DE102006057610A1 - Image-supported docking method for load-based ranking, involves determining vehicle height, consulting difference to vehicle height for docking in target object for vehicle treble control, and determining space and height data with sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bildgestützten Andocken an ein Zielobjekt mit einem Fahrzeug.The The invention relates to a method and apparatus for image-based docking to a target object with a vehicle.
Moderne Nutzfahrzeuge sind mit einer manuellen Fahrzeughöheneinstellung ausgerüstet. Der Fahrer muss hierbei sein Fahrzeug Verlassen, um die Fahrzeughöheneinstellung manuell zu bedienen und ein schadenfreies und präzises Andocken und Ankuppeln an ein Zielobjekt kontrollieren. Aus dem Stand der Technik sind bereits Assistenzsysteme zum automatisierten oder assistierten Andocken an beliebige Objekte, insbesondere zum Ankuppeln von Anhängern, Aufliegern, Unterfahren von Wechselbrücken oder zum Andocken an Laderampen bekannt, wobei die Fahrzeughöhe oder Ladefläche gezielt vertikal verstellt wird. Diese Assistenzsysteme sind dabei hauptsächlich für den Einsatz in Nutzfahrzeugen vorgesehen, ein Einsatz im Bereich der Personenkraftwagen ist aber auch möglich. Im Zusammenhang mit Nutzfahrzeugen erfolgt die Fahrzeughöheneinstellung dabei bisher üblicherweise manuell. Zum präzisen Andocken oder Einfahren an ein Zielobjekt muss der Fahrer derart vor das Objekt fahren, dass er beim Aussteigen durch visuelles Peilen und Kontrollieren die erforderliche Fahrzeughöhe einstellen kann.modern Commercial vehicles are equipped with a manual vehicle height adjustment. The driver In doing so, his vehicle must leave to adjust the vehicle height to operate manually and a damage-free and precise docking and coupling to a target object. From the prior art already assistance systems for automated or assisted docking to any objects, in particular for coupling trailers, semitrailers, Underride of swap bodies or for docking at loading ramps known, the vehicle height or load area specifically adjusted vertically. These assistance systems are included mainly for the Intended use in commercial vehicles, an application in the field of Passenger cars is also possible. In connection with Commercial vehicles, the vehicle height adjustment is usually done so far manually. To be precise Docking or entering a target object requires the driver to do so drive in front of the object, that he alights by visually aiming and Control the required vehicle height can adjust.
Beim praktischen Einsatz verzichten die Fahrer teilweise auf eine korrekte Fahrzeughöheneinstellung, was trotz vorhandener mechanischer Führungshilfen zu einem erhöhten Verschleiß und zu Unfällen führt. Fahrer docken dabei sehr häufig nach Gehör an, was sich als eine immer wiederkehrende Unfallursache erweist. Durch eine falsch gewählte Fahrzeughöheneinstellung beim Ankuppeln, Einfahren oder Andocken an eine Anhängerkupplung, Führungsschienen oder eine Verladerampe wird das jeweilige Zielobjekt verschoben, was meist zu Schäden an den Zielobjekten selbst, der Ladung und/oder an weiteren Objekten in der Fahrzeugumgebung bzw. am Fahrzeug führt. Durch eine falsch gewählte Fahrzeughöheneinstellung können aber auch beim Abkuppeln von Anhängern bzw. Ausfahren aus Aufliegern Schäden entstehen, beispielsweise springt bei einer falsch gewählten Fahrzeughöheneinstellung nach Verlassen des Aufliegers die Kupplung hoch bzw. der Auflieger rutscht ab und es entstehen Schäden. Vollautomatisierte Systeme sind zu diesem Zweck bisher nicht bekannt. Aus dem Stand der Technik sind automatische Kupplungen bekannt, wobei lediglich der Kupplungsvorgang automatisiert ist. Assistenzsysteme, welche den kompletten Ankupplungsvorgang automatisieren sind bisher nicht bekannt. Weiterhin sind Systeme bekannt bei denen die Fahrzeugsteuerung teilweise automatisiert ist.At the Practical use, the driver partially waive a correct Vehicle height adjustment, which, despite the presence of mechanical guide aids, leads to increased wear and accidents. driver dock very often by ear What proves to be a recurring cause of accidents. By an incorrectly selected vehicle height adjustment when coupling, retracting or docking to a trailer hitch, guide rails or a loading ramp, the respective target object is moved, which usually causes damage the target objects themselves, the cargo and / or other objects leads in the vehicle environment or on the vehicle. By an incorrectly selected vehicle height adjustment can but also when uncoupling followers or extending out of semi-trailer damage, for example jumps at a wrong chosen Vehicle height adjustment to Leaving the trailer, the clutch up or the trailer slips and damage occurs. Fully automated systems are not known for this purpose. From the state of the art automatic couplings are known, only the coupling process is automated. Assistance systems, which automate the complete coupling process so far not known. Furthermore, systems are known in which the vehicle control partially automated.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bildgestützten Andocken an ein Zielobjekt mit einem Fahrzeug bereitzustellen, welche bei geringem Aufwand ein zuverlässiges Andocken ermöglichen.Of the The invention is therefore based on the object, a method and a device for image-based Docking to provide a target object with a vehicle, which Reliable at low cost Allow docking.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.The Task is according to the invention by a method having the features of claim 1 and a device with the features of claim 9 solved. advantageous Embodiments and developments are shown in the subclaims.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bildgestützten Andocken an ein Zielobjekt mit einem Fahrzeug bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst im Wesentlichen einen Bildsensor und eine Recheneinheit, womit Umgebungsinformation erfasst und ausgewertet werden. Weiterhin ist eine Einrichtung zur Fahrzeughöheneinstellung vorhanden. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Entfernungsinformation aus der Umgebung des Fahrzeugs mittels wenigstens eines Bildsensors erfasst. Aufgrund der Entfernungsinformation wird sodann der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt bestimmt und und es findet eine Fahrzeughöhenregelung zum Andocken an das Zielobjekt statt. In einer erfinderischen Weise wird die Fahrzeughöhe bestimmt und deren Differenz zu der zum Andocken an das Zielobjekt geeigneten Fahrzeughöhe sodann zur Fahrzeughöhenregelung herangezogen. Dabei werden die Entfernungsdaten und die Höhendaten in einer besonders vorteilhaften Weise mittels eines einzigen Sensors bestimmt. Hierdurch wird bei geringem Aufwand ein zuverlässiges Andocken an ein Zielobjekt möglich. Bei dem einzigen Sensor kann es sich dabei in einer gewinnbringenden Weise um einen Sensor mit vergleichsweise hoher Entfernungsauflösung handeln, im Rahmen dieser Erfindung wird jedoch keine hochauflösende Kamera benötigt. Ein einziger einfacher 2D-Sensor, wie z.B. ein Laserscanner ist für den Einsatz vollkommen ausreichend. Dabei kann beim praktischen Einsatz die Zielobjektspezifische Höhe zumindest teilweise als bekannt vorausgesetzt werden, beispielsweise weisen Wechselbrücken eine genormte Höhe auf, teilweise sind Höhenangaben zu Zielobjekten im Fahrzeug bzw. in Karteninformationen, z.B. zu Laderampen, hinterlegt. Wurde ein bestimmtes Zielobjekt durch eine Szenenanalyse erkannt, erfolgt sodann eine Zuordnung zu gespeicherten Modelldaten, wobei die Modelldaten dabei einen zur Voreinstellung geeigneten Richtwert (z.B. Höhenrichtwert) liefern. Unter Beachtung des voreingestellten Richtwerts wird das Zielobjekt sodann angefahren und anhand der Szenenanalyse erfolgt dann eine, zumeist geringe, Korrektur des Richtwerts. Die Zielobjekthöhe von Anhängerdeichseln, Aufliegern, höhenverstellbaren Zielobjekten muss in der Regel unmittelbar vor dem Andocken gezielt vermessen und die Fahrzeughöhe entsprechend geregelt werden. Es werden Entfernungsdaten zum Zielobjekt und Höhendaten des Fahrzeugs mittels dieses einzigen Sensors in besonders vorteilhafter Weise erfasst, da die Richthöhe des Zielobjekts bekannt ist erfolgt eine genaue Erfassung des relativen Höhenunterschieds zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt zum Nachregeln, insbesondere bei höhenverstellbaren Zielobjekten oder beim Auftreten von Bodenunebenheiten. Durch den Einsatz eines einzigen Sensors kann der Verarbeitungsaufwand erheblich reduziert und damit der Zeitaufwand bei der sensorgestützte Fahrzeughöheneinstellung reduziert werden. Außerdem entfällt durch das automatische Einregeln der Fahrzeughöhe vor, während und nach Andockvorgängen für den Fahrer das zeitaufwändige, meist sogar mehrmalige Ein- und Aussteigen während eines Ladungswechsels. Mit dieser Lösung kann sich der Fahrer auf die Überwachungsaufgabe konzentrieren und wird nicht unnötig abgelenkt. Durch die fortlaufende sensorische Messung werden außerdem Schäden und Kollisionen mit Zielobjekten vermieden, wobei eine fehlerhafte manuelle Höheneinstellung und Fehleinschätzungen durch den Fahrer vermieden werden, damit wird in gewinnbringender Weise ein reduzierter Verschleiß am Fahrzeug, Zielobjekten und sonstigen Objekten in der Fahrzeugumgebung erreicht.According to the invention is a method and apparatus for image-based docking a target object provided with a vehicle. The device essentially comprises an image sensor and a computing unit, with which environmental information is captured and evaluated. Farther There is a vehicle height adjustment facility. in the Framework of the method according to the invention Distance information from the environment of the vehicle by means of detected at least one image sensor. Due to the distance information then becomes the distance between the vehicle and the target object determined and and it finds a vehicle height control for docking the target object instead. In an inventive way, the vehicle height is determined and their difference from the vehicle height suitable for docking to the target object used for vehicle height control. The distance data and the elevation data become special advantageously determined by means of a single sensor. hereby With little effort a reliable docking to a target object possible. The single sensor can be a profitable one Way around a sensor with comparatively high range resolution, However, in the context of this invention is not a high-resolution camera needed. A single simple 2D sensor, like e.g. a laser scanner is for the use completely sufficient. It can be practical Use the target-specific height at least partially as are assumed to be known, for example, swap bodies have a standardized height, some are height information to vehicle targets or map information, e.g. to Loading ramps, deposited. Was a particular target object by a Scene analysis detected, then takes place an assignment to stored Model data, where the model data is one suitable for the default setting Guide value (for example, elevation value) deliver. In compliance with the default value, the Target object then approached and done based on the scene analysis then one, mostly small, correction of the benchmark. The target height of trailer drawbars, Semitrailers, height-adjustable targets usually needs to measure specifically just before docking targeted and the vehicle height accordingly be managed. There will be distance data to the target object and elevation data the vehicle by means of this single sensor in a particularly advantageous Way detected, as the straightening height of the target object, an accurate detection of the relative Height difference between the vehicle and the target object for readjustment, in particular at height adjustable Target objects or when bumps occur. Because of the engagement a single sensor, the processing costs can be significantly reduced and thus the time required for the sensor-assisted vehicle height adjustment be reduced. Furthermore deleted by automatically adjusting the vehicle height before, during and after docking operations for the driver time-consuming, usually even multiple entries and exits during a charge change. With this solution the driver can look to the monitoring task concentrate and will not be unnecessary distracted. Continuous sensory measurement also damages and Collisions with target objects are avoided, with a faulty manual height adjustment and misjudgments be avoided by the driver, so that becomes more profitable Way a reduced wear on Vehicle, target objects and other objects in the vehicle environment reached.
Im Zusammenhang mit dieser Erfindung werden als Fahrzeuge alle Nutz- und Zugfahrzeuge verstanden, welche mindestens einen Aktuator zur Höhenverstellung aufweisen. Hierbei kann üblicherweise sowohl die Höhe über der Hinterachse und unabhängig davon oder parallel dazu die Höhenverstellung über der Vorderachse geregelt werden, wobei der einzige Sensor in diesem Fall am Fahrzeugheck angeordnet ist. Als Fahrzeuge sind aber auch Gliederzüge zu verstehen, die mindestens einen Aktuator zur Höhenverstellung besitzen, wobei in der Regel sowohl die Höhe über der Hinterachse des Anhängers und unabhängig davon oder parallel dazu die Höhenverstellung über der Vorderachse des Anhängers geregelt werden kann. In diesem Fall ist mindestens ein Sensor am Heck des Anhängers angeordnet. Als Fahrzeuge sind auch Sattelzüge zu verstehen, welche mindestens einen Aktuator zur Höhenverstellung aufweisen, wobei in der Regel die Höhe über der Hinterachse geregelt wird. In diesem Fall ist mindestens ein Sensor am Heck des Aufliegers angeordnet.In the context of this invention are understood as vehicles all utility and towing vehicles, which have at least one actuator for height adjustment. In this case, usually both the height above the rear axle and independently of or parallel to the height adjustment can be controlled via the front axle, wherein the single sensor is arranged in this case at the rear of the vehicle. As vehicles but also articulated trains are to be understood, which have at least one actuator for height adjustment, usually both the height above the rear axle of the trailer and regardless of or parallel to the height adjustment can be controlled via the front axle of the trailer. In this case, at least one sensor is located at the rear of the trailer. Vehicles are also to be understood as semitrailers which have at least one actuator for height adjustment, wherein the height is usually regulated via the rear axle. In this case, at least one sensor is attached to the rear of the trailer orderly.
In einer besonders gewinnbringenden Weise der Erfindung wird der vertikale Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt bestimmt. Mittels des einzigen Sensors wird, während dem sich das Fahrzeug zum Andocken oder Einfahren bzw. Aufnehmen entlang einer berechneten Trajektorie an das Zielobjekt annähert, der vertikale Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt bestimmt, d.h. es wird anhand der bekannten Zielobjekthöhe oder durch Messen an relevanten Merkmalen die erforderliche Arbeitshöhe des Zielobjekts bestimmt und daraufhin in Abhängigkeit der erfassten Fahrzeughöhe die erforderliche Fahrzeughöheneinstellung berechnet und mittels wenigstens eines Aktuators sensorgeregelt eingestellt.In a particularly profitable way of the invention is the vertical Distance between the vehicle and the target object determined. By means of the single sensor will, while the vehicle for docking or retracting or recording along a calculated trajectory approximates the target object, the vertical distance between the vehicle and the target object is determined, i. it is based on the known target height or by measuring at relevant Characteristics determines the required working height of the target object and then depending the detected vehicle height the required vehicle height adjustment calculated and sensor controlled by at least one actuator set.
In einer weiteren gewinnbringenden Weise der Erfindung wird die Fahrzeughöhe in Abhängigkeit der Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt eingestellt. Mittels des wenigstens einen Sensors wird dabei die Fahrzeughöhe über dem Boden erfasst, beispielsweise eignet sich hierbei ein einfacher laserbasierter Strahlsensor mit ausreichend genauer Entfernungs- und Winkelauflösung. Die Erfassung der Fahrzeughöhe erfolgt während sich das Fahrzeug vorzugsweise sensorgesteuert entlang der berechneten Trajektorie an das Zielobjekt annähert, wobei die zum Andocken oder Einfahren bzw. Aufnehmen jeweils erforderliche Fahrzeughöhe entfernungsabhängig voreingestellt wird. In diesem Zusammenhang ist es in einer weiteren vorteilhaften Weise der Erfindung auch denkbar, dass bei der Einstellung der Fahrzeughöhe ein oder mehrere Erwartungswert(e) berücksichtigt werden. Der oder die Erwartungswert(e) für die Fahrzeughöhe sind dabei entfernungsabhängig vorgegeben bzw. in einer Speichereinheit hinterlegt, sodass die Fahrzeughöhe entfernungsabhängig zum Zielobjekt auf den jeweiligen Erwartungswert schnell und mit geringem Verarbeitungsaufwand eingeregelt werden kann, so dass dann nur noch ein Nachregeln, beispielsweise durch direktes Messen der Fahrzeughöhe oder der Zielobjekthöhe, erfolgt.In In another advantageous way of the invention, the vehicle height is dependent on Distance between the vehicle and the target object set. By means of the at least one sensor is the vehicle height above the Ground detected, for example, this is a simpler laser-based beam sensor with sufficiently accurate distance and angular resolution. The Detecting the vehicle height takes place while the vehicle is preferably sensor-controlled along the calculated Trajectory approximates to the target object, with the docking or retracting or picking respectively required vehicle height pre-set distance-dependent becomes. In this context, it is in a further advantageous manner the invention also conceivable that in the adjustment of the vehicle height on or several expected value (s) taken into account become. The or the expected value (s) for the vehicle height are while distance-dependent specified or stored in a memory unit, so that the vehicle height depending on distance to the target object to the respective expected value quickly and with low processing costs can be adjusted so that then only a readjustment, for example, by directly measuring the vehicle height or the target height, he follows.
Von großem Vorteil ist es im Zusammenhang mit der Erfindung, falls die Fahrzeughöheneinstellung vollautomatisch erfolgt. Aufgrund der Sensordaten und mittels wenigstens eines geeigneten Aktuators besteht die Möglichkeit, die Fahrzeughöhe vollautomatisch einzustellen, sodass sich der Fahrer einzig um die Überwachung des Andock- oder Einfahr- bzw. Aufnahmevorgang kümmern kann. Die sensorgeregelte Fahrzeughöheneinstellung ist selbst dann automatisiert für einen kompletten Andock- oder Wechselvorgang nutzbar, wenn das Fahrzeug keinen Aktuator, z.B. für eine aktive Lenkung und/oder einen aktiven Bremseingriff aufweist, sondern lediglich als Assistenzfunktion ausgelegt ist und den Fahrer mit visueller und/oder akustischer Lenk-/Bremshilfe unterstützt. Der Fahrer wird durch den Einsatz der Erfindung entlastet und das Risiko einer Kollision verringert.From great Advantage is it in connection with the invention, if the vehicle height adjustment fully automatic. Based on the sensor data and by means of at least a suitable actuator, it is possible, the vehicle height fully automatically so that the driver is only monitoring of the docking or retracting or Take care of the recording process can. The sensor-controlled vehicle height setting is automated even then for one complete docking or changing process usable when the vehicle no actuator, e.g. For has an active steering and / or an active braking intervention, but merely designed as an assistance function and the driver supported with visual and / or acoustic steering / braking assistance. Of the Driver is relieved by the use of the invention and the risk reduced collision.
Weiterhin besteht im Zusammenhang mit der Erfindung die Möglichkeit, dass die Höhe des Zielobjekts anhand von Sensordaten bestimmt wird, als bekannte Größe der erkannten Zielobjekte hinterlegt ist oder per Funk in das Fahrzeug übertragen wird. Dadurch kann in einer gewinnbringenden Weise die Fahrzeughöhe bereits vorab bzw. während der Annäherung auf die bekannte Zielobjekthöhe eingeregelt werden.Farther exists in the context of the invention the possibility that the height of the target object is determined on the basis of sensor data, as a known size of the detected Target objects is deposited or transmitted by radio into the vehicle becomes. As a result, in a profitable way, the vehicle height already in advance or during the approach to the known target height be adjusted.
Auch ist es von Vorteil, falls die Sensordaten zusätzlich zur Kollisionsvermeidung herangezogen werden. Dabei werden alle Sensordaten außer zur Fahrzeughöheneinstellung parallel auch im Rahmen einer Kollisions- und Schadensvermeidung eingesetzt. Anhand von Sensordaten erkannte, drohende, Kollisionen und/oder nicht plausible Zustände führen dabei zu Reaktionen wie Abbremsen des Fahrzeugs, Abbruch der Fahrzeughöhenverstellung, Ausweichmanöver und/oder Fehlermeldungen bzw. Fahrerwarnungen. Beispielsweise kann die Erfindung in vorteilhafter Weise auch dazu verwendet werden, um ein beladungsabhängiges Einregeln bzw. Nachregeln auf eine gewünschte Sollarbeitshöhe durchzuführen z.B. beim Be- oder Entladen an Laderampen. Hierbei werden die Abweichungen, Veränderungen oder Störungen mittels des einzigen Sensors ermittelt, indem die Fahrzeughöhe über dem Boden oder vertikal zum Zielobjekt ermittelt wird. Weiterhin eignet sich die Erfindung für einen Einsatz im Zusammenhang mit der Bestimmung der Nominalhöhe des Fahrzeugs über dem Fahrweg, um während der Fahrt z.B. beim Rangieren den Beladungszustand zu überwachen und ggf. Fehlerzustände zu erkennen. Bei der Erkennung von Fehlerzuständen handelt es sich beispielsweise um die Erkennung von Überladung, zu geringem Reifendruck und weiterer Fehler am Fahrzeug. Die Erkennung erfolgt dabei indem die Fahrzeughöhe mittels der Aktuatorik vorzugsweise in der niedrigsten Stellung erfasst wird. In dieser niedrigsten Stellung für die Fahrzeughöhe stellt sich ein bestimmter Minimalwert für die Fahrzeughöhe ein, welcher zuvor beispielsweise über ebenem Boden ermittelt wurde. Falls dann später ein niedrigerer Wert bei der Fahrzeughöhe gemessen wird, handelt es sich möglicherweise um einen Fehlerzustand, welcher dem Fahrer angezeigt bzw. gemeldet wird. Bei der Bestimmung der Fahrzeughöhe wird dabei vorzugsweise über einen Streckenabschnitt gemittelt, wodurch lokale Abweichungen durch Bodenwellen oder Schlaglöcher dann das Messergebnis nicht verfälschen.Also it is advantageous if the sensor data in addition to collision avoidance be used. In doing so, all sensor data except the vehicle height setting parallel also in the context of a collision and damage avoidance used. On the basis of sensor data recognized, threatening, collisions and / or implausible states lead the way to reactions such as deceleration of the vehicle, cancellation of the vehicle height adjustment, evasive action and / or error messages or driver warnings. For example, can the invention can also be advantageously used about a load-dependent To adjust or readjust to a desired target working height, e.g. when loading or unloading on loading ramps. Here are the deviations, Changes or disorders detected by the single sensor by the vehicle height above the Ground or vertical to the target object is determined. Furthermore, it is suitable the invention for a use in connection with the determination of the nominal height of the vehicle over the Driveway to while driving e.g. When maneuvering to monitor the load condition and possibly error conditions to recognize. The detection of error conditions is for example to detect overcharging, too low tire pressure and further errors on the vehicle. The detection takes place by the vehicle height preferably by means of the actuator recorded in the lowest position. In this lowest position for the vehicle height sets a certain minimum value for the vehicle height, which previously for example about level ground. If then later, a lower value the vehicle height is measured, it may be an error condition which is indicated or reported to the driver becomes. In determining the vehicle height is preferably about a Averaged route section, causing local deviations due to bumps or potholes then do not distort the measurement result.
Auch kann aufgrund der Fahrzeughöhenregelung der Erfassungsbereich des Sensors nachgeregelt werden. Während der Anfahrt an ein Zielobjekt kann die Fahrzeughöhenregelung auch gezielt im gegebenen Arbeitsbereich dazu genutzt werden, um beispielsweise den Sichtwinkel des Sensors vertikal nachzuregeln und damit die Sicht auf das Zielobjekt zu optimieren, was insbesondere bei der Anfahrt auf unebenem Boden im Zusammenhang mit einem Andockvorgang von großem Vorteil ist. Dadurch wird in gewinnbringender Weise die Robustheit der Messung erhöht. In diesem Fall steuert der Erkenner den Aktuator. Bestimmte Vorgänge mit Höhenverstellung, wie z.B. das Aufnehmen von Wechselbehältern in die Führungszapfen des Fahrzeugs, dürfen nur durchgeführt werden, falls an eine vorgegebene Position am Zielobjekt exakt erreicht ist. In diesem Fall überwacht der Sensor auch die stabile Position während der Höhenverstellung und regelt die Höheneinstellung dem vorgegebenen Programmablauf und in Verbindung mit einem automatisierten Kupplungsmechanismus. Etwaige nichtplausible Abweichungen vom Nominalablauf führen dabei zu Fehlermeldungen.Also, due to the vehicle height control, the detection range of the sensor nachge be regulated. While approaching a target object, the vehicle height control can also be used selectively in the given work area, for example, to vertically adjust the viewing angle of the sensor and thus optimize the view of the target object, especially when driving on uneven ground in connection with a docking of great advantage. As a result, the robustness of the measurement is increased in a profitable manner. In this case, the recognizer controls the actuator. Certain operations with height adjustment, such as the inclusion of swap bodies in the guide pins of the vehicle, may only be carried out if exactly reached to a predetermined position on the target object. In this case, the sensor also monitors the stable position during the height adjustment and regulates the height adjustment to the predetermined program sequence and in conjunction with an automated clutch mechanism. Any non-plausible deviations from the nominal procedure lead to error messages.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei dem einzigen Sensor um einen Laserscanner. Der Laserscanner ist dabei vorzugsweise am Heck des Fahrzeugs, Gliederzuges oder des Anhängers bzw. der Sattelzugmaschine oder des Aufliegers angeordnet. Dabei ist die Anbauhöhe des Laserscanners bekannt und dessen optische Achse (Sichtachse) kalibriert. Die mittels des Laserscanners gewonnenen Entfernungsdaten und/oder Höhendaten werden mittels einer Recheneinheit verarbeitet und dabei Regelungsdaten zur Ansteuerung oder Regelung wenigstens eines Aktuators für die Fahrzeughöheneinstellung berechnet. Vorzugsweise wird in horizontaler Richtung der Objektabstand und Winkel über Objektmerkmale erfasst und in vertikaler Richtung nach oben der vertikale Abstand zum Zielobjekt (Arbeitshöhe) erfasst. In vertikaler Richtung nach unten wird der Abstand zum Boden erfasst und damit indirekt die Fahrzeughöhe bestimmt.at In an advantageous embodiment, it is the only Sensor around a laser scanner. The laser scanner is preferably on Rear of the vehicle, articulated or the trailer or the tractor or the trailer. Here is the mounting height of the laser scanner known and calibrated its optical axis (visual axis). The means the laser scanner obtained distance data and / or height data are processed by means of a computing unit and thereby control data for controlling or regulating at least one actuator for the vehicle height adjustment calculated. Preferably, in the horizontal direction of the object distance and angles over Object features recorded and in the vertical upward direction of the vertical distance to the target object (working height). In vertical Direction down the distance to the ground is detected and thus indirectly the vehicle height certainly.
Weiterhin handelt es sich in gewinnbringender Weise bei dem einzigen Sensor um einen Strahlsensor mit Umlenkeinheit und/oder Strahlteiler. Beispielsweise handelt es sich bei dem Strahlsensor um einen Laserscanner, welcher so angeordnet ist, dass mindestens eine Scanebene horizontal und annähernd parallel zum Boden liegt. Die Laserstrahlen werden dabei am Rand der mindestens einen Scanebene durch die Umlenkeinheit und/oder den Strahlteiler bzw. Spiegel nach oben und/oder unten derart abgelenkt, dass sowohl die Entfernung zum Zielobjekt als auch die Zielobjekthöhe und die Fahrzeughöhe über den Abstand zum Boden bestimmt werden. Für den Fall, dass beispielsweise der Sichtwinkel des Laserscanners 240° beträgt und 180° Sichtwinkel bei einer Anwendung zum rückwärtigen Andocken ausreichend sind, dann können diejenigen Laserstrahlen, welche die restlichen 60° abdecken mittels der Umlenkeinheit und/oder des Strahlteilers bzw. Spiegel(n) umgelenkt werden.Farther it is profitable for the single sensor around a beam sensor with deflecting unit and / or beam splitter. For example If the beam sensor is a laser scanner, which is arranged so that at least one scan plane horizontally and nearly parallel to the ground. The laser beams are doing at the edge the at least one scan plane through the deflection unit and / or deflecting the beam splitter or mirror upwards and / or downwards in such a way, that both the distance to the target object and the target height and the Vehicle height over the Distance to the ground to be determined. In the event that, for example the viewing angle of the laser scanner is 240 ° and 180 ° viewing angle in one application for rear docking are sufficient, then you can those laser beams which cover the remaining 60 ° by means of the deflecting unit and / or the beam splitter or mirror (s) deflected become.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der einzige Sensor in einer gewinnbringenden Weise am Fahrzeugheck angeordnet. Damit können Zielobjekte zunächst erkannt und sodann eine Trajektorie zum Zielobjekt geplant werden. Dabei wird mittels des wenigstens einen Sensors fortwährend genau die Position (x, y) und der Winkel (α) des Fahrzeugs relativ zum Zielobjekt und damit die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Zielobjekt bestimmt. Somit lässt sich die Fahrzeugbewegung zum Annähern an das Zielobjekt entweder assistierend oder auch automatisch steuern.at Another advantageous embodiment is the only sensor arranged in a profitable manner at the rear of the vehicle. This allows target objects first and then a trajectory to the target object is planned. In this case, by means of at least one sensor continuously accurate the position (x, y) and the angle (α) of the vehicle relative to Target object and thus the distance between the vehicle and the Target object determined. Thus lets the vehicle movement to approach the target object either assist or automatically control.
Auch besteht die Möglichkeit, dass zusätzlich ein Neigungssensor am Fahrzeug angeordnet ist. Mittels des Neigungssensors kann dann zusätzlich zur Fahrzeughöheneinstellung auch die Fahrzeugneigung bestimmt werden. Weiterhin kann in gewinnbringender Weise zusätzlich ein Sensor zur Erfassung von Entfernungs- und/oder Höheninformationen, z.B. der Fahrzeughöhe über dem Boden, an der Fahrzeugfront angeordnet sein. Beim Vergleich der Höhendaten beider Sensoren kann in vorteilhafter Weise auch die Fahrzeugneigung bestimmt werden. Der an der Fahrzeugfront angeordnete Sensor kann darüber hinaus im Rangierbetrieb zur Kollisionsvermeidung nach vorn und zur Seite genutzt werden und beispielsweise während des regulären Fahrbetriebs auch zur Abstandsregelung zu vorausfahrenden Fahrzeugen eingesetzt werden.Also it is possible, that in addition a tilt sensor is arranged on the vehicle. By means of the inclination sensor can then additionally for vehicle height adjustment also the vehicle inclination can be determined. Furthermore, in profitable Way in addition a sensor for the acquisition of distance and / or altitude information, e.g. the vehicle height above the Floor, be arranged at the front of the vehicle. When comparing the elevation data Both sensors can advantageously also the vehicle inclination be determined. The arranged on the front of the vehicle sensor can about that also in shunting to collision avoidance forward and be used to the side and for example during regular driving also used for distance control to vehicles in front become.
Auch kann bei einer gewinnbringenden Ausgestaltung der Erfindung eine Anzeigeeinheit vorhanden sein, womit dem Fahrer Abläufe und/oder Zustände der sensorgeregelten Fahrzeughöheneinstellung dargestellt werden. Beispielsweise werden Soll- und Istwerte der sensorgeregelten Fahrzeughöheneinstellung dargestellt. Die Darstellung kann dabei z.B. in der Form von Zahlenwerten oder grafisch mittels Pfeilen und Balken dargestellt werden. Die Anzeigeeinheit kann hierbei sowohl im Fahrzeuginnenraum als auch am Fahrzeug außen angeordnet sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass sich der Fahrer zur Überwachung der Fahrzeughöheneinstellung nicht im Fahrzeug befinden muss. Gleichsam können Bedienelemente vorgesehen sein womit die Fahrzeughöheneinstellung durch den Fahrer beeinflusst werden kann, z.B. aktiviert oder deaktiviert werden. Auch kann darüber hinaus die Soll-/Istwert-Anzeige einer manuellen Fahrzeughöheneinstellung dienen, wobei der Fahrer dann das Nachregeln der Fahrzeughöhe entsprechend der Vorgabe selbst übernimmt.Also can in a profitable embodiment of the invention a Display unit be present, whereby the operations and / or conditions the sensor-regulated vehicle height adjustment being represented. For example, setpoints and actual values of the sensor-controlled vehicle height adjustment shown. The representation may be e.g. in the form of numerical values or represented graphically by means of arrows and bars. The Display unit can in this case both in the vehicle interior and on the vehicle outside be arranged. There is a possibility that the driver for monitoring the vehicle height adjustment is not must be in the vehicle. Similarly, controls can be provided his what the vehicle height adjustment can be influenced by the driver, e.g. activated or deactivated become. Also can about it In addition, the setpoint / actual value display of a manual vehicle height adjustment serve, the driver then the readjustment of the vehicle height accordingly the default takes over.
In einer weiteren gewinnbringenden Ausgestaltung der Erfindung werden im Rahmen der Fahrzeughöhenregelung wenigstens zwei Aktuatoren eingesetzt. Falls zwei oder mehrere Aktuatoren zur Fahrzeughöheneinstellung eingesetzt werden, wird vorzugsweise jeweils einer dieser Aktuatoren aktiv sensorgeregelt. Beispielsweise wird ein Aktuator an der Hinterachse des Fahrzeugs aktiv sensorgeregelt und der mindestens eine andere Aktuator befindet sich dabei in einer definierten Position, z.B. in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung in der untersten oder obersten Position. Im Zusammenhang mit den im Rahmen dieser Erfindung eingesetzten Aktuatoren besteht die Möglichkeit, dass diese selbst Messgeber aufweisen, womit die Höheneinstellung des Aktuators erfasst werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, at least two actuators become part of the vehicle height control set. If two or more actuators are used for vehicle height adjustment, one of these actuators is preferably actively sensor-controlled. For example, an actuator is actively sensor-controlled at the rear axle of the vehicle and the at least one other actuator is located in a defined position, for example, depending on the particular application in the lowest or highest position. In connection with the actuators used in the context of this invention, there is the possibility that they themselves have encoders, whereby the height adjustment of the actuator can be detected.
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Figur. Dabei zeigt die Figur ein Fahrzeug (
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