CN112937589A - 用于执行能量回收的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于执行自身车辆(2)的能量回收的方法，该自身车辆具有至少一个电机并且在路线(12)上与至少一个其他道路使用者一起处于交通状况中，其中使用具有至少一个摄像机(16、18)的无人机(14)，自身车辆(2)在路线(12)上由飞行的无人机(14)伴随，其中利用至少一个摄像机(16、18)检测自身车辆(2)所处的交通状况，其中根据所检测到的交通状况执行自身车辆(2)的能量回收，其中在执行自身车辆(2)的能量回收时，利用至少一个电机把自身车辆(2)的机械能转换为电能。

Description

用于执行能量回收的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于执行车辆的能量回收的方法和一种用于执行车辆的能量回收的系统。
背景技术
文献DE 10 2016 001 827 A1描述了一种用于运行车辆的方法以及一种具有车辆和至少一个无人驾驶飞行器的系统。
从文献DE 10 2016 211 859 A1中已知一种用于优化具有多个车道的交通路线的交通流的方法。
从文献DE 10 2014 226 458 A1中已知一种用于控制可自主运动的、在数据技术方面与车辆耦合的飞行体的方法和系统。
发明内容
在这种背景下，更好地计划车辆的能量回收是一项任务。
该任务通过具有独立权利要求所述特征的方法和系统来实现。该方法和系统的实施例由从属权利要求和说明书中得出。
根据本发明的方法旨在用于执行自身车辆的能量回收，其中该自身车辆具有至少一个电机并且在路线上和/或沿着路线与至少一个其他道路使用者/交通参与者(例如至少一个陌生车辆)一起处于交通状况中，其中使用具有作为摄像机系统的组件的至少一个摄像机的无人机，其中自身车辆在路线上和/或沿着路线由无人机飞行着伴随，其中自身车辆所处的交通状况连同至少一个其他道路使用者由伴随自身车辆的飞行的无人机的至少一个摄像机光学地检测、观察和/或拍摄，其中可以分析交通状况，其中取决于检测的交通状况，根据所检测到的或观察到的交通状况和/或在考虑检测到的交通状况的情况下执行(例如引入)自身车辆的能量回收，其中能够计划能量回收的执行。在执行自身车辆的能量回收时，利用至少一个电机把自身车辆的机械能转换为电能并存储在自身车辆的电能存储器中。
在考虑自身车辆的行驶方向的情况下，利用无人机的至少一个摄像机检测或观察在路线的将由自身车辆行驶的路段上当前行驶在自身车辆前方的或迎面驶来的至少一个其他道路使用者(例如至少一个陌生车辆)、在路线的由自身车辆已经驶过的部段上当然行驶在自身车辆后方的至少一个其他道路使用者(例如至少一个陌生车辆)和/或在自身车辆当前或正在行驶的部段上在自身车辆旁边的至少一个道路使用者(例如至少一个陌生车辆)，其中，根据至少一个检测到的其他道路使用者分析交通状况。相应部段的长度取决于至少一个摄像机的有效范围和/或无障碍视野。
在该方法中，确定至少一个运动学参数，例如所述至少一个其他道路使用者当前沿该路线所处的位置或地点，所述至少一个其他道路使用者当前的速度和/或该至少一个其他道路使用者当前的加速度。此外，还考虑了当前自身车辆的至少一个相应的运动学参数。
沿路线的、将会由自身车辆沿其行驶方向行驶的部段执行能量回收，其中根据当前检测到的交通状况预测将来的交通状况和/或根据该将来的交通状况或者说在考虑到该预测的交通状况的情况下执行能量回收，其中，在考虑到至少一个其他道路使用者的至少一个当前检测到的运动学参数的情况下，从当前检测到的交通状况出发确定和/或预测将来的交通状况。相应地，在要执行能量回收时相应地执行自身车辆的至少一个将来的运动学参数，例如执行作为负加速度的制动。
在该方法中，由无人机的至少一个摄像机、由车辆的沿着车辆的行驶方向朝向定向的和/或逆着车辆的行驶方向朝后定向的至少一个摄像机，和/或由自身车辆的至少一个导航系统来检测路线的、尤其是路线的将来仍将由自身车辆驶过的部段的形状、结构或性质，在此检查：路线是否具有至少一笔直的部段、至少一弯道、至少一水平的部段、至少一上坡和/或至少一下坡，其中在执行(例如引入)能量回收时，除了由于其他道路使用者引起的交通状况之外，还考虑路线的形状或结构。
此外，还可以利用自身车辆的至少一个摄像机光学地检测自身车辆所处的交通状况连同至少一个其他道路使用者，其中由自身车辆的至少一个摄像机额外地拍摄或观察所述至少一个其他道路使用者。
仅当沿行驶方向在自身车辆后方相对于每个至少一个在后跟随或在后行驶的其他道路使用者(例如相对于紧随其后的道路使用者)存在具有最小长度的安全距离时，才执行并相应地开始所计划好的待执行的能量回收，其中这种最小长度取决于自身车辆的至少一个将来的、可计划的、可调节的运动学运行参数以及至少一个其他道路使用者的至少一个将来的、可预测的运动学运行参数。
如果自身车辆的电能存储器中有足够的空余容量来存储电能，则自动地和/或在需要时引入能量回收。
在该方法的另一设计方案中，通常由自身车辆和/或可能由自身车辆的伴随的无人机经由无线电或电磁地为至少一个其他道路使用者(例如至少一个陌生车辆)提供信号，该信号告知了至少一个其他道路使用者：对于自身车辆执行或要执行能量回收，例如强制能量回收。因此，可以通过自身车辆和/或无人机的信号将自身车辆要执行的能量回收告知给后面跟随着的陌生车辆。
在此能够利用无人机(UAV)的摄像系统中的至少一个摄像机以及必要时自身车辆的摄像机来检测、探测和/或识别至少一个陌生车辆，例如后面跟随着的陌生车辆，该陌生车辆具有标识，例如特殊的和/或限定的许可标志。因此，自身车辆能够例如通过无线电支持的车对车通信有针对性地与所识别出的陌生车辆建立联系，并且向该陌生车辆提供关于能量回收的信号。因此，尤其使后面跟随着的陌生车辆针对自身车辆将要由于执行能量回收而减速做好准备。如果后面跟随着的陌生车辆也具有用于驱动的至少一电机，则它可以将所提供的信号认作是也执行、例如与自身车辆同步地执行能量回收的时机。提供给陌生车辆的信号还可以包含关于如下内容的信息：自身车辆之所以执行或者可以执行能量回收，是因为由无人机检测的或已检测到自身车辆以及该陌生车辆都处在的交通状况中。
根据本发明的系统设计用于执行自身车辆的能量回收，该自身车辆具有至少一个电机并且在路线上与至少一个其他道路使用者处于交通状况中。在此，系统包括具有至少一个摄像机的无人机和至少一个控制器，该无人机设计用于在空中跟随着在路线上的自身车辆，该飞行的无人机的至少一个摄像机被设计用于光学地检测或拍摄自身车辆连同至少一个其他道路使用者所处的交通状况。在一设计方案中，所述至少一个控制器被设计用于分析交通状况。至少一个控制器还被设计成，基于检测到的交通状况和/或在考虑检测到的交通状况的情况下引起和/或引入执行自身车辆的能量回收。所述至少一个电机被设计用于，在执行自身车辆的能量回收时，将自身车辆的机械能转换为电能并将其存储在自身车辆的电能存储器中。
所述至少一个控制器或相应的控制装置布置在自身车辆中和/或无人机中。
所提出的方法和所提出的系统被设置和/或设计用于执行车辆的智能能量回收。在此，所述至少一个控制装置作为自身车辆的驾驶员的辅助或为了辅助自身车辆的驾驶员而被设计用于，在考虑到由在飞行中伴随着自身车辆的无人机所提供和/或传递的关于交通的信息的情况下，当预测的交通状况允许时，计划并进一步地开始能量回收，当然也还结束该能量回收。为此，由控制装置相应地操控至少一个电机。在此，由无人机和控制装置预先识别出执行能量回收的可能性或机会。该方法被规定用于或可实施用于具有电驱动装置或混合动力驱动装置的自身车辆，例如机动车。利用该方法和系统可以针对预测性的能量回收来进一步辅助驾驶员。
在这种情况下，将无人机分配给所述被设计为和/或被称为机动车的自身车辆。另外，还可以使用自身车辆的额外的导航系统(例如GPS)、自身车辆的至少一个摄像机(例如，对准行驶方向的第一摄像机和与行驶方向相反取向的第二摄像机)。至少一个控制装置也可以被设计为和/或被称为至少一个控制器，其中，一个控制器被设计用于执行与来自其他控制器的拓扑的接口对应，所述其他控制器布置在具有至少一个电机的驱动系统中，具有蓄能器的供电系统中和/或自身车辆的CAN或车载电网系统中，其中，在该方法中控制器彼此间交换信息。
在该方法的实施方式中，分配给自身车辆的无人机沿着预先限定的路线伴随着自身车辆，其中，该无人机在至少一个方向上、也就是说在空间方向上(例如在x、y和/或z方向上)与该行驶中车辆相距一确定的距离飞行，其中无人机由于其相对于车辆的空间布置所以在一定程度上从鸟瞰视角出发能够比自身车辆更好地概览当前的交通、例如当前的交通事件、当前的交通密度和/或当前的交通流量。同时，由无人机，即无人机的至少一个摄像机实时地记录和处理与其他道路使用者的交通状况的图像，其中车辆中的至少一个控制器也能够处理数据和/或信息。如果例如就所预期的和/或所预测的或所预计的交通(例如交通事件、交通密度和/或交通流量)而言能量回收是有意义的，和/或如果满足了至少一个为能量回收而限定的条件，则可以在第一处理步骤中借助或使用图像、数据和/或信息参照于由无人机检测到的交通的交通密度或在考虑到由无人机检测到的交通的交通密度以及必要时还考虑到预测的导航数据的情况下来实现对执行(例如计划)能量回收的更好的预测。因此，可以由系统，也就是说由至少一个控制器，例如自动地主动地接通和/或触发并进而执行车辆的能量回收的形式的滑行阶段，该能量回收例如被设计为或称为强制能量回收。
在随后的第二处理步骤中，借助于自身车辆的至少一个设计为前部摄像机和/或为倒车摄像机的摄像机的数据或信息根据位于和/或存在于自身车辆附近的交通(例如道路交通)来提供对可能的强制能量回收的辅助，其中除了所述至少一个摄像机的数据外还使用无人机的摄像机的数据。当无人机预先识别出，可以提早引入能量回收且不会由此阻碍在自身车辆周围的周围环境(该周围环境包括其他道路使用者，例如陌生车辆)以及不会使例如后方交通非必要地受阻和/或制动时，则自动地和/或在驾驶员同意的情况下执行作为强制的能量回收的强制能量回收。
在该方法的可能的实施方式中，在导航系统的菜单项中向自身车辆的驾驶员告知和提供或者说建议“从无人机的角度(也就是从无人机的视野或视角)在强制能量回收下沿选定的路线行驶”。替代地或附加地，与设定其他模式、例如效率模式类似地，以驾驶选择模式(driveselect-Modus)的形式将无人机辅助或无人机的辅助告知且进而提供给驾驶员。
在该方法中，通过使用无人机来预言或预测或预计至少一种交通状况，例如多种交通状况。在考虑到至少一种所预测的交通状况的情况下，可以预先管控、并由此控制和/或调节能量回收。
由无人机的至少一个摄像机检测至少一个道路使用者的至少一个运动学参数，例如其位置或地点，其速度和/或加速度，并进而对道路使用者的位置变化加以考虑。通过考虑至少一个运动学参数可以提高自身车辆的能量回收效率或能量回收阶段的效率。
因此还可以实现的是，在做出关于执行能量回收的决定时，通过该方法辅助驾驶员，并且因此在做出决定时优化了驾驶员的可能的人为缺陷，此外还可以缩短在引入相应的能量回收阶段前的不动作时间(Totzeit)。
在另一个实施方式中，车辆的光学和/或声学的指示设备、例如显示区或显示器和/或扬声器也被作为系统的组件使用。在此，预测性的显示器或被设计用于对预测进行显示的显示区可以在预测交通事件时对驾驶员进行辅助，由此减少了驾驶员为了执行能量回收或能量回收措施而在进行操作和/或作决定方面的精神压力以及由此造成的错误决定。同时可以在执行能量回收方面减少人的“移动和等待弱点”或者说相应的等待或犹豫而导致的决定延迟，由此增加了能量回收的结果以及进而可回收的电量，其中由于减少了等待时间或响应时间，所以还增加了自身车辆的续驶里程。响应时间反过来又影响了驾驶员所能实现的思考效率以及关于引入提高效率的能量回收阶段的决定。
在自身车辆周围的交通事件中，其他道路使用者(例如伴随该自身车辆行驶的、朝向与该自身车辆行驶的和/或与该自身车辆交叉行驶的其他陌生车辆)的存在情况也会根据方向而非常快地改变。在该方法中需要对该交通事件的预测或交通状况，由此能够精确地限定和/或预测道路使用者的将来位置。在此，借助无人机有助于实时地精确地对作为道路使用者的目标进行识别，以使自身车辆的驾驶员能够更切合实际地对引入能量回收作出评估。由于在该方法中预测了将来的交通状况，例如道路使用者的将来位置，所以能够减少使用单纯远程操作的装置在计算和显示所预测的道路使用者方面的不足。
利用该方法，可以使自身车辆在考虑到预测的交通的情况下有针对性地进行能量回收并进而制动，而不会妨碍到其他道路使用者，其中，回收自身车辆的制动能量，其中，在自身车辆制动时所释放的动能被转换为电能且进而使得自身车辆的续驶里程最大化。
目前为止，驾驶员能够使用例如布置在方向盘处的换档杆或换档踏板来控制例如滑行能量回收，其中基于交通事件的发展手动引入能量回收或惯性行驶，这时驾驶员的预先观察，也就是说驾驶员从驾驶员座位出发沿行驶方向的观察位置至关重要。利用本方法通过使用无人机扩大了观察位置，从而扩大了观察交通的视角。因而即使在看不到全貌的(例如非常蜿蜒的)路段上和/或在恶劣的天气或恶劣的天气条件下，现在也能够借助于无人机来改善和/或甚至借助于无人机才能够实现对交通的预先观察，并利用能量回收余量。在此如果在至少一个电能存储器中存在用于在行驶期间进一步存储电能的储备容量时，则得到该相应的能量回收余量。以这种方式可以更有效地识别能量回收的机会，并且可以增加自身车辆的续驶里程。在该方法中，无人机可用于改善沿选定路线(例如驾驶路线)更好地预先观察交通事件。
不言而喻，在不脱离本发明的框架的情况下，上述的特征和下面将要说明的特征不仅可以以各自指定的组合使用，还可以以其他组合或单独使用。
附图说明
基于附图中的实施方式示意性地示出了本发明，并且参照附图示意性且详细地描述了本发明。
图1以示意图示出了在执行根据本发明的用于执行自身车辆的能量回收的方法的实施方式时根据本发明的系统的实施方式。
对附图的说明是相关联的和概括性的，相同的组件附有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了被设计为或被称为自身车辆2的车辆的示意图，该车辆在此是机动车或汽车，具有控制器4、天线6和至少一个摄像机8以用于检测沿自身车辆2的行驶方向在自身车辆2前面和/或自身车辆2后面的交通或交通事件。在此规定了，由驾驶员10控制和/或操纵自身车辆2。在这种情况下，在沿着由车道和/或道路所限定的路线12行驶或在路线12上行驶期间，自身车辆2沿其行驶方向移动。此外，图1示出了无人机14并进而示出了无人驾驶飞行器(unpiloted aerial vehicle，UAV)14，其中该无人机14具有带有多个摄像机16、18的摄像机系统和天线20。在此规定，无人机14及其摄像机16、18以及自身车辆2的至少一个摄像机8及其控制器4也被设计为根据本发明的系统22的实施方式的组件，并用于执行根据本发明的方法的实施方式。
在自身车辆2所行驶的路线12上还有作为其他车辆的多个陌生车辆24、26，此处是机动车，这些机动车形成了交通和/或交通状况(自身车辆2在路线12上和/或沿着路线12处于该交通状况中)的其他道路使用者。在此规定了，第一陌生车辆24在路线12上和/或沿着路线12相对于自身车辆2的行驶方向位于自身车辆2后方且因此跟随该自身车辆，其中该第一陌生车辆24位于路线12的已经被自身车辆2驶过的部段上。第二陌生车辆26在路线12上和/或沿着路线12在自身车辆2前方行驶并且因此位于路线12的将来仍将由自身车辆2行驶的部段上。
在该方法的实施方式中，行驶中的自身车辆2伴随有飞行的无人机14。在此规定，无人机14在高度上位于路线12或车道上方，其中该高度在此由竖直定向的双箭头28表示。另外，无人机14在此相对于自身车辆2的行驶方向以一距离(该距离在此通过水平双箭头30表示)处在自身车辆2的后方并在其后方飞行。然而，无人机14也有可能直接在自身车辆2之上或上方飞行，并且就此而言，不具有相对于自身车辆2的水平定向的距离或偏移。然而也可以设想，无人机14在自身车辆2的前方飞行，并因此相对于自身车辆2的行驶方向位于其前方竖直定向的距离处。
在该方法的实施方式中，借助于无人机14的摄像机16、18检测和/或拍摄自身车辆2当前所处的交通或交通状况。在这种情况下，无人机14的第一摄像机16当前对准自身车辆2的行驶方向，其中利用该第一摄像机16检测在自身车辆2之前行驶的第二陌生车辆26，其中利用该第一摄像机16还检测了沿行驶方向在自身车辆2前方的交通或交通状况。相应地，利用当前反向于自身车辆2的行驶方向定向的第二摄像机18检测或拍摄跟随自身车辆2的第一陌生车辆24，并进而还检测了沿自身车辆2的行驶方向在自身车辆2后方的交通或交通状况。
在此，由无人机14的摄像机16、18拍摄或检测的交通或交通状况的图像通过无线电32或经由电磁波被提供给控制器4，其中为此设置的信号包括关于交通的图像和相应的数据或信息，该信号从无人机14的天线20被传输到自身车辆2的天线6。当前由无人机14的摄像机16、18检测到的关于交通或交通状况的图像、数据和信息由自身车辆2的控制器4处理，其中基于此，控制器4预告或预测自身车辆2所处的交通或交通状况的将来的发展。在此，由控制器4利用关于自身车辆2前方和自身车辆2后方的将来的交通状况的这种预告或预测或预言来为自身车辆2引起和/或控制能量回收，其中规定了，自身车辆2的未进一步示出的电机作为发电机运行，其中由电机将自身车辆2的机械能转换成电能并存储在自身车辆2的此处未进一步示出的电能存储器(例如电池)中。在此必须考虑的是，自身车辆2在这种能量回收期间被制动并且因此作负加速，由此其速度降低。在考虑到当前检测到的交通状况以及从中得出或预测的将来的交通状况的情况下，执行能量回收，例如规划、发起和/或引入能量回收。
在此，在该方法的设计方案中考虑到，自身车辆2在能量回收期间不与其他道路使用者，亦即其他陌生车辆24、26发生冲突。在此，仅当鉴于自身车辆2的行驶方向在自身车辆2后方距陌生车辆24、26存在足够的安全距离时，才从无人机14的摄像机16、18检测到交通状况的当前时刻出发在将来某一时间点执行能量回收。
由电机驱动或移动的自身车辆2也可以设计或称为电动车辆或混合动力车辆。在此，自身车辆2沿着预定路线12被飞行的无人机14以一确定的可定义的距离和一确定的可定义的高度伴随，其中无人机14基于其相对于自身车辆2的空间布置更好地总览在当前时刻目前存在的交通状况或相应的交通事件。在该方法中，借助于实时记录的和处理的关于当前交通事件的数据、图像和信息例如还检测了当前的交通密度。在考虑到在实时记录和处理的数据的基础上以这种方式检测到的交通状况的情况下，并且还在考虑到由自身车辆2的未进一步示出的导航仪针对路线12检测到的导航数据的情况下，为例如以强制能量回收且因而为此主动接通或可接通自身车辆的滑移阶段的形式来合适地执行能量回收提供了更好的预测。
在此补充地还可以利用自身车辆2的至少一个摄像机8(其被设计或被称为前部摄像机和/或倒车摄像机)从自身车辆2的角度提供关于交通状况的其他数据，在预期地执行能量回收时也考虑该其他数据。在本方法的框架内，还检测自身车辆2所处的交通状况或道路交通。在此还可以利用无人机14的摄像机16、18预先识别出，可以提前执行和/或引入能量回收，同时自身车辆不会由于执行能量回收而阻碍自身车辆的周围环境中的其他道路使用者，此处是陌生车辆24、26。因此，例如在考虑了安全距离的情况下避免了，例如在自身车辆2的能量回收期间在后跟随的陌生车辆24受到阻碍和/或制动。如果在要进行的能量回收期间可以排除对陌生车辆24、26的阻碍，则由控制器4自动地或自动化地和/或在驾驶员10的同意下引起和执行能量回收。
此外，自身车辆2和/或无人机14还可以通过电磁波，例如在执行车对车通信的情况下向至少一个其他道路使用者，也就是说陌生车辆24、26，尤其是在后跟随的陌生车辆24提供信号，该信号具有关于自身车辆2执行或要执行能量回收的信息。因此，相应的陌生车辆24、26的驾驶员可以针对自身车辆2将由于待执行的能量回收而降速的情况作准备。
附图标记列表：
2 自身车辆
4 控制器
6 天线
8 摄像机
10 驾驶员
12 路线
14 无人机
16、18 摄像机
20 天线
22 系统
24、26 陌生车辆
28、30 双箭头
32 无线电

Claims (8)

1.一种用于执行自身车辆(2)的能量回收的方法，该自身车辆具有至少一个电机并且在路线(12)上与至少一个其他道路使用者一起处于交通状况中，其中使用具有至少一个摄像机(16、18)的无人机(14)，自身车辆(2)在路线(12)上由飞行的无人机(14)伴随，其中利用至少一个摄像机(16、18)检测自身车辆(2)所处的交通状况，其中根据所检测到的交通状况执行自身车辆(2)的能量回收，其中在执行自身车辆(2)的能量回收时，利用至少一个电机把自身车辆(2)的机械能转换为电能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在考虑自身车辆(2)的行驶方向的情况下，利用无人机(14)的至少一个摄像机(16、18)检测位于自身车辆(2)前方的至少一个其他道路使用者和/或在自身车辆(2)后方的至少一个其他道路使用者和/或在自身车辆(2)旁边的至少一个道路使用者，其中，根据检测到的至少一个其他道路使用者分析交通状况。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定所述至少一个其他道路使用者的至少一个运动学参数。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中沿着路线(12)的、将会由自身车辆(2)沿其行驶方向行驶的部段执行能量回收，其中根据当前检测到的交通状况预测将来的交通状况和/或根据该将来的交通状况预测能量回收。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中由无人机(14)的至少一个摄像机(16、18)检测路线的形状。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中仅当沿行驶方向在自身车辆(2)后方相对于每个在后跟随的其他道路使用者存在安全距离时，才开始所要执行的能量回收。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中为至少一个其他道路使用者提供信号，该信号告知了：对于自身车辆(2)执行能量回收。
8.一种用于执行自身车辆(2)的能量回收的系统，该自身车辆具有至少一个电机并且在路线(12)上与至少一个其他道路使用者一起处于交通状况中，其中，系统(22)包括具有至少一个摄像机(16、18)的无人机(14)和至少一个控制器(4)，该无人机(14)被设计用于在路线(14)上在空中飞行地伴随自身车辆(2)，该飞行的无人机(14)的至少一个摄像机(16、18)被设计用于检测自身车辆(2)所处的交通状况，其中，所述至少一个控制器(4)被设计用于根据检测到的交通状况引起执行自身车辆(2)的能量回收，其中，所述至少一个电机被设计用于在执行自身车辆(2)的能量回收时把自身车辆(2)的机械能转换为电能。
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