Die Erfindung betrifft ein Querlenkverfahren und eine Querlenkvorrichtung für das Bewegen eines angetriebenen Fahrzeugs an eine einen Zielort und eine Zielorientierung umfassende Zielposition, sowie ein dafür eingerichtetes Fahrzeug.

Aus der DE 10 2016 01 1 324 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Zugfahrzeugs bei dessen Heranfahren und Ankuppeln an ein Anhängerfahrzeug bekannt. Der rückwärtige Umfeldbereich hinter dem Zugfahrzeug wird, zum Beispiel mit einer Kamera, erfasst; aus den erfassten Daten werden eine Versatzstrecke und ein Versatzwinkel zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhängerfahrzeug ausgewertet; mindestens eine Fahrtrajektorie mittels derer das Zugfahrzeug autonom zu einem Ankuppelort fahrbar ist wird berechnet, und das Zugfahrzeug wird gemäß der Fahrtrajektorie autonom herangefahren und angekuppelt.

Bei dem Verfahren des Standes der Technik kann als nachteilig angesehen werden, dass eine zu Beginn des Bewegungsvorgangs berechnete Fahrtrajektorie deutlich fehlerhaft sein kann, weil typischerweise die Startposition dann nur ungenau bekannt ist.

Insbesondere Fehler einer gemessenen Startorientierung führen insbesondere bei großem zu durchfahrenden Abstand zu einem großen seitlichen Versatz.

Ebenfalls als nachteilig kann angesehen werden, dass Messwerte der Positionsmessung typischerweise verrauscht sind, mit anderen Worten Fehleranteile enthalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Querlenkverfahren und Querlenkvorrichtungen zum Bewegen eines Fahrzeugs in eine Zielposition bereitzustellen, bei denen diese Nachteile vermieden werden. Ebenso sollen Fahrzeuge bereitgestellt werden, die eingerichtet sind, diese Querlenkverfahren durchzuführen.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren gemäß Anspruch 1 , von einer Vorrichtung gemäß Anspruch 7 und von einem Fahrzeug gemäß Anspruch 13 gelöst. Querlenkverfahren für das Bewegen eines Fahrzeugs in eine Zielposition umfassen gemäß der Erfindung:

- dass zwischen dem Fahrzeug und der Zielposition Abstands- und/oder

Winkelmessungen durchgeführt werden, die eine Herleitung von Orts- und

Orientierungsdaten ermöglichen,

- dass die hergeleiteten Orts- und Orientierungsdaten zu Aktuellwerten gefiltert werden, welche aktuelle Ortswerte und aktuelle Orientierungswerte umfassen,

- dass eine Regelung durchgeführt wird, die aus den Aktuellwerten Solllenkwinkel herleitet,

- und dass die Solllenkwinkel durch Einwirkung auf eine aktive Lenkung des Fahrzeugs realisiert werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkverfahren gemäß der Erfindung, dass das Filtern der Orts- und Orientierungsdaten als Kalmanfilterung ausgebildet ist, bei der die Orts- und Orientierungsdaten unter Berücksichtigung von am Fahrzeug gemessenen Fahrteigenschaften, Gütewerten und einem Bewegungsmodell des Fahrzeugs zu den Aktuellwerten aufbereitet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkverfahren gemäß der Erfindung, dass die Regelung als Kaskaden regelung ausgebildet ist, bei der in einem äußeren Regelkreis aus den aktuellen Ortswerten eine Sollorientierung hergeleitet wird, und in einem inneren Regelkreis aus der Sollorientierung und dem aktuellen

Orientierungswert der Solllenkwinkel hergeleitet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkverfahren gemäß der Erfindung, dass die Kalmanfilterung einen Messschritt und einen Updateschritt umfasst, derart dass im Messschritt aus jeweils neuesten Orts- und Orientierungsdaten und vorherigen berechneten Positionsdaten durch gewichtete Mittelung mit einem Gewicht das von der Güte der Sensormessungen und einer Varianz der Sensormessungen abhängt, neue berechnete Positionsdaten hergeleitet werden,

und dass im Updateschritt die berechneten Positionsdaten gemäß einem mit einem gemessenen Lenkwinkel und einer gemessenen Geschwindigkeit als Fahrteigenschaften parametrierten Bewegungsmodell in aktuelle Positionsdaten extrapoliert werden. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkverfahren gemäß der Erfindung, dass der Messschritt beim Vorliegen der jeweils neuen Orts- und

Orientierungsdaten aktiviert wird, und der Updateschritt beim Vorliegen der jeweils neuen Fahrteigenschaften aktiviert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkverfahren gemäß der Erfindung, dass nach dem Messschritt aus jedem alten Gütewert q _alt , einem zugeordneten Mindestgütewert q _min und einem zugeordneten Messgütewert q _mess ein neuer Gütewert q _neu bestimmt wird gemäß

wobei q _min und q _mess separat für Ortsdaten und Orientierungsdaten fest angenommen werden,

und dass nach dem Updateschritt aus jedem alten Gütewert q _alt , einer zugeordneten Proportionalitätskonstante C _p , der Geschwindigkeit v und der Zeit t _M s seit dem letzten Messschritt ein neuer Gütewert q _neu bestimmt wird gemäß

wobei C _p separat für Ortsdaten und Orientierungsdaten fest angenommen wird.

Querlenkvorrichtungen für das Bewegen eines eine aktive Lenkung umfassenden Fahrzeugs in eine Zielposition umfassen gemäß der Erfindung:

- Sensoren und Markierungen, die so beschaffen und auf das Fahrzeug und die

Zielposition verteilt sind, dass aus Abstands- und/oder Winkelmessungen zwischen dem Fahrzeug und der Zielposition Orts- und Orientierungsdaten hergeleitet werden können,

- eine Messvorrichtung, die so eingerichtet ist, dass sie mittels der Sensoren und

Markierungen die Abstands- und/oder Winkelmessungen zwischen dem Fahrzeug und der Zielposition durchführt, und daraus die Orts- und Orientierungsdaten des Fahrzeugs herleitet,

- ein Messwertefilter, das so eingerichtet ist, dass es aus den Orts- und

Orientierungsdaten Aktuellwerte herleitet, welche aktuelle Ortswerte und aktuelle Orientierungswerte umfassen,

- einen Regler, der so eingerichtet ist, dass aus den Aktuellwerten Solllenkwinkel hergeleitet und durch Einwirkung auf die aktive Lenkung realisiert werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkvorrichtungen gemäß der Erfindung, dass das Messwertefilter als Kalmanfilter ausgebildet ist, so eingerichtet, dass die Orts- und Orientierungsdaten unter Berücksichtigung von im Fahrzeug gemessenen Fahrteigenschaften, Gütewerten und einem Bewegungsmodell des Fahrzeugs zu den Aktuellwerten aufbereitet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkvorrichtungen gemäß der Erfindung, dass der Regler als Kaskadenregler ausgebildet ist, mit einem

Querversatzregler eingerichtet um aus den aktuellen Ortswerten eine Sollorientierung herzuleiten, und einem Orientierungsregler eingerichtet um aus der Sollorientierung und dem aktuellen Orientierungswert den Solllenkwinkel herzuleiten.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkvorrichtungen gemäß der Erfindung, dass das Kalmanfilter eingerichtet ist, einen Messschritt und einen Updateschritt durchzuführen, derart dass im Messschritt aus jeweils neuesten Orts- und Orientierungsdaten und vorherigen berechneten Positionsdaten durch gewichtete Mittelung mit einem Gewicht das von der Güte der Sensormessungen und einer Varianz der Sensormessungen abhängt, neue berechnete Positionsdaten hergeleitet werden, und im Updateschritt die berechneten Positionsdaten gemäß einem mit einem gemessenen Lenkwinkel und einer gemessenen Geschwindigkeit als Fahrteigenschaften parametrierten Bewegungsmodell in aktuelle Positionsdaten extrapoliert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkvorrichtungen gemäß der Erfindung, dass das Kalmanfilter eingerichtet ist, den Messschritt beim Vorliegen der jeweils neuen Orts- und Orientierungsdaten zu aktivieren, und den Updateschritt beim Vorliegen der jeweils neuen Fahrteigenschaften zu aktivieren.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfassen die Querlenkvorrichtungen gemäß der Erfindung, dass das Kalmanfilter eingerichtet ist, nach dem Messschritt aus jedem alten Gütewert q _alt , einem zugeordneten Mindestgütewert q _min und einem zugeordneten Messgütewert q _mess einen neuen Gütewert q _neu zu bestimmen gemäß

wobei q _min und q _mess separat für Ortsdaten und Orientierungsdaten fest angenommen sind,

und nach dem Updateschritt aus jedem alten Gütewert q _alt , einer zugeordneten

Proportionalitätskonstante C _p , der Geschwindigkeit v und der Zeit t _M s seit dem letzten Messschritt einen neuen Gütewert q _neu zu bestimmen gemäß

wobei C _p separat für Ortsdaten und Orientierungsdaten fest angenommen wird. Ein Fahrzeug gemäß der Erfindung, insbesondere ein angetriebenes Zugfahrzeug ist eingerichtet, ein Querlenkverfahren gemäß der Erfindung durchzuführen, und/oder weist eine Querlenkvorrichtung gemäß der Erfindung auf.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den anhand der Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In den

Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht einen Anwendungsfall, wo die Zielposition eine Ankuppelposition ist,

Fig. 2 schematisch in Draufsicht die hier verwendeten geometrischen Beziehungen,

Definitionen und Größen am Beispiel eines Sattelschleppers vor einem Auflieger,

Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines ersten Querlenkverfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 4 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines zweiten Querlenkverfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines dritten Querlenkverfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines vierten Querlenkverfahrens gemäß der Erfindung.

Position, wie bei Zielposition, wird hier verstanden als jeweils eine Ortsangabe und eine Orientierungsangabe umfassend. Die Ortsangabe kann zum Beispiel durch Koordinaten in einem zwei- oder dreidimensionalen Koordinatensystem, absolut oder relativ, erfolgen Die Orientierungsangabe kann durch eine zwei- oder dreidimensionale Winkelangabe zusammen mit einer Vereinbarung über den Bezugspunkt und den Bezugswinkel erfolgen.

Querlenkung bezeichnet hier eine Einwirkung auf die Winkel der Räder der Lenkachse des Fahrzeugs. Bei Fahrzeugen mit mehreren gelenkten Achsen kann dies auch eine angemessene Einwirkung auf andere Achsen als die Hauptlenkachse umfassen. Die Zielposition kann eine Ankuppelposition sein, d.h. eine Position im Sinne von Ort und Orientierung, an der das Fahrzeug an ein Anhänger- oder Aufliegerfahrzeug angekuppelt werden kann.

Die Zielposition kann auch eine Beladungsposition sein, d.h. eine Position an einer Laderampe die es ermöglicht, das Fahrzeug zu be- oder entladen. Die x-Achse des bezüglich der Zielposition ortsfesten Koordinatensystems legt man hier bevorzugt in die Richtung, in der man an die Beladungsposition heranfahren muss, zum Beispiel rechtwinklig zu einer Kante einer Laderampe.

Die Zielposition kann auch eine Aufladeposition sein, d.h. eine Position an der dem Fahrzeug durch Anschluss an eine Versorgungseinrichtung Betriebsmittel wie zum Beispiel Treibstoff, Batterieladung oder Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden können. Die x-Achse des bezüglich der Zielposition ortsfesten Koordinatensystems legt man hier bevorzugt in die Richtung, in der man an die Aufladeposition heranfahren muss, zum Beispiel in geeignetem Abstand längs neben die Versorgungseinrichtung.

Die Zielposition kann auch eine Parkposition in einem für Teilautomatisierung

vorbereiteten Fahrzeugabstellplatz sein. Die x-Achse des bezüglich der Zielposition ortsfesten Koordinatensystems legt man hier bevorzugt in die Richtung, in der man in die Parkposition einfahren muss.

Der Sensor des Fahrzeugs kann zum Beispiel ein Laserscanner oder ein LIDAR, eine Standbildkamera, oder eine Videokamera sein.

Fig. 1 zeigt schematisch in Seitenansicht einen Anwendungsfall, wo die Zielposition eine Ankuppelposition ist. Das Fahrzeug ist hier ein Sattelschlepper 101 und umfasst eine aktive Lenkung 107, zwei waagerecht quer zur Längsachse beabstandete Sensoren 103 und eine Sattelplatte 102. Der Sattelschlepper 101 steht mit Abstand vor einem Auflieger 106, der einen Sattelzapfen 104 sowie einklappbare Stützen 109 umfasst. Ein Erreichen der Zielposition ist hier dann gegeben, wenn die Sattelplatte 102 in Draufsicht mittig unter dem Sattelzapfen 104 positioniert wurde. Die Stützen 109 umfassen Reflektoren 105, die so beschaffen und angebracht sind, dass sie durch Messung 108 von den Sensoren 103 hinsichtlich ihrer Richtung und/oder ihres Abstandes sensiert werden können. Fig. 2 zeigt schematisch in Draufsicht die hier verwendeten geometrischen Beziehungen, Definitionen und Größen am Beispiel eines Sattelschleppers 207 als Fahrzeug vor einem teilweise angedeuteten unbewegten Auflieger 208 mit einem Sattelzapfen 205. Im als Zielort angenommenen Sattelzapfen 205 liegt der Ursprung eines ortsfesten

rechtwinkligen Koordinatensystems aus x-Richtung 201 und y-Richtung 21 1 . Die x- Richtung entspricht dabei der Längsachse des Aufliegers 208. Der Sattelschlepper 207 umfasst eine ungelenkte Hinterachse 206 und eine gelenkte Vorderachse 210 und hat einen Bezugspunkt 209, eine Position, eine Orientierung, einen Lenkwinkel beta 204 und eine Längsachse 212. Als Bezugspunkt 209 für die Beschreibung des Sattelschleppers 207 wird hier die Mitte seiner Sattelplatte 102 verwendet. Die Position des

Sattelschleppers 207 ist definiert durch die x-Koordinate und die y-Koordinate dieses Bezugspunkts 209. Speziell die y-Koordinate des Bezugspunkts 209 wird auch als Querversatz 202 bezeichnet. Die Orientierung des Sattelschleppers 207 ist definiert als der Winkel alpha 203, den die Längsachse 212 des Sattelschleppers 207 mit der x- Richtung 201 einschließt. Der Lenkwinkel beta 204 des Sattelschleppers 207 ist definiert als der Winkel, den die Räder der Vorderachse 210 mit einer Parallele zu der Längsachse 212 des Sattelschleppers 207 einschließen.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines ersten Querlenkverfahrens 300 und einer ersten Querlenkvorrichtung 317 gemäß der Erfindung. Am Querlenkverfahren 300 beteiligt sind eine Sollversatzvorgabe 301 , ein auf ein Fahrzeug 304 einwirkender Regler 303, eine Messvorrichtung 306, und ein Messwertefilter 305.

Der Regler 303 erhält von der Sollversatzvorgabe 301 einen Soll-Querversatz oder Sollversatz 308, sowie vom Messwertefilter 305 Werte für einen aktuellen Querversatz 31 1 und eine aktuelle Orientierung 312 des Fahrzeugs 304. Aus diesen Eingangsdaten leitet der Regler 303 einen Solllenkwinkel 310 her, der dann im Fahrzeug 304 durch Einwirkung auf die aktive Lenkung 107 realisiert wird. Der Sollversatz 308, d.h. der am Ende der Bewegung anzustrebende Querversatz 202 ist in den meisten praktischen Fällen gleich Null, in Sonderfällen können davon abweichende Werte zweckmäßig sein. Die Messvorrichtung 306 führt Abstands- und/oder Winkelmessungen zwischen dem Fahrzeug 304 und einer Zielposition 307 durch, die so gestaltet sind, dass daraus Ortsund Orientierungsdaten 313 des Fahrzeugs 304 hergeleitet werden können, und leitet diese her. Das Messwertefilter 305 verarbeitet die Orts- und Orientierungsdaten 313 und leitet daraus Werte für den aktuellen Querversatz 31 1 und die aktuelle Orientierung 312 des Fahrzeugs 304 her. Für die von der Messvorrichtung 306 zwischen dem Fahrzeug 304 und der Zielposition 307 durchzuführenden Messungen 315 wirken Sensoren und detektierbare Markierungen zusammen, die auf unterschiedliche Weise angeordnet sein können. Beispielsweise können wie in dem in Fig. 1 gezeigten Anwendungsfall die Sensoren 103 fest am

Fahrzeug 101 , 304 und die Markierungen 105 fest in bekanntem Abstand zur Zielposition 104 angeordnet sein. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Sensorsignale bereits im Fahrzeug 101 , 304 vorliegen und nicht erst noch dorthin übertragen werden müssen.

Die umgekehrte Anordnung, d.h. Sensoren fest in bekanntem Abstand zur Zielposition und Markierungen fest am Fahrzeug 304 ist alternativ verwendbar. Vorteilhaft hierbei wäre, dass die Messungen der Sensoren direkt in einem Koordinatensystem relativ zur Zielposition erstellt würden und folglich nicht noch umgerechnet werden müssten.

Die Anzahl der Sensoren und der Markierungen sowie die Art der durchzuführenden Messungen, zum Beispiel Winkelmessung oder Abstandsmessung, richten sich nach den bekannten Prinzipien der Triangulation. Eine mögliche Konfiguration umfasst zwei beabstandete Sensoren am Fahrzeug und zwei beabstandete Markierungen fest in bekanntem Abstand zur Zielposition. Für jede einzelne Markierung reichen dann je eine Abstands- oder Winkelmessung von jedem der Sensoren aus, um den Ort der Markierung relativ zum Ort der Sensoren zu bestimmen. Aus den Orten der beiden Markierungen lässt sich dann zusätzlich die relative Orientierung zwischen Fahrzeug und Zielposition herleiten.

Die relativ zu einem ersten Koordinatensystem bestimmten Orts- und Orientierungswerte lassen sich mit bekannten Gleichungen in jedes andere verschobene und/oder gedrehte Koordinatensystem umrechnen.

Zur Verringerung von Messungenauigkeiten oder zur Erhöhung der Systemverfügbarkeit kann es zweckmäßig sein, darüber hinaus weitere zusätzliche Sensoren und/oder weitere zusätzliche Markierungen zu verwenden.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines zweiten Querlenkverfahrens 400 und einer zweiten Querlenkvorrichtung 417 gemäß der Erfindung. Am Querlenkverfahren 400 beteiligt sind eine Sollversatzvorgabe 401 , ein Querversatzregler 402, ein auf ein Fahrzeug 404 einwirkender Orientierungsregler 403, eine Messvorrichtung 406, und ein Messwertefilter 405. Der Querversatzregler 402 und der Orientierungsregler 403 bilden zusammen einen Kaskadenregler 416. Der Querversatzregler 402 erhält als Eingangsgröße den von der Sollversatzvorgabe 401 gelieferten Soll-Querversatz oder Sollversatz 408 abzüglich des vom Messwertefilter 405 gelieferten aktuellen Querversatzes 41 1 , woraus der Querversatzregler 402 eine

Sollorientierung 409 herleitet. Der Orientierungsregler 403 erhält als Eingangsgröße die Sollorientierung 409 abzüglich der vom Messwertefilter 405 gelieferten aktuellen

Orientierung 412, woraus der Orientierungsregler 403 einen Solllenkwinkel 410 herleitet, der dann im Fahrzeug 404 durch Einwirkung auf die aktive Lenkung 107 realisiert wird.

Für den Sollversatz 408, die Messvorrichtung 406, die Orts- und Orientierungsdaten 413 und das Messwertefilter 405, sowie für die Sensoren und Markierungen gilt sinngemäß das oben zum ersten Querlenkverfahren 300 Gesagte.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines dritten Querlenkverfahrens 500 und einer dritten Querlenkvorrichtung 517 gemäß der Erfindung. Am Querlenkverfahren 500 beteiligt sind eine Sollversatzvorgabe 501 , ein auf ein Fahrzeug 504 einwirkender Regler 503, eine Messvorrichtung 506, und ein Messwertefilter 505. Für die Sollversatzvorgabe 501 , den Regler 503, den Solllenkwinkel 510 und die Messvorrichtung 506 gilt sinngemäß das oben zum ersten Querlenkverfahren 300 Gesagte. Das Messwertefilter 505 ist hier ein Kalmanfilter, das nicht nur die Orts- und Orientierungsdaten 513 von der

Messvorrichtung 506, sondern zusätzlich eine gemessene Geschwindigkeit und einen gemessenen Lenkwinkel als Fahrteigenschaften 514 vom Fahrzeug 504 erhält. Das Kalmanfilter umfasst ein Bewegungsmodell 518 des Fahrzeugs 504, und berechnet mithilfe des Bewegungsmodells 518 aus den Orts- und Orientierungsdaten 513 sowie den Fahrteigenschaften 514 den aktuellen Querversatz 51 1 und die aktuelle Orientierung 512.

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines vierten Querlenkverfahrens 600 und einer vierten Querlenkvorrichtung 617 gemäß der Erfindung. Am Querlenkverfahren 600 beteiligt sind eine Sollversatzvorgabe 601 , ein Querversatzregler 602, ein auf ein

Fahrzeug 604 einwirkender Orientierungsregler 603, eine Messvorrichtung 606, und ein Messwertefilter 605. Für den Querversatzregler 602 und den Orientierungsregler 603 gilt sinngemäß das oben zum zweiten Querlenkverfahren 400 Gesagte, sie bilden zusammen einen Kaskadenregler 616. Für das Messwertefilter 605 in Form eines Kalmanfilters gilt sinngemäß das oben zum dritten Querlenkverfahren 500 Gesagte.

Die hier verwendete Kalmanfilterung besteht aus zwei Verarbeitungsschritten, einem sogenannten„Messschritt“ und einem sogenannten„Updateschritt“. Die in dieser Anwendung des Kalmanfilters zu verarbeitenden Größen sind berechnete Positionsdaten bestehend aus berechneten Ortsdaten x _k und y _k sowie einem berechneten Orientierungsdatum alpha _k . Der Suffix deutet hierbei an, dass es sich bei diesen Daten um zeitlich diskrete Folgen handelt „k“ steht dabei für einen jeweils aktuellsten Wert, entsprechend steht„k- 1 '' für einen zeitlich vorhergehenden Wert. Die berechneten Positionsdaten werden im Kalmanfilter rekursiv verarbeitet. Das Kalmanfilter empfängt durch die Messungen mit den Sensoren und den Markierungen hergeleitete Orts- und Orientierungsdaten, die Ortsdaten x _s , y _s und ein Orientierungsdatum alpha _s umfassen.

Zusätzlich verarbeitet das bekannte Kalmanfilter intern noch sogenannte Gütewerte zu jeder der zu verarbeitenden Größen.

Da die Kalmanfilterung konzeptuell ein rekursives Verfahren ist, müssen alle beteiligten Größen geeignet initialisiert werden. Zur Initialisierung der Orts- und Orientierungsdaten können zum Beispiel die ersten Messwerte, oder geeignete typische Werte verwendet werden. Zur Initialisierung der Gütewerte können zum Beispiel geeignete typische Werte verwendet werden.

Im Messschritt der hier vorliegenden Anwendungen werden aus den jeweils neuesten Orts- und Orientierungsdaten x _s , y _s , alpha _s , und den vorherigen berechneten

Positionsdaten x _k-1 , y _k-1 , alpha^ durch gewichtete Mittelung neue berechnete

Positionsdaten x _k , y _k , alpha _k hergeleitet gemäß

Hierbei leitet sich das Gewicht w, das immer aus dem Bereich 0 bis 1 ist, aus der Güte der Sensormessungen q und einer Varianz der Sensormessungen vm her gemäß

Bei hohen Gütewerten q geht w also gegen 0 und die aus den Sensormessungen hergeleiteten Orts- und Orientierungsdaten gehen kaum noch ein. Bei niedrigen

Gütewerten q geht w gegen 1 , d.h. das gewichtete Mittel entspricht weitgehend den Ortsund Orientierungsdaten.

Die Varianz vm der Sensormessungen kann zum Beispiel vorteilhaft für Ortsdaten als 0,5m und für Orientierungsdaten als 5° angenommen werden. Der Messschritt wird bevorzugt immer dann durchgeführt, wenn neue Orts- und

Orientierungsdaten vorliegen bzw. eintreffen.

Nach jedem Messschritt wird der Gütewert q verringert. Dies geschieht vorteilhaft gemäß

q _min und q _meSs können dabei - separat für die Gütewerte von Ortsdaten bzw. von

Orientierungsdaten - fest vorgegeben werden. Für Ortsdaten ist q _min = 0,1 m und q _mess = 0,5m vorteilhaft, für Orientierungsdaten ist q _min = 2° und q _mess = 5° vorteilhaft.

Im Updateschritt findet die Fusionierung der berechneten Positionsdaten mit den am Fahrzeug gemessenen inkrementeilen Fahrteigenschaften statt. Die Fahrteigenschaften umfassen eine gemessene Geschwindigkeit v _ist und einen gemessenen Lenkwinkel beta _ist .

Im Updateschritt der hier vorliegenden Anwendungen werden die berechneten

Positionsdaten x _alt , y _alt , alpha _alt gemäß dem Bewegungsmodell 518 des Fahrzeugs in aktuelle Positionsdaten extrapoliert gemäß

Hierbei stellen die Fahrteigenschaften gemessener Lenkwinkel beta _is , und gemessene Geschwindigkeit v _ist die Parameter des Bewegungsmodells 518 dar, und z ist der Radstand, entspricht also dem Abstand der Vorderräder von den Hinterrädern. Der Term ,,/z“ beschreibt also anschaulich, dass über dasselbe Zeitintervall dt bei derselben Geschwindigkeit v _is , derselbe Lenkwinkel beta _ist bei kurzen Fahrzeugen eine stärkere Drehung alpha _neu -alpha _aH bewirkt als bei längeren Fahrzeugen.

Der Updateschritt wird bevorzugt immer dann durchgeführt, wenn neue

Fahrteigenschaften beta _ist , v _is , vorliegen bzw. von der Messung am Fahrzeug eintreffen. Diese Zeitpunkte sind im Allgemeinen nicht synchron mit den aus der Sensormessung eintreffenden neuen Orts- und Orientierungsdaten. Typischerweise liegen neue

Fahrteigenschaften deutlich öfter vor als neue Orts- und Orientierungsdaten.

Nach jedem Updateschritt wird der Gütewert q erhöht. Dies geschieht vorteilhaft gemäß Hierbei ist C _p eine jeweils zugeordnete Proportionalitätskonstante, v die Geschwindigkeit und t _MS die Zeit seit dem letzten Messschritt wobei C _p separat für die Gütewerte von Ortsdaten bzw. Orientierungsdaten fest angenommen wird. Für Ortsdaten ist C _p = 0,1 vorteilhaft, für Orientierungsdaten ist Cp = 2 °/m vorteilhaft.

Eine zusätzliche Einflussgröße bei allen Querlenkverfahren 300, 400, 500, 600 ist die Längssteuerung, d.h. die Einwirkung auf Antriebsstrang und Bremssystem des

Fahrzeugs. Diese bewirkt den Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit über der Zeit und kann vollkommen unabhängig vorgegeben werden, zum Beispiel automatisch, teilautomatisch, manuell per Fernsteuerung von einem abgesessenen Fahrzeugführer oder manuell von einem im Fahrzeug befindlichen Fahrzeugführer. Die Wirkung der Längssteuerung schlägt sich zum einen in den über der Zeit sich ändernden Ortsdaten nieder, zum anderen aber auch in den eine gemessene Geschwindigkeit umfassenden Fahrteigenschaften 514, 614, und geht auf diese Weise in die Querlenkverfahren ein.

Die für die Messung 306, 406, 506, 606 verwendeten Sensoren 103 des Fahrzeugs 101. 207, 304, 404, 504, 604 können zum Beispiel ein Laserscanner, ein LIDAR oder eine Standbildkamera, oder eine Videokamera sein.

Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung):

101 Sattelschlepper

102 Sattelplatte

103 Sensoren

104 Sattelzapfen

105 Reflektoren

106 Auflieger

107 aktive Lenkung

108 Messung

109 Stützen

201 x-Richtung

202 Querversatz

203 Orientierungswinkel alpha

204 Lenkwinkel beta

205 Sattelzapfen = Koordinatenursprung

206 Hinterachse

207 Sattelschlepper

208 Auflieger

209 Referenzpunkt

210 Vorderachse

21 1 y-Richtung

212 Längsachse des Sattelschleppers

300 Querlenkverfahren

301 Sollversatzvorgabe

303 Regelung

304 Fahrzeug

305 Messwertefilter

306 Messvorrichtung

307 Zielposition

308 Sollversatz

310 Solllenkwinkel

31 1 aktueller Querversatz

312 aktuelle Orientierung

313 Orts- und Orientierungsdaten

315 Messung Querlenkvorrichtung Querlenkverfahren

Sollversatzvorgabe

Querversatzregler

Orientierungsregler

Fahrzeug

Messwertefilter

Messvorrichtung

Zielposition

Sollversatz

Sollorientierung

Solllenkwinkel

aktueller Querversatz aktuelle Orientierung

Orts- und Orientierungsdaten Messung

Kaskadenregler

Querlenkvorrichtung Querlenkverfahren

Sollversatzvorgabe

Regelung

Fahrzeug

Kalmanfilter als Messwertefilter Messvorrichtung

Zielposition

Sollversatz

Solllenkwinkel

aktueller Querversatz aktuelle Orientierung

Orts- und Orientierungsdaten Fahrteigenschaften

Messung

Querlenkvorrichtung

Bewegungsmodell

Gütewerte Querlenkverfahren

Sollversatzvorgabe

Querversatzregler

Orientierungsregler

Fahrzeug

Kalmanfilter als Messwertefilter Messvorrichtung

Zielposition

Sollversatz

Sollorientierung

Solllenkwinkel

aktueller Querversatz aktuelle Orientierung

Orts- und Orientierungsdaten Fahrteigenschaften

Messung

Kaskadenregler

Querlenkvorrichtung

Bewegungsmodell

Gütewerte