NEMETH HUBA (HU)
HORVATH CSABA (HU)
TIHANYI VIKTOR (HU)
RAPP TAMAS (HU)
US20140236477A1 | 2014-08-21 | |||
DE102004047214A1 | 2006-03-16 | |||
DE102014221777A1 | 2016-04-28 | |||
DE102011112404A1 | 2013-03-07 |
PATENTANSPRÜCHE 1 . System (100) zum Steuern von Nutzfahrzeugen (10) in einem eingeschränkten Bereich, wobei das Nutzfahrzeug (10) eine Sensoreinheit (12) aufweist, die ausgebildet ist, um Objekte in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges (10) zu erfassen, gekennzeichnet durch - ein Informationsbeschaffungsmodul (1 10) zum Beschaffen von Informationen aus einer Datenbank über den eingeschränkten Bereich, wobei die beschafften Informationen kartographische Daten von Objekten in dem eingeschränkten Bereich umfassen; - ein Erfassungsmodul (120) zum Erfassen von zumindest einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges (10) unter Nutzung der Sensoreinheit (12) des Nutzfahrzeuges (10); - ein Identifikationsmodul (130) zum Identifizieren des zumindest einen erfassten Objekts in den kartographischen Daten; und - ein Bewegungsmodul (140), das ausgebildet ist, um ein autonomes Bewegen des Nutzfahrzeuges (10) in dem eingeschränkten Bereich basierend auf den identifizierten Objekten zu ermöglichen. 2. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmodul (140) weiter ausgebildet ist, um eine Position des Nutzfahrzeuges (10) während der autonomen Bewegung basierend auf den kartographischen Daten aus der Datenbank und basierend auf das zumindest eine erfasste Objekt zu ermitteln. 3. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - das Erfassungsmodul (120) ein Sensormodul aufweist; und - das Identifizierungsmodul (130) weiter ausgebildet ist, um eine relative Position basierend auf Daten von der Sensoreinheit (12) oder dem Sensormodul zu ermitteln. 4. System (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifizierungsmodul (130) ausgebildet ist, um basierend auf Sensordaten von der Sensoreinheit (12) oder Sensormodul einen Referenzpunkt in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges (10) zu erfassen und eine Position des Nutzfahrzeuges (10) relativ zu dem Referenzpunkt zu ermitteln. 5. System (100) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul oder die Sensoreinheit (12) zumindest eine der folgenden Komponenten aufweist: ein differenzielles oder globales Positionierungssystem, eine Kamera, einen Radar, einen Laserscanner, eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle oder ein Mobilfunkmodul. 6. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nutzfahrzeug (10) zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor aufweist, der ausgebildet ist, um eine Geschwindigkeit und/oder Richtungsänderung des Nutzfahrzeuges (10) zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmodul (140) ausgebildet ist, um basierend auf Sensordaten von dem zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor zumindest eine Positionsänderung relativ zu einer zuvor erfassten Position zu bestimmen, um eine Verfolgung eines Bewegungspfades (200) zu ermöglichen. 7. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationsbeschaffungsmodul (1 10) ausgebildet ist, um die kartographischen Daten in dem Nutzfahrzeug (10) zu speichern. 8. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nutzfahrzeug (10) eine Funkeinheit (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationsbeschaffungsmodul (1 10) ausgebildet ist, um die Datenbank drahtlos über die Funkeinheit (16) zu kontaktieren, um die Informationen drahtlos zu übertragen. 9. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eingeschränkte Bereich eine Einfahrt (21 ), eine Ausfahrt (22) und einen vorbestimmten Zielpunkt (201 ) aufweist, und ein Zugang zu dem eingeschränkten Bereich für Personen eingeschränkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmodul (140) ausgebildet ist, um das Nutzfahrzeug (10) von der Einfahrt (21 ) zu dem vorbestimmten Zielpunkt (201 ) autonom zu bewegen und von dem vorbestimmten Zielpunkt (201 ) zu der Ausfahrt (22) autonom zu bewegen. 10. Nutzfahrzeug (10), gekennzeichnet durch: - ein System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen; und - Fahrzeugaktuatoren (14), wobei das Bewegungsmodul (140) ausgebildet ist, das Nutzfahrzeug (10) durch eine Ansteuerung der Fahrzeugaktuatoren (14) zu bewegen. 1 1 . Verfahren zum Steuern von Nutzfahrzeugen (10) in einem eingeschränkten Bereich, wobei das Nutzfahrzeug (10) eine Sensoreinheit (12) aufweist, die ausgebildet ist, um Objekte in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges (10) zu erfassen, gekennzeichnet durch - Beschaffen (S1 10) von Informationen über den eingeschränkten Bereich aus einer Datenbank, wobei die beschafften Informationen kartographische Daten von Objekten in dem eingeschränkten Bereich umfassen; - Erfassen (S120) von zumindest einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges (10) unter Nutzung der Sensoreinheit (12) des Nutzfahrzeuges (10); - Identifizieren (S130) des zumindest einen erfassten Objekts in den kartographischen Daten; und - autonomes Bewegen (S140) des Nutzfahrzeuges (10) in dem eingeschränkten Bereich basierend auf den identifizierten Objekten. 12. Connputerprogrannnnprodukt mit darauf gespeicherter Software, die ausgebildet ist, um das Verfahren nach Anspruch 1 1 auszuführen, wenn die Software auf einer Datenverarbeitungseinheit ausgeführt wird. |
System und Verfahren zum Steuern von Nutzfahrzeugen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Steuern von Nutzfahrzeugen in einem eingeschränkten Bereich und insbesondere auf die Nutzung von statischen Objekten von einer Kartendatenbank zur Umgebungsdetektion.
Beim autonomen Fahren von Nutzfahrzeugen ist es zunehmend wichtig, eine geeignete Umfelddetektion vorzunehmen, um dadurch in der Lage zu sein, richtige
Kontrollentscheidungen für die weitere Bewegung des Nutzfahrzeuges zu treffen. Die Umfelddetektion kann beispielsweise durch einen Sensor oder einer Kombination von verschiedenen Sensoren erreicht werden. Umfeldsensoren sind jedoch anfällig für Fehler und externe Störungen (z.B. aufgrund von schlechten Wetterbedingungen u.ä.), die die Genauigkeit der Sensoren
beeinträchtigen. Um die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Objektdetektion zu verbessern, können zwar Ergebnisse verschiedener Sensoren oder verschiedener Algorithmen miteinander kombiniert werden, um so eine Bestätigung für ein detektiertes Objekt zu erhalten. Solche Systeme sind aber aufwendig und, wenn keine weiteren Sensoren verfügbar sind, nicht immer umsetzbar.
Daher besteht ein Bedarf nach Systemen, um die Orientierung von Nutzfahrzeugen bei einer autonomen Betriebsweise zu verbessern.
Zumindest ein Teil der obengenannten Probleme wird durch ein System zum Steuern eines Nutzfahrzeugs nach Anspruch 1 , ein dazugehöriges Verfahren nach Anspruch 1 1 und ein Nutzfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte Ausführungsformen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Steuern von
Nutzfahrzeugen in einem eingeschränkten Bereich. Das Nutzfahrzeug umfasst eine Sensoreinheit, die ausgebildet ist, um Objekte in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges zu erfassen. Das System umfasst ein Informationsbeschaffungsmodul, ein Erfassungsmodul, ein Identifikationsmodul und ein Bewegungsmodul. Das
Informationsbeschaffungsmodul ist ausgebildet zum Beschaffen von Informationen aus einer Datenbank über den eingeschränkten Bereich, wobei die beschafften
Informationen kartographische Daten von Objekten in dem eingeschränkten Bereich umfassen. Das Erfassungsmodul ist ausgebildet zum Erfassen von zumindest einem Objekt in der Umgebung des Nutzfahrzeuges unter Nutzung der Sensoreinheit des Nutzfahrzeuges. Das Identifikationsmodul ist ausgebildet zum Identifizieren des zumindest einen erfassten Objekts in den kartographischen Daten. Das
Bewegungsmodul ist ausgebildet, um ein autonomes Bewegen des Nutzfahrzeuges in dem eingeschränkten Bereich basierend auf den identifizierten Objekten zu
ermöglichen.
Objekte können statische Objekte und/oder dynamische Objekte sein, wobei statische Objekte beispielsweise Straßen, Gebäude, Kreuzungen, Referenzpunkte sind und dynamische Objekte beispielsweise andere Fahrzeuge sind, deren Position
beispielsweise bekannt ist und die sich daher zur Positionsbestimmung eignen. Das Erfassen des zumindest einen Objekts kann insbesondere ein Erfassen von
Positionsdaten und/oder Orientierungsdaten des Nutzfahrzeuges relativ zu dem zumindest einem Objekt umfassen.
Das Identifikationsmodul kann insbesondere zur Identifikation von Objekten eine Abbildung vornehmen, und zwar kann das zumindest eine erfasste Objekt auf die kartographischen Daten abgebildet werden, die durch das
Informationsbeschaffungsmodul erhalten wurden. Diese Abbildung kann beispielsweise derart geschehen, dass die kartographischen Daten einen Straßenbereich mit verschiedenen Gebäuden enthält, die mit den durch das Erfassungsmodul erfassten Objekte in der Umgebung des Nutzfahrzeuges verglichen werden. Somit ist eine eindeutige Identifizierung der Position innerhalb des von der Datenbank beschafften Kartenmaterials möglich. Da die Objekte in dem Kartenmaterial eine bekannte Position haben, kann somit die Position des Nutzfahrzeuges bestimmt oder zumindest deren Genauigkeit verbessert werden. Optional kann daher das Bewegungsmodul ausgebildet sein, um eine Position des Nutzfahrzeuges während der autonomen Bewegung basierend auf den
kartographischen Daten aus der Datenbank und basierend auf das zumindest eine erfasste Objekt zu ermitteln.
Optional kann das Erfassungsmodul ein Sensormodul aufweisen, das zumindest eines der folgenden Komponenten umfasst: einen Radar, einen Laserscanner, eine drahtlose Übertragungseinrichtung, ein Mobilfunkmodul, ein differentielles oder globales
Positionierungssystem (GPS), eine Kamera, weitere Lokalisierungssysteme. Das Identifizierungsmodul kann dann weiter ausgebildet sein, um eine relative Position basierend auf Daten von der Sensoreinheit (im Fahrzeug) oder dem Sensormodul (in dem System) zu ermitteln.
Optional weist ebenfalls die Sensoreinheit des Fahrzeuges zumindest eine der folgenden Komponenten auf: ein differenzielles oder globales Positionierungssystem, eine Kamera, einen Radar, einen Laserscanner, eine drahtlose
Kommunikationsschnittstelle oder ein Mobilfunkmodul.
Optional kann das Identifizierungsmodul ausgebildet sein, um basierend auf
Sensordaten von der Sensoreinheit oder dem Sensormodul einen Referenzpunkt in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges zu erfassen und eine Position des
Nutzfahrzeuges relativ zu dem Referenzpunkt zu ermitteln. Der Referenzpunkt kann beispielsweise eine Markierung auf der Fahrbahn oder an einem Gebäude oder einer Wand sein, der eine bekannte Position hat, die zur Positionsermittlung genutzt werden kann.
Das Nutzfahrzeug kann zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Geschwindigkeit und/oder Richtungsänderung des
Nutzfahrzeuges zu ermitteln. Das Bewegungsmodul kann dann ausgebildet sein, um basierend auf Sensordaten von dem zumindest einen dynamischen Fahrzeugsensor zumindest eine Positionsänderung relativ zu einer zuvor erfassten Position zu bestimmen, um eine Verfolgung eines Bewegungspfades zu ermöglichen. Optional ist das Informationsbeschaffungsmodul ausgebildet, um die kartographischen Daten in dem Nutzfahrzeug zu speichern oder aus einem Speicher des Nutzfahrzeuges zu lesen. Das Nutzfahrzeug kann außerdem eine Funkeinheit aufweisen und das
Informationsbeschaffungsmodul kann ausgebildet sein, um die Datenbank drahtlos über die Funkeinheit zu kontaktieren, um so Informationen zu beschaffen (herunterzuladen).
Der eingeschränkte Bereich kann eine Einfahrt, eine Ausfahrt und einen vorbestimmten Zielpunkt aufweisen. Ein Zugang zu dem eingeschränkten Bereich kann für Personen eingeschränkt sein. Das Bewegungsmodul kann optional ausgebildet sein, um das Nutzfahrzeug von der Einfahrt zu dem vorbestimmten Zielpunkt autonom zu bewegen und von dem vorbestimmten Zielpunkt zu der Ausfahrt autonom zu bewegen
(insbesondere fahrerlos).
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Nutzfahrzeug mit einem System, wie es zuvor beschrieben wurde, und Fahrzeugaktuatoren, wobei das Nutzfahrzeug durch eine Ansteuerung der Fahrzeugaktuatoren bewegt werden kann. Das Bewegungsmodul des Systems kann die Ansteuerung ausführen. Es versteht sich, dass das System auch in anderen Fahrzeugen (z.B. Personenkraftwagen) implementiert sein kann und die Erfindung nicht auf Nutzfahrzeug eingeschränkt sein soll.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Steuern von
Nutzfahrzeugen in dem eingeschränkten Bereich. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Beschaffen von Informationen über den eingeschränkten Bereich aus einer Datenbank, wobei die beschafften Informationen kartographische Daten von Objekten in dem eingeschränkten Bereich umfassen; Erfassen von zumindest einem Objekt in der Umgebung des Nutzfahrzeuges unter Nutzung der Sensoreinheit des
Nutzfahrzeuges; Identifizieren des zumindest einen erfassten Objekts in den
kartographischen Daten; und autonomes Bewegen des Nutzfahrzeuges in dem eingeschränkten Bereich basierend auf den identifizierten Objekten. Dieses Verfahren kann ebenfalls in Form von Anweisungen in Software oder auf einem Computerprogrammprodukt implementiert oder gespeichert sein, wobei gespeicherte Anweisungen in der Lage sind, die Schritte nach dem Verfahren auszuführen, wenn das Verfahren auf einem Prozessor (z.B. eine der Fahrzeugsteuereinheiten) läuft. Daher bezieht sich die vorliegende Erfindung ebenfalls auf Computerprogrammprodukt mit darauf gespeichertem Software-Code (Softwareanweisungen), der ausgebildet ist, um eines der zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen, wenn der Software-Code durch eine Verarbeitungseinheit ausgeführt wird. Die Verarbeitungseinheit kann jede Form von Computer oder Steuereinheit sein, die einen entsprechenden Mikroprozessor aufweisen, der einen Software-Code ausführen kann.
Ausführungsbeispiele bieten den Vorteil, dass eine verbesserte Positionsbestimmung ermöglicht wird, die insbesondere für eine sichere autonome Bewegung wichtig ist. Diese Verbesserung wird durch die statischen Objekte erreicht, die von der Datenbank mit den kartographischen Daten (Kartenmaterial) heruntergeladen und genutzt werden, um die Objekte unter Nutzung der Umfeldsensoren wiederzuerkennen. Das geschieht auf einfache Weise dadurch, dass die Objekte aus der Umgebung mit den
kartographischen Daten abgeglichen werden (Objekte werden aufeinander abgebildet). Besondere Vorteile bieten Ausführungsbeispiele insbesondere in speziellen, nicht standardisierten oder eingeschränkten Bereichen, wo die Positionen von statischen Objekten im Allgemeinen bekannt sind und genutzt werden können, um die
Positionsermittlung in einer Umgebung des Fahrzeuges weiter zu verbessern. Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränkt, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein System zum Steuern eines Nutzfahrzeugs in einem eingeschränkten Bereich. Fig 2 zeigt ein Fahrzeug, wie es in Ausführungsbeispielen der Erfindung genutzt werden kann.
Fig 3 zeigt kartografische Daten für einen beispielhaften eingeschränkten Bereich. Fig 4 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Steuern von Nutzfahrzeug.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein System 100, das geeignet ist zum Steuern von Nutzfahrzeugen in einem eingeschränkten Bereich, wobei das Nutzfahrzeug eine Sensoreinheit zum Erfassen von Objekten in einer Umgebung des Nutzfahrzeuges aufweist. Das System 100 umfasst ein Informationsbeschaffungsmodul 1 10, ein
Erfassungsmodul 120, ein Identifikationsmodul 130 und ein Bewegungsmodul 140. Das Informationsbeschaffungsmodul 1 10 ist ausgebildet, um Informationen über den eingeschränkten Bereich aus einer (externen) Datenbank zu beschaffen, wobei die beschafften Informationen kartographische Daten von Objekten in dem eingeschränkten Bereich aufweisen und beispielsweise durch ein Herunterladen erhalten werden können. Das Erfassungsmodul 120 ist ausgebildet, um zumindest ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges unter Nutzung der Sensoreinheit des Nutzfahrzeuges zu erfassen. Das Identifikationsmodul 130 ist ausgebildet, um das zumindest eine erfasste Objekt in den kartographischen Daten zu identifizieren. Das Bewegungsmodul 140 ist ausgebildet, um ein autonomes Bewegen des Nutzfahrzeuges in dem eingeschränkten Bereich basierend auf den identifizierten Objekten zu ermöglichen.
Daher ist das System in der Lage, das Nutzfahrzeug innerhalb des Bereiches sicher zu bewegen und Positionswechsel autonom durchzuführen. Insbesondere ist es möglich, dass ein oder mehrere Zielpunkte innerhalb des Bereiches in einer bestimmten
Reihenfolge abgefahren werden. An dem vorbestimmten Zielpunkt kann eine bestimmte Handlung an dem Fahrzeug wie beispielsweise ein Be- oder Entladung, aber auch eine Reinigung oder Wartung des Nutzfahrzeuges oder ein Betanken oder Aufladen von Batterien (d.h. wo ein Energieladezustand geändert wird) oder eine beliebige
Kombination daraus durchgeführt werden.
Das System 100 kann ganz oder teilweise durch Software implementiert sein, die in einer Steuereinheit des Nutzfahrzeuges installiert ist, um die beschriebenen Funktionen auszuführen. Das System 100 kann aber auch teilweise und ganz in einer Steuereinheit außerhalb des Nutzfahrzeuges implementiert sein.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug 10, insbesondere ein
Nutzfahrzeug, welches genutzt werden kann, um innerhalb des eingeschränkten Bereiches autonom betrieben zu werden. Das Nutzfahrzeug 10 umfasst das System 100, welches beispielsweise innerhalb eines Steuergerätes des Fahrzeuges 10 installiert oder als separates Hardware in dem Fahrzeug 10 untergebracht sein kann. Das Nutzfahrzeug 10 umfasst weiter eine Sensoreinheit 12, die ausgebildet ist, um ein Umfeld des Fahrzeuges 10 zu erfassen (zum Beispiel um Entfernungen zu anderen Objekten zu ermitteln oder um Bewegungsänderungen oder
Geschwindigkeitsänderungen zu erfassen). Das Nutzfahrzeug 10 umfasst weiter eine Vielzahl von Fahrzeugaktuatoren 14, die beispielsweise ausgebildet sind, um das Fahrzeug 10 entlang eines Pfades zu steuern. Hierzu gehören insbesondere Lenk- und Bremsaktuatoren, die das Fahrzeug 10 lenken oder abbremsen. Ebenso gehören dazu Fahrzeugaktuatoren 14, die eine Beschleunigung des Fahrzeugs 10 bewirken können. Optional umfasst das Fahrzeug 10 ein eigenes Kommunikationsmodul 16, welches eine Funkverbindung zu einem externen Netzwerk herstellen kann.
Das System 100 kann beispielsweise ausgebildet sein, um das Kommunikationsmodul 16 des Fahrzeuges 10 zu nutzen, um Daten (z.B. die kartografischen Daten) von dem externen Netzwerk zu erhalten oder dorthin zu senden. Außerdem kann das
Kommunikationsmodul 16 genutzt werden, um das Nutzfahrzeug 10 mit einem
Managementsystem des eingeschränkten Bereiches zu verbinden, um von dort Daten für einen zu fahrenden Pfad 200 zu erhalten.
Das Nutzfahrzeug 10 kann beispielsweise ein Bus, ein Lastkraftwagen, eine
Zugmaschine für einen Trailer oder eine Kombination von mehreren Fahrzeugteilen umfassen (z. B. einschließlich eines Anhängers). Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Karte von dem speziellen, nicht standardisierten oder eingeschränkten Bereich. Die Karte kann noch mit weiteren Informationen über die statischen Objekte und deren Position ergänzt sein (nicht gezeigt). Der gezeigte Bereich umfasst eine Vielzahl von statischen Objekte, die zur
Verbesserung der Fahrzeuglokalisierung genutzt werden können. Beispielhaft umfasst der Bereich als statische Objekte: eine Einfahrt 21 /Ausfahrt 22, zwei vorbestimmte Zielpunkte 201 , 202 und drei Gebäude 310, 320, 330. Für das Nutzfahrzeug kann ein Pfad 200 berechnet werden, um beispielsweise das Fahrzeug autonom in Bereich zu operieren.
An der Einfahrt 21 kann eine Zugangskontrolle vorgesehen sein, sodass sichergestellt ist, dass auf dem eingeschränkten Bereich nur Nutzfahrzeuge 10 oder Fahrzeuge unterwegs sind, die den Anforderungen des eingeschränkten Bereiches genügen. Das Nutzfahrzeug 10 kann beispielsweise ein Fahrzeug sein, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist. Als Teil des Pfades 200 kann eine Pfadspezifikation an das Fahrzeug 10 übermittelt werden, aus der die abzufahrenden Wegpunkte hervorgehen (an welchen Positionen z.B. wie abzubiegen ist). Der Pfad 200 führt beispielsweise an verschiedenen
Gebäuden 310, 320, 330 vorbei, die durch die Sensoreinheit 12 des Nutzfahrzeuges 10 mit einer Umfeldsensorik erfasst werden können. Der Pfad 200 führt dann beispielhaft zu den zwei vorbestimmte Zielpunkte 201 , 202, die beispielsweise Andockstationen an einem Lagergebäude 310 sind, wo das Nutzfahrzeug 10 andockt, um beispielsweise Be- und Entladetätigkeiten durchzuführen. Das Bewegungsmodul 140 kann außerdem Planungsdaten erhalten, um das Fahrzeug 10 autonom zu den unterschiedlichen Zielpunkten 201 , 202 zu navigieren, wo die geplanten Handlungen an dem Nutzfahrzeug auszuführen sind. Danach kann das Bewegungsmodul 140 das Fahrzeug 10 autonom zu der Ausfahrt 22 navigieren. Die Ausfahrt 22 kann der gleiche Punkt sein wie die Einfahrt 21 , wo der Fahrer des
Fahrzeuges 10 die Kontrolle über das Fahrzeug 10 zurück übernehmen kann und manuell fahrend das Fahrzeug 10 aus dem eingeschränkten Bereich herausfährt. Das System 100 kann ebenfalls Schnittstellen zu der Fahrzeugsensoreinheit 12 und zu den Fahrzeugaktuatoren 14 umfassen, um einen Zustand des Fahrzeuges 10 und der Umgebung festzustellen (z.B. Detektion der Gebäude 320, 330, 310 oder eine relative Orientierung dazu) und um basierend darauf eine Steuerung des Fahrzeugzustandes durchzuführen, und zwar ohne dass dazu eine Hilfe des Fahrers notwendig wäre. Diese Schnittstellen können beispielsweise eine drahtlose Kommunikation erlauben.
Der gezeigte eingeschränkte Bereich stellt lediglich ein Beispiel dar. Das System 100 ist insbesondere für Bereiche einsetzbar, wo eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Navigation des Fahrzeuges 10 innerhalb kurzer Zeit erforderlich ist und wo es häufig zu Schäden bei einer manuellen Operation der Nutzfahrzeuge 10 kommt. Gerade in solchen Bereichen stellt das System 100 ein sicheres Operieren des Nutzfahrzeuges 10 sicher. Beispielsweise sind dies andere Transportfahrzeug (eine Fähre, eine Eisenbahn, ein Flugzeug, ein Straßenlastzug, etc.), auf denen das Nutzfahrzeug 10 mit hoher Präzession abgestellt werden soll.
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kombinieren somit die autonome Betriebsweise eines Fahrzeuges auf speziellen, nicht standardisierten oder
eingeschränkten Bereichen, eines ist in der Fig. 3 beispielhaft gezeigt ist, mit einer Lokalisierungsfunktion des Fahrzeuges 10. Die Lokalisierung erfolgt wie gesagt unter Nutzung der Sensoreinheit 12. Unter Nutzung von Kommunikationsmitteln 16 zwischen dem Fahrzeug 10 und einer Infrastruktur des Bereiches können die kartografischen Daten heruntergeladen bzw. erforderliche Informationen erhalten werden. Insbesondere ist es möglich, die gegenwärtige Fahrzeugposition relativ zu einem
Referenzpunkt (oder einem Objekt) zu ermitteln, um so eine relative Position des Fahrzeuges zu bestimmen. Vorteilhafterweise kann diese Positionsbestimmung dynamisch (zeitabhängig) erfolgen, so dass ebenfalls ein Tracking einer sich ändernden Position des Fahrzeuges möglich wird. Dazu können beispielsweise dynamische
Fahrzeugsensoren wie beispielsweise ein Tachometer, ein Drehratenmesser, ein Lenkwinkelsensor oder ähnliche Sensoren genutzt werden, um beispielsweise die Bewegung von dem Referenzpunkt weg zu ermitteln. Die Datenbank mit dem Kartenmaterial des Bereiches (siehe Fig. 3) kann sich bereits auf dem Fahrzeug 10 befindet oder von einer Infrastruktur des eingeschränkten
Bereiches heruntergeladen werden kann. Abgesehen von Fahrt- oder
Fahrspurinformationsmaterial kann die Datenbank ebenfalls eine Beschreibung der statischen Objekte wie beispielsweise der Gebäuden 310, 320, 330, Brücken,
Überführungen oder anderen Hindernissen enthalten und dem Fahrzeug bereitstellen. Unter Nutzung der Fahrzeugposition und der Kartendatenbank mit den statischen Objektinformationen ist es somit möglich, diese Objekte in der Umgebung des
Fahrzeuges 10 in einem Umfelddetektionsprozess einzubeziehen, wodurch wie gesagt die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Fahrzeuglokalisierung innerhalb des Bereiches möglich wird.
Die Kenntnis der statischen Objekten in dem eingeschränkten Bereich ist insbesondere dann wichtig, wenn andere Lokalisierungssysteme wie beispielsweise ein GPS-System nicht zur Verfügung stehen oder ein entsprechendes Signal nicht empfangbar ist. Daher können die statischen Objekte genutzt werden, um die Position des Fahrzeuges in dem eingeschränkten Bereich unabhängig von anderen Positionierungssystemen genauer zu bestimmen. Die Position, die Bewegung oder die Bewegungsrichtung des
Fahrzeuges kann daher genauer abgeschätzt werden - auch wenn dafür die gewöhnlich genutzten Signale nicht zur Verfügung stehen (zum Beispiel bei einem Signalverlust des GPS-Gerätes).
Fig. 4 zeigt Flussdiagramm für ein Verfahren zum Steuern des Nutzfahrzeugs in einem eingeschränkten Bereich. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Beschaffen S1 10 von Informationen über den eingeschränkten Bereich aus einer Datenbank, wobei die beschafften Informationen kartographische Daten von Objekten in dem eingeschränkten Bereich umfassen;
- Erfassen S120 von zumindest einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges 10 unter Nutzung der Sensoreinheit 12 des Nutzfahrzeuges; und
- Identifizieren S130 des zumindest einen erfassten Objekts in den
kartographischen Informationen; und - autonomes Bewegen S140 des Nutzfahrzeuges 10 in dem eingeschränkten Bereich basierend auf den identifizierten Objekten
Das Verfahren oder zumindest Teile davon kann/können ebenfalls Computer- implementiert sein, d.h. es kann durch Anweisungen umgesetzt sein, die auf einem Speichermedium gespeichert sind und in der Lage sind, die Schritte des Verfahrens auszuführen, wenn es auf einem Prozessor läuft. Die Anweisungen umfassen typischerweise eine oder mehrere Anweisungen, die auf unterschiedliche Art auf unterschiedlichen Medien in oder peripher zu einer Steuereinheit (mit einem Prozessor) gespeichert sein können, die, wenn sie gelesen und durch die Steuereinheit ausgeführt werden, die Steuereinheit dazu veranlassen, Funktionen, Funktionalitäten und
Operationen auszuführen, die zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung notwendig sind. Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die
Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Nutzfahrzeug
12 Fahrzeugsensoreinheit
14 Fahrzeugaktuatoren
16 Funkmodul
21 , 22 Einfahrt/Ausfahrt
1 10 Informationsbeschaffungsmodul 120 Erfassungsmodul
130 Identifikationsmodul
140 Bewegungsmodul
310,320,330 Gebäude
201 , 202, ... vorbestimmte Zielpunkte
Next Patent: CONCEPT FOR SENSING AN ENVIRONMENT OF A MOTOR VEHICLE