DE112019004698T5

DE112019004698T5 - Steuerungssystem für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE112019004698T5
Application number: DE112019004698.5T
Authority: DE
Inventors: Paul John King; Andrew Fairgrieve; Bineesh Ravi; Jithin Jayaraj; Krishna Jayaprakash; Jithesh Kotteri
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US20210354725A1; WO2020057801A1; US11999378B2

Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Steuerungssystem mindestens eine Steuerung umfasst und konfiguriert ist, um: Bilddaten zu erhalten, die sich auf ein von dem Fahrzeug zu durchfahrendes Gelände beziehen, und für jeden einer Mehrzahl von Unterbereichen der Bilddaten Bestimmen von Wahrscheinlichkeitsdaten, die sich darauf beziehen, ob sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich oder einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht; und Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines Teils des Geländes, auf den sich der Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Nicht-Pfadbereich bezieht, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen; und Bestimmen eines Fahrzeugpfades in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Steuerungssystem und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Steuerungssystem, auf ein Verfahren, auf ein Fahrzeug, auf ein Computerprogrammprodukt und auf ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium.
HINTERGRUND
Fahrzeuge mit zunehmendem Autonomiegrad benötigen detaillierte Informationen über ihre Fahrumgebung. In strukturierten On-Road-Umgebungen gibt es bekannte Markierungen, die das Fahrzeug erkennen kann (z. B. Fahrbahnmarkierungen, Straßenschilder, Straßenränder). In Off-Road-Umgebungen wird dies komplexer. Einige Fahrzeugsteuerungssysteme verwenden Kameras, um Bilder der Fahrumgebung zu erfassen und auf der Grundlage der Bilder Teile des Geländes, die vom Fahrzeug durchfahren werden sollen, in verschiedene Kategorien einzuteilen, um zu versuchen, eine gewisse Struktur in die Geländeumgebung zu bringen. Bestehende Systeme haben jedoch Schwierigkeiten, das Gelände korrekt zu kategorisieren, insbesondere bei variablen Lichtverhältnissen, z. B. wenn Schatten auf das Gelände geworfen werden.
Es ist ein Ziel der Ausführungsformen der Erfindung, zumindest eine oder mehrere der Probleme des Standes der Technik zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Steuerungssystem, ein Verfahren, ein Fahrzeug und ein nichttransitorisches computerlesbares Medium gemäß den beigefügten Ansprüchen bereit.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um einen zukünftigen Pfad für das Fahrzeug über ein Gelände zu bestimmen. Typischerweise ist das Steuerungssystem konfiguriert, um den zukünftigen Pfad in Abhängigkeit von Bilddaten zu bestimmen, die von einem oder mehreren Bildsensoren des Fahrzeugs erfasst werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um Bilddaten zu erhalten, die sich auf ein von dem Fahrzeug zu durchquerendes Gelände beziehen, und für jeden einer Vielzahl von Unterbereichen der Bilddaten Bestimmen von Wahrscheinlichkeitsdaten, die sich darauf beziehen, ob sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich oder einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht; und Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines Teils des Geländes, auf den sich der Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Nicht-Pfadbereich bezieht, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Steuerungssystem kann konfiguriert sein, einen (typischerweise zukünftigen) Fahrzeugpfad für ein Fahrzeug zu bestimmen, um ein Gelände zu durchqueren. Das Steuerungssystem kann konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob Wahrscheinlichkeitsdaten, die sich auf jeden einer Vielzahl von jeweiligen Geländeabschnitten beziehen, die von dem Fahrzeug durchquert werden sollen, ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass sie sich auf einen Pfadbereich des Geländes beziehen, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sie sich auf einen Nicht-Pfadbereich des Geländes beziehen, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen. Das Steuerungssystem kann so konfiguriert sein, dass es in Abhängigkeit von den genannten Feststellungen die Kosten für das Durchfahren der jeweiligen Geländeabschnitte durch das Fahrzeug bestimmt. Das Steuerungssystem kann konfiguriert sein, in Abhängigkeit von den ermittelten Kosten einen (typischerweise zukünftigen) Fahrzeugpfad zu bestimmen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Steuerungssystem kann mindestens ein Steuergerät umfassen. Das Steuerungssystem kann konfiguriert sein, um Bilddaten zu erhalten, die sich auf ein von dem Fahrzeug zu durchfahrendes Gelände beziehen, und für jeden einer Vielzahl von Unterbereichen der Bilddaten: Wahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die sich darauf beziehen, ob sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich oder einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht; dem Unterbereich gemäß einer mindestens dreistufigen Kostenzuordnungsstruktur in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten Kosten zuzuordnen; und einen (typischerweise zukünftigen) Fahrzeugpfad in Abhängigkeit von den zugeordneten Kosten zu bestimmen.
Es wird verstanden, dass der Fahrzeugpfad ein Pfad für das Fahrzeug ist, um das Gelände zu durchqueren.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es den jeweiligen Teilbereichen unterschiedliche Kosten in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten zuordnet, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass der Teilbereich sich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass der Teilbereich sich auf den Nicht-Pfadbereich bezieht, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Steuerungssystem mindestens ein Steuergerät umfasst und konfiguriert ist, um:

Bilddaten zu erhalten, die sich auf ein von dem Fahrzeug zu durchfahrendes Gelände beziehen, und für jeden einer Mehrzahl von Unterbereichen der Bilddaten
Bestimmen von Wahrscheinlichkeitsdaten, die sich darauf beziehen, ob sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich oder einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht; und
Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines Teils des Geländes, auf den sich der Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Nicht-Pfadbereich bezieht, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen; und
Bestimmen eines (typischerweise zukünftigen) Fahrzeugpfades in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten.

Durch Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug, um einen Teil des Geländes zu durchqueren, auf den sich jeder Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit davon, ob die Wahrscheinlichkeitsdaten ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien oder keines von beiden erfüllen, können genauere Kosten für das Fahrzeug bestimmt werden, um die genannten Teile des Geländes zu durchqueren, und ein optimalerer Fahrzeugpfad kann somit in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten bestimmt werden.
Es kann z.B. sein, dass der Pfadbereich des Geländes, auf den sich die Bilddaten beziehen, einen schattigen Teil umfasst, wie z.B. einen Teil eines Pfades im Schatten eines Baumes oder Busches. Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeitsdaten feststellt, dass der abgeschattete Abschnitt des Pfadbereichs entweder ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien oder ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien nicht erfüllt. Es kann sein, dass dies dazu führt, dass für den abgeschatteten Abschnitt des Pfadbereichs ein Zwischenkostenwert zwischen einem Kostenwert, der einem Pfadbereich zugeordnet ist, und einem Kostenwert, der einem Nicht-Pfadbereich zugeordnet ist, ermittelt wird. In diesem Fall kann es sein, dass der ermittelte (z.B. kostengünstigste) Fahrzeugpfad einen abgeschatteten Teil des Pfadbereichs umfasst. Umgekehrt, wenn ein abgeschatteter Pfadbereich stattdessen als Nicht-Pfadbereich des Geländes kategorisiert wurde, würde der ermittelte (z.B. kostengünstigste) Fahrzeugpfad typischerweise einen solchen abgeschatteten Pfadbereich nicht durchqueren, was dazu führen kann, dass ein weniger optimaler Fahrzeugpfad ermittelt wird.
Es kann sein, dass die Wahrscheinlichkeitsdaten, die weder ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, darauf hinweisen, dass aus den Wahrscheinlichkeitsdaten nicht mit ausreichender Sicherheit bestimmt werden kann, dass sich der Teilbereich auf den Pfadbereich oder den Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht.
Es kann sein, dass jeder der Teilbereiche der Bilddaten mehr als ein Pixel der genannten Bilddaten umfasst. Es kann sein, dass die Bilddaten zweidimensionale (2D) Bilddaten umfassen. Es kann sein, dass die Bilddaten Farbbilddaten enthalten. Es kann sein, dass die ermittelten Kosten für jedes der genannten Teilgebiete keine Hindernisse des Geländes berücksichtigen. Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es die genannten Bilddaten von einem oder mehreren Bildsensoren des Fahrzeugs erhält.
Es versteht sich, dass sich der Begriff „Kosten“ auf eine Strafe oder eine Belohnung beziehen kann, die mit einem Teil des vom Fahrzeug zu durchfahrenden Geländes verbunden ist. Erhöhte oder relativ hohe Kosten können sich auf eine erhöhte oder relativ hohe Strafe oder eine reduzierte oder relativ niedrige Belohnung beziehen. Gleichermaßen können sich reduzierte oder relativ niedrige Kosten auf eine reduzierte oder relativ niedrige Strafe oder eine erhöhte oder relativ hohe Belohnung beziehen. Ein Zwischenwert kann sich auf Kosten oder Belohnungen zwischen einer relativ niedrigen Strafe und einer relativ hohen Strafe, zwischen einer relativ niedrigen Belohnung und einer relativ hohen Belohnung oder zwischen einer Strafe und einer Belohnung beziehen.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es in einem autonomen Fahrmodus arbeitet, wie z. B. einem Fahrmodus mit Autonomiestufe 1, 2, 3, 4 oder 5 (z. B. Stufe 2 Autonomie). Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es in einem autonomen Off-Road-Fahrmodus arbeitet. Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es in einem autonomen Fahrmodus mit niedriger Geschwindigkeit oder sowohl in einem autonomen Fahrmodus mit niedriger Geschwindigkeit als auch in einem Geländefahrmodus arbeitet.
Es kann sein, dass es sich bei dem Gelände um Offroad-Gelände handelt.
Es kann sein, dass die Funktionalität des Steuerungssystems von dem mindestens einen Steuergerät ausgeführt wird. Es kann sein, dass das mindestens eine Steuergerät in Hardware, Software, Firmware oder einer beliebigen Kombination davon implementiert ist. Es kann sein, dass das mindestens eine Steuergerät einen oder mehrere elektronische Prozessoren umfasst. Es kann sein, dass ein oder mehrere oder jeder der elektronischen Prozessoren Hardware-Prozessoren sind. Es kann sein, dass das mindestens eine Steuergerät eine elektronische Steuereinheit umfasst oder aus einer solchen besteht.
Es kann sein, dass das mindestens eine Steuergerät insgesamt umfasst:

mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem Eingang zum Empfangen der Bilddaten; und
mindestens eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Anweisungen gespeichert sind,
wobei der mindestens eine elektronische Prozessor so konfiguriert ist, dass er auf die mindestens eine Speichervorrichtung zugreift und die Anweisungen darauf ausführt, um die Wahrscheinlichkeitsdaten, die Kostendaten und den Fahrzeugpfad zu bestimmen.

Es kann sein, dass das Steuerungssystem konfiguriert ist, das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem ermittelten Fahrzeugpfad zu steuern, z.B. in einem autonomen Fahrmodus.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel von einem oder mehreren Rädern, die dem Fahrzeug zugeordnet sind, in Abhängigkeit von dem ermittelten Fahrzeugpfad zu steuern, z. B. in einem autonomen Fahrmodus. Durch die autonome Steuerung des Lenkwinkels in Abhängigkeit von dem ermittelten Fahrzeugpfad kann das Fahrzeug autonom entlang des Fahrzeugpfades gelenkt werden. Es kann sein, dass das Steuerungssystem konfiguriert ist, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem ermittelten Fahrzeugpfad zu steuern, z. B. in einem oder dem autonomen Fahrmodus. Durch die (autonome) Steuerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem ermittelten Fahrzeugpfad kann autonom eine optimale Fahrzeuggeschwindigkeit gewählt werden, mit der das Fahrzeug den Fahrzeugpfad sicher und komfortabel durchfährt.
Es kann vorgesehen sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jeden der genannten Teilbereiche unterschiedliche Kosten (z.B. unterschiedliche Kosten pro Einheitsstrecke oder unterschiedliche Kosten pro Einheitszeit) für den jeweiligen Teilbereich ermittelt, je nachdem, ob die Wahrscheinlichkeitsdaten ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen. Vorteilhaft ist, dass durch die Ermittlung unterschiedlicher Kosten für Teilbereiche, die als Pfadbereiche des Geländes, Nicht-Pfadbereiche des Geländes und Bereiche des Zuges, die nicht eindeutig als Pfadbereiche des Geländes oder Nicht-Pfadbereiche des Geländes klassifiziert werden können, ein optimalerer Fahrzeugpfad ermittelt werden kann.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jeden der genannten Teilbereiche die Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt, indem es aus den Bilddaten Bildinhaltsdaten bestimmt, die sich auf den genannten Teilbereich beziehen, und die Bildinhaltsdaten mit einem Pfadmodell vergleicht, das sich auf den Pfadbereich des Geländes bezieht. Es versteht sich, dass die Wahrscheinlichkeitsdaten umso aussagekräftiger sind, je größer die Korrelation zwischen den Bildinhaltsdaten und dem Pfadmodell ist, dass sich der jeweilige Teilbereich auf einen Pfadbereich des Geländes bezieht (und umgekehrt).
Es kann sein, dass die Bildinhaltsdaten indikativ für einen Farbinhalt des Teilbereichs sind. Es kann sein, dass die Bildinhaltsdaten einen Texturinhalt des Teilbereichs angeben. Es kann sein, dass die Bildinhaltsdaten einen Farb- und Texturinhalt des Teilbereichs angeben.
Es kann sein, dass das Pfadmodell von historischen Bilddaten bezüglich des Geländes abhängig ist. Dadurch, dass das Pfadmodell von historischen Bilddaten bezüglich des Geländes abhängig ist, kann vorteilhafterweise ein genaues, stabiles, kundenspezifisches Pfadmodell für den Pfad des vom Fahrzeug zu durchfahrenden Geländes erzeugt werden. Dies hilft, genauer zu bestimmen, ob ein Teilbereich der Bilddaten sich wahrscheinlich auf einen Pfadbereich des Geländes bezieht.
Es kann sein, dass das Fahrzeug eine Vielzahl von Rädern hat. Es kann sein, dass jedes dieser Räder mit einem entsprechenden Reifen ausgestattet ist. Es kann sein, dass das Pfadmodell auf Bilddaten des Reifenbereichs basiert, die sich auf die Positionen eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs im Gelände beziehen. Vorteilhafterweise stellen die Positionen auf dem Gelände eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs eine genaue Referenz dar, auf der das Pfadmodell basieren kann, da im Allgemeinen davon ausgegangen werden kann, dass die Fahrzeugreifen auf einem Pfadbereich des Geländes vorgesehen sind, beispielsweise wenn das Steuerungssystem in einen autonomen Fahrmodus eintritt.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es das Pfadmodell in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Teilbereiche der Bilddaten bestimmt (z. B. aktualisiert), die sich auf die Position(en) eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs auf dem Gelände beziehen. Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es den einen oder die mehreren Teilbereiche der Bilddaten, die sich auf den/die Ort(e) auf dem Gelände eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs beziehen, in Abhängigkeit von Ortsdaten bestimmt, die einen Ort des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt angeben, nachdem die Bilddaten erfasst wurden. Vorteilhafterweise können so die Bilddaten des Reifenbereichs aus zuvor erfassten Einzelbildern von Bilddaten bestimmt werden.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es die besagten Ortsdaten durch die Durchführung visueller Odometrie oder inertialer Odometrie in Bezug auf das Fahrzeug oder aus Satellitenpositionsdaten (z. B. Global Positioning System (GPS)-Daten), die den Standort des Fahrzeugs anzeigen, bestimmt. Vorteilhafterweise können dabei in der Regel vorhandene Sensoren des Fahrzeugs zur Ermittlung der besagten Ortsdaten verwendet werden.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jede der Unterregionen die Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt, indem es aus den Bilddaten Bildinhaltsdaten bestimmt, die sich auf die Unterregion beziehen, und die Bildinhaltsdaten mit einem Nicht-Pfad-Modell vergleicht, das sich auf eine Nicht-Pfad-Region des Geländes bezieht. Es versteht sich, dass, je größer die Korrelation zwischen den Bildinhaltsdaten und dem Nicht-Pfad-Modell ist, desto mehr Wahrscheinlichkeitsdaten darauf hinweisen, dass sich der jeweilige Teilbereich auf einen Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht (und umgekehrt).
Es kann sein, dass das Pfadmodell ein Mischmodell ist. Es kann sein, dass das Pfadmodell ein Gaußsches Mischmodell (GMM) oder ein anderes geeignetes statistisches Modell ist. Es kann sein, dass das Nicht-Pfad-Modell ein Mixture-Modell ist. Es kann sein, dass das Nicht-Pfad-Modell ein Gaußsches Mischungsmodell (GMM) oder ein anderes geeignetes statistisches Modell ist.
Es kann sein, dass das Nichtpfadmodell von historischen Bilddaten des Geländes abhängig ist. Dadurch, dass das Nicht-Pfad-Modell von historischen Bilddaten bezüglich des Geländes abhängig ist, kann vorteilhafterweise ein genaues, stabiles, kundenspezifisches Nicht-Pfad-Modell für das spezifische, vom Fahrzeug zu durchfahrende Gelände erzeugt werden. Dies hilft, genauer zu bestimmen, ob ein Teilbereich der Bilddaten sich wahrscheinlich auf einen Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht.
Es kann sein, dass das Nicht-Pfad-Modell auf Bilddaten basiert, die sich auf einen oder mehrere Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes beziehen, die seitlich vom Fahrzeug versetzt sind. Vorteilhafterweise stellen Bilddaten, die sich auf einen oder mehrere vom Fahrzeug seitlich versetzte Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes beziehen, typischerweise eine genaue Referenz dar, auf der das Nicht-Pfad-Modell basieren kann, da im Allgemeinen davon ausgegangen werden kann, dass sich das Gelände auf beiden Seiten des Fahrzeugs auf einen Nicht-Pfad-Bereich bezieht, insbesondere wenn das Fahrzeug im Gelände unterwegs ist.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jede der Unterregionen: die Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt, indem es: Bildinhaltsdaten von der Unterregion bestimmt; die Bildinhaltsdaten mit einem Pfadmodell vergleicht, um Pfadwahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die sich auf eine Wahrscheinlichkeit beziehen, dass sich die Unterregion auf die Pfadregion des Geländes bezieht; die Bildinhaltsdaten mit einem Nicht-Pfad-Modell vergleicht, um Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die sich auf eine Wahrscheinlichkeit beziehen, dass sich die Unterregion auf die Nicht-Pfad-Region des Geländes bezieht; und die Wahrscheinlichkeitsdaten basierend auf den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es aus den Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten sekundäre Pfadwahrscheinlichkeitsdaten ableitet, wobei die sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten anzeigen, ob sich der jeweilige Teilbereich auf den Pfadbereich des Geländes bezieht. Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es die genannten Wahrscheinlichkeitsdaten durch Kombination der Pfadwahrscheinlichkeitsdaten mit den Sekundärpfadwahrscheinlichkeitsdaten bestimmt. Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es die Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt, indem es unterschiedliche Gewichtungen auf die Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und die Sekundärpfadwahrscheinlichkeitsdaten anwendet und die gewichteten Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und die gewichteten Sekundärpfadwahrscheinlichkeitsdaten kombiniert. Es kann sein, dass den Pfadwahrscheinlichkeitsdaten ein größeres Gewicht gegeben wird als den Sekundärpfadwahrscheinlichkeitsdaten. Alternativ kann es sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es die Pfadwahrscheinlichkeitsdaten mit den Sekundärpfadwahrscheinlichkeitsdaten kombiniert, indem es die gleichen Gewichtungen auf die Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitsdaten anwendet, oder dass den Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitsdaten eine größere Gewichtung zugewiesen wird. Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es die auf die Pfadwahrscheinlichkeitsdaten anzuwendende Gewichtung auf der Grundlage von Vertrauensdaten bestimmt, die mit einer oder mehreren Pfadgrenzen verbunden sind, die aus den Pfadwahrscheinlichkeitsdaten bestimmt wurden (und optional auf Vertrauensdaten, die mit einer oder mehreren Pfadgrenzen verbunden sind, die aus den sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten bestimmt wurden). In ähnlicher Weise kann es sein, dass das Steuerungssystem konfiguriert ist, um das auf die sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten anzuwendende Gewicht zu bestimmen, basierend auf Konfidenzdaten, die mit einer oder mehreren Pfadgrenzen verbunden sind, die aus den sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten bestimmt wurden (und optional auf Konfidenzdaten, die mit einer oder mehreren Pfadgrenzen verbunden sind, die aus den Pfadwahrscheinlichkeitsdaten bestimmt wurden). Es kann sein, dass die Pfadgrenzen Grenzen zwischen Pfad- und Nicht-Pfadbereichen des Geländes sind.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jeden der Teilbereiche die Wahrscheinlichkeitsdaten durch Verrechnung der Pfadwahrscheinlichkeitsdaten in Abhängigkeit von den Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitsdaten bestimmt. Es kann sein, dass Wahrscheinlichkeiten der Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten von entsprechenden Wahrscheinlichkeiten der Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten subtrahiert werden.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jede einer Vielzahl von möglichen Trajektorien des Fahrzeugs über das Gelände: Kostendaten möglicher Trajektorien in Abhängigkeit von den ermittelten Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren von zumindest einigen der von der möglichen Trajektorie durchquerten Unterregionen bestimmt, wobei sich die Kostendaten der möglichen Trajektorien auf die Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren von zumindest einem Teil der jeweiligen möglichen Trajektorie beziehen; und den (zukünftigen) Fahrzeugpfad durch Auswählen einer möglichen Trajektorie aus der Vielzahl von möglichen Trajektorien in Abhängigkeit von den Kostendaten der möglichen Trajektorien - bestimmt.
Vorteilhafterweise ist die Vielzahl der möglichen Trajektorien typischerweise eine Teilmenge aller möglichen Trajektorien des Fahrzeugs über das Gelände. Durch die Ermittlung der Kosten für eine Teilmenge aller möglichen Trajektorien des Fahrzeugs über das Gelände und die Bestimmung (z.B.) des kostengünstigsten Pfades aus dieser Teilmenge kann schneller und mit weniger Aufwand ein zumindest annähernd optimaler Fahrzeugpfad ermittelt werden, als wenn die Kosten für alle möglichen Trajektorien des Fahrzeugs ermittelt werden müssten.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: 3D-Daten in Bezug auf das Gelände zu erhalten; und für jeweilige Abschnitte des Geländes, die sich auf jede einer Vielzahl der Unterregionen beziehen, die Kosten für das Fahrzeug zu bestimmen, um den jeweiligen Abschnitt des Geländes, auf den sich die jeweilige Unterregion bezieht, in Abhängigkeit von den 3D-Daten zu durchfahren.
Es kann sein, dass die 3D-Daten in Bezug auf das Gelände (z.B.) von einem Stereobildverarbeitungssystem des Fahrzeugs oder von einem radarbasierten Geländevermessungssystem, einem laserbasierten Geländevermessungssystem oder einem akustischen Vermessungssystem bestimmt werden.
Es kann sein, dass das mindestens eine Steuergerät des Steuerungssystems konfiguriert ist, um in Abhängigkeit von den ermittelten Kosten eine Kostenkarte für das Fahrzeug zu bestimmen, wobei die Kostenkarte in Bezug auf eine globale Referenz definiert ist. Durch das Definieren der Kostenkarte in Bezug auf eine globale Referenz ist es weniger verarbeitungsintensiv, die Kostenkarte in Echtzeit zu aktualisieren, wodurch es auch weniger verarbeitungsintensiv ist, einen zukünftigen Pfad für das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Kostenkarte in Echtzeit zu bestimmen. Dies ermöglicht ein verbessertes autonomes Fahren des Fahrzeugs, zum Beispiel durch ein Steuerungssystem des Fahrzeugs.
Es kann sein, dass die Kostenkarte eine Orientierung hat, die in Bezug auf eine globale Orientierungsreferenz definiert ist. In diesem Fall dreht sich die Kostenkarte typischerweise nicht mit dem Fahrzeug, wenn sich das Fahrzeug dreht. Das heißt, die Kostenkarte bleibt typischerweise in Bezug auf die globale Orientierungsreferenz orientiert, unabhängig von einer Orientierung des Fahrzeugs.
Die globale Orientierungsreferenz kann z.B. ein Magnetpol der Erde sein.
Es kann sein, dass die Kostenkarte in Bezug auf einen global referenzierten Ort definiert ist. Es kann sein, dass die Kostenkarte einen Referenzpunkt hat, der mit dem global referenzierten Ort verbunden ist. Typischerweise ist der Referenzpunkt ein Ursprung der Kostenkarte. Typischerweise wird der global referenzierte Ort durch global referenzierte Ortskoordinaten dargestellt.
Es kann sein, dass sich der global referenzierte Ort der Kostenkarte in Abhängigkeit von der Translation des Fahrzeugs über das Gelände ändert.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es Kostendaten aus der Kostenkarte in Abhängigkeit von einer Änderung des global referenzierten Ortes entfernt. Typischerweise ist das Steuerungssystem so konfiguriert, dass es ausgewählte Kostendaten aus der Kostenkarte in Abhängigkeit von einer Bewegungsrichtung des global referenzierten Ortes entfernt.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es in Abhängigkeit von einer Änderung des global referenzierten Ortes Kostendaten zu der Kostenkarte hinzufügt. Typischerweise ist das Steuerungssystem so konfiguriert, dass es ausgewählte Kostendaten in Abhängigkeit von einer Bewegungsrichtung des global referenzierten Ortes zu der Kostenkarte hinzufügt.
Es kann sein, dass die mindestens eine Steuerung ein Steuergerät umfasst, der so konfiguriert ist, dass er erste (z. B. Sensor- oder Kosten-) Daten, die sich auf einen ersten global referenzierten Ort beziehen, und zweite (z. B. Sensor- oder Kosten-) Daten, die sich auf einen zweiten global referenzierten Ort beziehen, der sich von dem ersten global referenzierten Ort unterscheidet, erhält und die Kostenkarte in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Daten bestimmt.
Es kann sein, dass die ersten und zweiten Daten auf eine oder die globale Orientierungsreferenz bezogen sind.
Es kann sein, dass sich die ersten Daten auf eine erste Ausrichtung des Fahrzeugs beziehen. Es kann sein, dass sich die zweiten Daten auf eine zweite Ausrichtung des Fahrzeugs beziehen, die sich von der ersten Ausrichtung unterscheidet. Es kann sein, dass die ersten und/oder zweiten Daten Kostendaten umfassen, die sich auf die Kosten für das Fahrzeug beziehen, um zumindest einen Teil eines Geländes zu durchqueren. Es kann sein, dass die ersten und/oder zweiten Daten Sensordaten von jeweiligen Umgebungssensoren des Fahrzeugs umfassen. Es kann sein, dass die ersten Daten Daten von einer ersten elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs umfassen. Es kann sein, dass die zweiten Daten Daten von der ersten elektronischen Steuereinheit oder von einer zweiten elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs umfassen, die von der ersten elektronischen Steuereinheit getrennt ist. Es kann sein, dass das erste und das zweite elektronische Steuergerät asynchron sind.
Es kann sein, dass das Steuergerät konfiguriert ist, um: Standortdaten zu erhalten, die sich auf jede der ersten und zweiten (z.B. Sensor- oder Kosten-) Daten beziehen; und die Kostenkarte in Abhängigkeit von den Standortdaten zu bestimmen.
Es kann sein, dass die Standortdaten den ersten und zweiten global referenzierten Standort umfassen. Es kann sein, dass die ersten und zweiten global referenzierten Orte Orte eines Teils des Fahrzeugs sind, die einen Referenzpunkt, wie z.B. einen Ursprung, für ein Koordinatensystem eines Fahrzeugsensors bereitstellen, auf den sich die genannten ersten und/oder zweiten Daten beziehen. Es kann sein, dass die Standortdaten einen global referenzierten Standort in Bezug auf die Kostendaten (z. B. eine Kostenkarte) der jeweiligen ersten oder zweiten Daten umfassen.
Es kann sein, dass die Standortdaten Satellitenpositionsdaten (z. B. Global Positioning System-Daten) umfassen, die den Standort des Fahrzeugs angeben. Es kann sein, dass die Standortdaten durch visuelle Odometrie oder durch inertiale Odometrie bestimmt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugpfades bereitgestellt, umfassend

Erhalten von Bilddaten, die sich auf ein von dem Fahrzeug zu durchquerendes Gelände beziehen, und für jeden einer Mehrzahl von Unterbereichen der Bilddaten
Bestimmen von Wahrscheinlichkeitsdaten, die sich darauf beziehen, ob sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich oder einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht; und
Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines Teils des Geländes, auf den sich der Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Nicht-Pfadbereich bezieht, oder weder ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen; und
Bestimmen eines (zukünftigen) Fahrzeugpfades in Abhängigkeit von den ermittelten Kosten oder Ausgeben von ermittelten Kosten, in Abhängigkeit von denen ein Fahrzeugpfad bestimmt werden kann.

Es kann sein, dass das Verfahren irgendeine der hier besprochenen Funktionalitäten umfasst, die von dem Steuerungssystem ausgeführt werden.
Beispielsweise kann das Verfahren die Steuerung des Fahrzeugs (z. B. Lenkung oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs) in Abhängigkeit von dem ermittelten Fahrzeugpfad umfassen.
Es kann sein, dass das Verfahren umfasst, für jede der Unterregionen unterschiedliche Kosten (z.B. unterschiedliche Kosten pro Einheitsstrecke oder unterschiedliche Kosten pro Einheitszeit) für die jeweilige Unterregion zu bestimmen, abhängig davon, ob die Wahrscheinlichkeitsdaten ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen.
Es kann sein, dass das Verfahren für jede der Unterregionen die Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsdaten umfasst, indem: aus den Bilddaten Bildinhaltsdaten bestimmt werden, die sich auf die Unterregion beziehen; und die Bildinhaltsdaten mit einem Pfadmodell verglichen werden, das sich auf die Pfadregion des Geländes bezieht.
Es kann sein, dass das Verfahren das Bestimmen des Pfadmodells in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Unterbereiche der Bilddaten umfasst, die sich auf die Position(en) eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs auf dem Gelände beziehen. Es kann sein, dass das Verfahren das Bestimmen des einen oder der mehreren Unterbereiche der Bilddaten, die sich auf den/die Ort(e) auf dem Gelände eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs beziehen, in Abhängigkeit von Ortsdaten umfasst, die einen Ort des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt angeben, nachdem die Bilddaten erfasst wurden. Es kann sein, dass das Verfahren das Bestimmen der Positionsdaten durch Ausführen einer visuellen Odometrie oder einer Inertial-Odometrie in Bezug auf das Fahrzeug oder aus Satellitenpositionierungsdaten (z.B. Global Positioning System-Daten), die die Position des Fahrzeugs angeben, umfasst.
Es kann sein, dass das Verfahren für jede der Unterregionen die Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsdaten umfasst, indem: aus den Bilddaten Bildinhaltsdaten bestimmt werden, die sich auf die Unterregion beziehen; und die Bildinhaltsdaten mit einem Nicht-Pfadmodell verglichen werden.
Es kann sein, dass das Verfahren für jede der Unterregionen umfasst: Bestimmen der Wahrscheinlichkeitsdaten durch: Bestimmen von Bildinhaltsdaten aus der Unterregion; Vergleichen der Bildinhaltsdaten mit einem Pfadmodell, um Pfadwahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die sich auf eine Wahrscheinlichkeit beziehen, dass sich die Unterregion auf den Pfadbereich des Geländes bezieht; Vergleichen der Bildinhaltsdaten mit einem Nicht-Pfad-Modell, um Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die sich auf eine Wahrscheinlichkeit beziehen, dass sich die Unterregion auf den Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht; und Bestimmen der Wahrscheinlichkeitsdaten basierend auf den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten.
Es kann sein, dass das Verfahren für jede aus einer Vielzahl von möglichen Trajektorien des Fahrzeugs über das Gelände umfasst: Bestimmen von Kostendaten möglicher Trajektorien in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten für das Fahrzeug, um zumindest einige der Unterregionen zu durchqueren, die von der möglichen Trajektorie durchquert werden, wobei die Kostendaten der möglichen Trajektorien sich auf die Kosten für das Fahrzeug beziehen, um zumindest einen Teil der jeweiligen möglichen Trajektorie zu durchqueren; und Bestimmen des (zukünftigen) Fahrzeugpfades durch Auswählen einer möglichen Trajektorie aus der Vielzahl von möglichen Trajektorien in Abhängigkeit von den Kostendaten möglicher Trajektorien .
Es kann sein, dass das Verfahren das Erhalten von 3D-Daten in Bezug auf das Gelände umfasst; und, für jeweilige Teile des Geländes, die sich auf jede aus einer Vielzahl der Unterregionen beziehen, das Bestimmen der Kosten für das Fahrzeug, um den jeweiligen Teil des Geländes zu durchqueren, auf den sich die jeweilige Unterregion bezieht, in Abhängigkeit von den 3D-Daten.
Es kann sein, dass das Verfahren das Bestimmen einer Kostenkarte für das Fahrzeug in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren der Unterregionen umfasst, wobei die Kostenkarte in Bezug auf eine globale Referenz definiert ist.
Es kann sein, dass die Kostenkarte einen Referenzpunkt aufweist, der mit einem global referenzierten Ort verbunden ist. Es kann sein, dass das Verfahren das Ändern des global referenzierten Ortes der Kostenkarte in Abhängigkeit von der Translation des Fahrzeugs über das Gelände umfasst. Typischerweise bleibt die Kostenkarte in Bezug auf die globale Referenz ausgerichtet.
Es kann sein, dass das Verfahren das Entfernen von Kostendaten aus der Kostenkarte in Abhängigkeit von einer Änderung der global referenzierten Position umfasst. Es kann sein, dass das Verfahren das Hinzufügen von Kostendaten zu der Kostenkarte in Abhängigkeit von einer Änderung der global referenzierten Position umfasst.
Es kann sein, dass das Verfahren umfasst: Erhalten von ersten (z.B. Sensor- oder Kosten-) Daten, die sich auf einen ersten global referenzierten Ort beziehen; Erhalten von zweiten (z.B. Sensor- oder Kosten-) Daten, die sich auf einen zweiten global referenzierten Ort beziehen, der sich von dem ersten global referenzierten Ort unterscheidet; und Bestimmen der Kostenkarte in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Daten.
Es kann sein, dass das Verfahren umfasst: Erhalten von Ortsdaten, die sich auf die ersten und zweiten Daten beziehen; und Aktualisieren der Kostenkarte in Abhängigkeit von den Ortsdaten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein hierin beschriebenes Steuerungssystem umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das computerlesbare Anweisungen umfasst, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, die Durchführung eines hierin beschriebenen Verfahrens bewirken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium bereitgestellt, das computerlesbare Anweisungen umfasst, die bei Ausführung durch einen Prozessor die Durchführung eines hierin beschriebenen Verfahrens bewirken.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Kostenkarte, die sich an einer globalen Referenz orientiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Steuerungssystem ein Steuergerät umfasst, der konfiguriert ist, um:

Erhalten (z.B. Empfangen oder Abrufen aus einem Speicher) von ersten Daten, die sich auf einen ersten global referenzierten Ort beziehen;
Erhalten (z.B. Empfangen oder Abrufen aus einem Speicher) von zweiten Daten, die sich auf einen zweiten global referenzierten Ort beziehen, der sich von dem ersten global referenzierten Ort unterscheidet; und
Bestimmen einer Kostenkarte, die sich auf die Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines Geländes bezieht, in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Daten,
wobei die Kostenkarte in Bezug auf eine globale Referenz definiert ist.

Indem die ersten und zweiten Daten auf global referenzierte Orte referenziert werden und die Kostenkarte in Bezug auf eine globale Referenz definiert wird, ist es weniger verarbeitungsintensiv, die Kostenkarte in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Daten in Echtzeit zu aktualisieren, wodurch es auch weniger verarbeitungsintensiv wird, einen zukünftigen Pfad für das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Kostenkarte in Echtzeit zu bestimmen. Dies ermöglicht ein verbessertes autonomes Fahren des Fahrzeugs, zum Beispiel durch ein Steuerungssystem des Fahrzeugs.
Dementsprechend kann es sein, dass das Steuerungssystem konfiguriert ist, einen zukünftigen Pfad für das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Kostenkarte zu bestimmen, z. B. in einem autonomen Fahrmodus. Es kann sein, dass das Steuerungssystem konfiguriert ist, um das Fahrzeug (z.B. die Lenkung und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs) in Abhängigkeit von dem zukünftigen Pfad zu steuern, z.B. in einem autonomen Fahrmodus.
Es kann sein, dass das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jede einer Vielzahl von möglichen Trajektorien des Fahrzeugs über das Gelände: Kostendaten möglicher Trajektorien für das Fahrzeug bestimmt, um zumindest einen Teil der jeweiligen möglichen Trajektorie in Abhängigkeit von der Kostenkarte zu durchqueren; und den (zukünftigen) Fahrzeugpfad durch Auswahl einer möglichen Trajektorie aus der Vielzahl von möglichen Trajektorien in Abhängigkeit von den Kostendaten möglicher Trajektorien bestimmt.
Es kann sein, dass die Kostenkarte eine Orientierung hat, die in Bezug auf eine globale Orientierungsreferenz definiert ist. In diesem Fall dreht sich die Kostenkarte typischerweise nicht mit dem Fahrzeug, wenn sich das Fahrzeug dreht. Das heißt, die Kostenkarte bleibt typischerweise in Bezug auf die globale Orientierungsreferenz orientiert, unabhängig von einer Orientierung des Fahrzeugs. Dies erleichtert dem Steuergerät vorteilhafterweise die Kombination der ersten und zweiten Daten.
Es kann sein, dass sich die ersten und zweiten Daten auf eine oder die globale Orientierungsreferenz beziehen.
Es kann sein, dass sich die ersten Daten auf eine erste Ausrichtung des Fahrzeugs beziehen.
Es kann sein, dass sich die zweiten Daten auf eine zweite Ausrichtung des Fahrzeugs beziehen, die sich von der ersten Ausrichtung unterscheidet.
Es kann sein, dass die Kostenkarte in Bezug auf einen global referenzierten Ort definiert ist.
Es kann sein, dass die ersten Daten Daten von einem ersten elektronischen Steuergerät des Fahrzeugs umfassen.
Es kann sein, dass die zweiten Daten Daten von einem zweiten elektronischen Steuergerät des Fahrzeugs umfassen, das von dem ersten elektronischen Steuergerät getrennt ist.
Es kann sein, dass das erste und das zweite elektronische Steuergerät asynchron sind.
Es kann sein, dass das Steuergerät so konfiguriert ist, dass es Standortdaten erhält, die sich auf die ersten und zweiten Daten beziehen. Es kann sein, dass die Ortsdaten den ersten und zweiten global referenzierten Ort umfassen. Es kann sein, dass der erste und der zweite global referenzierte Ort Orte eines Teils des Fahrzeugs sind, die einen Referenzpunkt, wie einen Ursprung, für ein Koordinatensystem eines Fahrzeugsensors bereitstellen, auf den sich die ersten und/oder zweiten Daten beziehen. Es kann sein, dass die Standortdaten einen global referenzierten Standort in Bezug auf Kostendaten (z. B. eine Kostenkarte) umfassen, die sich auf die jeweiligen ersten oder zweiten Daten beziehen.
Es kann sein, dass die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie die Kostenkarte unter Bezugnahme auf die Standortdaten aktualisiert.
Es kann sein, dass die Standortdaten durch visuelle Odometrie oder durch inertiale Odometrie bestimmt werden. Es kann sein, dass die Standortdaten Satellitenpositionsdaten umfassen.
Es kann sein, dass die ersten und/oder zweiten Daten Kostendaten umfassen, die sich auf die Kosten beziehen, die dem Fahrzeug für die Durchquerung mindestens eines Teils eines Geländes entstehen.
Es kann sein, dass die ersten und/oder zweiten Daten Sensordaten von entsprechenden Umgebungssensoren des Fahrzeugs umfassen.
Die globale Orientierungsreferenz kann z.B. ein Magnetpol der Erde sein.
Es kann sein, dass die Kostenkarte einen Referenzpunkt hat, der mit einem global referenzierten Ort verbunden ist. Typischerweise ist der Referenzpunkt ein Ursprung der Kostenkarte.
Typischerweise wird der global referenzierte Ort durch global referenzierte Ortskoordinaten dargestellt.
Es kann sein, dass das Steuergerät in Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination davon implementiert ist. Es kann sein, dass die Steuerung einen oder mehrere elektronische Prozessoren umfasst. Es kann sein, dass ein oder mehrere oder jeder der elektronischen Prozessoren Hardware-Prozessoren sind. Es kann sein, dass das Steuergerät eine elektronische Steuereinheit umfasst oder aus einer solchen besteht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:

Erhalten (z.B. Empfangen oder Abrufen aus einem Speicher) von ersten Daten, die auf eine erste global referenzierte Stelle bezogen sind;
Erhalten (z.B. Empfangen oder Abrufen aus einem Speicher) von zweiten Daten, die sich auf einen zweiten global referenzierten Ort beziehen, der sich von dem ersten global referenzierten Ort unterscheidet; und
Bestimmen einer Kostenkarte in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Daten;
wobei die Kostenkarte in Bezug auf eine globale Referenz definiert ist.

Es kann sein, dass das Verfahren das Steuern des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Kostenkarte umfasst, z.B. in einem autonomen Fahrmodus. Zum Beispiel kann es sein, dass das Verfahren das Steuern eines Lenkwinkels von einem oder mehreren Rädern, die dem Fahrzeug zugeordnet sind, in Abhängigkeit von der Kostenkarte umfasst, z.B. in einem autonomen Fahrmodus. Es kann sein, dass das Verfahren das Steuern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Kostenkarte umfasst, z. B. in einem oder dem autonomen Fahrmodus.
Jede hierin beschriebene Steuerung oder Steuerungen kann zweckmäßigerweise eine Steuereinheit oder Recheneinrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Somit kann das System eine einzige Steuereinheit oder ein einziges elektronisches Steuergerät umfassen, oder alternativ können verschiedene Funktionen des Steuergeräts in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuergeräten verkörpert oder untergebracht sein. Der hier verwendete Begriff „Steuergerät“ oder „Steuereinheit“ umfasst sowohl ein einzelnes Steuergerät oder eine einzelne Steuereinheit als auch eine Vielzahl von Steuergeräten oder Steuereinheiten, die gemeinsam arbeiten, um eine bestimmte Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Um ein Steuergerät zu konfigurieren, kann ein geeigneter Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt werden, bewirken, dass die Steuereinheit oder das Rechengerät die hier angegebenen Steuertechniken implementiert. Der Satz von Anweisungen kann in geeigneter Weise in den einen oder die mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein. Alternativ kann der Satz von Anweisungen als Software bereitgestellt werden, die in einem oder mehreren mit dem Steuergerät verbundenen Speicher gespeichert ist, um auf dem Rechengerät ausgeführt zu werden. Ein erstes Steuergerät kann in Software implementiert sein, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft. Eine oder mehrere andere Steuerungen können in Software implementiert sein, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft, optional auf demselben oder mehreren Prozessoren wie die erste Steuerung. Andere geeignete Anordnungen können ebenfalls verwendet werden.
Im Rahmen dieser Anmeldung ist ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination betrachtet werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform oder eines Aspekts können auf beliebige Weise und/oder in beliebiger Kombination miteinander kombiniert werden, sofern diese Merkmale nicht unvereinbar sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden ursprünglich eingereichten Anspruch zu ändern oder einen neuen Anspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, einen ursprünglich eingereichten Anspruch dahingehend zu ändern, dass er von einem anderen Anspruch abhängt und/oder ein Merkmal eines anderen Anspruchs einbezieht, obwohl er ursprünglich nicht in dieser Weise beansprucht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs in Draufsicht;
2 zeigt das Fahrzeug aus 1 in der Seitenansicht;
3 ist eine schematische Darstellung des Geschwindigkeitsregelungssystems des Fahrzeugs der 1 und 2 auf hoher Ebene, einschließlich eines Geschwindigkeitsregelungssystems und eines Systems zur Regelung des Fortschritts bei niedriger Geschwindigkeit;
4 zeigt ein Lenkrad des Fahrzeugs der 1, 2;
5 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Steuerungssystems des Fahrzeugs der 1, 2;
6 veranschaulicht die Art und Weise, in der ein Farb- und/oder Texturdeskriptor p_i erzeugt werden kann;
7a und 7b zeigen Unterbereiche von Bilddaten mit einem ersten Teil, der sich auf einen Pfadbereich des Geländes bezieht, und einem zweiten Teil, der sich auf einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht;
8a zeigt ein 2D-Bild, das von einer der Kameras des stereoskopischen Kamerasystems des Fahrzeugs von 1 aufgenommen wurde; 8b zeigt ein Disparitätsbild, das die Unterschiede zwischen den Bildern anzeigt, die von der ersten und der zweiten Kamera des stereoskopischen Kamerasystems des Fahrzeugs von 1 erhalten wurden; und 8c zeigt in Draufsicht die Pixel des Bildes von 8a, überlagert mit einem 3D-Gitter, das auf der Grundlage des Disparitätsbildes von 8b erhalten wurde;
9a zeigt in Draufsicht die Pixel des RGB-Bildes von 8a, die einem 3D-Gitter überlagert sind, das auf der Grundlage des Disparitätsbildes von 8b erhalten wurde (d.h. 9a ist identisch mit 8c); 9b ist eine Pfadwahrscheinlichkeitskarte, die aus dem Bild von 9a abgeleitet wurde, wobei jedes Pixel unter Bezugnahme auf ein Pfadmodell klassifiziert wurde; 9c zeigt in Draufsicht eine Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte, die aus dem Bild von 9a abgeleitet wurde, wobei jedes Pixel unter Verwendung eines Nicht-Pfad-Modells klassifiziert wurde; 9d illustriert die Inverse der Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte; 9e und 9f zeigen die Pfad- und Nicht-Pfad-Grenzen, die aus den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarten abgeleitet wurden; 9g zeigt die endgültige Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte, die aus einer gewichteten Kombination der Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte und der Inversen der Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte erhalten wurde; 9h zeigt die endgültige Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte von 9g, die mit einer globalen Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte, die in einem Speicher gespeichert ist, verschmolzen wurde; und 9h zeigt die endgültige Pfad-Grenze, die aus der verschmolzenen Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte von 9g bestimmt wurde;
10 ist eine schematische Nahansicht des Geländes von 9a zusammen mit einer darauf überlagerten Kostenkarte;
11 zeigt die Ansicht und die Kostenkarte von 10 mit einer Vielzahl von möglichen Trajektorien -, die darauf überlagert sind;
12 ist eine ähnliche Ansicht wie 10, zeigt aber Schattenbereiche auf dem Gelände anstelle der Pfützenbereiche von 10;
13 zeigt das vom Fahrzeug der 1 und 2 überstrichene Volumen, das bei engen Kurven zunimmt;
14 zeigt das Fahrzeug der 1 und 2 nach Schlammspuren;
15 zeigt ein Fahrzeugsteuergerät des Fahrzeugs der 1 und 2, das Kostendaten von drei verschiedenen Kostendatenstrukturen empfängt;
16a und 16b zeigen Hindernisdaten, die an vordefinierten Abschnitten am Anfang und am Ende der jeweiligen übertragenen Datenstrukturen, die Hindernis- und Nicht-Hindernisdaten umfassen, bereitgestellt werden;
17 zeigt Koordinatensysteme für einen Bezugsrahmen des Fahrzeugs und einen globalen Bezugsrahmen;
18 zeigt die VCU des Fahrzeugs der 1, 2, die Daten von einem Paar elektronischer Steuereinheiten empfängt, die auf verschiedene global referenzierte Orte bezogen sind;
19 zeigt die VCU des Fahrzeugs der 1, 2, die Kostendaten, die auf verschiedene global referenzierte Orte bezogen sind, von einer stereoskopischen Kamerasystemsteuerung empfängt; und
20 zeigt eine global referenzierte Kostenkarte an drei verschiedenen Fahrzeugstandorten.

DETAILBESCHREIBUNG
1 und 2 zeigen ein Fahrzeug 100 mit Rädern 111, 112, 114, 115, von denen jedes mit einem entsprechenden Reifen ausgestattet ist, und einem von den Rädern 111, 112, 114, 115 getragenen Aufbau 116. Das Fahrzeug 100 hat einen Antriebsstrang 129, der einen Fahrzeugmotor 121 umfasst, der mit einem Antriebsstrang 130 verbunden ist, der ein Automatikgetriebe 124 aufweist. Ein Steuerungssystem für den Fahrzeugmotor 121 umfasst ein zentrales Steuergerät, das als Fahrzeugsteuergerät (VCU) 10 bezeichnet wird, ein Antriebsstrangsteuergerät 11, ein Bremssteuergerät 13 (ein Antiblockiersystem (ABS)-Steuergerät) und ein Lenkungssteuergerät 170C. Das ABS-Steuergerät 13 ist Teil eines Bremssystems 22 ( ). Jedes der Steuergeräte 10, 11, 13, 170 umfasst einen oder mehrere elektronische Prozessoren und eine Speichervorrichtung, die Computerprogrammanweisungen speichert, wobei der eine oder die mehreren elektronischen Prozessoren so konfiguriert sind, dass sie auf die jeweilige Speichervorrichtung zugreifen und die darin gespeicherten Computerprogrammanweisungen ausführen, um dadurch die diesem Steuergerät 10, 11, 13, 170 zugeordnete Funktionalität auszuführen.
Die VCU 10 kann eine Vielzahl von Signalen empfangen und ausgeben, die an und von verschiedenen Sensoren und Subsystemen (nicht dargestellt) im Fahrzeug bereitgestellt werden. Bezug nehmend auf 3 kann die VCU 10 ein in 3 gezeigtes LSP-Regelsystem 12 (Low Speed Progress), ein SCS 14 (Stability Control System), ein 16 (Cruise Control System) und ein HDC 12HD (Hill Descent Control System) umfassen. Das SCS 14 verbessert die Sicherheit des Fahrzeugs 100, indem es einen Verlust der Traktion oder der Lenkkontrolle erkennt und verwaltet. Wenn eine Verringerung der Traktion oder der Lenkkontrolle erkannt wird, kann das SCS 14 automatisch das ABS- Steuergerät 13 anweisen, eine oder mehrere Bremsen des Fahrzeugs zu betätigen, um das Fahrzeug 100 in die vom Benutzer gewünschte Richtung zu lenken. Obwohl die SCS 14 in diesem Fall von der VCU 10 implementiert wird, kann die SCS 14 alternativ auch von der ABS-Steuerung 13 implementiert werden.
Die Geschwindigkeitsregelanlage 16 kann so betrieben werden, dass sie die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch auf einer ausgewählten Geschwindigkeit hält, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von mehr als 25 km/h unterwegs ist. Die Geschwindigkeitsregelanlage 16 kann mit einer Geschwindigkeitsregel-HMI (Human Machine Interface) 18 ausgestattet sein, über die der Benutzer eine Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Geschwindigkeitsregelanlage 16 eingeben kann. In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Eingabesteuerungen der Geschwindigkeitsregelanlage an einem Lenkrad 171 angebracht. Dies ist in 4 dargestellt. Die Geschwindigkeitsregelanlage 16 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit überwachen und jede Abweichung von der Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann automatisch angepasst werden, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten wird, typischerweise über 25 km/h. Es kann sein, dass die Geschwindigkeitsregelanlage 16 bei Geschwindigkeiten von weniger als 25 km/h nicht wirksam ist. Die Geschwindigkeitsregelanlage HMI 18 kann so konfiguriert sein, dass sie den Benutzer über eine visuelle Anzeige der HMI 18 über den Status der Geschwindigkeitsregelanlage 16 informiert.
Das LSP-Steuerungssystem 12 kann auch ein geschwindigkeitsabhängiges Steuerungssystem für den Benutzer bereitstellen, das es dem Benutzer ermöglicht, eine relativ niedrige Zielgeschwindigkeit auszuwählen, bei der das Fahrzeug weiterfahren kann, ohne dass der Benutzer Pedaleingaben benötigt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Es kann sein, dass die Funktion der Geschwindigkeitsregelung bei niedriger Geschwindigkeit (oder der Fortschrittskontrolle) nicht von der Geschwindigkeitsregelanlage 16 auf der Autobahn bereitgestellt wird, die nur bei Geschwindigkeiten über 25 km/h arbeitet. Das LSP-Steuerungssystem 12 kann durch Drücken der LSP-Steuerungssystem-Wahltaste 178 am Lenkrad 171 aktiviert werden. Das LSP-System 12 kann selektive Antriebs-, Traktionskontroll- und Bremsvorgänge auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 100 ausüben, gemeinsam oder einzeln.
Das LSP-Steuerungssystem 12 kann so konfiguriert sein, dass es einem Benutzer die Eingabe eines gewünschten Wertes der Fahrzeugzielgeschwindigkeit in Form eines Sollgeschwindigkeitsparameters, user_set-speed, über eine Langsamfahrstelle HMI (LSP HMI) 20 (1, 3) ermöglicht, die bestimmte Eingabetasten 173-175 mit dem Geschwindigkeitsregelsystem 16 und dem HDC-Steuerungssystem 12HD (4) teilt. Unter der Voraussetzung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des zulässigen Betriebsbereichs des LSP-Steuerungssystems 12 liegt (das kann der Bereich von 2 bis 30 km/h sein, obwohl auch andere Bereiche vorgesehen sein können) und keine andere Beschränkung der Fahrzeuggeschwindigkeit besteht, während es unter der Kontrolle des LSP-Steuerungssystems 12 steht, kann das LSP-Steuerungssystem 12 die Fahrzeuggeschwindigkeit in Übereinstimmung mit einem LSP-Steuerungssystem-Sollwert LSP-Soll-Geschwindigkeit steuern, der im Wesentlichen gleich der Benutzer-Soll-Geschwindigkeit eingestellt ist. Die LSP-Bedieneinheit 20 kann auch eine visuelle Anzeige umfassen, über die dem Benutzer Informationen und Hinweise zum Status des LSP-Steuerungssystems 12 gegeben werden können.
Das LSP-Steuerungssystem 12 kann eine Eingabe von der ABS-Steuerung 13 des Bremssystems 22 des Fahrzeugs erhalten, die anzeigt, inwieweit der Benutzer mittels des Bremspedals 163 eine Bremsung durchgeführt hat. Das LSP-Steuerungssystem 12 kann auch eine Eingabe von einem Gaspedal 161 empfangen, die anzeigt, in welchem Ausmaß der Benutzer das Gaspedal 161 betätigt hat, sowie eine Eingabe vom Getriebe oder Schaltgetriebe 124. Andere Eingaben an das LSP-Steuerungssystem 12 können eine Eingabe von der Geschwindigkeitsregelungs-HMI 18 umfassen, die den Status (EIN/AUS) der Geschwindigkeitsregelungsanlage 16 darstellt, eine Eingabe von der LSP-Steuerungs-HMI 20 und eine Eingabe von einem Neigungssensor 45, der die Neigung der Fahrfläche anzeigt, über die das Fahrzeug 100 fährt. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Neigungssensor 45 ein gyroskopischer Sensor sein. In einigen alternativen Ausführungsformen kann das LSP-Steuerungssystem 12 ein Signal, das den Fahrflächengradienten anzeigt, von einem anderen Steuergerät, wie z. B. dem ABS-Steuergerät 13, empfangen. Das ABS-Steuergerät 13 kann den Gradienten auf der Grundlage einer Vielzahl von Eingaben bestimmen, optional zumindest teilweise auf der Grundlage von Signalen, die die Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs anzeigen, und einem Signal, das die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (v_actual) anzeigt, die ein Signal ist, das die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund anzeigt. Die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit kann als die Geschwindigkeit des zweitlangsamsten drehenden Rades oder als die Durchschnittsgeschwindigkeit aller Räder bestimmt werden. Es können auch andere Methoden zur Berechnung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit verwendet werden, z. B. mit Hilfe einer Kameraeinrichtung oder eines Radarsensors.
Die VCU 10 kann so konfiguriert sein, dass sie ein Terrain Response (TR)-System implementiert, bei dem die VCU 10 Einstellungen eines oder mehrerer Fahrzeugsysteme oder Subsysteme, wie z. B. des Antriebsstrangreglers 11, in Abhängigkeit von einem ausgewählten Fahrmodus steuert. Der Fahrmodus kann von einem Benutzer mittels eines Fahrmoduswählers 141S (1) ausgewählt werden oder er kann automatisch von der VCU 10 bestimmt werden. Die Fahrmodi können auch als Geländemodi, Terrain Response (TR)-Modi oder Kontrollmodi bezeichnet werden. In der Ausführungsform von 1 können fünf Fahrmodi vorgesehen sein, wie z.B.: ein „On-Highway“-Fahrmodus, der für das Fahren auf einer relativ harten, glatten Fahrfläche geeignet ist, auf der ein relativ hoher Oberflächenreibungskoeffizient zwischen der Fahrfläche und den Rädern des Fahrzeugs besteht; ein „Sand“-Fahrmodus, der für das Fahren über sandiges Gelände geeignet ist, wobei das Gelände zumindest teilweise durch einen relativ hohen Luftwiderstand, eine relativ hohe Verformbarkeit oder Nachgiebigkeit und einen relativ niedrigen Oberflächenreibungskoeffizienten gekennzeichnet ist; ein „Gras-, Schotter- oder Schnee“-Fahrmodus (GGS), der für das Fahren über Gras, Schotter oder Schnee geeignet ist, wobei es sich um relativ rutschige Oberflächen handelt (d.h. mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten), d.h. mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen Oberfläche und Rad und typischerweise einem geringeren Luftwiderstand als Sand); ein „Rock Crawl“-Fahrmodus (RC), der für das langsame Fahren über eine felsige Oberfläche geeignet ist; und ein „Mud and Ruts“-Fahrmodus (MR), der für das Fahren in schlammigem, zerfurchtem Gelände geeignet ist. Die vier letztgenannten Fahrmodi können als Off-Road-Fahrmodi betrachtet werden.
Um die Anwendung des erforderlichen positiven oder negativen Drehmoments auf die Räder zu bewirken, kann die VCU 10 befehlen, dass der Antriebsstrang 129 ein positives oder negatives Drehmoment auf die Fahrzeugräder ausübt und/oder dass das Bremssystem 22 eine Bremskraft auf die Fahrzeugräder ausübt, wobei eine oder beide dieser Maßnahmen verwendet werden können, um die Änderung des Drehmoments zu implementieren, die erforderlich ist, um eine erforderliche Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen und beizubehalten.
Das Fahrzeug 100 kann mit zusätzlichen Sensoren (nicht dargestellt) ausgestattet sein, die eine Vielzahl von verschiedenen Parametern repräsentieren, die mit der Fahrzeugbewegung und dem Fahrzeugstatus in Verbindung stehen. Dabei kann es sich um Trägheitssysteme handeln, die nur in den LSP- oder HDC-Steuerungssystemen 12, 12HD vorhanden sind, oder um einen Teil eines Insassenrückhaltesystems oder eines anderen Subsystems, das Daten von Sensoren wie Kreiseln und/oder Beschleunigungsmessern liefern kann, die die Bewegung der Fahrzeugkarosserie anzeigen und einen nützlichen Input für die LSP- und/oder HDC-Steuerungssysteme 12, 12HD liefern können. Die Signale von den Sensoren liefern eine Vielzahl von Fahrzustandsindikatoren (auch als Geländeindikatoren bezeichnet), die die Art der Geländebedingungen, über die das Fahrzeug 100 fährt, anzeigen, oder werden zur Berechnung dieser Indikatoren verwendet. Die Sensoren (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 100 können Sensoren einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt, die kontinuierliche Sensorausgaben an die VCU 10 liefern, einschließlich eines oder mehrerer von: Raddrehzahlsensoren; ein Umgebungstemperatursensor; ein Luftdrucksensor; Reifendrucksensoren; Radgelenksensoren; gyroskopische Sensoren zur Erfassung des Gier-, Roll- und Nickwinkels und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs; ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; ein Längsbeschleunigungssensor; ein Motordrehmomentsensor (oder Motordrehmomentschätzer); ein Lenkwinkelsensor; einen Lenkraddrehzahlsensor; einen Neigungssensor (oder Neigungsschätzer); einen Querbeschleunigungssensor, der Teil des SCS 14 sein kann; einen Bremspedalstellungssensor; einen Bremsdrucksensor; einen Gaspedalstellungssensor; Längs-, Quer- und Vertikalbewegungssensoren; Wassererkennungssensoren, die Teil eines Fahrzeugwatthilfesystems sind (nicht dargestellt). Das Fahrzeug 100 kann ferner einen Ortungssensor umfassen, wie z. B. einen Empfänger für ein Satellitenpositionierungssystem (z. B. Global Positioning System (GPS), Galileo oder GLONASS), der so konfiguriert ist, dass er Signale von einer Vielzahl von Satelliten empfängt, um den Standort des Fahrzeugs zu bestimmen.
Das Fahrzeug 100 kann mit einem stereoskopischen Kamerasystem 185C ausgestattet sein, das so konfiguriert ist, dass es Stereofarbbildpaare mittels eines Paars nach vorne gerichteter Farbvideokameras erzeugt, die das System 185C umfasst. Das System 185C kann ferner einen oder mehrere elektronische Prozessoren und eine Speichervorrichtung umfassen, die Computerprogrammanweisungen speichert, wobei der eine oder die mehreren elektronischen Prozessoren so konfiguriert sind, dass sie auf die jeweilige Speichervorrichtung zugreifen und die darin gespeicherten Computerprogrammanweisungen ausführen. Ein Strom dualer Videobilddaten wird von den Kameras zu dem einen oder den mehreren Prozessoren des Systems 185C geleitet, die auf die im Speicher des besagten Systems 185C gespeicherten Anweisungen zugreifen und diese ausführen können, um die Bilddaten zu verarbeiten und wiederholt einen 3D-Punktwolken-Datensatz auf der Grundlage der empfangenen Bilder zu erzeugen. Alternativ können die Bilder von einem beliebigen Verarbeitungssystem des Fahrzeugs 100, wie z. B. der VCU 10, empfangen und verarbeitet werden. Jeder Punkt in dem 3D-Punktwolken-Datensatz kann einer 3D-Koordinate eines Punktes auf einer Geländeoberfläche vor dem Fahrzeug 100 entsprechen, der von jeder der nach vorne gerichteten Videokameras des stereoskopischen Kamerasystems 185C gesehen wird.
Das LSP-Steuerungssystem 12 kann einen autonomen Fahrmodus haben, in dem die VCU 10 die Lenkung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs autonom steuert. In diesem Fall kann die LSP-Bedieneinheit 20 dem Fahrer erlauben, den autonomen Fahrmodus auszuwählen. Der autonome Fahrmodus kann einen Automatisierungsgrad der Stufe 1 oder höher nach dem SAE International Standard haben. Der autonome Fahrmodus kann einen Autonomiegrad der Stufe 2 haben, d. h.: das automatisierte System übernimmt die volle Kontrolle über das Fahrzeug (Beschleunigen, Bremsen und Lenken); der Fahrer muss die Fahrt überwachen und jederzeit bereit sein, sofort einzugreifen, wenn das automatisierte System nicht richtig reagiert. So kann die vom Benutzer im LSP-Modus eingestellte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 von der VCU 10 außer Kraft gesetzt (typischerweise reduziert) werden, z. B. wenn sie für die Fahrbedingungen ungeeignet ist (z. B. wenn sich Hindernisse auf dem Weg befinden oder wenn die eingestellte Geschwindigkeit für die Krümmung des Fahrzeugpfades ungeeignet ist).
Es kann sein, dass sich der autonome LSP-Fahrmodus besonders für die Steuerung des Fahrzeugs im Gelände eignet, wo Fahrbahnmarkierungen und Verkehrsschilder entweder fehlen oder nur spärlich vorhanden sind. Dementsprechend kann es sein, dass das Fahrzeug neben dem autonomen LSP-Fahrmodus auch in einem der Off-Road-TR-Fahrmodi betrieben wird. Der autonome LSP-Fahrmodus kann jedoch auch für die Steuerung des Fahrzeugs auf der Straße geeignet sein.
Wie weiter unten unter Bezugnahme auf 5 erläutert wird, kann das stereoskopische Kamerasystem 185C, wenn das Fahrzeug im autonomen LSP-Fahrmodus betrieben wird, so konfiguriert sein, dass es die Farbbildpaare verwendet, um Kostendaten bezüglich des Geländes zu bestimmen und die Kostendaten an die VCU 10 zu liefern. Die VCU 10 kann dann in Abhängigkeit von den Kostendaten einen zukünftigen Fahrzeugpfad 100 bestimmen und das Fahrzeug 100 entsprechend dem bestimmten Pfadsteuern. Beispielsweise kann der Lenkwinkel eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs 100 dadurch gesteuert werden, dass die VCU 10 in Abhängigkeit von der Krümmung des ermittelten Pfades ein Lenkwinkel-Steuersignal an den Lenkungsregler 170C ausgibt. Die VCU 10 kann in einem elektronischen Speicher davon eine Nachschlagetabelle von vorbestimmten maximal zulässigen Fahrzeuggeschwindigkeiten für verschiedene Pfadkrümmungen speichern, und die VCU 10 kann eine geeignete Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Nachschlagetabelle in Abhängigkeit von der Krümmung des ermittelten Pfades auswählen und diese Geschwindigkeit an das LSP-Steuerungssystem 12 ausgeben, um die vom Benutzer eingestellte Geschwindigkeit zu übersteuern.
Ein Verfahren zur Bestimmung eines zukünftigen Pfades des Fahrzeugs zur Überquerung von (z.B. Gelände-) Böden auf der Basis von entsprechenden Bilddaten des stereoskopischen Kamerasystems 185C wird nun unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Bei 500 kann ein Stereofarbbildpaar von dem stereoskopischen Kamerasystem 185C erfasst werden, und RGB-Bilddaten von dem Stereofarbbildpaar können in einem Speicher gespeichert werden, auf den der eine oder mehrere elektronische Prozessoren des stereoskopischen Kamerasystems 185C zugreifen können. Bei 502a kann das stereoskopische Kamerasystem 185C die Bilddaten eines ersten Bildes des Bildpaares (das ein 2D-Farbbild ist) auswählen und bei 504a das ausgewählte Bild aus dem RGB-Farbraum in den LAB-Farbraum konvertieren (obwohl 504a nicht unbedingt erforderlich ist und alternativ andere Farbräume wie RGB oder HSV verwendet werden können). Bei 502b kann das Kamerasystem 185C das erste und zweite Bild des Bildpaares vergleichen, um dadurch ein Disparitätsbild zu bestimmen.
Bei 504b kann das stereoskopische Kamerasystem 185C eine reale 3D-Punktwolke basierend auf dem Disparitätsbild berechnen. Die 3D-Punktwolke kann sich zunächst auf einen Bezugsrahmen des Kamerasystems 185C beziehen, kann dann aber in einen Bezugsrahmen des Fahrzeugs 100 übersetzt werden, bevor sie in einen Bezugsrahmen übersetzt wird, der in Bezug auf die Erde (und nicht in Bezug auf das Fahrzeug 100) fixiert ist, z. B. durch Bezugnahme auf Fahrzeugorientierungsinformationen, die von der Inertialmesseinheit (IMU) 23 des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Die 3D-Punktdatenwolke hat typischerweise eine hohe Anzahl von Punkten. Die Anzahl der Punkte der 3D-Punktdatenwolke kann reduziert werden, indem das Kamerasystem 185C aus der 3D-Punktdatenwolke, die relativ zu einer horizontalen Bodenebene abgebildet wird, ein 3D-Gitter (durch ein Verfahren wie Multi-Level-Surface (MLS)) bestimmt. Es kann sein, dass die Oberfläche des Geländes in Bezug auf die horizontale Bodenebene geneigt oder verschoben ist. Die 3D-Gitterkarte kann eine oder mehrere Metriken in Bezug auf jeden einer Vielzahl von 3D-Blöcken der 3D-Punktwolke umfassen, wobei die Metriken typischerweise Informationen in Bezug auf die Neigung des Geländes und die Höhe der Merkmale des Geländes innerhalb dieses Blocks enthalten.
Bei 506 kann das stereoskopische Kamerasystem 185C die LAB-Pixel (z. B. RGB- oder HSV-Pixel), die aus dem ersten Bild des Stereobildpaares abgeleitet wurden, auf die 3D-Gitterkarte überlagern.
Es kann sein, dass das vom Fahrzeug zu durchfahrende Gelände (z. B. abseits der Straße) einen Pfadbereich (z. B. einen gepflasterten Abschnitt oder Schlammspuren, die durch ein Grasfeld führen) und einen Nicht-Pfadbereich (z. B. Gras auf beiden Seiten der Spurrillen oder auf beiden Seiten des gepflasterten Abschnitts) umfasst. Bei 508a-516a können der eine oder die mehreren Prozessoren des stereoskopischen Kamerasystems 185C Computerprogrammanweisungen auf den bei 506 ermittelten Bilddaten ausführen, um Wahrscheinlichkeiten zu bestimmen, dass sich die jeweiligen Teile des Geländes auf den Pfadbereich beziehen.
Die Bilddaten können durch das Kamerasystem 185C in eine Vielzahl von Unterbereichen unterteilt werden. Es kann sein, dass sich jede der Unterregionen auf einen 25cm x 25cm großen Bereich des Geländes bezieht. So kann es sein, dass jede der Unterregionen eine Vielzahl von Pixeln der Bilddaten umfasst. Bei 508a kann davon ausgegangen werden, dass sich die Reifen des Fahrzeugs auf einem Pfadbereich des Geländes befinden. Da sich das Fahrzeug 100 bewegt, wird sich die aktuelle Position des Fahrzeugs von der Position des Fahrzeugs bei der Aufnahme der Bilddaten unterscheiden. Dementsprechend können die Bilddaten Bilddaten umfassen, die den aktuellen Positionen der Reifen des Fahrzeugs 100 entsprechen. Das Kamerasystem 185C kann den aktuellen Standort des Fahrzeugs 100 relativ zu dem Standort des Fahrzeugs 100 bei der Aufnahme der Bilddaten bestimmen, z. B. durch Ausführen einer visuellen Odometrie oder einer Inertial-Odometrie an den Bilddaten und/oder Trägheitsdaten von der IMU 23 oder unter Verwendung von Satellitenpositionierungsdaten (z. B. Global Positioning System (GPS)-Daten), die den Standort des Fahrzeugs 100 angeben, und einen oder mehrere Unterbereiche der Bilddaten identifizieren, die den Standorten des Geländes entsprechen, das derzeit von den Reifen des Fahrzeugs 100 berührt wird, basierend auf dem aktuellen Standort des Fahrzeugs. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass für jeden Reifen ein Teilbereich der Bilddaten identifiziert wird, aber es versteht sich, dass für jeden Reifen mehr als ein Teilbereich identifiziert werden kann (abhängig von den relativen Größen des mit dem Gelände in Kontakt stehenden Teils des Reifens und der Teilbereiche).
Bei 510a kann das Kamerasystem 185C so konfiguriert sein, dass es die Unterregionen der Bilddaten verarbeitet, die den aktuell von den Reifen des Fahrzeugs 100 eingenommenen Positionen entsprechen, um Bildinhaltsdaten für die Reifenregion zu bestimmen, die sich auf jede dieser Reifenregionen beziehen. Die Bildinhaltsdaten können Farbbildinhaltsdaten umfassen, die sich auf den Farbinhalt der jeweiligen Unterregionen beziehen. Zusätzlich oder alternativ können die Bildinhaltsdaten Texturdaten umfassen, die sich auf den Texturgehalt der jeweiligen Unterregionen beziehen. Die Textur ist ein Maß für die lokale räumliche Variation in der Intensität des Bildes und wird im Allgemeinen durch Subtraktion der Intensität eines bestimmten Pixels von der Intensität jedes der acht umgebenden Pixel gemessen, um acht Texturdeskriptoren pro Pixel zu erhalten. Es kann sein, dass die Bildinhaltsdaten einen Farb- und Texturdeskriptor, p_i, umfassen, der elf Komponenten für jedes Pixel enthält, bestehend aus drei L, a, b Farbkomponenten und acht Texturdeskriptoren. Ein Beispiel, wie ein Farb- und Texturdeskriptor p_i berechnet werden kann, ist in dargestellt, wo das Motivpixel S mit der Intensität LC von den Pixeln S1 bis S8 mit den jeweiligen Intensitäten L1 bis L8 umgeben ist. LC, aC und bC sind die „LAB“-Farbkomponenten des Pixels S. Der Satz von Gewichten W1, W2 und W3 wird verwendet, um abzuwägen, wie viel Farbe, Textur und Helligkeit für die Bildclusterung verwendet werden sollen.
Durch die Annahme, dass sich die Reifenregionen der Bilddaten auf eine Pfadregion des Geländes beziehen, können Teile des Geländes, die sich auf Pfadregionen beziehen, automatisch identifiziert werden. Darüber hinaus können „Pfadregionen“, die eher Reifenspuren oder Schlammspuren als befestigte Wege umfassen, automatisch berücksichtigt werden.
Bei 512a können die Bildinhaltsdaten der Reifenregionen mit einem globalen Pfadmodell, wie z. B. einem Gaußschen Mischungsmodell (GMM), das in einem Speicher der VCU 10 gespeichert ist, zusammengeführt werden. In einigen Fällen kann es sein, dass mehr als ein Pfadmodell bereitgestellt wird (z.B. eines für Farbe und eines für Textur), in welchem Fall 512a für jedes Pfadmodell durchgeführt werden kann, aber in der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass ein einziges globales Pfad-GMM bereitgestellt wird. Das globale Pfad-GMM kann auf historischen Bilddaten basieren, die von dem stereoskopischen Kamerasystem 185C erfasst wurden und sich auf historische Standorte des Geländes der Reifen des Fahrzeugs 100 beziehen.
Bevor die Bildinhaltsdaten der Reifenregion mit dem globalen Pfad-GMM zusammengeführt werden, können Prüfungen an den Bildinhaltsdaten der Reifenregion durchgeführt werden, um festzustellen, ob sie für die Zusammenführung mit dem globalen Pfad-GMM geeignet sind. Zum Beispiel können die Bildinhaltsdaten der Reifenregion, die sich auf die Position jedes Reifens beziehen, mit den Bildinhaltsdaten der Reifenregion, die sich auf die Positionen der anderen Reifen beziehen, verglichen werden. Wenn die Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs, die sich auf einen Reifen beziehen, ein oder mehrere Ähnlichkeitskriterien in Bezug auf die Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs, die sich auf einen oder mehrere der anderen Reifen beziehen, nicht erfüllen, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass der Reifen, auf den er sich bezieht, tatsächlich keinen Pfadbereich des Geländes einnimmt, und es kann sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C entscheidet, ihn nicht mit dem globalen Pfad-GMM zusammenzuführen. Wenn die Bildinhaltsdaten der Reifenregionen, die sich auf die Reifen (oder eine Teilmenge der Reifen) beziehen, die Ähnlichkeitskriterien in Bezug aufeinander erfüllen, kann es sein, dass das Kamerasystem 185C das globale Pfad-GMM in Abhängigkeit von den Bildinhaltsdaten der Reifenregionen, die sich auf diese Reifen beziehen, aktualisiert.
Es kann sein, dass die Ähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Bedingungen umfassen, die sich auf die Bildinhaltsdaten der Reifenregion beziehen. Zum Beispiel kann es sein, dass die Ähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Bedingungen umfassen, dass die Bildinhaltsdaten der Reifenregion, die sich auf einen Reifen beziehen, mit den Bildinhaltsdaten der Reifenregion, die sich auf einen oder mehrere andere Reifen des Fahrzeugs beziehen, zu mindestens einem bestimmten Grad übereinstimmen. Zum Beispiel kann es sein, dass die Ähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Farb- und/oder Texturbedingungen umfassen, dass Farb- und/oder Texturverteilungen der Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten, die sich auf einen Reifen beziehen, mit der Farb- und/oder Texturverteilung der Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten, die sich auf einen oder mehrere andere Reifen beziehen, übereinstimmen. Es versteht sich, dass die Bildinhaltsdaten in jeder geeigneten Weise dargestellt werden können. Zum Beispiel können die Bildinhaltsdaten Farb- und/oder Texturkomponenten für jedes Pixel des Unterbereichs umfassen, oder die Bildinhaltsdaten können ein lokales GMM für diesen Unterbereich umfassen.
Ein oder mehrere Reifen des Fahrzeugs können gelegentlich einen Nicht-Pfad-Bereich des Geländes betreten, während ein oder mehrere andere Reifen des Fahrzeugs auf dem Pfad-Bereich des Geländes bleiben. Durch die Korrelation von Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten, die sich auf verschiedene Reifen des Fahrzeugs beziehen, und die Aktualisierung des globalen Pfad-GMM in Abhängigkeit davon, dass eine Ähnlichkeit zwischen den Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten besteht, kann eine Kreuzkontamination des globalen Pfad-GMM durch Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten, die sich auf einen Nicht-Pfad-Bereich des Geländes beziehen, reduziert werden.
Zusätzlich oder alternativ kann es sein, dass die Bildinhaltsdaten der Reifenregion mit dem globalen Pfad-GMM verglichen werden. Wenn die Bildinhaltsdaten der Reifenregion ein oder mehrere Ähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad-GMM erfüllen, kann das stereoskopische Kamerasystem 185C das globale Pfad-GMM in Übereinstimmung mit den Bildinhaltsdaten der Reifenregion aktualisieren. Wenn die Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs die genannten Ähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad-GMM nicht erfüllen, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass sich die Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs tatsächlich nicht auf den Pfadbereich des Geländes beziehen, und dass die Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs nicht mit dem globalen Pfad-GMM zusammengeführt werden. Dies wiederum hilft, eine Kreuzkontamination des Pfadmodells durch Bilddaten zu vermeiden, die sich auf einen Nicht-Pfadbereich des Geländes beziehen.
In diesem Fall kann es sein, dass die Ähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Bedingungen umfassen, die sich auf die Bildinhaltsdaten der Reifenregion und das globale Pfad-GMM beziehen. Zum Beispiel kann es sein, dass die Ähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Farb- und/oder Texturbedingungen umfassen, dass die Farb- und/oder Texturverteilung der Bildinhaltsdaten der Reifenregion mit der Farb- und/oder Texturverteilung des globalen Pfad-GMM zu mindestens einem bestimmten Grad übereinstimmt.
Wenn die relevanten Bildinhaltsdaten der Reifenregion mit dem globalen Pfad-GMM zusammengeführt werden, kann ein aktualisiertes globales Pfad-GMM bereitgestellt werden. Es versteht sich, dass bei der ersten Durchführung des Verfahrens von 5 512a weggelassen werden kann. Stattdessen kann es sein, dass die Bildinhaltsdaten der Reifenregionen, die sich auf die Positionen der einzelnen Reifen beziehen, miteinander verglichen werden und die übereinstimmenden Bildinhaltsdaten der Reifenregionen verwendet werden, um ein globales Pfad-GMM zu erstellen.
Wenn die Bildinhaltsdaten der Reifenregion die genannten Ähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad-GMM nicht erfüllen (oder ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad-GMM erfüllen), kann das stereoskopische Kamerasystem 185C die Bildinhaltsdaten der Reifenregion aus dem globalen Pfad-GMM ausschließen. Das stereoskopische Kamerasystem 185C kann ein zweites globales Pfad-GMM (oder ein anderes geeignetes Modell) erzeugen oder aktualisieren, das sich von dem genannten globalen Pfad-GMM unterscheidet und auf den Bildinhaltsdaten der Reifenregion basiert. Dies hilft dem Steuerungssystem, Änderungen des Geländes zu berücksichtigen. Beispielsweise kann das Steuerungssystem so konfiguriert sein, dass es das globale Pfad-GMM durch das zweite globale Pfad-GMM ersetzt, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Feststellung, dass der Pfadbereich des Geländes besser zum zweiten globalen Pfad-GMM passt.
Bei 514a kann das aktualisierte globale Pfad-GMM verwendet werden, um Wahrscheinlichkeiten zu bestimmen, dass sich die jeweiligen Unterregionen der Bilddaten (nicht nur die Reifenregionen) auf die Pfadregion des Geländes beziehen. Der Bildinhalt jeder der Unterregionen der Bilddaten kann mit der Verteilung des aktualisierten globalen Pfad-GMM verglichen werden, um eine Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass sich die jeweilige Unterregion auf die Pfadregion bezieht. So kann für jeden Teilbereich ein einzelner Pfadwahrscheinlichkeitswert ermittelt werden. Je näher der Bildinhalt an der Spitze der Verteilung des aktualisierten Pfad-GMM liegt, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Teilregion auf eine Pfadregion des Geländes bezieht, und umgekehrt. Es kann sein, dass die für jede Teilregion ermittelte Pfadwahrscheinlichkeit in einem Speicher des stereoskopischen Kamerasystems 185C in Verbindung mit der Teilregion der Bilddaten, auf die sie sich bezieht, gespeichert wird.
Bei 516a kann das Kamerasystem 185C eine Pfadwahrscheinlichkeitskarte in Abhängigkeit von den ermittelten Pfadwahrscheinlichkeiten bestimmen. Es kann sein, dass die Pfadwahrscheinlichkeitskarte die in 506 ermittelten Bilddaten mit den Pfadwahrscheinlichkeiten für jeden der Teilbereiche überlagert enthält.
Bei 508b-516b kann das stereoskopische Kamerasystem 185C Computerprogrammanweisungen auf den bei 506 ermittelten Bilddaten ausführen, um für jede der Unterregionen eine Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass sich die jeweilige Unterregion auf einen Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht.
Bei 508b werden durch das stereoskopische Kamerasystem 185C zwei Nicht-Pfad-Bereiche ausgewählt, die seitlich vom Fahrzeug 100 versetzt sind. Es kann sein, dass das Kamerasystem 185C so konfiguriert ist, dass es die Nicht-Pfad-Bereiche identifiziert, indem es Bildinhaltsdaten bestimmt, die sich auf jeden einer Vielzahl von Unterbereichen von Bilddaten beziehen, die sich auf einen ersten Abschnitt des Geländes beziehen, der seitlich von dem Fahrzeug 100 auf einer ersten (z.B. linken) Seite des Fahrzeugs 100 versetzt ist, und auf einen zweiten Abschnitt des Geländes, der seitlich von dem Fahrzeug 100 auf einer zweiten (z.B. rechten) Seite des Fahrzeugs gegenüber der ersten Seite versetzt ist. Beispielsweise können sich die Unterregionen auf Geländeabschnitte beziehen, die zwischen 3 m und 8 m seitlich von der Mitte der Radstandslinie des Fahrzeugs 100 auf beiden Seiten des Fahrzeugs 100 an seinem aktuellen Standort versetzt sind (wie zuvor kann der aktuelle Standort des Fahrzeugs durch visuelle Odometrie oder Trägheits-Odometrie oder aus Satellitenpositionsdaten (wie Global Positioning System (GPS)-Daten), die den Standort des Fahrzeugs anzeigen, ermittelt werden). Wie zuvor können die Bildinhaltsdaten z. B. Farb- und/oder Texturdaten umfassen, die aus dem Teilbereich der Bilddaten abgeleitet werden. Es kann sein, dass das Kamerasystem 185C so konfiguriert ist, dass es die Bildinhaltsdaten, die sich auf jeden der ausgewählten seitlich versetzten Teilbereiche beziehen, mit dem globalen Pfad-GMM vergleicht, um dadurch einen oder mehrere der Teilbereiche mit einem Bildinhalt zu identifizieren, die ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad-GMM erfüllen. Das Kamerasystem 185C kann so konfiguriert sein, dass es einen seitlichen Versatz zwischen der Mitte der Radstandslinie des Fahrzeugs 100 an seinem aktuellen Standort und den jeweiligen Abschnitten des Geländes bestimmt, auf die sich die eine oder die mehreren unähnlichen Teilregionen beziehen. Für nachfolgende Iterationen des Verfahrens von 5 (zumindest für eine begrenzte Zeit) kann das Kamerasystem 185C so konfiguriert sein, dass es die Nicht-Pfad-Unterbereiche einfach durch Bestimmen von Unterbereichen bestimmt, die sich auf Teile des Geländes beziehen, die seitlich vom Fahrzeug um den seitlichen Versatz versetzt sind. Für jede Seite des Fahrzeugs können unterschiedliche seitliche Offsets bestimmt werden.
Es kann sein, dass die Unähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Bedingungen in Bezug auf die Bildinhaltsdaten und das globale Pfad-GMM umfassen. Zum Beispiel kann es sein, dass die Unähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Farb- und/oder Texturbedingungen umfassen, dass eine Farb- und/oder Texturverteilung der Bildinhaltsdaten, die sich auf einen jeweiligen Teilbereich beziehen, nicht zu einem bestimmten Grad mit der entsprechenden Verteilung des globalen Pfad-GMM übereinstimmen.
Auf diese Weise können Teilbereiche identifiziert werden, die sich auf den Nicht-Pfad-Bereich des Geländes beziehen. Durch die Identifizierung der Nicht-Pfad-Regionen mit Bezug auf das globale Pfad-GMM muss keine Benutzereingabe von der VCU 10 angefordert werden, um die Nicht-Pfad-Regionen zu identifizieren.
Bei 510b können Bildinhaltsdaten (z.B. die Farb- und/oder Texturdaten), die sich auf die Nicht-Pfad-Unterregionen beziehen, bestimmt werden. Bei 512b können die Bildinhaltsdaten, die sich auf die Nicht-Pfad-Unterregionen beziehen, mit einem globalen Nicht-Pfad-Modell, wie z.B. einem globalen Nicht-Pfad-GMM, zusammengeführt werden. In einigen Fällen kann es sein, dass mehr als ein Nicht-Pfad-Modell bereitgestellt wird (z. B. eines für Farbe und eines für Textur), in welchem Fall 512b für jedes Nicht-Pfad-Modell durchgeführt werden kann, aber in der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass ein einziges globales Nicht-Pfad-GMM bereitgestellt wird. Das globale Nicht-Pfad-GMM kann auf historischen Nicht-Pfad-Bildinhaltsdaten basieren, die sich auf Teile des Geländes beziehen, die seitlich vom Fahrzeug auf beiden Seiten versetzt sind.
Bevor die Bildinhaltsdaten mit dem globalen Nicht-Pfad-GMM zusammengeführt werden, können Prüfungen an den Bildinhaltsdaten der Nicht-Pfad-Region durchgeführt werden, um festzustellen, ob sie das globale Nicht-Pfad-GMM verunreinigen oder ergänzen würden. Zum Beispiel kann es sein, dass das Kamerasystem 185C die Bildinhaltsdaten der Nicht-Pfadregion mit dem globalen Pfad-GMM vergleicht. Wenn festgestellt wird, dass die Bildinhaltsdaten der Nicht-Pfadregion ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad-GMM erfüllen, kann es sein, dass das Kamerasystem 185C die Bildinhaltsdaten der Nicht-Pfadregion mit dem globalen Nicht-Pfad-GMM zusammenführt. Wenn festgestellt wird, dass die Bildinhaltsdaten der Nicht-Pfad-Region die ein oder mehreren Unähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad-GMM nicht erfüllen, kann es sein, dass das Kamerasystem 185C entscheidet, die Bildinhaltsdaten der Nicht-Pfad-Region nicht mit dem globalen Nicht-Pfad-GMM zusammenzuführen. So kann ein aktualisiertes globales Nicht-Pfad-GMM erhalten werden.
Es versteht sich, dass bei der ersten Ausführung von 508b-512b der Schritt 512b ausgelassen werden kann. In diesem Fall kann das Kamerasystem 185C so konfiguriert sein, dass es die Bildinhaltsdaten, die von den seitlich vom Fahrzeug versetzten Unterbereichen erhalten wurden, zusammenführt, um das globale Nicht-Pfad-GMM zu bilden.
Bei 514b kann das aktualisierte globale Nicht-Pfad-GMM vom stereoskopischen Kamerasystem verwendet werden, um Wahrscheinlichkeiten zu bestimmen, dass sich die jeweiligen Teilbereiche der Bilddaten (nicht nur die seitlich vom Fahrzeug versetzten Teilbereiche) auf den Nicht-Pfad-Bereich des Geländes beziehen. In diesem Fall kann der Bildinhalt jedes der Teilbereiche der Bilddaten mit dem aktualisierten globalen Nicht-Pfad-GMM verglichen werden, um eine Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass sich der jeweilige Teilbereich auf den Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht. Je näher die Bildinhaltsdaten an der Spitze der Verteilung des aktualisierten Nicht-Pfad-GMM liegen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Teilbereich auf den Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht, und umgekehrt. Es kann sein, dass die Wahrscheinlichkeit in einem Speicher der VCU 10 in Verbindung mit dem Teilbereich der Bilddaten, auf den sie sich bezieht, gespeichert wird.
Bei 516b wird in Abhängigkeit von den Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten eine Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte bestimmt. Es kann sein, dass die Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte die in 506 bestimmten Bilddaten mit den Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten für jede der Unterregionen überlagert enthält.
Das globale Nicht-Pfad-GMM kann verwendet werden, um eine weitere Prüfung der Bildinhaltsdaten der Reifenregion vorzunehmen, um festzustellen, ob sie für eine Fusion mit dem globalen Pfad-GMM geeignet sind. Das stereoskopische Kamerasystem kann die Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten, die sich auf die Position jedes Reifens beziehen, mit dem globalen Nicht-Pfad-GMM vergleichen, und in Abhängigkeit davon, dass die Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten und das globale Nicht-Pfad-GMM ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug aufeinander erfüllen, kann das Kamerasystem 185C das Pfadmodell in Abhängigkeit von den Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten aktualisieren. Wenn die Bildinhaltsdaten der Reifenregion und das globale Nicht-Pfad-GMM ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug aufeinander nicht erfüllen, kann es sein, dass das Kamerasystem 185C die Bildinhaltsdaten der Reifenregion nicht zur Aktualisierung des globalen Pfad-GMM verwendet. Dies hilft, die Kreuzkontamination des globalen Pfad-GMM mit Bilddaten zu reduzieren, die sich auf den Nicht-Pfadbereich des Geländes beziehen.
Es kann sein, dass die Unähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Bedingungen umfassen, die sich auf die Bildinhaltsdaten der Reifenregion und das globale Nicht-Pfad-GMM beziehen. Zum Beispiel kann es sein, dass die Unähnlichkeitskriterien eine oder mehrere Farb- und/oder Texturbedingungen umfassen, dass eine Farb- und/oder Texturverteilung der Bildinhaltsdaten der Reifenregion, die sich auf eine jeweilige Teilregion beziehen, nicht mit der Verteilung des globalen Nicht-Pfad-GMM zu einem bestimmten Grad übereinstimmt.
Bei 518 werden Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten, die während 508a-516a und 508b-516b bestimmt wurden, kombiniert, um eine endgültige Pfadwahrscheinlichkeitskarte bereitzustellen. Die endgültige Pfadwahrscheinlichkeitskarte kann als gewichteter Mittelwert aus der Pfadwahrscheinlichkeitskarte und einer sekundären Pfadwahrscheinlichkeitskarte bestimmt werden, die aus den Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitsdaten abgeleitet wird. Die Karte der sekundären Pfadwahrscheinlichkeit kann eine Umkehrung der Karte der Nicht-Pfadwahrscheinlichkeiten sein, die dadurch bestimmt wird, dass die Unterregionen, die niedrige Nicht-Pfadwahrscheinlichkeiten haben, hohe Pfadwahrscheinlichkeiten haben. Beispielsweise kann das Kamerasystem 185C so konfiguriert sein, dass es die sekundäre Pfadwahrscheinlichkeit, Psecondary_path_i, für einen jeweiligen i-ten Teilbereich aus der Nicht-Pfadwahrscheinlichkeit, Pnon-path_i, ableitet, basierend auf: PSekundär_Weg_i = 1 - Pnicht-Weg_i. Alternativ können die Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten auf jede andere geeignete Weise kombiniert werden, um die endgültige Wahrscheinlichkeitskarte zu bestimmen. Zum Beispiel können die in 514a, 514b ermittelten Wahrscheinlichkeiten kombiniert werden, z. B. durch Subtraktion der Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeit von der Pfad-Wahrscheinlichkeit, um eine endgültige Pfad-Wahrscheinlichkeit für jede Teilregion zu erhalten. Es kann sein, dass den Wahrscheinlichkeiten aus der Pfadwahrscheinlichkeitskarte eine stärkere Gewichtung zugewiesen wird als den abgeleiteten Wahrscheinlichkeiten aus der sekundären Pfadwahrscheinlichkeitskarte, um ein größeres Vertrauen in diese Werte zu reflektieren. Alternativ kann es sein, dass die gleichen Gewichtungen auf beide angewendet werden, oder dass den abgeleiteten Wahrscheinlichkeiten aus der sekundären Pfadwahrscheinlichkeitskarte ein größeres Gewicht zugewiesen wird. Es kann sein, dass die jeweiligen Gewichtungen, die auf die Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten anzuwenden sind, in Abhängigkeit von den jeweiligen Konsistenzen einer oder mehrerer Pfad/Nicht-Pfad-Grenzen bestimmt werden, die aus den Pfad- bzw. Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten ermittelt wurden. Wie die jeweiligen Konsistenzen von Pfadgrenzen gemessen werden können, wird im Folgenden näher erläutert. Durch das Ableiten von sekundären Wahrscheinlichkeitsdaten aus den Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten und das Kombinieren der sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten mit den Pfadwahrscheinlichkeitsdaten kann mit größerer Sicherheit bestimmt werden, ob ein Teil des Geländes ein Pfad- oder Nicht-Pfad-Bereich des Geländes ist.
Wenn die endgültige Pfadwahrscheinlichkeitskarte bestimmt ist, kann sie mit einer globalen endgültigen Pfadwahrscheinlichkeitskarte zusammengeführt werden, die aus früheren Bildern der vom stereoskopischen Kamerasystem 185C aufgenommenen Bilddaten bestimmt wurde.
Das Verfahren der 5 wird nun anhand des Beispiels der 8-9 erläutert.
8a zeigt ein erstes 2D-Bild, das von einem ersten Bildsensor des stereoskopischen Kamerasystems 185C von einem Terrain vor dem Fahrzeug 100 aufgenommen wurde. Das Gelände umfasst einen gepflasterten Pfadbereich 700 und ein Paar von Gras-Nicht-Pfad-Bereichen 702, 704 auf beiden Seiten des gepflasterten Pfadbereichs 700. 8b zeigt das Disparitätsbild zwischen dem in 8a gezeigten ersten 2D-Bild und einem zweiten 2D-Bild, das von einem zweiten Bildsensor des stereoskopischen Kamerasystems 185C aufgenommen wurde. 8c zeigt die Pixel des Bildes aus 8a überlagert auf einem 3D-Gitter, das auf der Grundlage des Disparitätsbildes aus 8b erhalten und relativ zu einer horizontalen Ebene abgebildet wurde. Ebenfalls in 8c dargestellt ist eine weiße Linie 708, die die Position der Längsachse des Fahrzeugs 100 auf dem Pfad 700, die Positionen 706a-706d der Reifen des Fahrzeugs 100 und die Positionen 707a, 707b der Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes zeigt, die seitlich vom Fahrzeug versetzt sind und zur Bestimmung des Nicht-Pfad-Modells verwendet wurden.
9a wiederholt die Ansicht von 8c als Referenz. 9b zeigt die bei 516a des Verfahrens von 5 ermittelte Pfadwahrscheinlichkeitskarte in Bezug auf das Gelände von 9a. Die Schattierung der Pfadwahrscheinlichkeitskarte variiert von schwarz bis grau, wobei schwarz eine höhere Wahrscheinlichkeit anzeigt, dass sich der Teilbereich auf den Pfadbereich des Geländes bezieht und grau eine geringere Wahrscheinlichkeit dafür anzeigt. Der Großteil der Pfadregion 700 wird korrekt als Pfadregion des Geländes identifiziert, und der Großteil der Nicht-Pfadregionen 702, 704 wird korrekt als Nicht-Pfadregion des Geländes identifiziert. An den Rändern der Pfadregion und in einigen Abschnitten in der Nähe des Zentrums der Pfadregion gibt es jedoch Unterregionen, die nicht korrekt als Pfadregion identifiziert wurden. Dies kann zumindest teilweise daran liegen, dass, wie z.B. in zu sehen ist, einige Teile der Pfadregion 700, wie z.B. die mit Wasser bedeckten Pfützenregionen 705, Bildinhalte (z.B. Farbe und/oder Texturen) haben, die nicht genau mit dem globalen Pfad-GMM übereinstimmen werden.
zeigt die bei 516b des Verfahrens von ermittelte Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarte. Die Farbe variiert von schwarz bis grau, wobei schwarz eine höhere Wahrscheinlichkeit anzeigt, dass sich die Teilregion auf die Nicht-Pfad-Region des Geländes bezieht, und grau eine geringere Wahrscheinlichkeit dafür anzeigt. Der Großteil der Pfadregion 700 wird korrekt als Nicht-Pfadteil des Geländes identifiziert, und der Großteil der Nicht-Pfadregionen wird korrekt als Nicht-Pfadteil des Geländes identifiziert. In der Tat wird in der Karte der Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeit nicht zwischen den trockenen und den Pfützenbereichen des Pfades 700 unterschieden. An den Rändern der Nicht-Pfad-Region und in einigen Abschnitten weiter links und rechts von der Nicht-Pfad-Region gibt es jedoch Unterregionen, die nicht mit hoher Wahrscheinlichkeit als Nicht-Pfad identifiziert wurden. Dies kann daran liegen, dass sie nicht mit dem globalen Nicht-Pfad-GMM übereinstimmen.
zeigt eine Karte der Sekundärpfadwahrscheinlichkeit, die aus der Karte der Nichtpfadwahrscheinlichkeit von abgeleitet wird, indem das stereoskopische Kamerasystem 185C die Inverse der Karte der Nichtpfadwahrscheinlichkeit von bei bestimmt. Auch hier variiert die Farbe von schwarz bis grau, wobei schwarz eine höhere Wahrscheinlichkeit anzeigt, dass sich der Teilbereich auf den Pfadbereich des Geländes bezieht, und grau eine geringere Wahrscheinlichkeit dafür anzeigt. Es ist zu erkennen, dass das Zentrum der Pfadregion in der sekundären Pfadwahrscheinlichkeitskarte mit einer größeren Wahrscheinlichkeit auf die Pfadregion des Geländes bezogen ist als in der Pfadwahrscheinlichkeitskarte von . Dies liegt zumindest zum Teil daran, dass in der sekundären Pfadwahrscheinlichkeitskarte nicht zwischen den trockenen und den Pfützenbereichen des Pfades 700 des Geländes unterschieden wird. Darüber hinaus werden einige der Teilbereiche an den Grenzen zwischen dem Pfadbereich und dem Nicht-Pfadbereich mit höherer Wahrscheinlichkeit als in der Pfadwahrscheinlichkeitskarte von als Pfad- oder Nicht-Pfadbereiche des Geländes bestimmt.
und zeigen die Pfad- bzw. Nicht-Pfad-Grenzen, die aus den Pfad- bzw. Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskarten der bzw. ermittelt wurden. Insbesondere bei der rechten Pfadgrenze von in der Nähe des Standorts des Fahrzeugs 100 ist zu erkennen, dass aus den Pfadwahrscheinlichkeitsdaten von allein keine konsistente Grenze ermittelt wird.
zeigt die endgültige Pfadwahrscheinlichkeitskarte, die durch eine gewichtete Kombination aus der Pfadwahrscheinlichkeitskarte und der aus der Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskarte abgeleiteten sekundären Pfadwahrscheinlichkeitskarte bestimmt wird. Es ist zu erkennen, dass die Teilbereiche der Bilddaten als Pfad oder Nicht-Pfad mit einem höheren Vertrauensgrad in der endgültigen Pfadwahrscheinlichkeitskarte bestimmt werden als aus einer der Pfadwahrscheinlichkeitskarten, die bei 516a ( , der Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskarte, die bei 516b ( ) bestimmt wurde, oder der sekundären Pfadwahrscheinlichkeitskarte, die aus der Nicht-Wahrscheinlichkeitskarte bei 518 ( ) abgeleitet wurde. zeigt die endgültige Pfadwahrscheinlichkeitskarte, die mit der globalen Pfadwahrscheinlichkeitskarte zusammengeführt wurde. zeigt die Pfadgrenze, die aus der aktualisierten globalen Pfadwahrscheinlichkeitskarte von ermittelt wurde. Es ist zu erkennen, dass die Pfadgrenze von konsistenter ist als die Pfadgrenze von oder die Nicht-Pfadgrenze von .
Somit bietet die Methode von , bei der sowohl Pfad- als auch Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten bestimmt werden, eine sicherere Bestimmung von Pfad- und Nicht-Pfad-Bereichen des Geländes als dies mit den Pfad- oder Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten allein möglich ist.
Es versteht sich, dass gelegentlich ein Teil eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs 100 den Pfadbereich des Geländes verlassen und einen Nicht-Pfadbereich des Geländes betreten kann. In diesem Fall kann es sein, dass sich ein erster Teil der Bilddaten des Reifenbereichs auf den Pfadbereich bezieht, während sich ein zweiter Teil der Bilddaten des Reifenbereichs auf den Nicht-Pfadbereich bezieht. Dies ist in den 7a und 7b dargestellt, die Unterbereiche der Bilddaten zeigen, die Pfadabschnitte 600 und Nicht-Pfadabschnitte 602 umfassen. Dementsprechend kann für den Fall, dass festgestellt wird, dass die Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs, die sich auf einen Reifen des Fahrzeugs beziehen, nicht mit den Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs übereinstimmen, die sich auf die anderen Reifen des Fahrzeugs oder das globale Pfad-GMM beziehen, das stereoskopische Kamerasystem 185C so konfiguriert sein, dass es den Teilbereich der Bilddaten, aus dem die Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs abgeleitet werden, in zwei oder mehr Teile aufteilt. In diesem Fall können die Bildinhaltsdaten, die von einem (oder jedem) ausgewählten Teil des Teilbereichs (statt vom gesamten Teilbereich) abgeleitet werden, mit einem oder mehreren der folgenden verglichen werden: den Bildinhaltsdaten des Reifenbereichs, die sich auf die anderen Reifen beziehen; dem globalen Pfad-GMM; dem globalen Nicht-Pfad-GMM. Wenn die Bildinhaltsdaten, die von dem ausgewählten Teil des Teilbereichs abgeleitet sind, die ein oder mehreren Ähnlichkeitskriterien in Bezug auf einen oder mehrere der anderen Reifen und/oder das globale Pfad-GMM erfüllen, kann es sein, dass das Kamerasystem 185C die Bildinhaltsdaten, die von diesem ausgewählten Teil des Teilbereichs abgeleitet sind, selektiv mit dem globalen Pfad-GMM zusammenführt. Beispielsweise können die Ähnlichkeitskriterien erfordern, dass der ausgewählte Teil des Teilbereichs stärker mit dem globalen Pfad-GMM korreliert ist als das globale Nicht-Pfad-GMM und/oder stärker mit dem globalen Pfad-GMM korreliert ist als ein anderer Teil des Teilbereichs und/oder ausreichend stark mit dem globalen Pfad-GMM korreliert ist. Andernfalls kann es sein, dass das Kamerasystem 185C entscheidet, die Bildinhaltsdaten, die von diesem ausgewählten Teil des Teilbereichs abgeleitet werden, nicht mit dem globalen Pfad-GMM zusammenzuführen. Es kann sein, dass dies dazu beiträgt, dass das globale Pfad-GMM schneller verallgemeinert wird, wodurch die Genauigkeit der Pfadwahrscheinlichkeitsdaten verbessert werden kann.
Wie weiter unten erklärt wird, kann die VCU 10 Kostendaten in Abhängigkeit von den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten bestimmen und einen zukünftigen Pfad für das Fahrzeug in Abhängigkeit von den Kostendaten bestimmen, typischerweise durch Bestimmen einer Kostenkarte basierend auf den Kostendaten. Die Kostenkarte kann aus einem Gitter von Zellen bestehen. Die Art und Weise, in der die Bilddaten, die sich auf einen Teilbereich beziehen, aufgeteilt werden, kann von der Richtung des ermittelten Pfades relativ zum Gitter der Kostenkarte abhängen. Wenn der Pfadbeispielsweise parallel zu einer Achse des Gitters verläuft, kann es sein, dass die Bilddaten in einen linken und einen rechten Teil aufgeteilt werden. Zum Beispiel zeigt die Pfadregion 600 auf der rechten Seite mit der Nicht-Pfadregion 602 auf der linken Seite für einen Pfad, der in Nord-Süd-Richtung verläuft (parallel zur vertikalen Achse). In einem anderen Beispiel (siehe verläuft der Pfad diagonal zum Gitter und die Bilddaten können in der Zelle diagonal aufgeteilt werden.
Das stereoskopische Kamerasystem 185C kann eine Kostenkarte in Bezug auf das Gelände auf der Grundlage der Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten bestimmen, z. B. in Abhängigkeit von der endgültigen Pfadwahrscheinlichkeitskarte. Um die Kostenkarte zu bestimmen, kann das stereoskopische Kamerasystem 185C für jede der Unterregionen der Bilddaten einen Preis für das Fahrzeug 100 bestimmen, um den jeweiligen Teil des Geländes zu durchqueren, auf den sich die Unterregion bezieht, in Abhängigkeit von den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten, die von 508-518 bestimmt wurden, zum Beispiel in Abhängigkeit von der endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit, die sich auf diese Unterregion bezieht, die bei 518 bestimmt wurde. Die Kosten können sich auf eine Strafe oder eine Belohnung beziehen, die mit dem jeweiligen Teil des Geländes verbunden ist. Erhöhte Kosten können sich auf eine erhöhte Strafe oder eine reduzierte Belohnung beziehen. In ähnlicher Weise können sich reduzierte Kosten auf eine reduzierte Strafe oder eine erhöhte Belohnung beziehen. In der folgenden Beschreibung wird jedoch davon ausgegangen, dass die Kosten auf der Basis einer Strafe zugewiesen werden.
In einem Beispiel gilt für jede Teilregion, je größer die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit ist, desto geringer sind die Kosten, die dieser Teilregion zugewiesen werden, und je geringer die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit ist, desto größer sind die Kosten, die dieser Teilregion zugewiesen werden. Es kann sein, dass die Kosten den Unterregionen auf einer binären Basis zugewiesen werden, z. B. niedrige Kosten für Unterregionen mit endgültigen Pfadwahrscheinlichkeiten größer als ein Schwellenwert und hohe Kosten für Unterregionen mit endgültigen Pfadwahrscheinlichkeiten kleiner als ein Schwellenwert. Es kann aber auch sein, dass die Kosten auf einer granulareren Basis zugewiesen werden. Zum Beispiel kann es sein, dass die Kosten für das Fahrzeug, um einen Teil des Geländes zu durchqueren, auf den sich die Unterregion bezieht, in Abhängigkeit von der endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit bestimmt werden, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllt, die anzeigen, dass sich die Unterregion auf die Pfadregion bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich die Unterregion auf die Nicht-Pfadregion bezieht, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien.
Unterregionen mit niedrigen Pfadwahrscheinlichkeiten, die in 514a bestimmt wurden, und niedrigen Nicht-Pfadwahrscheinlichkeiten, die in 514b bestimmt wurden, können eine mittlere endgültige Pfadwahrscheinlichkeit zwischen einer relativ niedrigen endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit und einer relativ hohen endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit haben. Zum Beispiel kann es sein, dass Pfützenbereiche 705 der Pfadregion 700 des Beispiels von 8a mit mittleren endgültigen Pfadwahrscheinlichkeiten versehen sind, weil sie ein oder mehrere Ähnlichkeitskriterien in Bezug auf das globale Pfad- oder globale Nicht-Pfad-GMM nicht erfüllen. In diesem Fall können Unterregionen mit einer relativ niedrigen endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit erste, relativ hohe Kosten zugewiesen werden, Unterregionen mit einer mittleren endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit können zweite, mittlere Kosten zugewiesen werden und Unterregionen mit relativ hohen endgültigen Pfadwahrscheinlichkeiten können dritte, relativ niedrige Kosten zugewiesen werden. Auf diese Weise kann ein mindestens dreistufiges Kostenzuweisungsschema implementiert werden, bei dem die endgültigen Pfadwahrscheinlichkeiten Wahrscheinlichkeitsparameter sind, die sich darauf beziehen, ob sich die jeweiligen Teilregionen auf die Pfadregion oder die Nicht-Pfadregion beziehen. Wenn die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit, die mit einer Teilregion assoziiert ist, Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllt, in diesem Fall, dass die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit größer als ein jeweiliger Pfadschwellenwert ist, können dieser Teilregion niedrige Kosten zugewiesen werden. Wenn die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit, die einer Teilregion zugeordnet ist, Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskriterien erfüllt, in diesem Fall, dass die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit kleiner ist als ein entsprechender Nicht-Pfad-Schwellenwert (der sich vom Pfad-Schwellenwert unterscheiden kann), können dieser Teilregion hohe Kosten zugewiesen werden. Wenn die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit, die einer Teilregion zugeordnet ist, weder die Pfad- noch die Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskriterien erfüllt (z.B. die endgültige Pfadwahrscheinlichkeit liegt zwischen dem Pfad- und dem Nicht-Pfad-Schwellenwert), kann es sein, dass dieser Teilregion ein Zwischenkostenwert zugeordnet wird.
Dies wird in 10 veranschaulicht, die schematisch ein Beispielgelände basierend auf dem Gelände von 8a zeigt, auf dem eine Kostenkarte 800 überlagert ist, die unter Verwendung eines dreistufigen Kostenzuweisungsschemas bestimmt wurde, wobei die Kostenkarte 800 eine Vielzahl von Zellen 802 umfasst, von denen sich jede auf einen Teilbereich der Bilddaten bezieht. Der Buchstabe L zeigt an, dass dem Teilbereich relativ niedrige Kosten zugewiesen wurden, der Buchstabe H zeigt an, dass dem Teilbereich relativ hohe Kosten zugewiesen wurden, während der Buchstabe I anzeigt, dass dem Teilbereich mittlere Kosten zugewiesen wurden. Zur besseren Veranschaulichung sind die Zellen 802 der Kostenkarte 800 von größer als in der Praxis üblich.
In anderen Beispielen kann es sein, dass jeder Teilregion Kosten aus einer (z. B. kontinuierlichen) Skala mit mehr als drei möglichen Kosten in Abhängigkeit von der für diese Teilregion ermittelten endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit zugewiesen werden. Da es in diesem Fall mehr als drei mögliche Kosten gibt, die einem Teilbereich zugewiesen werden können, kann immer noch berücksichtigt werden, dass die Kosten für das Fahrzeug zum Durchfahren eines Teils des Geländes, auf das sich der Teilbereich bezieht, in Abhängigkeit von der endgültigen Pfadwahrscheinlichkeit für diesen Teilbereich bestimmt werden, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllt, die anzeigen, dass sich der Teilbereich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich der Teilbereich auf den Nicht-Pfadbereich bezieht, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien. Zum Beispiel kann es in diesem Fall mindestens drei Unterregionen geben, von denen mindestens eine erste eine relativ hohe endgültige Pfadwahrscheinlichkeit hat, so dass ihr relativ niedrige Kosten zugewiesen werden, mindestens eine zweite eine relativ niedrige endgültige Pfadwahrscheinlichkeit hat, so dass ihr relativ hohe Kosten zugewiesen werden, und mindestens eine dritte eine mittlere Pfadwahrscheinlichkeit hat, so dass ihr mittlere Kosten zwischen den relativ hohen und relativ niedrigen Kosten zugewiesen werden. In diesem Fall kann man sagen, dass die Endwahrscheinlichkeit des ersten Teilbereichs implizit ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllt, die Endwahrscheinlichkeit des zweiten Teilbereichs implizit ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllt und die Endwahrscheinlichkeit des dritten Teilbereichs implizit weder die Pfad- noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllt. Es versteht sich, dass die Skala der Kosten unendlich variabel sein kann. Es kann sein, dass die Beziehung zwischen den zugewiesenen Kosten und den endgültigen Pfadwahrscheinlichkeiten der jeweiligen Teilregionen nicht linear ist. Beispielsweise können den jeweiligen Zellen, die sich auf Teilregionen beziehen, für die eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass es sich um eine Nicht-Pfad-Region handelt, exponentiell größere Kosten zugeordnet werden.
Alternativ können die Kosten (z. B.) direkt in Abhängigkeit von den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten zugewiesen werden. Jede geeignete alternative Kostenverteilungsstrategie kann verwendet werden.
Die Kostenkarte kann von dem stereoskopischen Kamerasystem 185C an die VCU 10 übertragen werden, die in Abhängigkeit von der Kostenkarte einen zukünftigen Pfadfür das Fahrzeug bestimmen kann. Die Kostendaten der Kostenkarte können vom stereoskopischen Kamerasystem 185C an die VCU 10 auf einer zellenweisen Basis bereitgestellt werden. Optional führt die VCU 10 die Kostenkarte mit einer bestehenden globalen Kostenkarte zusammen, die (zumindest teilweise) auf zuvor vom stereoskopischen Kamerasystem 185C erhaltenen Kostenkarten basieren kann. Um einen zukünftigen Pfad für das Fahrzeug 100 zu bestimmen, können aus der Kostenkarte 800 (oder aus einer globalen Kostenkarte, mit der die Kostenkarte 800 verschmolzen ist) die Kosten für das Durchqueren des Geländes durch jede einer Vielzahl von möglichen Trajektorien berechnet werden, und aus den möglichen Trajektorien kann in Abhängigkeit von den berechneten Kosten ein bevorzugter Pfad ausgewählt werden. Dies ist in 11 veranschaulicht, die dasselbe Gelände und dieselbe Kostenkarte 800 wie in 10 zeigt, wobei eine Vielzahl von möglichen Trajektorien 810-830 überlagert ist. Wenn davon ausgegangen wird, dass die VCU 10 Regionen mit hohen Kosten im Gelände vermeiden möchte, kann die VCU 10 die Trajektorie 810 als bevorzugten Pfad auswählen, da sie die geringsten Kosten hat. Würde das Fahrzeug 100 der Trajektorie 810 folgen, würde es Bereiche des Geländes durchqueren, denen von der Kostenkarte 800 mittlere (I) Kosten zugewiesen wurden. Dies wird durch die Verwendung eines mindestens dreistufigen Kostenzuordnungsschemas zur Bestimmung der Kostenkarte 800 ermöglicht. Es versteht sich, dass bei Verwendung eines binären Kostenzuordnungsschemas den Pfützenbereichen 705 des Geländes möglicherweise hohe Kosten zugeordnet worden wären, so dass die VCU 10 versuchen würde, das Fahrzeug um die Pfützenbereiche herum statt durch sie hindurch zu führen. Somit kann ein optimalerer (direkter) Fahrzeugpfad dadurch erreicht werden, dass die Kostenkarte 800 mindestens drei verschiedene Kosten aufweist, die verschiedenen Teilbereichen der Bilddaten zugeordnet sind.
Obwohl die Zwischenkostenzellen als Abschnitte des Pfades 700 dargestellt wurden, die von Wasserpfützen bedeckt sind, kann es sich bei den Zwischenkostenzellen zusätzlich oder alternativ um Abschnitte des Pfades 700 handeln, die von Schatten bedeckt sind, z. B. von Bäumen oder Büschen auf beiden Seiten des Pfades 700 oder einer anderen Ursache für eine variable Beleuchtung des Pfades 700. Dies wird durch die in 12 gezeigte Kostenkarte 850 veranschaulicht, die sich auf ein ähnliches Gelände wie die Kostenkarte von 10 bezieht, jedoch mit Schattenabschnitten 852 anstelle von Pfützenabschnitten 705. Auch hier kann es sein, dass der von der VCU 10 ermittelte Fahrzeugpfad durch einen oder mehrere der Schattenabschnitte 852 führt, indem den Schattenabschnitten 852 ein Zwischenwert zugewiesen wird, wodurch ein optimalerer Pfad ermittelt werden kann.
Es versteht sich, dass anstelle der Berechnung der Kosten für jede einer Vielzahl von möglichen Trajektorien und der Auswahl eines bevorzugten Pfades aus den möglichen Trajektorien in Abhängigkeit von den Kosten, es sein kann, dass der zukünftige Pfad durch Analyse der Kostenkarte bestimmt wird, um die Route mit den niedrigsten Kosten zu bestimmen. Dadurch kann zwar eine optimalere Route ermittelt werden, aber es ist verarbeitungsintensiver.
Für den Fall, dass die Kostenkarte 800 mit einer bestehenden globalen Kostenkarte zusammengeführt wird, die auf zuvor erhaltenen Kostendaten basiert, ist es möglicherweise nicht notwendig, die Kosten auf der Grundlage von Bilddaten zu bestimmen, die früheren Frames von Bilddaten gemeinsam sind, die zu unterschiedlichen Zeiten und/oder an unterschiedlichen Orten des Fahrzeugs aufgenommen wurden. Vielmehr kann es sein, dass Kostendaten nur für Bilddaten bestimmt werden, die sich auf Teile des Geländes beziehen, für die keine Kostendaten auf der Basis vorheriger Bilder von Bilddaten bestimmt wurden. Dies trägt dazu bei, die Menge der erforderlichen Verarbeitung zu reduzieren.
Es versteht sich, dass es nicht unbedingt notwendig ist, sowohl Pfad- als auch Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeiten zu erhalten, um einer Kostenkarte ein mindestens dreistufiges Kostenzuordnungsschema zuordnen zu können. Beispielsweise kann ein dreistufiges Kostenzuordnungsschema auf Pfadwahrscheinlichkeiten basieren, die unter Bezugnahme auf ein texturbasiertes globales Pfad-GMM bestimmt wurden (das z. B. Textur oder Farbe und Textur als modellierten Parameter verwendet). In diesem Fall kann es sein, dass Regionen des Pfades 700 unter variablen Lichtbedingungen (z.B. mit reflektierenden Pfützen, Schattenregionen usw.) als mit einer Textur identifiziert werden, die den anderen Teilen des Pfades 700 ähnlicher ist als der Nicht-Pfad-Region auf beiden Seiten des Pfades (die Gras sein kann und eine ausgeprägtere Textur hat). Zusätzlich oder alternativ kann festgestellt werden, dass ein Schattenbereich des Pfades 700 einen ähnlicheren Farbinhalt zu anderen Abschnitten des Pfades 700 hat als die (z.B. grasbewachsenen) Nicht-Pfadbereiche 702, 704 des Geländes. In beiden Fällen können Abschnitten des Pfades 700 unter variablen Beleuchtungsbedingungen mittlere Kosten zugewiesen werden, und niedrige und hohe Kosten können Abschnitten des Geländes zugewiesen werden, die sicher als Pfad- bzw. Nicht-Pfad-Regionen identifiziert wurden.
Es kann sein, dass die Kostenkarte 800 oder 850 (und/oder die globale Kostenkarte, mit der die Kostenkarte 800 oder 850 verschmolzen ist) eine Radkostenkarte ist, die die Kosten für die Räder des Fahrzeugs 100 angibt, um das Gelände unabhängig von der Karosserie des Fahrzeugs 100 zu durchqueren. Obwohl die möglichen Trajektorien in 11 jeweils durch einzelne Linien 810-830 dargestellt sind, versteht es sich, dass verschiedene Räder des Fahrzeugs 100 für eine gegebene Fahrzeugtrajektorie 810-830 unterschiedlichen Pfaden folgen können. Dementsprechend kann es sein, dass die Kosten, die mit jeder der möglichen Trajektorien 810-830 verbunden sind, die unterschiedlichen Pfade berücksichtigen, denen jedes der Räder folgen würde, wenn das Fahrzeug 100 dieser Trajektorie 810-830 folgen würde. Zum Beispiel können die Kosten des Fahrzeugs 100, das das Gelände über jede mögliche Trajektorie -Trajektorie 810-830 durchquert, bestimmt werden, indem die Kosten für jedes der Räder des Fahrzeugs 100 ermittelt werden, um ihren jeweiligen Pfaden entlang dieser Trajektorie zu folgen. Alternativ kann es sein, dass die Kosten für das Durchfahren des Geländes durch das Fahrzeug 100 über jede mögliche Trajektorie 810-830 bestimmt werden, indem selektiv die Kosten für diagonal gegenüberliegende Räder des Fahrzeugs 100, wie z.B. für die vorderen rechten und hinteren linken oder vorderen linken und hinteren rechten Räder des Fahrzeugs, bestimmt werden, um ihren jeweiligen Pfaden entlang dieser Trajektorie zu folgen. In diesem Fall kann es sein, dass die Kosten, die mit jeder möglichen Trajektorien verbunden sind, der Durchschnitt oder die Summe der Kosten für die jeweiligen Räder sind, um ihren jeweiligen Pfaden entlang dieser Trajektorie zu folgen.
Obwohl die Kosten, die den Zellen 802 der Radkostenkarte 800 zugeordnet sind, oben in Bezug darauf beschrieben wurden, ob sie sich auf Pfad- oder Nicht-Pfad-Regionen des Geländes beziehen, können sich die Kosten, die jeder der Zellen 802 der Radkostenkarte zugeordnet sind, zusätzlich oder alternativ auf eines oder mehrere der folgenden Merkmale beziehen: eine Steigung des Geländes in einer projizierten Fahrtrichtung des Fahrzeugs; eine Seitenneigung des Geländes quer zu einer projizierten Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Die Steigung des Geländes in der projizierten Fahrtrichtung und/oder die Seitenneigung des Geländes können aus Topographieinformationen über das Gelände bestimmt werden, die aus der 3D-Gitterkarte ermittelt werden, der die Bilddaten überlagert sind. Alternativ kann die Steigung des Geländes in der projizierten Fahrtrichtung und/oder die Seitenneigung des Geländes von einem Entfernungsmesssystem des Fahrzeugs, wie z. B. einem radarbasierten Geländeentfernungsmesssystem, einem laserbasierten Geländeentfernungsmesssystem (z. B. LIDAR) oder einem akustischen Entfernungsmesssystem des Fahrzeugs 100 oder von einem Neigungssensor des Fahrzeugs (falls vorhanden) bestimmt werden. Die projizierte Fahrtrichtung kann aus der möglichen Trajektorie des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.
Es kann sein, dass die Kosten, die den Zellen 802 der Radkostenkarte 800 zugeordnet sind, verallgemeinerte Kosten sind, die im Wesentlichen unabhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 über die jeweiligen Zellen 802 sind. Alternativ kann eine Vielzahl von Radkostenkarten 800 bestimmt werden, wobei jede mit einer jeweiligen möglichen Trajektorie über das Gelände verbunden ist. Im letzteren Fall können die Kosten, die den Zellen 802 der Radkostenkarte 800 zugeordnet sind, von der Fahrtrichtung der möglichen Trajektorien, mit der sie über das Gelände verbunden ist, abhängig sein. Dies liefert die Kostendaten mit erhöhter Genauigkeit, erfordert aber einen erhöhten Verarbeitungsaufwand im Vergleich zum ersten Fall.
Der aus der/den Radkostenkarte(n) 800 ausgewählte bevorzugte Pfad kann auf Nicht-Hindernis-Kostendaten basieren, und/oder es kann sein, dass der aus der/den Radkostenkarte(n) ausgewählte bevorzugte Pfad einige Hindernisse des Geländes nicht berücksichtigt. Dementsprechend kann es sein, dass die VCU 10 so konfiguriert ist, dass sie weitere Kostendaten in Bezug auf die Kosten der Durchquerung des Geländes erhält, um beispielsweise zu prüfen, ob der ausgewählte bevorzugte Pfad irgendwelche Hindernisse enthält, die ihn für das Fahrzeug 100 ungeeignet machen würden. Beispielsweise kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C so konfiguriert ist, dass es eine zweite, Karosseriekostenkarte bestimmt, die die jeweiligen Kosten für ein überstrichenes Volumen der Karosserie des Fahrzeugs 100 angibt, um einen oder mehrere Abschnitte des Geländes unabhängig von den Rädern des Fahrzeugs 100 zu durchqueren. Das stereoskopische Kamerasystem 185C kann dann so konfiguriert sein, dass es die zweite Karosseriekostenkarte an die VCU 10 überträgt, die sie bei der Bestimmung des zukünftigen Pfades für das Fahrzeug 100 berücksichtigen kann. Die Zellen der Karosseriekostenkarte können mit den entsprechenden Zellen der Radkostenkarte(n) 800 korrespondieren (z. B. in Bezug auf das Gelände darauf ausgerichtet sein).
Die zweite Karosseriekostenkarte kann auf den 3D-Gitterdaten basieren, die von dem stereoskopischen Kamerasystem 185C in Bezug auf das Gelände erzeugt wurden. Die Körperkostenkarte kann Kostendaten enthalten, die sich auf ein oder mehrere Hindernisse des Geländes beziehen, wie z.B. ein oder mehrere dreidimensionale, 3D, Hindernisse des Geländes. Die Körperkostenkarte kann auch Kostendaten enthalten, die sich auf ein oder mehrere Objekte (z. B. Äste, Sträucher) beziehen, die über eine Bodenebene (z. B. einen Pfadbereich auf einer Bodenebene) des Geländes hinausragen. Es kann sein, dass die Karosserie des Fahrzeugs 100 eine vorbestimmte Mindesthöhe in Bezug auf das Bodenniveau des Geländes hat. Es kann sein, dass die Karosseriekostenkarte selektiv auf 3D-Gitterdaten basiert, die sich auf Objekte oder Hindernisse mit Höhen beziehen, die die vorbestimmte minimale Höhe überschreiten. Ebenso kann es sein, dass die Karosserie des Fahrzeugs 100 eine vorgegebene maximale Höhe in Bezug auf das Bodenniveau des Geländes hat. Es kann sein, dass die Karosseriekostenkarte selektiv auf 3D-Gitterdaten basiert, die sich auf Objekte oder Hindernisse mit Erhebungen beziehen, die unterhalb der vorbestimmten maximalen Höhe liegen. Dadurch kann die Karosseriekostenkarte vorteilhafterweise berücksichtigen, ob die Karosserie des Fahrzeugs 100 mit dem Hindernis oder dem überhängenden Objekt in Berührung kommen oder es überwinden würde, wenn das Fahrzeug 100 das Gelände auf einer bestimmten Trajektorie durchqueren würde oder nicht.
Es kann sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C aus den 3D-Gitterdaten bestimmt, ob der Teil des Geländes, auf den sich jeder jeweilige Teilbereich bezieht, irgendwelche Merkmale mit einer Höhe aufweist, die größer als die minimale Höhe und kleiner als die maximale Höhe ist, was ein Hinweis darauf sein kann, dass die Karosserie des Fahrzeugs 100 behindert würde, wenn sie versuchen würde, diesen Teil des Geländes zu durchqueren. Wenn dies der Fall ist, kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C feststellt, dass in dem Teil des Geländes, auf den sich dieser Unterbereich bezieht, Hindernisse vorhanden sind. Wenn nicht, kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C feststellt, dass in dem Teil des Geländes, auf den sich dieser Teilbereich bezieht, keine Hindernisse vorhanden sind. Wenn ein oder mehrere Hindernisse vorhanden sind, kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C diesem Teilbereich relativ hohe Kosten zuordnet. Wenn es keine Hindernisse gibt, kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C diesem Teilbereich relativ niedrige Kosten zuordnet. Die Kostendaten in der Karosseriekostenkarte können binär sein (z. B. in Bezug darauf, ob die Zelle, auf die sie sich beziehen, für das Fahrzeug passierbar oder unpassierbar ist), so dass die Karosseriekostenkarte im Grunde ein Belegungsgitter ist. Alternativ dazu kann es sein, dass die Kostendaten in der Karosseriekostenkarte granularer sind. Zum Beispiel können die Kosten den Zellen der Karosseriekostenkarte nach einem mindestens dreistufigen Kostenzuordnungsschema zugeordnet werden.
Während die Kosten für das Fahrzeug 100 zum Durchqueren des Geländes auf der Grundlage der Radkostenkarte die Bestimmung der Kosten für verschiedene Räder des Fahrzeugs 100 zum Durchqueren verschiedener Pfade entlang der verschiedenen in Frage kommenden Trajektorien 810-830 (und optional die Summierung oder Mittelung dieser Kosten) beinhalten kann, kann es sein, dass die Bestimmung der Kosten für das Fahrzeug 100 zum Durchqueren des Geländes auf der Grundlage der Karosseriekostenkarte die Bestimmung beinhaltet, welche Zellen der Karosseriekostenkarte von einem Volumen eingenommen würden, das von der Karosserie des Fahrzeugs 100 überstrichen würde, wenn es das Gelände auf einer bestimmten Trajektorie durchqueren würde. In diesem Fall kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C das überstrichene Volumen des Fahrzeugs 100 in Bezug auf jede in Frage kommende Trajektorie bestimmt und die Kosten für die Karosserie des Fahrzeugs 100 ermittelt, um das Gelände auf dieser Trajektorie zu durchqueren, indem beispielsweise die Kosten summiert werden, die mit den Zellen verbunden sind, die von dem überstrichenen Volumen des Fahrzeugs 100 auf dieser Trajektorie eingenommen werden würden. Wie in 13 dargestellt, hängt das Volumen, das von der Karosserie des Fahrzeugs 100 entlang einer Trajektorie überstrichen wird, von der Krümmung des Pfades ab, dem das Fahrzeug 100 folgt, wobei es bei engeren Kurven zunimmt und bei sanfteren Kurven abnimmt. So kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C so konfiguriert ist, dass es das von der Karosserie des Fahrzeugs 100 entlang einer Trajektorie überstrichene Volumen in Abhängigkeit von der Krümmung dieser Trajektorie bestimmt und die mit dieser Trajektorie verbundenen Kosten in Abhängigkeit von dem überstrichenen Volumen und der Karosseriekostenkarte bestimmt.
Es kann sein, dass die Karosseriekostenkarte von dem stereoskopischen Kamerasystem 185C zusammen mit der Radkostenkarte an die VCU 10 übertragen wird, und es kann sein, dass die VCU 10 die Karosseriekostenkarte mit einer globalen Karosseriekostenkarte, die auf vorherigen Bildern von Bilddaten basiert, zusammenführt. Es kann sein, dass die VCU 10 einen bevorzugten Pfad basierend auf der Radkostenkarte 800, wie oben beschrieben, auswählt, bevor sie die Kosten für ein überstrichenes Volumen der Karosserie des Fahrzeugs 100 bestimmt, um den ausgewählten bevorzugten Pfadbasierend auf der Karosseriekostenkarte zu durchfahren. Wenn die aus der Karosseriekostenkarte abgeleiteten Kosten zu hoch sind (z.B. über einem Schwellenwert, der anzeigt, dass der Pfad ein oder mehrere unpassierbare Hindernisse enthält), kann es sein, dass die VCU 10 einen alternativen bevorzugten Pfad auswählt (z.B. aus den in 11 gezeigten möglichen Trajektorien basierend auf der Radkostenkarte 800) und basierend auf der Karosseriekostenkarte bestimmt, ob dieser Pfad Hindernisse enthält. Dieser Vorgang kann so lange wiederholt werden, bis ein Pfad gefunden ist, der keine Hindernisse enthält, die von der Karosserie des Fahrzeugs 100 nicht überwunden werden können.
Durch die Bereitstellung separater Rad- und Karosseriekostenkarten können die unterschiedlichen Auswirkungen des Geländes auf die Räder und die Karosserie des Fahrzeugs 100 berücksichtigt werden, wodurch genauere Kosten für das Fahrzeug 100 bestimmt werden können, um die jeweiligen möglichen Trajektorien über das Gelände zu durchqueren, wodurch ein optimalerer Fahrzeugpfad bestimmt werden kann (z. B. im Vergleich zur Bereitstellung einer einzigen Kostenkarte, die keine getrennten Rad- und Karosseriekostendaten enthält). Zum Beispiel kann es sein, dass ein oder mehrere Teile des Geländes, wie z.B. ein Grasstreifen, der sich zwischen zwei im Wesentlichen parallelen Spurrillen oder Spuren erstreckt, relativ hohe Kosten für das Durchfahren der Räder des Fahrzeugs, aber relativ niedrige Kosten für das Durchfahren der Karosserie verursachen würde (z.B. weil eine minimale Höhe der Karosserie größer als eine maximale Höhe des besagten Teils des Geländes ist, so dass die Fahrzeugkarosserie den besagten Teil des Geländes passieren würde). Durch die Bereitstellung separater Rad- und Karosseriekostenkarten kann ein (potenziell optimaler) Fahrzeugpfad, der die Räder des Fahrzeugs in den Spurrillen/Spuren und die Karosserie des Fahrzeugs über den Grasstreifen führt, mit relativ geringen Gesamtkosten ermittelt werden. Umgekehrt kann eine Kostenkarte, die keine Trennung von Karosserie- und Radeffekten vornimmt, feststellen, dass eine solche Bahn relativ hohe Gesamtkosten verursachen würde. Daher ist es besonders vorteilhaft, getrennte Rad- und Karosseriekostenkarten bereitzustellen.
In manchen Terrains gibt es Merkmale, die für ein Fahrzeug in einer Richtung mit geringen Kosten verbunden sind, die aber in anderen Richtungen mit hohen Kosten verbunden sind. Zum Beispiel enthalten Schlammspuren typischerweise Spuren für die Räder des Fahrzeugs, die mit geringen Kosten für das Fahrzeug zu folgen sind, aber mit hohen Kosten für das Fahrzeug zu überqueren sind. Dies ist in 14 dargestellt, die zeigt, wie die Räder des Fahrzeugs 100 den Schlammspuren 860, 862 folgen. Die Sterne 864, 866, 868 stellen die Positionen der Schlammspuren 860, 862 dar, die das Fahrzeug 100 durchqueren würde, wenn es dem durch die Linien 870, 872 definierten Pfad folgen würde. Diese Richtungsabhängigkeit der Kosten kann von traditionellen Kostenkarten oder Belegungsrastern nicht berücksichtigt werden, die typischerweise einem bestimmten Teil des Geländes Kosten zuweisen, die unabhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs anfallen.
Dementsprechend kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C (oder ein anderes Verarbeitungssystem des Fahrzeugs 100, das in Datenkommunikation mit dem stereoskopischen Kamerasystem 185C steht, wie z. B. die VCU 10) so konfiguriert ist, dass es eine dritte, Linienmerkmale-Kosten-Datenstruktur bestimmt, in Abhängigkeit von der der zukünftige Pfad für das Fahrzeug 100 bestimmt werden kann. Die Linienmerkmal-Kostendatenstruktur umfasst typischerweise eine Vielzahl von Linienmerkmalen, die jeweils durch eine Vielzahl von Ortspunkten repräsentiert werden können, die das Linienmerkmal oder eine Best-Fit-Linie (zum Beispiel) definieren, wobei die Linienmerkmale Linien des Geländes anzeigen, die vom Fahrzeug nicht überquert werden sollten. Die Datenstruktur für die Kosten der Linienmerkmale kann auch Richtungsdaten enthalten, die eine Kreuzungsrichtung der Linienmerkmale angeben, obwohl dies in der Form des Linienmerkmals implizit sein kann, in welchem Fall es nicht notwendig sein kann, Richtungsdaten in der Datenstruktur für die Kosten der Linienmerkmale zu speichern. In einem Beispiel kann das stereoskopische Kamerasystem 185C so konfiguriert sein, dass es Linienmerkmale auf der Grundlage der Pfadgrenzen bestimmt, die aus den oben beschriebenen Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten abgeleitet werden (z. B. aus den endgültigen Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten).
Es kann sein, dass das Kamerasystem 185C (oder ein anderes Verarbeitungssystem des Fahrzeugs, wie z. B. die VCU 10) so konfiguriert ist, dass es Grenzen zwischen Pfad- und Nicht-Pfad-Bereichen des Geländes auf der Grundlage der Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und der Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt. Zum Beispiel kann es sein, dass erste und zweite (z.B. linke und rechte) Grenzlinien zwischen den Pfad- und Nicht-Pfad-Regionen des Geländes unabhängig von den Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und den Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten identifiziert werden. Es kann sein, dass die aus den Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitsdaten ermittelten Grenzlinien aus den sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten ermittelt werden. Für jedes Grenzpaar kann die Pfadbreite (d.h. der kürzeste Abstand zwischen den Grenzen des Paares) für jede einer Vielzahl von Stellen entlang des Pfades bestimmt werden. Ein Konsistenzmaß kann für jedes Grenzpaar in Abhängigkeit von einer oder mehreren der folgenden Größen bestimmt werden: dem Durchschnitt (z. B. Mittelwert) der Pfadbreiten des Grenzpaares; der Standardabweichung der Pfadbreiten zwischen den Grenzen des Grenzpaares; den Längen der Grenzen. In Abhängigkeit von den Konsistenzmaßen der aus den Pfad- bzw. Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten ermittelten Grenzen können dann für die Pfad- bzw. Nicht-Pfad-Grenzpaare entsprechende erste und zweite Gewichte bestimmt werden. Die aus den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten gewonnenen Grenzen können in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Gewichtungen kombiniert werden. Zum Beispiel kann das Kamerasystem 185C (oder ein anderes Verarbeitungssystem des Fahrzeugs wie die VCU 10) eine der Pfad- und Nicht-Pfad-Grenzen stärker gewichten, wenn ihnen ein größeres Gewicht zugewiesen wurde als der anderen, weil sie konsistenter sind als die andere. Die Grenzen, die aus der Kombination der aus den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten ermittelten Grenzen bestimmt werden, können Linienmerkmale liefern. Die Kreuzungsrichtung für jedes Linienmerkmal kann auf der Grundlage der Richtung bestimmt werden, in der das Gelände in den Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten (oder in den endgültigen Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten) von einem Pfadbereich zu einem Nicht-Pfadbereich wechselt. Die Linienmerkmale fungieren als Grenzen, die der Fahrzeugpfad nicht überqueren sollte. Es kann sein, dass die Kostendatenstruktur für die Linienmerkmale mit einer globalen Kostendatenstruktur für die Linienmerkmale zusammengeführt wird, die auf den Kostendatenstrukturen für die Linienmerkmale basiert, die aus früheren Bildern der Bilddaten abgeleitet wurden.
Wie zuvor kann das stereoskopische Kamerasystem 185C so konfiguriert sein, dass es die Linienmerkmal-Kostendatenstruktur an die VCU 10 überträgt (z.B. zusammen mit der Radkostenkarte und/oder der Karosseriekostenkarte), die in Abhängigkeit davon den zukünftigen Pfad des Fahrzeugs 100 bestimmen kann. Dies ist in 15 dargestellt, wo die VCU 10 Kostendaten aus der Radkostenkarte 800, der Karosseriekostenkarte 880 und der Linieneigenschaften-Kostendatenstruktur 882 empfängt. Es versteht sich, dass in einigen Ausführungsformen Kostendaten von zwei oder mehr der Kostendatenstrukturen 800, 880, 882 von der VCU 10 verwendet werden können, um den Fahrzeugpfad zu bestimmen.
Die Kostendaten aus der Radkostenkarte 800, der Karosseriekostenkarte 880 und der Linienelemente-Kostendatenstruktur 882 können vom stereoskopischen Kamerasystem 185C an die VCU 10 übertragen werden, gruppiert in Abhängigkeit von den jeweiligen Teilen des Geländes, auf die sie sich beziehen. Beispielsweise kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C so konfiguriert ist, dass es Kostendaten, die sich auf entsprechende Zellen der Rad- und Karosseriekostenkarten beziehen, zusammen mit jeglichen Linienmerkmal-Kostendaten, die sich auf denselben Teil des Geländes beziehen, als Teil derselben übertragenen Datenstruktur überträgt.
Um die übertragene Datenstruktur zu bestimmen, kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C feststellt, ob irgendwelche der Zellen der Körperkostenkarte 882 Hindernisse enthalten. Wenn eine der Zellen der Körperkostenkarte 882 Hindernisse enthält, kann das stereoskopische Kamerasystem 185C die Kostendaten aus der Radkostenkarte 800, der Körperkostenkarte 880 und der Linienelemente-Kostendatenstruktur 882, die sich auf einen bestimmten Teil des Geländes beziehen, in Hindernis-Kostendaten 884 und Nicht-Hindernis-Kostendaten 886 aufteilen. Wie in den 16a und 16b gezeigt, kann es sein, dass die Hinderniskostendaten an einem vorbestimmten Abschnitt der übertragenen Datenstruktur bereitgestellt werden, wie z.B. die niederwertigsten (z.B. vier) Bits (16a) oder die höchstwertigsten (z.B. vier) Bits (16b). Der vordefinierte Teil der übertragenen Datenstruktur ist der VCU 10 typischerweise bekannt. In diesem Fall kann die VCU 10 so konfiguriert sein, dass sie die Hinderniskostendaten bei der Bestimmung des Fahrzeugpfades selektiv mit einer höheren Priorität als die Nicht-Hinderniskostendaten verarbeitet. Zum Beispiel kann die VCU 10 die Nicht-HindernisDaten 886 verwerfen. Dies kann möglich sein, weil das Fahrzeug aufgrund des Vorhandenseins eines Hindernisses den Teil des Geländes, auf den sich die Datenstruktur bezieht, nicht durchfahren kann. Dies bedeutet, dass die Nicht-Hindernis-Kostendaten, die sich auf diesen Teil des Geländes beziehen, von geringerer (oder gar keiner) Bedeutung sind. Durch die selektive Verarbeitung der Hinderniskostendaten wird Rechen- und Batterieleistung der VCU 10 eingespart.
In einem alternativen Beispiel kann es sein, dass das stereoskopische Kamerasystem 185C so konfiguriert ist, dass es die Hinderniskostendaten 884 an die VCU 10 liefert, nicht aber die Nicht-Hinderniskostendaten 886. Dies kann aus demselben Grund möglich sein, der oben diskutiert wurde. Indem die Nicht-Hindernis-Kostendaten 886 der VCU 10 nicht zur Verfügung gestellt werden, wird die Bandbreite des Kommunikationsmediums (z.B. Fahrzeugkommunikationsbus oder drahtloses Netzwerk), über das die Daten zwischen dem stereoskopischen Kamerasystem 185C und der VCU 10 übertragen werden, zusammen mit der Verarbeitungsleistung des stereoskopischen Kamerasystems 185C und der VCU 10 eingespart.
So kann es sein, dass die VCU 10 so konfiguriert ist, dass sie den Fahrzeugpfad in Abhängigkeit von den Hinderniskostendaten 884, die sich auf einen oder mehrere Teile des Geländes beziehen, bestimmt, aber nicht in Abhängigkeit von den Nicht-Hinderniskostendaten 886, die sich auf denselben Teil des Geländes beziehen.
In anderen Beispielen kann es sein, dass die 3D-Kostendaten von einer anderen elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs 100 erhalten werden, zum Beispiel von einem Entfernungsmesssystem des Fahrzeugs, wie einem radarbasierten Geländeentfernungssystem, einem laserbasierten Geländeentfernungssystem (z. B. LIDAR) oder einem akustischen Entfernungssystem des Fahrzeugs. In diesem Fall muss das Kamerasystem des Fahrzeugs nicht stereoskopisch sein und es kann eine einzelne 2D-Kamera verwendet werden. In diesem Fall kann der bevorzugte Pfad auf der Grundlage von Kostendaten bestimmt werden, die aus einer Abbildung der von der 2D-Kamera erhaltenen Bilddaten relativ zu einer horizontalen Ebene abgeleitet werden, die die Oberfläche des Geländes in ähnlicher Weise wie oben beschrieben darstellt. Die Körperkostenkarte kann in diesem Fall von der separaten Entfernungsmesssystem-Steuerung des Entfernungsmesssystems bestimmt und an die VCU 10 geliefert werden.
Die VCU 10 kann so konfiguriert sein, dass sie eine Machbarkeitsbewertung des ausgewählten Pfades durchführt, um festzustellen, ob es sich um einen machbaren Pfad handelt, dem das Fahrzeug folgen kann. Beispielsweise kann die VCU 10 so konfiguriert sein, dass sie feststellt, ob es sich um einen realisierbaren Pfad für das Fahrzeug handelt, dem es folgen kann, und zwar in Abhängigkeit von einem oder mehreren der folgenden Faktoren: der Breite des Pfadbereichs (z. B. dem Abstand zwischen einem Paar typischerweise im Wesentlichen paralleler Pfadgrenzen, die typischerweise im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufen); ob der Pfad parallele Grenzen aufweist; der Kontinuität der Pfadgrenzen; ob der Pfad vom Fahrzeug 100 ausgeht. Wenn die VCU 10 feststellt, dass der Pfad undurchführbar ist, kann es sein, dass ein alternativer bevorzugter Pfad ausgewählt wird (z. B. aus den in 11 gezeigten möglichen Trajektorien) und es wird festgestellt, ob dieser Pfad durchführbar ist. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, bis ein realisierbarer Pfad gefunden ist.
Es kann sein, dass die VCU 10 so konfiguriert ist, dass sie eine Ausgabe liefert, die den ermittelten Pfad repräsentiert. Es kann sein, dass die Ausgabe eine visuelle Ausgabe ist. Es kann sein, dass die Ausgabe eine audiovisuelle Ausgabe ist. Es kann sein, dass die Ausgabe über ein Anzeige- und/oder Lautsprechersystem des Fahrzeugs, wie z.B. ein Anzeige- und/oder Lautsprechersystem eines Infotainmentsystems des Fahrzeugs, bereitgestellt wird.
Die VCU 10 kann dann das Fahrzeug 100 in Übereinstimmung mit dem ermittelten Pfad steuern. Die VCU 10 kann in Abhängigkeit von der Krümmung des ermittelten Pfades einen erforderlichen Lenkwinkel für ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 100 bestimmen und in Abhängigkeit davon ein Lenkwinkel-Befehlssignal an die Lenkungssteuerung 170C übertragen. Das Lenkungssteuergerät 170C kann seinerseits den Winkel der lenkbaren Räder des Fahrzeugs entsprechend einstellen. Die VCU 10 kann auch eine empfohlene Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Krümmung des ermittelten Pfades aus der entsprechenden Nachschlagetabelle ermitteln. Die VCU 10 kann so konfiguriert sein, dass sie die empfohlene Geschwindigkeit an das LSP-Steuerungssystem 12 ausgibt, das die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 entsprechend steuert, indem es die vom Benutzer eingestellte Geschwindigkeit entsprechend der empfangenen empfohlenen Geschwindigkeit ändert.
Es versteht sich, dass in alternativen Beispielen die VCU 10 die von dem stereoskopischen Kamerasystem 185C erfassten Bilddaten erhalten kann und die VCU 10 (anstelle des stereoskopischen Kamerasystems 185C) konfiguriert sein kann, um daraus Kostendaten in der oben beschriebenen Weise abzuleiten.
Es versteht sich, dass die VCU 10 so konfiguriert sein kann, dass sie in Abhängigkeit von ihrem Standort und typischerweise in Abhängigkeit von einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 100 Kostendaten zu der globalen Kostenkarte hinzufügt und daraus entfernt. Dies trägt dazu bei, die Menge der Kostendaten zu begrenzen, die sie zu einem bestimmten Zeitpunkt in der globalen Kostenkarte speichern muss.
Wie in 17 gezeigt, kann der Standort und die Ausrichtung des Fahrzeugs 100 in Bezug auf sein eigenes Bezugssystem 900 oder in Bezug auf ein globales Bezugssystem 902 definiert werden. Es kann sein, dass Sensoren des Fahrzeugs Sensordaten in Bezug auf den Fahrzeugbezugskörper 900 ermitteln. Die Rad- und Karosseriekostenkarten können in Bezug auf einen der beiden Bezugssysteme 900, 902 definiert werden. Wie oben beschrieben, kann die VCU 10 zusammengefasste Rad- und Karosseriekostenkarten in Abhängigkeit von Sensordaten oder Kostendaten (z. B. Kostenkarten) bestimmen, die von derselben (z. B. dem stereoskopischen Kamerasystem 185C) elektronischen Steuereinheit oder von verschiedenen elektronischen Steuereinheiten (z. B. einem bildgebenden System und einem 3D-Messsystem) des Fahrzeugs 100 erhalten werden. Die Sensordaten, auf denen die Kostendaten basieren, können an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs 100 erfasst werden und sich somit auf diese verschiedenen Stellen beziehen. In diesem Fall ist das Aktualisieren einer Kostenkarte, die sich auf den Bezugsrahmen des Fahrzeugs bezieht, mit Kostendaten, die sich auf den Bezugsrahmen des Fahrzeugs beziehen, rechnerisch schwierig und daher sehr rechenintensiv. Umgekehrt wurde festgestellt, dass das Zusammenführen von Kostenkarten, die in Bezug auf eine globale Referenz (z.B. einen global referenzierten Ort und/oder eine globale Orientierungsreferenz) definiert sind, in Abhängigkeit von Kosten- oder Sensordaten, die auf verschiedene global referenzierte Orte und eine globale Orientierungsreferenz referenziert sind, weniger rechnerisch schwierig ist und schneller (typischerweise in Echtzeit) und/oder mit weniger Rechenleistung erreicht werden kann.
Zum Beispiel, wie in 18 gezeigt, kann die VCU 10 erforderlich sein, um eine erste Kostenkarte, die von einer ersten elektronischen Steuereinheit 910 (wie einer elektronischen Steuereinheit eines Kamerasystems des Fahrzeugs) bestimmt wurde, mit einer zweiten Kostenkarte, die von einer zweiten elektronischen Steuereinheit 912 (wie einer elektronischen Steuereinheit eines 3D-Messsystems des Fahrzeugs) bestimmt wurde, zusammenzuführen, um beispielsweise eine Radkostenkarte in Abhängigkeit davon zu bestimmen, ob es sich bei Teilen des Geländes um Pfad- oder Nicht-Pfadbereiche des Geländes handelt, und in Abhängigkeit von der Steigung des Geländes in Ausbreitungsrichtung des Fahrzeugs und der Seitenneigung des Geländes quer zur Ausbreitungsrichtung des Fahrzeugs. Beispielsweise können Kostendaten, die sich darauf beziehen, ob sich Teile des Geländes auf Pfad- oder Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes beziehen, von der Steuereinheit 910 aus (z. B. 2D-) Bilddaten abgeleitet werden, während Kostendaten, die sich auf die Steigung des Geländes in Ausbreitungsrichtung des Fahrzeugs und die Seitenneigung des Geländes quer zur Ausbreitungsrichtung des Fahrzeugs beziehen, von der Steuereinheit 912 aus Entfernungsmessdaten bestimmt werden können. Es kann sein, dass die erste und die zweite Kostenkarte in Bezug auf die globale Orientierungsreferenz, wie z. B. einen Magnetpol der Erde, ausgerichtet sind. Es kann sein, dass die erste und zweite elektronische Steuereinheit 910, 912 asynchron sind, so dass sie Sensordaten zu unterschiedlichen Zeiten erfassen. Dementsprechend kann es sein, dass die erste und die zweite Kostenkarte auf unterschiedliche Orte bezogen sind. Die erste und die zweite Kostenkarte können von Standortdaten begleitet sein, die z. B. durch visuelle Odometrie oder Trägheits-Odometrie oder aus Satelliten-Positionsdaten (z. B. Global Positioning System (GPS)-Positionsdaten) ermittelt werden können, die den Standort des Fahrzeugs angeben. Die Standortdaten können z. B. einen global referenzierten Standort des Fahrzeugs 100 umfassen, als die jeweiligen Sensordaten erfasst wurden, sowie den global referenzierten Standort des Ursprungs der jeweiligen Kostenkarte. Der global referenzierte Standort des Fahrzeugs 100 kann den global referenzierten Standort eines Teils des Fahrzeugs 100 umfassen, der einen Referenzpunkt, wie z. B. einen Ursprung, für ein Koordinatensystem in Bezug auf den Fahrzeugreferenzrahmen 900 bereitstellt. Dies ermöglicht es, die Bewegung von Fahrzeugreferenzrahmen abzuschätzen und Sensordaten in den Fahrzeugreferenzrahmen zu übersetzen, bevor sie in eine global referenzierte Orientierung durch Bezugnahme auf Fahrzeugorientierungsinformationen übersetzt werden, die von der Inertialmesseinheit (IMU) 23 des Fahrzeugs bereitgestellt werden, anstatt die globale Position des Sensorreferenzrahmens direkt zu schätzen. Die globale Radkostenkarte, die von der VCU 10 gespeichert wird, kann in Bezug auf die globale Orientierungsreferenz ausgerichtet sein und kann einen Ursprung umfassen, der sich auf einen global referenzierten Ort bezieht. Die VCU 10 kann die ersten und zweiten Kostenkarten, die von den ersten und zweiten Steuergeräten empfangen werden, mit der globalen Radkostenkarte in Abhängigkeit von den Standortdaten, die von den jeweiligen elektronischen Steuergeräten 910, 912 erhalten werden, zusammenführen.
In einem anderen Beispiel, wie in 19 gezeigt, kann die VCU 10 Kostendaten, z.B. in Form von Rad- und Karosseriekostenkarten, von derselben elektronischen Steuereinheit, wie z.B. einer elektronischen Steuereinheit des stereoskopischen Kamerasystems 185C, erhalten, die von einem ersten, früheren Rahmen 920 von Bilddaten, die auf einen ersten Ort 922 des Fahrzeugs bezogen sind, und von einem zweiten, späteren Rahmen 924 von Bilddaten, die auf einen zweiten Ort 926 des Fahrzeugs bezogen sind, abgeleitet sind. Wiederum können die Kostendaten in jedem Fall von Ortsdaten begleitet sein, die einen global referenzierten Ort des Fahrzeugs 100 (der wiederum der global referenzierte Ort des Koordinatensystems sein kann, das den Fahrzeugrahmen 900 beschreibt), als die jeweiligen Sensordaten erfasst wurden, und einen global referenzierten Ort des Ursprungs der jeweiligen Kostenkarte umfassen. Auch hier können die Kostenkarten in Bezug auf eine globale Orientierungsreferenz, wie z.B. einen Magnetpol der Erde, orientiert sein. Die globalen Rad- und Karosseriekostenkarten, die von der VCU 10 gespeichert werden, können ebenfalls in Bezug auf die globale Orientierungsreferenz ausgerichtet sein und einen Ursprung umfassen, der sich auf einen global referenzierten Ort bezieht. Für die Kostenkarten, die aus den jeweiligen Einzelbildern der Bilddaten an den Orten 922, 924 abgeleitet werden, kann die VCU 10 die von der Steuereinheit empfangenen Rad- und Karosseriekostenkarten mit den globalen Rad- und Karosseriekostenkarten in Abhängigkeit von den jeweiligen von der Steuereinheit erhaltenen Ortsdaten zusammenführen. Es versteht sich, dass die Bilddaten des ersten und zweiten Rahmens und die Ortsdaten alternativ der VCU 10 zur Verfügung gestellt werden können, die ihrerseits die Kostendaten bestimmen kann, bevor sie die globalen Kostenkarten in Abhängigkeit von den Kostendaten und den Ortsdaten wie zuvor aktualisiert.
In jedem Fall können, da die Standortdaten global referenziert sind und die globalen Kostenkarten in Bezug auf eine globale Referenz definiert sind, Kostendaten, die auf verschiedene Referenzorte referenziert sind, leichter lokalisiert und räumlich kombiniert werden, wodurch die globalen Kostenkarten auf eine weniger verarbeitungsintensive Weise bestimmt werden können. Die VCU 10 kann so konfiguriert werden, dass sie den zukünftigen Fahrzeugpfad in Abhängigkeit von den aktualisierten globalen Kostenkarten unter Verwendung einer der hier beschriebenen Techniken bestimmt.
Beispielhafte globale Kostenkarten A, B und C für drei Positionen 930, 932, 934 des Fahrzeugs 100 sind in 20 dargestellt. In diesem Fall sind die Kostenkarten A, B und C jeweils in Bezug auf eine globale Orientierungsreferenz, wie z.B. den magnetischen Norden der Erde, ausgerichtet. Die Kostenkarten A, B und C umfassen auch einen Ursprung (der als das untere linke Quadrat der jeweiligen Kostenkarte definiert werden kann), der mit einer globalen Ortsreferenz verbunden ist. Die globale Standortreferenz kann z. B. Längen- und Breitenkoordinaten umfassen. Wenn das Fahrzeug 100 ein Gitterquadrat der Karte nach Norden, Süden, Osten oder Westen fährt, ändert sich die globale Ortsreferenz entsprechend, Daten werden aus der Kostenkarte entfernt und neue Daten werden der Kostenkarte hinzugefügt, wobei die Orte, auf die sich die gelöschten und hinzugefügten Kostendaten beziehen, von der global referenzierten Fahrzeugposition abhängig sind. Zum Beispiel, mit Bezug auf 20, wenn sich das Fahrzeug 100 vom Standort 930 zum Standort 932 bewegt, ändert sich die globale Standortreferenz des Ursprungs entsprechend, eine Zeile 940 und eine Spalte 941 von Zellen der Kostenkarte werden entfernt und eine neue Zeile 942 und eine neue Spalte 943 von Zellen werden hinzugefügt (basierend auf den Kosten- oder Sensordaten, die von der/den elektronischen Steuereinheit(en) erhalten werden). Dies hilft, die Gesamtmenge des elektronischen Speichers, die zum Speichern der Kostenkarte erforderlich ist, für verschiedene Standorte des Fahrzeugs 100 im Wesentlichen gleich zu halten. In ähnlicher Weise ändert sich bei der Fahrt des Fahrzeugs 100 von Standort 932 zu Standort 934 die globale Standortreferenz des Ursprungs wieder entsprechend, eine Zeile 944 und eine Spalte 945 von Zellen der Kostenkarte werden entfernt und eine neue Zeile 946 und eine neue Spalte 947 von Zellen werden hinzugefügt (basierend auf den von der/den elektronischen Steuereinheit(en) erhaltenen Kosten- oder Sensordaten). Wenn sich das Fahrzeug 100 dreht, bleibt die Kostenkarte in Bezug auf die globale Orientierungsreferenz ausgerichtet (und folgt nicht den Änderungen in der Ausrichtung des Fahrzeugs 100).
Es versteht sich, dass jede der im Rahmen der vorliegenden Offenbarung durchgeführten Verarbeitungen zusätzlich oder alternativ von beliebigen Prozessoren des Fahrzeugs 100 (oder sogar von Prozessoren außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise in Kommunikation mit dem Fahrzeug über ein drahtloses Netzwerk) durchgeführt werden kann. Zum Beispiel können Verarbeitungsvorgänge, die vom Kamerasystem 185C ausgeführt werden, von der VCU 10 ausgeführt werden (und/oder umgekehrt).
Es wird deutlich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Form von Hardware, Software oder einer Kombination aus Hardware und Software realisiert werden können. Jede solche Software kann in Form von flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, wie z. B. ein Speichergerät wie ein ROM, ob löschbar oder wiederbeschreibbar oder nicht, oder in Form von Speicher wie z. B. RAM, Speicherchips, Gerät oder integrierte Schaltungen oder auf einem optisch oder magnetisch lesbaren Medium wie z. B. eine CD, DVD, Magnetplatte oder Magnetband gespeichert werden. Es wird deutlich, dass es sich bei den Speichergeräten und Speichermedien um Ausführungsformen von maschinenlesbaren Speichern handelt, die zum Speichern eines Programms oder von Programmen geeignet sind, die, wenn sie ausgeführt werden, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementieren. Dementsprechend stellen Ausführungsformen ein Programm bereit, das einen Code zum Implementieren eines Systems oder Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, sowie einen maschinenlesbaren Speicher, der ein solches Programm speichert. Noch weiter, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann elektronisch über ein beliebiges Medium wie ein Kommunikationssignal über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung übertragen werden und Ausführungsformen geeignet umfassen die gleichen.
Alle in dieser Beschreibung offenbarten Merkmale (einschließlich aller begleitenden Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) und/oder alle Schritte eines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses können in jeder Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen zumindest einige dieser Merkmale und/oder Schritte sich gegenseitig ausschließen.
Jedes in dieser Beschreibung (einschließlich der zugehörigen Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) offenbarte Merkmal kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, gleichwertigen oder ähnlichen Zweck dienen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, ist jedes offengelegte Merkmal daher nur ein Beispiel aus einer allgemeinen Reihe gleichwertiger oder ähnlicher Merkmale.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf jedes neuartige Merkmal oder jede neuartige Kombination der in dieser Beschreibung (einschließlich der beigefügten Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen) offenbarten Merkmale oder auf jedes neuartige Merkmal oder jede neuartige Kombination der Schritte eines so offenbarten Verfahrens oder Prozesses. Die Ansprüche sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie nur die vorstehend genannten Ausführungsformen abdecken, sondern auch alle Ausführungsformen, die in den Anwendungsbereich der Ansprüche fallen.
Die folgenden nummerierten Paragraphen definieren verschiedene weitere Aspekte und Merkmale des vorliegenden Verfahrens:

1. Ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Steuerungssystem mindestens eine Steuerung umfasst und konfiguriert ist, um:
- Bilddaten zu erhalten, die sich auf ein von dem Fahrzeug zu durchfahrendes Gelände beziehen, und für jeden Unterbereich der ermittelten Bilddaten
- Bestimmen von Pfadwahrscheinlichkeitsdaten, die eine Wahrscheinlichkeit angeben, dass sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich des Geländes bezieht;
- Bestimmen von Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten, die eine Wahrscheinlichkeit angeben, dass der jeweilige Unterbereich sich auf einen Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht; und
- Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines jeweiligen Teils des Geländes, auf den sich der jeweilige Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den bestimmten Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten; und
- Bestimmen eines Fahrzeugpfades in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten.
2. Ein Steuerungssystem gemäß Klausel 1, wobei die mindestens eine Steuerung kollektiv umfasst mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem Eingang zum Empfangen der Bilddaten; und mindestens eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Anweisungen gespeichert sind, wobei der mindestens eine elektronische Prozessor so konfiguriert ist, dass er auf die mindestens eine Speichervorrichtung zugreift und die Anweisungen darauf ausführt, um die Pfadwahrscheinlichkeitsdaten, die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitsdaten, die Kosten und den Fahrzeugpfad zu bestimmen.
3. Steuerungssystem nach Klausel 1 oder Klausel 2, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem ermittelten Pfad zu steuern.
4. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Abschnitte, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jede der Unterregionen: sekundäre Pfadwahrscheinlichkeitsdaten aus den Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitsdaten ableitet, wobei die sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten eine Wahrscheinlichkeit angeben, dass sich die jeweilige Unterregion auf eine Pfadregion des Geländes bezieht; und die Kosten für das Fahrzeug bestimmt, um einen jeweiligen Teil des Geländes zu durchqueren, auf den sich die jeweilige Unterregion bezieht, basierend auf einer Kombination der Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und der sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten.
5. Ein Steuerungssystem gemäß Klausel 4, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um die Pfadwahrscheinlichkeitsdaten mit den sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten zu kombinieren, indem unterschiedliche Gewichtungen auf die Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und die sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten angewendet werden und die gewichteten Pfadwahrscheinlichkeitsdaten und die gewichteten sekundären Pfadwahrscheinlichkeitsdaten kombiniert werden.
6. Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Abschnitte, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jede der Unterregionen Pfadwahrscheinlichkeitsdaten bestimmt, die eine Wahrscheinlichkeit angeben, dass sich die jeweilige Unterregion auf eine Pfadregion des Geländes bezieht, indem es: Bildinhaltsdaten aus der jeweiligen Unterregion bestimmt; und die Bildinhaltsdaten mit einem Pfadmodell vergleicht, das sich auf die Pfadregion des Geländes bezieht.
7. Steuerungssystem nach Klausel 6, wobei das Pfadmodell von historischen Bilddaten abhängig ist, die sich auf das Gelände beziehen.
8. Ein Steuerungssystem gemäß Klausel 7, wobei das Pfadmodell auf Bilddaten des Reifenbereichs basiert, die sich auf die Positionen eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs auf dem Gelände beziehen.
9. Steuerungssystem nach einem der Abschnitte 6 bis 8, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es das Pfadmodell in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Unterbereiche der Bilddaten bestimmt, die sich auf die Position(en) eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs auf dem Gelände beziehen.
10. Steuerungssystem nach Klausel 9, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es den einen oder die mehreren Unterbereiche der Bilddaten, die sich auf den/die Ort(e) auf dem Gelände eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs beziehen, in Abhängigkeit von Ortsdaten bestimmt, die einen Ort des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt angeben, nachdem die Bilddaten erfasst wurden.
11. Ein Steuerungssystem gemäß einer der Klauseln 6 bis 10, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: Bestimmen von Bildinhaltsdaten eines ersten Reifenbereichs aus einem oder mehreren Unterbereichen der Bilddaten, die sich auf einen Ort eines ersten Reifens des Fahrzeugs beziehen; Bestimmen von Bildinhaltsdaten eines zweiten Reifenbereichs aus einem oder mehreren Unterbereichen der Bilddaten, die sich auf einen Ort eines zweiten Reifens des Fahrzeugs beziehen; Vergleichen der Bildinhaltsdaten des ersten Reifenbereichs mit den Bildinhaltsdaten des zweiten Reifenbereichs; und, in Abhängigkeit davon, dass die Bildinhaltsdaten des ersten und des zweiten Reifenbereichs ein oder mehrere Ähnlichkeitskriterien in Bezug zueinander erfüllen, Bestimmen des Pfadmodells in Abhängigkeit von den Bildinhaltsdaten des ersten und des zweiten Reifenbereichs.
12. Steuerungssystem gemäß einer der Klauseln 6 bis 11, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten aus einem oder mehreren Unterbereichen der Bilddaten zu bestimmen, die sich auf einen Ort eines Reifens des Fahrzeugs beziehen; die Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten mit dem Pfadmodell zu vergleichen; und in Abhängigkeit davon, dass die Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten und das Pfadmodell ein oder mehrere Ähnlichkeitskriterien in Bezug zueinander erfüllen, das Pfadmodell in Abhängigkeit von den Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten zu aktualisieren.
13. Steuerungssystem gemäß einem der vorhergehenden Abschnitte, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um für jede der Unterregionen die Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die eine Wahrscheinlichkeit angeben, dass sich die jeweilige Unterregion auf eine Nicht-Pfad-Region des Geländes bezieht, durch: Bestimmen von Bildinhaltsdaten, die sich auf die jeweilige Unterregion beziehen, aus den Bilddaten; und Vergleichen der Bildinhaltsdaten, die sich auf die jeweilige Unterregion beziehen, mit einem Nicht-Pfad-Modell, das sich auf die Nicht-Pfad-Region des Geländes bezieht.
14. Steuerungssystem nach Klausel 13, wobei das Nicht-Pfad-Modell von historischen Bilddaten bezüglich des Geländes abhängig ist.
15. Steuerungssystem nach Klausel 12, wobei das Nicht-Pfad-Modell von Bilddaten abhängig ist, die sich auf einen oder mehrere Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes beziehen, die seitlich vom Fahrzeug versetzt sind.
16. Ein Steuerungssystem gemäß Klausel 15, wobei das Nicht-Pfad-Modell auf Bilddaten basiert, die sich auf einen oder mehrere Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes beziehen, die seitlich von dem Fahrzeug um einen eingestellten Abstand versetzt sind, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um den eingestellten Abstand zu bestimmen, indem: Bestimmen von Bildinhaltsdaten aus einer Vielzahl von Unterbereichen von Bilddaten, die sich auf jeweilige Abschnitte des Geländes beziehen, die seitlich von dem Fahrzeug versetzt sind; Vergleichen der Bildinhaltsdaten mit dem Pfadmodell, um dadurch einen oder mehrere Unterbereiche zu bestimmen, die Bildinhalte haben, die ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug auf das Pfadmodell erfüllen; und Bestimmen des eingestellten Abstands in Abhängigkeit von dem (den) seitlichen Abstand(en) zwischen dem Fahrzeug und den jeweiligen Abschnitten des Geländes, auf die sich der eine oder die mehreren unähnlichen Unterbereiche beziehen.
17. Steuerungssystem nach Klausel 16, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es das Nicht-Pfad-Modell auf der Grundlage eines oder mehrerer Unterbereiche der Bilddaten bestimmt, die sich auf einen oder mehrere Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes beziehen, die seitlich vom Fahrzeug um den eingestellten Abstand versetzt sind.
18. Steuerungssystem gemäß Klausel 16 oder Klausel 17, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: Bildinhaltsdaten von einem oder mehreren Unterbereichen der Bilddaten zu bestimmen, die sich auf jeweilige Teile des Geländes beziehen, die seitlich von dem Fahrzeug um den eingestellten Abstand versetzt sind; die Bildinhaltsdaten mit dem Pfadmodell zu vergleichen; und in Abhängigkeit von den Bildinhaltsdaten, die sich auf einen oder mehrere der Unterbereiche beziehen, die ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug auf das Pfadmodell erfüllen, das Nicht-Pfadmodell in Abhängigkeit von den unähnlichen Bildinhaltsdaten zu bestimmen.
19. Steuerungssystem nach einer der Klauseln 13 bis 17 in Abhängigkeit von einer der Klauseln 6 bis 12, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten aus einem oder mehreren Unterbereichen der Bilddaten zu bestimmen, die sich auf einen Ort eines Reifens des Fahrzeugs beziehen; die Reifenbereichs-Bilddaten mit dem Nicht-Pfadmodell zu vergleichen; und in Abhängigkeit von den Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten und dem Nicht-Pfadmodell, die ein oder mehrere Unähnlichkeitskriterien in Bezug aufeinander erfüllen, das Pfadmodell in Abhängigkeit von den Reifenbereichs-Bildinhaltsdaten zu bestimmen.
20. Steuerungssystem nach einer der Klauseln 6 bis 12 oder nach einer der Klauseln 13 bis 19 in Abhängigkeit von einer der Klauseln 6 bis 12, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: zu bestimmen, dass ein ausgewählter Teil eines Unterbereichs ein oder mehrere Ähnlichkeitskriterien in Bezug auf das Pfadmodell erfüllt; und in Abhängigkeit davon das Pfadmodell in Abhängigkeit von dem ersten Teil des Unterbereichs selektiv zu aktualisieren.
21. Steuerungssystem gemäß einem der vorhergehenden Abschnitte, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: 3D-Daten in Bezug auf das Gelände zu erhalten; und für jeweilige Abschnitte des Geländes, die sich auf jede aus einer Vielzahl der Unterregionen beziehen, die Kosten für das Fahrzeug zu bestimmen, um den jeweiligen Abschnitt des Geländes zu durchqueren, auf den sich die jeweilige Unterregion bezieht, in Abhängigkeit von den bestimmten Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten und von den 3D-Daten.
22. Fahrzeug mit einem Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20.
23. Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugpfades, wobei das Verfahren umfasst:
- Erhalten von Bilddaten, die sich auf das von dem Fahrzeug zu durchfahrende Gelände beziehen, und für jeden einer Mehrzahl von Unterbereichen der Bilddaten
- Bestimmen von Pfadwahrscheinlichkeitsdaten, die eine Wahrscheinlichkeit angeben, dass sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich des Geländes bezieht;
- Bestimmen von Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten, die eine Wahrscheinlichkeit angeben, dass der jeweilige Unterbereich sich auf einen Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht; und
- Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines jeweiligen Teils des Geländes, auf den sich der jeweilige Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den bestimmten Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten; und
- Bestimmen eines Fahrzeugpfades in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten oder Ausgeben von bestimmten Kosten, in Abhängigkeit von denen ein Fahrzeugpfad bestimmt werden kann.
24. Computerprogrammprodukt, das computerlesbare Anweisungen umfasst, die bei Ausführung durch einen Computer die Durchführung des Verfahrens von Klausel 23 bewirken.
25. Ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium, das computerlesbare Anweisungen enthält, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, die Ausführung des Verfahrens von Klausel 23 bewirken.

Claims

Steuerungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Steuerungssystem mindestens ein Steuergerät umfasst und konfiguriert ist, um: Bilddaten zu erhalten, die sich auf ein von dem Fahrzeug zu durchfahrendes Gelände beziehen, und für jeden Unterbereich der ermittelten Bilddaten: Bestimmen von Wahrscheinlichkeitsdaten, die sich darauf beziehen, ob sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich oder einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht; und Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines Teils des Geländes, auf den sich der Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Nicht-Pfad-Bereich bezieht, oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitskriterien erfüllen; und Bestimmen eines Fahrzeugpfades in Abhängigkeit von den ermittelten Kosten.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Steuereinheit kollektiv umfasst mindestens einen elektronischen Prozessor mit einem Eingang zum Empfangen der Bilddaten; und mindestens eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem mindestens einen elektronischen Prozessor gekoppelt ist und in der Anweisungen gespeichert sind, wobei der mindestens eine elektronische Prozessor so konfiguriert ist, dass er auf die mindestens eine Speichervorrichtung zugreift und die Anweisungen darauf ausführt, um die Wahrscheinlichkeitsdaten, die Kostendaten und den Fahrzeugpfad zu bestimmen, und wobei das Steuerungssystem optional so konfiguriert ist, dass es das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem bestimmten Fahrzeugpfad steuert.
Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jeden der Unterbereiche unterschiedliche Kosten für den jeweiligen Unterbereich bestimmt, je nachdem, ob die Wahrscheinlichkeitsdaten ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien oder weder die Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch die Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen.
Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jeden der Unterbereiche die Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt, indem es aus den Bilddaten Bildinhaltsdaten bestimmt, die sich auf den Unterbereich beziehen, und die Bildinhaltsdaten mit einem Pfadmodell vergleicht, das sich auf die Pfadregion des Geländes bezieht.
Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei das Pfadmodell von historischen Bilddaten bezüglich des Geländes abhängig ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 5, wobei das Pfadmodell auf Bilddaten des Reifenbereichs basiert, die sich auf die Positionen eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs auf dem Gelände beziehen.
Steuerungssystem nach Anspruch 5, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, das Pfadmodell in Abhängigkeit von einem oder mehreren der Unterbereiche der Bilddaten zu bestimmen, die sich auf Orte auf dem Gelände eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs beziehen, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es den einen oder die mehreren Unterbereiche der Bilddaten, die sich auf den/die Ort(e) auf dem Gelände eines oder mehrerer Reifen des Fahrzeugs beziehen, in Abhängigkeit von Ortsdaten bestimmt, die einen Ort des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt anzeigen, nachdem die Bilddaten erfasst wurden, und wobei das Steuerungssystem optional so konfiguriert ist, dass es die Ortsdaten durch Ausführen einer visuellen Odometrie oder einer Inertial-Odometrie in Bezug auf das Fahrzeug bestimmt.
Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungssystem so konfiguriert ist, dass es für jeden der Unterbereiche die Wahrscheinlichkeitsdaten bestimmt, indem es aus den Bilddaten Bildinhaltsdaten bestimmt, die sich auf den Unterbereich beziehen, und die Bildinhaltsdaten mit einem Nicht-Pfadmodell vergleicht.
Steuerungssystem nach Anspruch 8, wobei das Nicht-Pfad--Modell von historischen Bilddaten abhängig ist, die sich auf das Gelände beziehen, und wobei das Nicht-Pfad-Modell optional auf Bilddaten basiert, die sich auf einen oder mehrere Nicht-Pfad-Bereiche des Geländes beziehen, die seitlich vom Fahrzeug versetzt sind.
Das Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um für jeden der Unterbereiche: die Wahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen durch Bestimmen von Bildinhaltsdaten aus dem Unterbereich; Vergleichen der Bildinhaltsdaten mit einem Pfadmodell, um Pfadwahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die sich auf eine Wahrscheinlichkeit beziehen, dass sich der Unterbereich auf den Pfadbereich des Geländes bezieht; Vergleichen der Bildinhaltsdaten mit einem Nicht-Pfad-Modell, um Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten zu bestimmen, die sich auf eine Wahrscheinlichkeit beziehen, dass sich der Unterbereich auf den Nicht-Pfad-Bereich des Geländes bezieht; und Bestimmen der Wahrscheinlichkeitsdaten auf der Grundlage der Pfad- und Nicht-Pfad-Wahrscheinlichkeitsdaten.
Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: für jede einer Vielzahl von möglichen Trajektorien des Fahrzeugs über das Gelände: Bestimmen von möglichen Trajektorien -Kostendaten in Abhängigkeit von den bestimmten Kosten für das Fahrzeug, um zumindest einige der Unterbereiche zu durchqueren, die von der möglichen Trajektorie durchquert werden, wobei die Kostendaten der möglichen Trajektorien sich auf die Kosten für das Fahrzeug beziehen, um zumindest einen Teil der jeweiligen möglichen Trajektorien zu durchqueren; und Bestimmen des Fahrzeugpfads durch Auswählen einer möglichen Trajektorie aus der Vielzahl von möglichen Trajektorien in Abhängigkeit von den Kostendaten möglicher Trajektorien, und/oder Erhalten von 3D-Daten in Bezug auf das Gelände; und, für jeweilige Teile des Geländes, die sich auf jede aus einer Vielzahl der Unterbereiche beziehen, Bestimmen der Kosten für das Fahrzeug, um den jeweiligen Teil des Geländes zu durchqueren, auf den sich der jeweilige Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den 3D-Daten.
Steuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um eine Kostenkarte für das Fahrzeug in Abhängigkeit von den ermittelten Kosten für das Fahrzeug zum Durchfahren der Unterbereiche zu bestimmen, wobei die Kostenkarte in Bezug auf eine globale Referenz definiert ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 12, wobei die Kostenkarte einen Referenzpunkt aufweist, der mit einem global referenzierten Ort assoziiert ist, und optional, wobei sich der global referenzierte Ort der Kostenkarte in Abhängigkeit von der Translation des Fahrzeugs über das Gelände ändert, wobei die Kostenkarte in Bezug auf die globale Referenz ausgerichtet bleibt, und ferner optional, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um Kostendaten aus der Kostenkarte in Abhängigkeit von einer Änderung des global referenzierten Ortes hinzuzufügen und/oder zu entfernen.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei die Kostenkarte in Bezug auf eine globale Orientierungsreferenz ausgerichtet ist.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die mindestens eine Steuerung eine Steuerung umfasst, die konfiguriert ist, um erste Daten, die sich auf einen ersten global referenzierten Ort beziehen, und zweite Daten, die sich auf einen zweiten global referenzierten Ort beziehen, zu erhalten und die Kostenkarte in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Daten zu bestimmen, und wobei die Steuerung optional konfiguriert ist, um: Ortsdaten zu erhalten, die sich auf die ersten und zweiten Daten beziehen; und die Kostenkarte in Abhängigkeit von den Ortsdaten zu bestimmen.
Fahrzeug mit einem Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugpfads, umfassend: Erhalten von Bilddaten, die sich auf das von dem Fahrzeug zu durchfahrende Gelände beziehen, und für jeden Unterbereich der ermittelten Bilddaten Bestimmen von Wahrscheinlichkeitsdaten, die sich darauf beziehen, ob sich der jeweilige Unterbereich auf einen Pfadbereich oder einen Nicht-Pfadbereich des Geländes bezieht; und Bestimmen von Kosten für das Fahrzeug zum Durchqueren eines Teils des Geländes, auf den sich der Unterbereich bezieht, in Abhängigkeit von den Wahrscheinlichkeitsdaten, die ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Pfadbereich bezieht, ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien, die anzeigen, dass sich der Unterbereich auf den Nicht-Pfadbereich bezieht, oder weder ein oder mehrere Pfadwahrscheinlichkeitskriterien noch ein oder mehrere Nicht-Pfadwahrscheinlichkeitskriterien erfüllen; und Bestimmen eines Fahrzeugpfades in Abhängigkeit von den ermittelten Kosten oder Ausgeben von ermittelten Kosten, in Abhängigkeit von denen ein Fahrzeugpfad bestimmt werden kann.
Nicht-transitorisches computerlesbares Medium, das computerlesbare Anweisungen enthält, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 17 bewirken.