DE112017003942T5

DE112017003942T5 - Autonomes Fahrsystem auf Basis einer elektronischen Karte und eines digitalen Kompasses

Info

Publication number: DE112017003942T5
Application number: DE112017003942.8T
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-07
Filing date: 2017-06-05
Publication date: 2019-04-25
Also published as: CN106227211B; WO2018028283A1; GB2566648B; GB2566648A; GB201900736D0; US20190171213A1; CN106227211A

Abstract

Offenbart wird in dieser Erfindung ein autonomes Fahrsystem, das auf einer elektronischen Karte und einem digitalen Kompass basiert, umfassend die elektronische Karte und den digitalen Kompass, die konfiguriert sind, um ein Fahrzeug zu programmieren. Das autonome Fahrsystem ermöglicht dessen Steuerung, Bremsen in den Kurven und Spurwechsel, indem 5 Steuerinformationen für ein Lenkkontrollsystem, ein Bremskontrollsystem und ein Motorkontrollsystem im Fahrzeug erzeugt werden, basierend auf Eingabeinformationen über ein Ziel. Die elektronische Karte berechnet den besten Weg unter Berücksichtigung der Gesamtweglänge, der Anzahl der Kurven und Radien der Kurven. Außerdem werden Fahrzeugortungsinformationen von einem Navigationssystem im Fahrzeug und Fahrzeugorientierungsinformationen vom digitalen Kompass verarbeitet, während gleichzeitig ein fahrzeugübergreifendes lokales Netzwerk (LAN) zwischen Fahrzeugen aufgebaut wird. Die vorliegende Erfindung kann das selbstfahrende Fahrzeug dazu bringen, eine genaue und hochpräzise intelligente Steuerung zu realisieren, und kann die Sicherheit des fahrerlosen Fahrens gewährleisten.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein autonomes Fahrsystem und insbesondere auf ein autonomes Fahrsystem auf der Grundlage einer elektronischen Karte und eines digitalen Kompasses und betrifft den Bereich des autonomen Fahrzeugfahrens.
HINTERGRUND
Autonomes Fahren, auch bekannt als fahrerloses Fahren oder computergestütztes Fahren, ist eine auf Computersystemen basierende Selbstfahrtechnologie. Die Entwicklung und Forschung von selbstfahrenden Autos hat in den 1970er Jahren begonnen und scheint sich nun dem Stadium der praktischen Anwendung zu nähern. So wurde beispielsweise dem autonomen Auto von Google im Mai 2012 die erste Zulassung für ein selbstfahrendes Auto in den USA erteilt.
Bestehende selbstfahrende Autos sind auf die Zusammenarbeit von künstlicher Intelligenz, visueller Datenverarbeitung, Radars, Überwachungsgeräten und einem globalen Positionierungssystem angewiesen, um es einem Computer zu ermöglichen, das Kraftfahrzeug automatisch und sicher zu steuern, ohne dass eine aktive menschliche Bedienung erforderlich ist, basierend auf den von Videokameras, Radarsensoren und Laserentfernungsmessern erfassten Verkehrsumgebungsbedingungen, und das Kraftfahrzeug entlang der vorausliegenden Straße anhand einer detaillierten Karte zu navigieren (wobei die Karte zuvor aus Daten erstellt wurde, die von Autos gesammelt wurden, die von menschlichen Fahrern gefahren wurden). Wie man durch autonome Fahrsysteme ein genaues, hochpräzises Fahren erreicht, ist das Kernanliegen beim sicheren Betrieb von selbstfahrenden Fahrzeugen. Derzeit müssen nach den Vorschriften der Nevada Motor Vehicle Administration in den USA zwei Personen in einem laufenden, selbstfahrenden Auto sitzen, von denen eine vor dem Lenkrad sitzt und die andere den Fahrweg, den Straßenzustand und die Verkehrssignale überprüft, die auf einem Computermonitor angezeigt werden. Sobald ein ungewöhnliches Ereignis eintritt, muss der Fahrer sofort in den manuellen Modus wechseln, um zu verhindern, dass das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wird. Daher wird es für selbstfahrende Fahrzeuge von großer Bedeutung und Wert sein, ein autonomes Fahrsystem zu entwickeln, das eine genaue und hochpräzise Fahrtsteuerung ermöglicht.
ZUSAMMENFASSUNG
Angesichts der oben genannten Probleme und Erfordernisse des Standes der Technik ist es Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein autonomes Fahrsystem auf der Grundlage einer elektronischen Karte und eines digitalen Kompasses bereitzustellen, das eine genaue und hochpräzise Fahrtsteuerung eines selbstfahrenden Fahrzeugs ermöglicht.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wie folgt:
Ähnlich wie bei einer Computer-gesteuerten, numerischen Steuerung (CNC) auf einer Drehmaschine sind die heutigen Fahrzeuge alle mit Navigations- und Positionierungsfunktionen sowie Radarsystemen ausgestattet. Darüber hinaus sind die vorhandenen elektronischen Karten alle in der Lage, detaillierte Straßeninformationen zu liefern. Die vorliegende Erfindung basiert nur auf diesen beiden Aspekten, um ein autonomes Fahrsystem auf der Grundlage einer elektronischen Karte und eines digitalen Kompasses bereitzustellen. Insbesondere stellt der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bereit:
Ein autonomes Fahrsystem, basierend auf einer elektronischen Karte und einem digitalen Kompass, dadurch gekennzeichnet, dass es die elektronische Karte und den digitalen Kompass umfasst, die konfiguriert sind, ein Fahrzeug zu programmieren, d.h. das autonome Fahrsystem ermöglicht dessen Steuerung, Bremsen in den Kurven und Spurwechsel, indem es Steuerinformationen für ein Lenkkontrollsystem, ein Bremskontrollsystem und ein Motorkontrollsystem im Fahrzeug erzeugt; basierend auf Eingabeinformationen über ein Ziel, berechnet die elektronische Karte den besten Weg unter Berücksichtigung der Gesamtweglänge, der Anzahl der Kurven und Radien der Kurven; außerdem werden Fahrzeugortungsinformationen von einem Navigationssystem im Fahrzeug und Fahrzeugorientierungsinformationen vom digitalen Kompass verarbeitet, während gleichzeitig ein fahrzeugübergreifendes lokales Netzwerk (LAN) (Inter-Vehicular-LAN“) zwischen Fahrzeugen aufgebaut wird.
Im Gegensatz zu typischen LANs bezieht sich der hier verwendete Begriff „Inter-Vehicular-LAN“ auf ein LAN, in dem die autonomen Fahrsysteme in den Fahrzeugen Informationen über Geschwindigkeiten, Wege, Wegänderungen und relative Positionen der Fahrzeuge untereinander austauschen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das autonome Fahrsystem seine Positionsinformationen mit elektronischen Karten in Mobiltelefonen teilen, um Fußgänger zu identifizieren. Das „Inter-Vehicular-LAN“ kann eine Reichweite von 100 Metern abdecken. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft bei der aktiven Erkennbarkeit von Fußgängerhindernissen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein autonomes Fahrsystem für einen Bus dar, dadurch gekennzeichnet, dass es Zahlungen und Abfragen des Busstatus, basierend auf elektronischen Karten, sowohl in Mobiltelefonen als auch im Fahrzeug ermöglicht.
Das autonome Fahrsystem der vorliegenden Erfindung kann den genauen Fahrtstatus des Fahrzeugs durch die Verarbeitung von Informationen, die von Umgebungs-Fahrzeugen empfangen werden, von Positionsinformationen aus elektronischen Karten und Hindernisinformationen, die von Radaren im Fahrzeug erhalten werden, bereitstellen. Die Radare funktionieren wie ein Werkzeugversatz in einem CNC-System, um das Fahrzeug in Echtzeit anzupassen, wenn kein mit einer elektronischen Karte ausgestattetes Hindernis gefunden wird. Die elektronische Karte kann auch eine Fernfrühwarnung bei Verkehrsstaus ermöglichen. Basierend auf solchen Frühwarninformationen über Verkehrsstaus kann das autonome Fahrsystem der vorliegenden Erfindung automatisch einen neuen Weg planen. Ein solcher Vorteil basiert auf Wechselwirkungen, die zwischen den Fahrzeugen bestehen. Wenn eines der Fahrzeuge beginnt, in einem anormalen Zustand zu operieren, kann sofort ein Frühwarnalarm an alle anderen Fahrzeuge innerhalb des Bereichs der Erfassung des „Inter-Vehicular-LAN“ erfolgen. Nach Erhalt der Warnung können die autonomen Fahrsysteme dieser Fahrzeuge diese anweisen, rechtzeitig zu bremsen, um mögliche Unfälle zu vermeiden und ein sicheres fahrerloses Fahren zu gewährleisten.
Figurenliste

ist ein schematisches Diagramm, das veranschaulicht, wie ein autonomes Fahrsystem auf der Grundlage einer elektronischen Karte und eines digitalen Kompasses nach der vorliegenden Erfindung funktioniert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie in dargestellt, ist das Prinzip eines autonomen Fahrsystems auf der Grundlage einer elektronischen Karte und eines digitalen Kompasses nach der vorliegenden Erfindung wie folgt:
Basierend auf Eingabeinformationen über ein Ziel berechnet die elektronische Karte den besten Weg unter Berücksichtigung der Gesamtweglänge, der Anzahl der Kurven und Radien der Kurven; außerdem werden Fahrzeugstandort-Informationen von einem Navigationssystem im Fahrzeug und Fahrzeugorientierungsinformationen vom digitalen Kompass verarbeitet. Mittels der Informationsverarbeitung durch die elektronische Karte und den digitalen Kompass 1 ermöglicht das autonome Fahrsystem das Steuern, das Bremsen an den Kurven und den Spurwechsel des Fahrzeugs, indem es Steuerinformationen für ein Lenkkontrollsystem 2, ein Bremskontrollsystem 3 und ein Motorkontrollsystem 4 im Fahrzeug erzeugt.
Das autonome Fahrsystem der vorliegenden Erfindung kann in einem Hybrid-Energiesystem mit erweiterter Reichweite effektiver eingesetzt werden. In diesem Fall ermöglichen umfassende Informationen aus der elektronischen Karte die wirtschaftlichste Energiekombination und -rückgewinnung. Die drei oben genannten Systeme funktionieren wie ein Servosystem in einem CNC-System und sind Teil des Antriebs. Die elektronische Karte ermöglicht auch Interaktionen des Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen. Dies erfordert die Einrichtung eines fahrzeugübergreifenden lokalen Netzwerks (LAN) zwischen diesen Fahrzeugen („Inter-Vehicular-LAN“) durch deren individuelle elektronische Karten.
Im Gegensatz zu typischen LANs ist unter dem hier verwendeten Begriff „Inter-Vehicular-LAN“ ein LAN zu verstehen, in dem die autonomen Fahrsysteme in den Fahrzeugen Informationen über Geschwindigkeiten, Wege, Wegänderungen und relative Positionen der Fahrzeuge untereinander austauschen können. Das autonome Fahrsystem kann seine Positionsinformationen mit elektronischen Karten in Mobiltelefonen teilen, um Fußgänger zu identifizieren, und das „Inter-Vehicular-LAN“ kann eine Reichweite von 100 Metern haben. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, um eine aktive Erkennung von Fußgängerhindernissen zu ermöglichen. Das autonome Fahrsystem der vorliegenden Erfindung kann den genauen Fahrtstatus des Fahrzeugs durch die Verarbeitung von Informationen, die von Umgebungsfahrzeugen empfangen werden, von Positionsinformationen aus elektronischen Karten und Informationen über Hindernisse, die von Radaren der Fahrzeugausstattung erkannt werden, bereitstellen. Die Radare funktionieren wie ein Werkzeugversatz in einem CNC-System, um das Fahrzeug in Echtzeit anzupassen, wenn kein mit einer elektronischen Karte ausgestattetes Hindernis gefunden wird. Die elektronischen Karten können auch eine Fernfrühwarnung bei Verkehrsstaus ermöglichen. Basierend auf solchen Frühwarninformationen über Verkehrsstaus kann das autonome Fahrsystem automatisch einen neuen Weg planen. Diese Lösung ist vorteilhaft gegenüber herkömmlichen autonomen Fahrlösungen auf Basis von Radaren, die in Fahrzeugen in größerem Umfang vorgesehen sind, da Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Fahrzeugen hergestellt werden können. Wenn eines der Fahrzeuge beginnt, in einen anormalen Zustand überzugehen, kann sofort ein Frühwarnalarm an alle anderen Fahrzeuge erfolgen, die vom „Inter-Vehicular-LAN“ erfasst sind. Nach Erhalt der Warnung können die autonomen Fahrsysteme dieser Fahrzeuge sie anweisen, rechtzeitig zu bremsen, um mögliche Unfälle zu vermeiden und eine sichere Selbstfahrt zu gewährleisten.
Beim Einsatz in einem Bus ermöglicht das autonome Fahrsystem mit elektronischer Karte und digitalem Kompass automatische Zahlungen und Abfragen zum Busstatus, basierend auf Netzwerkfunktionen der elektronischen Karten, sowohl in Mobiltelefonen als auch im Fahrzeug.
Schließlich ist anzumerken, dass die vorgenannten Ausführungsformen lediglich dazu dienen, den Gegenstand der vorliegenden Erfindung näher zu erläutern und nicht als Beschränkung des Gegenstands der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise auszulegen sind. Alle nicht wesentlichen Änderungen und Anpassungen, die von Fachleuten auf der Grundlage der vorstehenden Offenbarung vorgenommen werden, gehören zum Gegenstand der Erfindung.

Claims

Autonomes Fahrsystem, basierend auf einer elektronischen Karte und einem digitalen Kompass, dadurch gekennzeichnet, dass es die elektronische Karte und den digitalen Kompass umfasst, die konfiguriert sind, um ein Fahrzeug zu programmieren, wodurch das autonome Fahrsystem es ermöglicht, die Steuerung, Bremsen in den Kurven und Spurwechsel vorzunehmen, indem es Steuerinformationen für ein Lenkkontrollsystem, ein Bremskontrollsystem und ein Motorkontrollsystem im Fahrzeug erzeugt, wobei, basierend auf Eingabeinformationen über ein Ziel, die elektronische Karte den besten Weg unter Berücksichtigung der Gesamtweglänge, der Anzahl der Kurven und Radien der Kurven berechnet, und wobei außerdem Fahrzeugortungsinformationen von einem Navigationssystem im Fahrzeug und Fahrzeugorientierungsinformationen vom digitalen Kompass verarbeitet werden, während gleichzeitig ein fahrzeugübergreifendes lokales Netzwerk (LAN) zwischen Fahrzeugen aufgebaut wird.
Autonomes Fahrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das autonome Fahrsystem seine Positionsinformationen mit elektronischen Karten in Mobiltelefonen teilt.
Autonomes Fahrsystem für einen Bus, dadurch gekennzeichnet, dass es Zahlungen und Abfragen zum Busstatus, basierend auf elektronischen Karten, sowohl in Mobiltelefonen als auch im Fahrzeug ermöglicht.