiert werden, so dass die Vorausberechnungsmaschine die Aktion basierend auf der Gruppe von Fahrtzustandsparametern und der Fahrtenhistorie vorausberechnet. Die Aktion kann eine Nutzeraktion oder eine Kombination aus Nutzeraktionen oder Fahrzeugaktionen enthalten. Beispielsweise kann die Aktion den Aufbau einer Telefonats für einen Nutzer oder die Fahrt zum nächstgelegenen Coffeeshop sein.
Das System 106 umfasst außerdem eine Simulationsmaschine 150 zum Erstellen eines hypothetischen Szenarios, so dass die Vorausberechnungsmaschine 140 die Aktion für das hypothetische Szenario im Vergleich mit der Vorausberechnung des aktuellen Szenarios vorausberechnet. In einigen Ausführungsformen erstellt die Simulationsmaschine ein hypothetisches Szenario durch Simulation eines Fahrtzustandsparameters oder einer Kombination aus zumindest einem Fahrtzustandsparameter und zumindest einem Teil der Fahrtenhistorie. Auf diese Weise können die hypothetischen Szenarien erstellt werden, ohne dass die Vorausberechnungsmaschine und die aktuellen Fahrtzustandsparameter modifiziert werden.
In einigen Ausführungsformen kann das System 106 beispielsweise auch ein Systemmodul enthalten, welches den Fahrtzustandsparameter verwendet. In diesen Ausführungsformen modifiziert die Simulationsmaschine nur eine Kopie der Fahrtzustandsparameter, welche durch die Vorausberechnungsmaschine verwendet werden, ohne die Fahrtzustandsparameter zu modifizieren, welche von dem Systemmodul verwendet werden.
In einem Beispiel ist der Fahrtzustandsparameter ein aktueller Ort von dem Fahrzeug, und das Systemmodul ist ein Navigationssystem des Fahrzeugs. In diesem Beispiel verändert die Simulationsmaschine den aktuellen Ort des Fahrzeugs, welcher von der Vorausberechnungsmaschine verwendet wird, ohne den aktuellen Ort des Fahrzeugs zu verändern, welcher von dem Navigationssystem verwendet wird.
In einem weiteren Beispiel ist der Fahrtzustandsparameter eine aktuelle Zeit oder ein Kalenderdatum, und das Systemmodul ist eine Uhr oder ein Kalendersystem des Fahrzeugs. In diesem Beispiel verändert die Simulationsmaschine die aktuelle Zeit oder das Kalenderdatum für die Vorausberechnungsmaschine, ohne die aktuelle Zeit oder das Kalenderdatum zu verändern, welches von der Uhr oder dem Kalendersystem verwendet wird. Insbesondere weist der Fahrtzustandsparameter in diesem Beispiel einen Wert auf, welcher unabhängig von der Fahrtenhistorie ist, und die Simulationsmaschine modifiziert den Wert dieses Fahrtzustandsparameters.
2 zeigt ein Blockdiagramm von einem System zum Vorausberechnen einer Aktion für das tatsächliche und/oder hypothetische Szenario gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung. Das System erfasst Messungen von internen Sensoren 210 und/oder externen Sensoren 220 und verarbeitet die Messungen zum Bestimmen 230 der Gruppe von Fahrtzustandsparametern zu einer bestimmten Zeit. Eine solche Verarbeitung kann die direkte Verwendung von Sensormessungen, Downsampling, Mittelungsmessungen im Verlauf der Zeit, Grobkodierung und andere Formen von statistischer und/oder mathematischer Analyse, welche die abgeleiteten Messungen des Fahrzeugzustands ergeben, umfassen. Bei der Verarbeitung kann auch die Fahrtenhistorie verwendet werden. Die Gruppe der Fahrtzustandsparameter kann somit entweder den Momentzustand des Fahrzeugs oder eine Repräsentation sowohl des Momentzustands als auch eines Teils der Zustandshistorie repräsentieren.
Das System umfasst außerdem ein Modul, welches Informationen über die Aktionen aufzeichnet 225, welche durch den Nutzer während der Fahrt durchgeführt werden. Diese Aktionen können durch eine beliebige HMI, mit welcher der Nutzer interagiert, und/oder durch Sensoren erfasst werden, welche den physischen Zustand des Nutzers erfassen.
Einige Ausführungsformen umfassen ein Fahrtenhistorienmodul zum Sammeln 240 der Fahrtenhistorie des Fahrzeugs oder Aktionen 225 von einem Fahrer des Fahrzeugs und zum Erstellen 270 eines Vorausberechnungsmodells 275 für die Vorausberechnungsmaschine. Beispielsweise wird jede Aufzeichnung der Fahrtzustandsparameter, welche für eine bestimmte Zeit berechnet werden, als die Fahrtenhistorie aufgezeichnet 240, welche somit eine Historie der Fahrtzustände und der Nutzeraktionen zu bestimmten Zeiten in der Vergangenheit umfasst. Die gespeicherte Fahrtenhistorie kann eine vollständige Repräsentation von allen Aufzeichnungen in der Vergangenheit, oder eine spärliche Historie umfassen, bei welcher bestimmte Arten von Daten nur zu bestimmten interessierenden Zeiten abgespeichert sind. Interessierende Nutzeraktionen können ebenfalls in der Fahrtenhistorie abgespeichert sein.
Einige Ausführungsformen analysieren die Fahrtenhistorie zum Erkennen der Fahrtaktionen von langer Dauer. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel an einem bestimmten Ort ankommt, kann diese Aktion bestimmt und zu den Zeitaufzeichnungen für alle Fahrtzustände während der Strecke hinzugefügt werden, welche zur Ankunft an dem Ziel geführt haben.
In einigen Ausführungsformen wird die Fahrtenhistorie eingesetzt, um die Vorausberechnungsmodelle 275 zu konstruieren 270, welche bestimmte Kombinationen von Fahrtzustandsparametern mit Nutzeraktionen und interessierenden Fahrtaktionen in Verbindung bringen. In einer Ausführungsform werden die Vorausberechnungsmodelle unter Verwendung von statistischen Analyseverfahren, beispielsweise Maschinenlernverfahren, konstruiert. Einige Ausführungsformen können auch regelbasierte Zusammenhänge zwischen bestimmten Kombinationen von Fahrtzustandsparametern mit Nutzeraktionen und interessierenden Fahrtaktionen umfassen.
Die Vorausberechnungsmodelle können regelmäßig oder nach Bedarf aufgebaut werden. Die Vorausberechnungsmodelle können lokal durch das System in dem Fahrzeug oder extern durch ein externes System oder einen externen Dienst aufgebaut werden.
Die Vorausberechnungsmaschine verwendet die Zusammenhänge in den Vorausberechnungsmodellen, um Vorausberechnungen für die wahrscheinlich zu erwartenden Nutzeraktionen und Fahrtbedingungen auf der Grundlage von den aktuellen Fahrtzustandsparametern und der Fahrtenhistorie vorzunehmen. Eine Ausführungsform verwendet Maschinenlernverfahren zum Erzeugen 260 der Vorausberechnung der Aktion 265, wobei auch jede andere beliebige Form von Vorausberechnungstechnik verwendet werden kann.
Die Simulationsmaschine gemäß verschiedenen Ausführungsformen erstellt das hypothetische Szenario durch Modifizierung 250 eines Fahrtzustandsparameters oder einer Kombination von zumindest einem Fahrtzustandsparameter und zumindest einem Teil der Fahrtenhistorie. Beispielsweise kann die Modifizierung der Fahrtenhistorie eingesetzt werden, um ein Szenario für verschiedene Nutzer zu simulieren. Durch die Modifizierungen der Fahrtzustandsparameter können verschiedene Szenarien für gleiche Nutzer simuliert werden. Durch die Kombination der Modifizierungen der Fahrtzustandsparameter und der Fahrtenhistorie können verschiedene Szenarien für verschiedene Nutzer simuliert werden.
Weiterhin ermöglichen solche Modifizierungen die Erstellung von hypothetischen Szenarien ohne Veränderung des aktuellen Zustands des Systems. Beispielsweise kann die Simulationsmaschine nur eine Kopie des Fahrtzustandsparameters modifizieren, welcher von der Vorausberechnungsmaschine verwendet wird. In ähnlicher Weise kann die Simulationsmaschine das Vorausberechnungsmodell ohne Veränderung der Fahrtenhistorie modifizieren.
3A zeigt ein Blockdiagramm von einem Verfahren zum Vorausberechnen von Aktionen für einen hypothetischen Fahrtzustand gemäß einer Ausführungsform. Ein hypothetischer Fahrtzustand 310 kann die Gruppe von Fahrtzustandsparametern 320 umfassen, welche wiederum eine Gruppe von Messungen der Sensoren und/oder andere Parameterwerte umfassen. Beispielsweise wenn eine Gruppe von Werten für bestimmte Sensoren vorgegeben ist, wird zumindest ein Teil der Fahrtzustandsparameter aus der Gruppe von Sensordaten berechnet. Wenn eine Gruppe der Fahrtzustandsparameter vorgegeben ist, kann diese Gruppe direkt verwendet werden. Der ursprüngliche hypothetische Fahrtzustand kann eine aufgezeichnete Gruppe von Werten sein, welche aus einer bestimmten Zeit in der aufgezeichneten Historie ausgewählt sind.
Eine Untergruppe der Fahrtzustandsparameter wird dem Nutzer 325 angezeigt. Die Anzeige kann unter Verwendung der tatsächlichen oder virtuellen Messungsanzeigen realisiert werden, welche Sensor- oder Parameterwerte anzeigen, unter Verwendung von Audio-Feedback, um Informationen über die Gruppe der Fahrtzustandsparameter zu kommunizieren, oder einer beliebigen anderen Ausgabeform, welche den Nutzer über den Status der aktuellen Gruppe von Werten informiert. Der Nutzer kann die Werte der Fahrtzustandsparameter durch Änderung des hypothetischen Fahrtzustands oder durch direktes Modifizieren der Gruppe von Fahrtzustandsparametern modifizieren 330.
Die Vorausberechnungsmaschine 140 wird eingesetzt, um Vorausberechnungen für Nutzeraktionen für den spezifizierten hypothetischen Fahrtzustand zu generieren, in der Weise ähnlich der Weise zum Vorausberechnen eines aktuellen Fahrtzustands, aber unter Verwendung der spezifizierten und berechneten Zustandsparameter anstelle der aktuellen Zustandsparameter.
Die generierten Vorausberechnungen werden dem Nutzer mittels eines Displays oder einer anderen Ausgabevorrichtung mitgeteilt. In einer Ausführungsform werden die generierten Vorausberechnungen als Rangliste und/oder als Symbole auf einer Karte angezeigt.
In einer Ausführungsform umfasst die HMI Steuerelemente zum Modifizieren der Werte von bestimmten Sensor- oder Fahrtzustandsparametern. Die Betätigung dieser Elemente durch einen Nutzer kann dazu führen, dass der Wert bzw. die Werte von einem oder von mehreren Sensoren oder Parameter modifiziert wird bzw. werden. Wenn ein Parameter oder ein Sensorwert modifiziert wird, wird ein neuer hypothetischer Fahrtzustand erstellt, welcher zu neuen Vorausberechnungen führt, welche dem Nutzer angezeigt werden können.
Einige Ausführungsformen umfassen verschiedene Handlungsmöglichkeiten für den Nutzer zum Erkennen des Unterschieds zwischen einem hypothetischen Fahrtzustand und einem weiteren hypothetischen Fahrtzustand. Beispielsweise können verschiedene grafische Markierungen auf einem Sensormessgerät eingeblendet werden, um zwei verschiedene hypothetische Werte darzustellen. Eine Ausführungsform verwendet diese Anzeigetechnik zum Darstellen des Unterschieds zwischen einem aufgezeichneten Wert und einem modifizierten Wert.
Einige Ausführungsformen stellen weiterhin eine Möglichkeit für den Nutzer bereit, den Unterschied zwischen den Vorausberechnungen, welche für einen hypothetischen Fahrtzustand generiert wurden, und den Vorausberechnungen, welche für einen weiteren hypothetischen Zustand generiert wurden, zu erkennen. Beispielsweise können die Vorausberechnungen für zwei Fahrtzustände nebeneinander dargestellt werden, so dass ein Nutzer diese Fahrtzustände nach Unterschieden visuell überprüfen kann. In einigen Ausführungsformen können zwei oder mehrere Gruppen von Vorausberechnungen eingeblendet werden, bei denen nur die Unterschiede hervorgehoben sind. Verschiedene grafische Techniken werden in der Ausführungsform zum Anzeigen des Unterschieds zwischen zwei ähnlichen Gruppen verwendet.
Eine Ausführungsform umfasst außerdem eine Aktualisierungsanzeige zum Darstellen einer Abfolge von hypothetischen Fahrtzuständen und Vorausberechnungen, welche einer Strecke entsprechen. Der Ort des Fahrzeugs während der Strecke kann auf einer Kartenansicht dargestellt werden. Der Ort, die Fahrtzustandsparameter und die Vorausberechnungen werden für jeden Zustand in der Abfolge aktualisiert. Die Steuerung der Veränderung zwischen den Zuständen kann automatisch in Antwort auf ein Aktivierungsereignis erfolgen, oder komplett durch den Nutzer gesteuert werden, oder auch aus einer Kombination daraus erfolgen.
3B zeigt ein Blockdiagramm von einem Verfahren zur Interaktion zwischen einem Nutzer, welcher einen hypothetischen Fahrtzustand spezifiziert, und dem Informationssystem 106 gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung. Der hypothetische Fahrtzustand wird für eine bestimmte Gruppe von Fahrtzustandsparametern initialisiert 350. In einigen Ausführungsformen können die aktuellen Fahrtzustandsparameter verwendet 355 werden, um den hypothetischen Fahrtzustand zu initialisieren. In einigen Ausführungsformen kann ein hypothetischer Fahrtzustand für einen vorangehend generierten hypothetischen Fahrtzustand initialisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der hypothetische Fahrtzustand für einen vorangehend aufgezeichneten Fahrtzustand initialisiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann ein Nutzer einige Werte für die Fahrtzustandsparameter spezifizieren 355, beispielsweise so, dass Dienstag als der Wochentag und die Zeit mit 07:00 Uhr festgelegt ist. Wenn einige Fahrtzustandsparameter initialisiert und einige Fahrtzustandsparameter nicht spezifiziert sind, können die anderen Parameter dann aus ähnlichen Bedingungen in der Fahrtenhistorie populiert 370 werden. In einer Ausführungsform können die spezifizierten Parameter als Grundlage für eine Suche 360 zum Auffinden von einer oder mehreren Strecken aus der Fahrtenhistorie ausgewählt werden, welche mit den spezifizierten Parametern unter Verwendung einer Ähnlichkeitsmatrix am besten übereinstimmen. Viele Ähnlichkeitsmatrizen können für diesen Zweck eingesetzt werden. Eine Strecke ist eine Abfolge von zusammengehörigen, d. h. zeitlich und örtlich zusammengehörigen, hypothetischen Fahrtzuständen.
Nachdem die Fahrtzustandsparameter vollständig populiert sind, kann dem Nutzer eine Untergruppe von Parametern angezeigt 375 werden, um die Feineinstellung des Fahrtzustands vorzunehmen. Der Nutzer kann beispielsweise ein Fahrer oder ein Insasse des Fahrzeugs sein.
In einer Ausführungsform enthält das System 106 eine Eingabeschnittstelle mit Steuerelementen zum Modifizieren 390 der Werte von bestimmten Fahrtzustandsparametern. Die Betätigung dieser Steuerelemente durch einen Nutzer kann dazu führen, dass der Werte bzw. die Werte von einem Parameter oder von mehreren Parametern modifiziert werden. In einigen Anwendungsfällen des Systems können die Parametermodifizierungen dazu führen 385, dass ein erneutes Durchsuchen der Fahrtenhistorie durchgeführt werden muss, um einen neuen Fahrtzustand oder eine neue Strecke zu finden, welche der neuen Gruppe von spezifizierten Parametern am ähnlichsten ist.
Zudem, nachdem die Fahrtzustandsparameter populiert sind, wenn der Nutzer eine Strecke spezifiziert hat, kann das System dann die spezifizierten Parameter auf alle Fahrtzustände auf der Strecke übertragen 390.
4 zeigt ein Blockdiagramm von einem System zum Auswählen der zu modifizierenden Fahrtzustandsparameter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform basiert auf der Erkenntnis, dass die Modifizierung verschiedener Parameter verschiedene Auswirkungsgrade auf die vorausberechnete Aktion aufweisen kann. Es ist weiterhin für verschiedene Anwendungsfälle wünschenswert, die Gruppe der Parameter einzuschränken, welche variiert werden können.
Dementsprechend umfasst das Informationssystem 106 in einigen Ausführungsformen der Erfindung ein analytisches Modul 410 zum Durchführen einer Analyse von einer Menge von Aktionen 450, welche für eine Gruppe von hypothetischen Szenarien 440 vorhergesagt 140 werden, und zum Bestimmen einer Untergruppe 415 von Fahrtzustandsparametern basierend auf der Analyse. Die Ausführungsform umfasst außerdem eine Schnittstelle zum Modifizieren 420 der Werte von zumindest einigen Fahrtzustandsparametern in der Untergruppe und einen Prozessor zum Bestimmen der Gruppe von hypothetischen Szenarien 440 unter Verwendung der modifizierten Werte der Fahrtzustandsparameter.
Beispielsweise kann die Schnittstelle eine Ausgabeschnittstelle zum Übergeben der Untergruppe der zu modifizierenden Fahrtzustandsparameter und eine Eingabeschnittstelle zum Modifizieren der Werte von zumindest einigen Fahrtzustandsparametern in der Untergruppe umfassen. In einigen Ausführungsformen zeigt die Ausgabeschnittstelle gleichzeitig mehrere Aktionen und mehrere korrespondierende hypothetische Szenarien an. Der Prozessor kann außerdem mehrere Gruppen der Fahrtzustandsparameter simulieren 435, indem die modifizierten Parameter 425 mit anderen Parametern 340 von einem aktuellen Fahrtzustand kombiniert werden.
Zum Beispiel verarbeitet die Vorausberechnungsmaschine 140 zu einem beliebigen Zeitpunkt einen Eingabemerkmalsvektor der Fahrtzustandsparameter, welche den Zustand des Fahrzeugs und des Fahrers beschreiben, und gibt eine Liste mit den wahrscheinlichsten Aktionen aus, welche von dem Fahrer als nächstes durchgeführt werden können, zusammen mit den entsprechenden Wahrscheinlichkeiten, dass diese Aktionen eintreten. Wenn der Betrieb der Vorausberechnungsmaschine in einer bestimmten Situation dargestellt wird, ist es wünschenswert zu wissen, welche einzelnen Komponenten des Eingabevektors die Vorausberechnung, sofern verändert, am meisten beeinflussen würden. Zu diesem Zweck bestimmt das analytische Modul 410 gemäß einigen Ausführungsformen einen Auswirkungsgrad durch Veränderung von einem einzelnen Variableneingabemerkmal, während alle anderen Merkmale mit ihren aktuellen Werten erhalten bleiben.
Verschiedene Auswirkungsgrade sind möglich. Einige Auswirkungsgrade werden durch Vergleich der Wahrscheinlichkeitsverteilung der vorausberechneten Aktionen vor und nach einer versuchten Veränderung des betrachteten Eingabemerkmals berechnet. Es wird angenommen, dass P_i die vorausberechnete Wahrscheinlichkeit der Aktion A_i ist, wenn der aktuelle Eingabevektor zum Vorausberechnen ohne Modifizierungen verwendet wird. In diesem Fall bilden die Werte P_i eine Wahrscheinlichkeitsmassenfunktion über den Bereich von allen Aktionen. In ähnlicher Weise wird angenommen, dass Q_i die vorausberechnete Wahrscheinlichkeit der Aktion A_i ist, wenn das betrachtete Eingabemerkmal in geeigneter Weise modifiziert wird. (für Boolesche Merkmale erfolgt die Modifizierung zum gegenteiligen logischen Zustand; für kontinuierliche Merkmale kann die Modifizierung die Einstellung des Werts auf einen seiner zulässigen Extremwerte sein). Die unten beschriebenen Auswirkungsgrade vergleichen die zwei Wahrscheinlichkeitsmassenfunktionen P und Q.
Ein mögliches Maß ist die Kullback-Leibler-(KL)-Divergenz zwischen den zwei Wahrscheinlichkeitsmassenfunktionen P und Q, definiert als
Je mehr sich die zwei Verteilungen voneinander unterscheiden, umso größer ist die KL-Divergenz zwischen diesen Verteilungen. Der Unterschied zwischen den zwei Verteilungen und somit die KL-Divergenz zwischen diesen Verteilungen steht allerdings nicht direkt mit der Veränderung in den empfohlenen Aktionen im Zusammenhang, welche ein menschlicher Fahrer sehen würde. Der Grund dafür besteht darin, dass der Fahrer diese Verteilungen nicht direkt sieht, sondern nur die relative Reihenfolge der empfohlenen Aktionen sieht. Aus diesem Grund wäre ein Auswirkungsgrad basierend auf Veränderungen in der Reihenfolge geeigneter.
Ein solches Maß, welches auf einer Reihenfolge basiert, ist der Kendall-TAU-Abstand zwischen zwei sortierten Listen. Es wird angenommen, dass τ₁(i) die Reihenfolge der Aktion A_i vor der Merkmalsänderung ist, d. h. τ₁(i) enthält die Position der Aktion A_i in der Liste der Aktionen, welche nach ihren Wahrscheinlichkeiten P_i in absteigender Reihenfolge sortiert sind. In ähnlicher Weise wird angenommen, dass τ₂ (i) die Reihenfolge nach den vorausberechneten Wahrscheinlichkeiten Q_i nach der Merkmalsänderung ist, in der gleichen (absteigenden) Reihenfolge. Dann ist der Kendall-TAU-Abstand zwischen zwei Reihenfolgen τ₁(i) und τ₂(i) proportional zu der Anzahl von Aktionspaaren, für welche sich die relative Position in den zwei Reihenfolgen unterscheidet: K(τ₁, τ₂) = |{(i, j):i < j, (τ₁(i) < τ₁(j) ⋂ τ₂(i) > τ₂(j) ⋃ (τ₁(i) > τ₁(j) ⋂ τ₂(i) < τ₂(j))}|
Dieses Maß ist allerdings empfindlich gegenüber Veränderungen in der Reihenfolge an beliebigen Stellen in der sortierten Liste, einschließlich des unteren Teils der Liste, welches wahrscheinlich selbst von dem Fahrer nicht gesehen wird. Da die Veränderungen in dem oberen Teil der Liste die wichtigsten Veränderungen und für den Fahrer sichtbar sind, kann der Abstand so modifiziert werden, dass nur Veränderungen in der Reihenfolge gezählt werden, welche nur die top-k-Objekte in den beiden Reihenfolgen betreffen, wenn der Fahrer nur die Top-k-Empfehlungen sieht. Dadurch würde sich eine Erhöhung des Abstands ergeben, welche aufgezeichnet wird, wenn eine Aktion entweder aus der sichtbaren Liste verschwindet oder in der sichtbaren Liste erscheint, oder wenn zwei Aktionen ihre relative Position in der sichtbaren Liste verändern. Das modifizierte Abstandsmaß ist dann: K'(τ₁, τ₂) = |{(i, j):τ₁(i) ≤ k ∪ τ₂(i) ≤ k ⋃ τ₁(j) ≤ k ⋃ (τ₂(j) ≤ k, (τ₁(i) < τ₁(j) ⋂ τ₂(i) > τ₂(j)) ⋃ (τ₁(i) > τ₁(j) ⋂ τ₂(i) < τ₂(j))}|
In verschiedenen Ausführungsformen werden verschiedene Abstandsmaße verwendet, beispielsweise eines der vorangehend beschriebenen Maße, um eine Untergruppe von Merkmalen auszuwählen, welche dem Nutzer angezeigt werden, so dass diese zum Modifizieren der Merkmale während der Simulation verwendet werden können.
In einer Ausführungsform wird eine Untergruppe von zu modifizierenden Fahrtzustandsparametern bestimmt. Für jeden Parameter in der Untergruppe wird ein Bereich von möglichen Werten generiert. Das Kreuzprodukt aller möglichen Werte kann modifiziert 425 werden. Jede dieser Listen aus Parametern und Werten kann mit einem aktuellen aufgezeichneten oder hypothetischen Fahrtzustand kombiniert werden, indem die variierenden Parameter des Fahrtzustands auf die in der Liste angezeigten Werte eingestellt werden. Dadurch ergibt sich eine Gruppe von hypothetischen Fahrtzuständen.
Die Vorausberechnungsmaschine wird für jeden hypothetischen Fahrtzustand eingesetzt, um Vorausberechnungen für diesen hypothetischen Zustand zu generieren. Die Vorausberechnungen werden mit einer Ähnlichkeitsmatrix, wie vorstehend beschrieben, verglichen. Es werden Parameter ausgewählt, welche weniger Ähnlichkeiten ergeben. Dieser Vorgang kann iterativ wiederholt werden, indem der ursprüngliche Fahrtzustand, die Gruppe von Kandidatenparametern und/oder den Bereich der möglichen Werte für jeden Parameter für jede Iteration modifiziert wird, um den Parameterraum zu untersuchen, welcher verändert werden kann.
Eine weitere Ausführungsform beginnt mit einer Strecke (eine zusammengehörige Abfolge von Fahrtzuständen) und die Parameter werden über die gesamte Strecke variiert. Die Abfolge der Vorausberechnungen für eine Strecke und für eine Parametereinstellung ist ein „hypothetisches Szenario”. In dieser Ausführungsform wird das Ähnlichkeitsmaß verwendet, um die hypothetischen Szenarien zusätzlich zu dem Vergleich der einzelnen Fahrtzustände miteinander zu vergleichen, und es werden Parameter ausgewählt, welche über die Strecken weniger Ähnlichkeiten ergeben. Die Auswahl der Fahrtzustandsparameter kann im Voraus durchgeführt werden, oder nach Bedarf zur Verwendung für eine bestimmte Strecke oder einen bestimmten Fahrtzustand durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung wird eine automatische Auswahl der Fahrtzustandsparameter nach einem hypothetischen Fahrtszenario durch einen Nutzer spezifiziert. In dieser Ausführungsform sind diese Parameter zu präferieren, wenn dem Nutzer Steuerelemente zur Simulation angezeigt werden.
Beispiele
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden eingesetzt, um die Effizienz der Simulationsmaschine in einer Vorführraum-Umgebung zu demonstrieren. Ein Merkmal von einem Automobil-Vorführraum besteht darin, dass das Fahrzeug keinen aktuellen Fahrtzustand aufweist, da das Fahrzeug an diesem Ort nicht gefahren wird, und für gewöhnlich keine Historie vorliegt, in welcher die Gewohnheiten des bestimmten Kunden aufgezeichnet sind, welcher sich das Automobil ansieht. Für diesen Anwendungsfall kann die Vorausberechnungsmaschine auf einer Computerplattform laufen, welche sich von einem Kraftfahrzeug-Infotainmentsystem unterscheidet, und welche einen Desktop-Computer oder ein Mobilgerät umfassen kann.
Beispiel Vorführraum
5A zeigt ein Blockdiagramm von einem Demonstrationssystem zur Verwendung zum Beispiel im Kontext mit einem Automobil-Vorführraum gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung. Es soll erkannt werden, dass die Beschreibung eine Ausführungsform für diesen Anwendungsfall offenbart, welcher einige bestimmte Merkmale aufweist, welche speziell für diesen Anwendungsfall sind. Nicht alle Ausführungsformen der Erfindung weisen alle dieser Merkmale auf.
In dieser Ausführungsform basiert die Simulation auf aufgezeichneten Strecken, welche in der Fahrtenhistorie vorhanden sind. Die Fahrtenhistorie kann Strecken umfassen, welche von einem Fahrer oder von mehreren Fahrern in einem Fahrzeug oder in mehreren Fahrzeugen aufgezeichnet wurden. Ein Szenario besteht aus einer Abfolge von einem Fahrtzustand oder mehreren Fahrtzuständen in einem bestimmten Zeitraum, welcher durch eine Startzeit und eine Stoppzeit definiert ist. Solche Start- und Stoppzeiten können so ausgewählt werden, dass diese den tatsächlichen Zeiten entsprechen, zu welchen der Fahrer losgefahren und an einem Ziel angekommen ist, oder die Start- und Stoppzeiten können durch ein alternatives Auswahlverfahren ausgewählt werden.
In dieser Ausführungsform ist der Block 515, welcher mit „wähle Szenario/aufgezeichnete Strecke basierend auf Nutzer- oder Nutzungsmerkmalen” benannt ist, eine Interaktion, mit welcher ein Nutzer, z. B. ein Kunde oder ein Verkäufer, damit beginnt, einige allgemeine Attribute des Kunden zu spezifizieren, beispielsweise Alter, Geschlecht, Wohnort oder Fahrertyp. Es können einfache Nutzerschnittstellen-Handlungsmöglichkeiten für den Nutzer bereitgestellt werden, um diese Attribute oder andere Attribute zu spezifizieren. Zudem können auch einige Fahrtzustandsparameter spezifiziert werden, beispielsweise Tageszeit oder Wochentag.
Eine Durchsuchung der Fahrtenhistorie 510 wird für eine Strecke oder für mehrere Strecken (Szenarien) durchgeführt, welche ähnliche Parameter 520 aufweisen wie die spezifizierten Parameter. Eines dieser Szenarien wird das ursprüngliche hypothetische Szenario. In einigen Ausführungsformen kann ein Nutzer ein Szenario 525 aus einer Liste mit Szenarien auswählen, welches mit der Suche übereinstimmt.
Die Auswahl der zu modifizierenden Fahrtzustandsparameter 530 kann zu diesem Zeitpunkt über eine Schnittstelle 540 basierend auf dem spezifischen ausgewählten Szenario durchgeführt werden, um die Vorausberechnungsdifferenz zu erhöhen, welche sich dadurch ergibt, indem der Nutzer die Parameter modifiziert.
Ein Fahrtzustand in dem Szenario wird als der ursprüngliche hypothetische Fahrtzustand ausgewählt. Dies kann ein erster Fahrtzustand sein, ein letzter Fahrtzustand sein, oder ein beliebiger Zustand sein, in welchem ein interessierendes Ereignis stattgefunden hat. Der ursprüngliche Fahrtzustand kann automatisch ausgewählt oder durch einen Nutzer ausgewählt sein. Die Vorausberechnungsmaschine 140 wird verwendet, um eine Gruppe von Vorausberechnungen für einige Fahrtzustände oder für alle Fahrtzustände in dem hypothetischen Szenario 525 durchzuführen. Diese Vorausberechnungen sind die Hypothetischen-Szenario-Vorausberechnungen 535 für das bestimmte hypothetische Szenario.
Diese Ausführungsform umfasst des Weiteren eine Schnittstelle 540, welche Steuerelemente aufweist, welche zum Anzeigen der Fahrtzustandsparameter für das hypothetische Szenario für einen Nutzer geeignet ist.
Einige der anzuzeigenden Parameter können gemäß dem in 4 dargestellten Verfahren ausgewählt werden. Einige der anzuzeigenden Parameter können über eine Nutzerschnittstelle (UI = User Interface) ausgewählt werden, welche den Bedürfnissen von einem Nutzer entsprechend eingerichtet ist. Es gibt viele Arten von UI-Steuerelementen zum Anzeigen von einem Wert und/oder zum Auswählen von einem neuen Wert. Es soll erkannt werden, dass jedes beliebige geeignete UI-Steuerelement verwendet werden kann.
Wenn ein Nutzer neue Einstellungen für einen oder für mehrere Fahrtzustandsparameter auswählt, zeichnet der Schnittstellenblock die ausgewählten oder modifizierten Werte 530 auf. Die modifizierten Werte können auf das gesamte Szenario ausgedehnt und mit den aufgezeichneten Fahrtzustandsparametern für das Szenario kombiniert werden, um ein neues hypothetisches Szenario zu erstellen.
Mit dieser Ausführungsform kann die Differenz zwischen zwei zusammengehörigen hypothetischen Fahrtzuständen bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Vergleich mit dem Zustand erfolgen, welcher zu dem gleichen Zeitpunkt in zwei hypothetischen Szenarien eingetreten ist, in welchen sich die Fahrtzustandsparameter voneinander unterscheiden. Beispielsweise umfasst diese Ausführungsform Steuerelemente, welche den Wert für einen bestimmten Parameter in beiden Szenarien anzeigen. Die Steuerelemente ermöglichen es dem Nutzer weiterhin, eine neue Werteinstellung für den Parameter auszuwählen, so dass ein neues hypothetisches Fahrtszenario erstellt wird.
Die Schnittstelle 540 kann zudem Visualisierungen zum Darstellen der Vorausberechnungslisten enthalten, welche für die zwei zusammengehörigen Fahrtzustände generiert wurden. Die zwei Vorausberechnungslisten (eine Vorausberechnungsliste für jeden dazugehörigen Fahrtzustand) können dem Nutzer separat oder kombiniert angezeigt werden. In anderen Ausführungsformen können mehr als zwei zusammengehörige hypothetische Fahrtzustände und Vorausberechnungen dem Nutzer gleichzeitig angezeigt werden.
5B zeigt ein Diagramm von einer Nutzerschnittstelle 545 zur Verwendung im Kontext mit einem Automobil-Vorführraum. Diese Nutzerschnittstelle umfasst die Fähigkeit zum Anzeigen und Steuern von ausgewählten Fahrtzustandsparametern und die Fähigkeit zum Darstellen der resultierenden Vorausberechnungen.
Die Nutzerschnittstelle umfasst in dieser Ausführungsform eine Kartenvisualisierung 550 zum Darstellen der Orte 555 des Fahrzeugs zu jedem aufgezeichneten Zeitpunkt entsprechend einem Fahrtzustand. Es ist hilfreich, aber nicht notwendig, eine Animation in die Nutzerschnittstelle aufzunehmen, so dass die Strecke über einen kurzen Zeitraum dargestellt werden kann.
Die Nutzerschnittstelle umfasst außerdem einen Parametereinstellungs- und Steuerungsvisualisierungsabschnitt 560, welcher Werte von verschiedenen ausgewählten Parametern darstellt. Das Diagramm zeigt wie jedes Steuerelement mehrere Werte für einen Parameter, beispielsweise den aktuellen aufgezeichneten Wert und den Wert entsprechend der aktuellen Simulation, steuern kann. Einige Parameter, beispielsweise der Wochentag, weisen begrenzte mögliche Werte auf, welche diese annehmen können. Diese Parameter werden am besten durch Steuerelemente repräsentiert, welche begrenzte Werte zulassen. Andere Parameter, beispielsweise die Tageszeit, weisen unbegrenzte Werte (innerhalb eines Bereichs) auf und werden am besten durch Steuerelemente repräsentiert, bei welchen die Einstellungen innerhalb des möglichen Bereichs uneingeschränkt erscheinen.
Die Nutzerschnittstelle kann weiterhin Visualisierungen für die Vorausberechnungen für das simulierte hypothetische Szenario umfassen. Die Nutzerschnittstelle 545 verwendet parallele Listen 570 zum Anzeigen von Vorausberechnungen für die aktuelle aufgezeichnete Strecke und das hypothetische Szenario gemäß der aktuellen Simulation.
Beispiel Streckenauswahl
6 zeigt ein Diagramm für dieses Beispiel, in welchem ein Fahrer mit einer verfügbaren aufgezeichneten Historie eine Strecke zu einem neuen Ort in Erwägung zieht, z. B. eine Geschäftsreise oder Urlaubsreise oder eine Reise zu einem bekannten Ort unter neuen Umständen.
In einigen Ausführungsformen kann der Nutzer auf den Service außerhalb des Fahrzeugs zugreifen, so dass die Vorausberechnungsmaschine auf einer Computerplattform laufen kann, welche sich von einem fahrzeuginternen Informationssystem unterscheidet, umfassend einen Desktop-Computer oder ein Mobilgerät. In einer anderen Ausführungsform kann die Vorausberechnungsmaschine auf dem Informationssystem 106 oder über einen Netzwerkdienst laufen, und eine Netzwerkverbindung kann verwendet werden, um auf die Vorausberechnungsmaschine unter Verwendung von Software für leichtgewichtige Client-Anwendungen zuzugreifen.
Ein Nutzer nutzt eine Schnittstelle 610 entweder in dem Fahrzeug oder außerhalb des Fahrzeugs, um die Parameter der Strecke 640 einzugeben, welche dem Nutzer bekannt sind, beispielsweise den Wochentag oder die Tageszeit, wenn das Fahrzeug gefahren wird, oder wahrscheinliches Wetter für diesen Ort (Durchschnittstemperaturen oder bestimmte Vorhersagen für unmittelbar in der Zukunft bevorstehende Daten). Die Eingabe der Streckenparameter 640 kann mittels gebräuchlicher Nutzerschnittstelleelemente, beispielsweise Eingabelisten, Kalender, Textfelder usw. realisiert werden.
Für die Parameter, welche im Voraus nicht spezifiziert werden können, beispielsweise Kraftstofftankpegel, Innenraumtemperatur etc., kann die Fahrtenhistorie 630 verwendet werden, um die repräsentativen Streckenparameter 650 durch Durchsuchen der Fahrtenhistorie nach vorangegangenen Strecken ähnlich den Streckenparametern zu bestimmen 620. In einigen Ausführungsformen kann zumindest ein Teil der repräsentativen Streckenparameter 650 unter Verwendung von statistischen Funktionen berechnet werden, beispielsweise von Durchschnittsberechnungen oder Stichprobenenziehungen aus der verfügbaren aufgezeichneten Fahrtenhistorie des Fahrers, entweder aus der gesamten Historie oder aus einem ausgewählten Teil der Historie. Der ausgewählte Teil der Historie kann eine vorangegangene Strecke oder mehrere vorangegangene Strecken sein, welche durch die Durchsuchung nach Ähnlichkeiten zu den Streckenparametern ermittelt wurde bzw. wurden.
Die Parameter 640 und 650 werden kombiniert 645, um einen oder mehrere hypothetische Fahrtzustände zu generieren, welche das hypothetische Szenario 660 umfassen. Einige Ausführungsformen bestimmen mehr als ein hypothetisches Szenario gleichzeitig. Die Vorausberechnungsmaschine 140 generiert die Vorausberechnung der Aktion 670 aus dem hypothetischen Szenario 660. Die Vorausberechnungen werden einem Nutzer zum Durchsuchen und Planen basierend auf den Vorausberechnungen angezeigt 680.
Beispielsweise kann die Ausgabe der Vorausberechnungsmaschine in Form von einer Liste mit empfohlenen Aktionen erfolgen, welche mit der äquivalenten Funktionalität von einem Fahrzeugnavigationssystem verbunden ist. Beispielsweise wenn die empfohlene Aktion „Suche nach Kraftstoff” ist, wenn der Nutzer das entsprechende Objekt in der Liste auswählt, sollte dem Nutzer eine Liste mit den nächstgelegenen Tankstellen angezeigt werden, ähnlich der Ausgabe, welche durch ein Fahrzeugnavigationssystem beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug erfolgen würde.
Wenn die vorangegangenen Fahrgewohnheiten des Fahrers Regelmäßigkeiten aufweisen, beispielsweise die Tendenz zwischen 08:00 Uhr und 09:00 Uhr an Coffeeshops anzuhalten, wenn die Tageszeit auf den Morgen eingestellt ist, empfiehlt die Vorausberechnungsmaschine wahrscheinlich einen Besuch bei einem Coffeeshop. Zu diesem Zeitpunkt kann der Fahrer die Empfehlung befolgen, indem er das entsprechende Objekt in der Liste auswählt, und die Suche nach dem neuen Ort dann für die Datenbank mit den interessierenden Punkten (POI = Points of Interest) angewandt wird. Das Ergebnis kann eine Liste mit den nahegelegenen Coffeeshops sein, und der Fahrer wäre in der Lage zu erkennen, ob die Coffeeshops günstig gelegen sind, eine präferierte Kaffeemarke anbieten, über geeignete Sitzmöglichkeiten und verschiedene interessierende Komfortangebote verfügen, beispielsweise Wi-Fi, Babywickeltische etc. Die Vorabprüfung dieser Informationen würde die kognitive Belastung des Fahrers reduzieren, wenn der Fahrer den neuen Ort tatsächlich anfährt, und das Unfallrisiko senken.
Zudem gilt für das gleiche Beispiel, dass der Fahrer einen oder mehrere der ermittelten Coffeeshops als einen seiner Favoriten abspeichern kann. Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass die Vorausberechnungsmaschine einen solchen favorisierten Ort direkt empfiehlt, und somit kein Zwischenschritt zum Empfehlen von einer Art des zu besuchenden Ortes durchführt wird. Es sind auch andere Simulationsanwendungen der Szenarien für die Vorausberechnungsmaschine möglich und fallen innerhalb des Umfangs der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in mehreren beliebigen Arten und Weisen realisiert sein. Beispielsweise können die Ausführungsformen unter Verwendung von einer Hardware, Software oder einer Kombination daraus realisiert sein. Bei der Implementierung mit einer Software kann der Softwarecode auf jedem geeigneten Prozessor oder mehreren Prozessoren ausgeführt sein, entweder durch Bereitstellung in einem einzelnen Computer oder verteilt auf mehrere Computer. Solche Prozessoren können als integrierte Schaltungen implementiert sein, wobei ein Prozessor oder mehrere Prozessoren in einem Bauteil der integrierten Schaltung integriert sind. Somit kann ein Prozessor unter Verwendung von einer Schaltungsanordnung in jeder beliebigen Form implementiert sein.
Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Verfahren oder Prozesse können als Software kodiert sein, welche auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden kann, welche ein beliebiges Betriebssystem oder eine beliebige Plattform verwenden. Zudem kann eine solche Software unter Verwendung von einer beliebigen geeigneten Programmiersprache und/oder Programmier- oder Skriptwerkzeugen geschrieben sein, und kann auch als ausführbarer Maschinensprachcode oder Zwischencode kompiliert sein, welcher auf einem Framework oder einer virtuellen Maschine ausgeführt ist.
Die Ausführungsformen der Erfindung können als Verfahren ausgeführt sein, von welchem ein Beispiel bereitgestellt wurde. Die als Teil des Verfahrens durchgeführten Aktionen können in jeder beliebigen Art und Weise angeordnet sein. Dementsprechend können Ausführungsformen konstruiert werden, bei welchen die Aktionen in einer Reihenfolge durchgeführt werden, welche sich von der dargestellten Reihenfolge unterscheidet, und können die gleichzeitige Durchführung einiger Aktionen umfassen, auch wenn diese in den dargestellten Ausführungsformen als aufeinanderfolgende Aktionen dargestellt sind.

Claims

Informationssystem, umfassend: eine Vorausberechnungsmaschine zum Vorausberechnen einer Aktion basierend auf einer Gruppe von Fahrtzustandsparametern und einer Fahrtenhistorie; und eine Simulationsmaschine zum Erzeugen eines hypothetischen Szenarios durch Simulation eines Fahrtzustandsparameters oder einer Kombination aus zumindest einem Fahrtzustandsparameter und zumindest einem Teil der Fahrtenhistorie, so dass die Vorausberechnungsmaschine die Aktion für das hypothetische Szenario vorausberechnet.
System nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein Fahrtenhistorienmodul zum Sammeln der Fahrtenhistorie eines Fahrzeugs oder Aktionen eines Fahrers des Fahrzeugs und zum Erstellen eines Vorausberechnungsmodells für die Vorausberechnungsmaschine; und zumindest einen Sensor zum Bestimmen des Fahrtzustandsparametes, welcher einen Wert aufweist, welcher unabhängig von der Fahrtenhistorie ist, wobei die Simulationsmaschine den Wert des Fahrtzustandsparameters modifiziert.
System nach Anspruch 2, ferner umfassend: ein Systemmodul, das den Fahrtzustandsparameter verwendet, wobei die Simulationsmaschine nur eine Kopie des Fahrtzustandsparameters modifiziert, welcher von der Vorausberechnungsmaschine verwendet wird, ohne den Fahrtzustandsparameter zu modifizieren, welcher von dem Systemmodul verwendet wird.
System nach Anspruch 3, wobei der Fahrtzustandsparameter ein aktueller Ort eines Fahrzeugs ist, wobei das Systemmodul ein Navigationssystem des Fahrzeugs ist, und die Simulationsmaschine den aktuellen Ort des Fahrzeugs, welcher von der Vorausberechnungsmaschine verwendet wird, verändert, ohne den aktuellen Ort des Fahrzeugs zu verändern, welcher von dem Navigationssystem verwendet wird.
System nach Anspruch 3, wobei der Fahrtzustandsparameter eine aktuelle Zeit oder ein Kalenderdatum ist, wobei das Systemmodul eine Uhr oder ein Kalendersystem des Fahrzeugs ist, und die Simulationsmaschine die aktuelle Zeit oder das Kalenderdatum für die Vorausberechnungsmaschine verändert, ohne die aktuelle Zeit oder das Kalenderdatum zu verändern, welches von der Uhr oder dem Kalendersystem verwendet wird.
System nach Anspruch 2, wobei die Simulationsmaschine das Vorausberechnungsmodell modifiziert, ohne die Fahrtenhistorie zu verändern.
System nach Anspruch 1, wobei die Gruppe von Fahrtzustandsparametern einen externen Parameter enthält, welcher von einem externen Sensor empfangen wird, und wobei die Simulationsmaschine einen empfangenen Wert des externen Parameters modifiziert.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Ausgabe-Schnittstelle zum Übergeben der Gruppe von Fahrtzustandsparametern, welche in einer aktuellen Vorausberechnung verwendet werden, und eine Eingabe-Schnittstelle zum Modifizieren von Werten von zumindest einigen Fahrtzustandsparametern in der Gruppe.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Gruppe von internen Sensoren zum Bestimmen interner Messungen; einen Empfänger zum Empfangen von externen Messungen von einer Gruppe von externen Sensoren; und einen Prozessor zum Bestimmen der Gruppe von Fahrtzustandsparametern basierend auf den internen und externen Messungen.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: ein analytisches Modul zum Durchführen einer Analyse von einer Menge von Aktionen, welche für eine Gruppe von hypothetischen Szenarien und zum Bestimmen einer Untergruppe von Fahrtzustandsparametern basierend auf der Analyse vorhergesagt werden; eine Schnittstelle zum Modifizieren von Werten von zumindest einigen Fahrtzustandsparametern in der Untergruppe; und einen Prozessor zum Bestimmen der Gruppe von Fahrtzustandsparametern unter Verwendung der modifizierten Werte der Fahrtzustandsparameter.
System nach Anspruch 10, wobei die Ausgabe-Schnittstelle gleichzeitig mehrere Aktionen und mehrere korrespondierende hypothetische Szenarien anzeigt.
System nach Anspruch 10, wobei die Simulationsmaschine die Fahrtzustandsparameter durch Initialisieren der Gruppe von Zustandsparametern, Modifizieren der Gruppe von Fahrtzustandsparametern basierend auf der Fahrtenhistorie, Bereitstellen einer Untergruppe von zu modifizierenden Fahrtzustandsparametern, Empfangen, in Antwort auf die Übergabe, einer modifizierten Untergruppe von Fahrtzustandsparametern, und Zusammenführen der modifizierten Untergruppe der Fahrtzustandsparameter mit der Gruppe von Fahrtzustandsparametern simuliert.
Verfahren zur Verwendung einer Vorausberechnungsmaschine eines Fahrzeugs, wobei die Vorausberechnungsmaschine eine Aktion basierend auf einer Gruppe von Fahrtzustandsparametern und einer Fahrtenhistorie vorausberechnet, umfassend: Erstellen eines hypothetischen Szenarios durch Modifizieren eines Fahrtzustandsparameters oder einer Kombination aus zumindest einem Fahrtzustandsparameter und zumindest einem Teil der Fahrtenhistorie; und Bereitstellen des hypothetischen Szenarios an die Vorausberechnungsmaschine, so dass die Vorausberechnungsmaschine die Aktion für das hypothetische Szenario vorausberechnet, wobei die Verfahrensschritte durch einen Prozessor durchgeführt werden.