DE102014007245A1

DE102014007245A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014007245A1
Application number: DE102014007245.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Spohn; Jörn Göres
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs (2), wobei eine relative Position des Fahrzeugs (2) zu einem dem Fahrzeug (2) vorausfahrenden Bezugsfahrzeug (1) ermittelt wird und in Abhängigkeit der ermittelten Position Stellbefehle (S) für Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs (2) erzeugt werden, wobei die Längs- und Querregelung derart durchgeführt wird, dass das Fahrzeug (2) dem Bezugsfahrzeug (1) folgt. Erfindungsgemäß erfolgt die Positionsermittlung und die Erzeugung der Stellbefehle (S) mittels einer im Bezugsfahrzeug (1) angeordneten Verarbeitungseinheit (4), wobei die Stellbefehle (S) über eine kabellose Datenverbindung (9) von der Verarbeitungseinheit (4) an das Fahrzeug (2) übermittelt werden und die Eingriffe in die Längs- und Querregelung mittels einer im Fahrzeug (2) angeordneten Steuereinheit (11) in Abhängigkeit der übermittelten Stellbefehle (S) durchgeführt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (3) zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs, wobei eine relative Position des Fahrzeugs zu einem dem Fahrzeug vorausfahrenden Bezugsfahrzeug ermittelt wird und in Abhängigkeit der ermittelten Position Stellbefehle für Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs erzeugt werden, wobei die Längs- und Querregelung derart durchgeführt wird, dass das Fahrzeug dem Bezugsfahrzeug folgt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs, umfassend eine Verarbeitungseinheit zur Ermittlung einer relativen Position des Fahrzeugs zu einem dem Fahrzeug vorausfahrenden Bezugsfahrzeug zur Erzeugung von Stellbefehlen für Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Position und eine Steuereinheit zur Durchführung der Längs- und Querregelung derart, dass das Fahrzeug dem Bezugsfahrzeug folgt.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein Systeme bekannt, bei denen eine Position eines Fahrzeugs relativ zu einem vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt wird. Hierbei werden abhängig von der Position Stellbefehle für Eingriffe in eine Längs- und Querbewegung des Fahrzeugs derart ermittelt, dass das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug längs- und quergeregelt folgt, wenn die Eingriffe entsprechend den Stellbefehlen durchgeführt werden.
Ein solches Mess- und Steuerungssystem für ein Fahrzeug ist aus der DE 199 19 644 C2 bekannt. Das Mess- und Steuerungssystem umfasst eine Messeinrichtung zur Messung eines Abstands zwischen einem Folgefahrzeug und einem vorausfahrenden Führungsfahrzeug und eine Regel- und Steuereinheit zur Erzeugung von Stellsignalen in Abhängigkeit von Messsignalen der Messeinrichtung. Dabei sind die Stellsignale zur Einstellung einer Fahrzeugkomponente des Folgefahrzeugs heranziehbar. In der Messeinrichtung wird als zusätzliches Messsignal ein Deichselwinkel zwischen dem Folgefahrzeug und dem Führungsfahrzeug ermittelt, welcher sich in einer Kurvenfahrt oder bei seitlichem Versatz zwischen Führungsfahrzeug und Folgefahrzeug als Winkel zwischen der Längsachse des Folgefahrzeugs und einer Verbindungslinie zwischen dem Folgefahrzeug und dem Führungsfahrzeug einstellt. In der Regel- und Steuereinheit ist ein Lenksignal als Stellsignal zur Querführung des Folgefahrzeugs erzeugbar, wobei das Lenksignal als eine vom Deichselwinkel abhängige Beziehung aus einem Produkt eines Multiplikators und des Deichselwinkels darstellbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs wird eine relative Position des Fahrzeugs zu einem dem Fahrzeug vorausfahrenden Bezugsfahrzeug ermittelt und es werden in Abhängigkeit der ermittelten Position Stellbefehle für Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs erzeugt, wobei die Längs- und Querregelung derart durchgeführt wird, dass das Fahrzeug dem Bezugsfahrzeug folgt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Positionsermittlung und die Erzeugung der Stellbefehle mittels einer im Bezugsfahrzeug angeordneten Verarbeitungseinheit, wobei die Stellbefehle über eine kabellose Datenverbindung von der Verarbeitungseinheit an das Fahrzeug übermittelt werden und die Eingriffe in die Längs- und Querregelung mittels einer im Fahrzeug angeordneten Steuereinheit in Abhängigkeit der übermittelten Stellbefehle durchgeführt werden.
Die Erfindung ermöglicht eine Verwendung des Bezugsfahrzeugs als Lotsenfahrzeug, welchem das Fahrzeug autonom nachgeführt wird, so dass kein Fahrer für das Fahrzeug erforderlich ist. Dabei ist in besonders vorteilhafter Weise keine Ausstattung des Fahrzeugs mit einem aufwändigen Umgebungserfassungssystem erforderlich. Zusätzlich ist ein automatisiertes Abstellen und Speichern eines Abstellorts des Fahrzeugs möglich, so dass dieses mit geringem Aufwand auffindbar ist. Ferner wird die Gefahr von Beschädigungen des Fahrzeugs oder auf einer Fahrstrecke befindlicher Hindernisse minimiert. Auch ist aufgrund der autonomen Fahrt des Fahrzeugs keine mechanische Verbindung zwischen dem Bezugsfahrzeug und dem Fahrzeug erforderlich, wodurch die Gefahr von Beschädigungen des Fahrzeugs weiter verringert wird und ein universeller und flexibler Einsatz für verschiedene Fahrzeugtypen ermöglicht wird. Dabei ermöglicht die Erfindung die Bewegung des Fahrzeugs mit besonders geringem Personal- und Kostenaufwand.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch eine Seitenansicht eines Bezugsfahrzeugs, eines dem Bezugsfahrzeug folgenden Fahrzeugs und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Längs- und Querregelung des Fahrzeugs.
In der einzigen 1 sind in einer Seitenansicht ein Bezugsfahrzeug 1, ein dem Bezugsfahrzeug 1 folgendes Fahrzeug 2 und ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 zur Längs- und Querregelung des Fahrzeugs 2 dargestellt.
Die Vorrichtung 3 umfasst eine Verarbeitungseinheit 4 zur Ermittlung einer relativen Position des Fahrzeugs 2 zu dem Bezugsfahrzeug 1. Hierzu ist die Verarbeitungseinheit 4 mit einer beispielsweise als Kamera ausgebildeten ersten Erfassungseinheit 5 gekoppelt, welche gemeinsam mit der Verarbeitungseinheit 4 am Bezugsfahrzeug 1 angeordnet ist.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 3 eine mit der Verarbeitungseinheit 4 gekoppelte und beispielsweise ebenfalls als Kamera ausgebildete zweite Erfassungseinheit 6, welche am Bezugsfahrzeug 1 angeordnet ist. Die zweite Erfassungseinheit 6 ist dazu vorgesehen, eine Umgebung des Bezugsfahrzeugs 1 zu erfassen.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 3 eine am Bezugsfahrzeug 1 angeordnete Sende- und Empfangseinheit 7, welche Daten zur Positionsbestimmung des Bezugsfahrzeugs 1 an eine zentrale Sende- und Empfangseinheit 8 sendet und von dieser empfängt. Dabei ist die am Bezugsfahrzeug 1 angeordnete Sende- und Empfangseinheit 7 derart ausgebildet, dass diese Daten zur Positionsbestimmung des Bezugsfahrzeugs 1 innerhalb geschlossener Gebäude von lokalen Funknetzwerken und außerhalb geschlossener Gebäude von einem globalen Positionsbestimmungssystem, beispielsweise in der Form eines so genannten differentiellen GPS, empfängt und an diese sendet. Entsprechend ist die globale Sende- und Empfangseinheit 8 beispielsweise Bestandteil von lokalen Funknetzwerken oder als Satellit ausgebildet.
Das Bezugsfahrzeug 1 ist dafür ausgebildet, dass das Fahrzeug 2 autonom hinter diesem geführt wird, wobei keine mechanische Verbindung zwischen dem Bezugsfahrzeug 1 und dem Fahrzeug 2 besteht. Dagegen ist zwischen dem Bezugsfahrzeug 1 und dem Fahrzeug 2 eine kabellose Datenverbindung 9, beispielsweise eine Funk- oder Infrarotverbindung, ausgebildet, über welche vom Bezugsfahrzeug 1 an das Fahrzeug 2 Stellbefehle S für Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs 2 gesendet werden. Zu diesem Zweck umfasst das Fahrzeug 2 eine vorzugsweise mit einer Diagnoseschnittstelle, beispielsweise einer so genannten OBD-Buchse, verbundene und als Kommunikationsadapter ausgebildete Kommunikationseinheit 10, welche mit einer im Fahrzeug 2 angeordneten Steuereinheit 11, die die Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs 2 steuert, gekoppelt ist. Die kabellose Datenverbindung 9 bildet dabei eine ”elektronische Fahrzeugdeichsel” zwischen dem Bezugsfahrzeug 1 und dem Fahrzeug 2.
Die Stellbefehle S werden dabei in Abhängigkeit der ermittelten Position des Fahrzeugs 2, der Position des Bezugsfahrzeugs 1 und der mittels der Erfassungseinheiten 5, 6 erfassten Daten derart von der Verarbeitungseinheit 4 erzeugt, dass das Fahrzeug 2 autonom vollautomatisch und ohne menschlichen Fahrer geführt wird, beispielsweise in einer Montageumgebung bei einer Herstellung desselben vom Bandende zu einer Park- oder Verladeposition. Hierbei werden die Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs 2 autonom in Abhängigkeit der übermittelten Stellbefehle S durchgeführt und das Fahrzeug 2 wird derart geführt, dass keine Kollisionen zwischen diesem und in dessen Umgebung befindlicher Hindernisse erfolgen können. Die hierzu erforderlichen Daten werden mittels der Erfassungseinheiten 5, 6 erfasst und mittels der Verarbeitungseinheit 4 verarbeitet.
Die Verarbeitungseinheit 4 ermittelt dabei aus den erfassten Daten der Umgebung und den ermittelten Positionsdaten des Bezugsfahrzeugs 1 und des Fahrzeugs 2 Daten zur Vorgabe einer Solltrajektorie für das Fahrzeug 2, führt einen Abgleich zwischen einer Soll- und einer Ist-Position des Bezugsfahrzeugs 1 und des Fahrzeugs 2 durch und erzeugt die Stellbefehle S derart, dass die Umgebung und der Fahrweg des Bezugsfahrzeugs 1 und des Fahrzeugs 2 abgesichert sind.
Insbesondere werden die Stellbefehle S derart erzeugt, dass um das Fahrzeug 2 herum ein nicht dargestellter virtueller Sicherheitsbereich oder ”elektronischer Sicherheitszaun” erzeugt wird, um Kollisionen sicher zu vermeiden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19919644 C2 [0004]

Claims

Verfahren zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs (2), wobei – eine relative Position des Fahrzeugs (2) zu einem dem Fahrzeug (2) vorausfahrenden Bezugsfahrzeug (1) ermittelt wird und – in Abhängigkeit der ermittelten Position Stellbefehle (S) für Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs (2) erzeugt werden, – wobei die Längs- und Querregelung derart durchgeführt wird, dass das Fahrzeug (2) dem Bezugsfahrzeug (1) folgt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Positionsermittlung und die Erzeugung der Stellbefehle (S) mittels einer im Bezugsfahrzeug (1) angeordneten Verarbeitungseinheit (4) erfolgt, – wobei die Stellbefehle (S) über eine kabellose Datenverbindung (9) von der Verarbeitungseinheit (4) an das Fahrzeug (2) übermittelt werden und – die Eingriffe in die Längs- und Querregelung mittels einer im Fahrzeug (2) angeordneten Steuereinheit (11) in Abhängigkeit der übermittelten Stellbefehle (S) durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Erfassungseinheit (6) des Bezugsfahrzeugs (1) eine Umgebung erfasst wird und die Stellbefehle (S) derart erzeugt werden, dass das Fahrzeug (2) in der Umgebung befindlichen Hindernissen ausweicht.
Vorrichtung (3) zur Längs- und Querregelung eines Fahrzeugs (2), umfassend – eine Verarbeitungseinheit (4) zur Ermittlung einer relativen Position des Fahrzeugs (2) zu einem dem Fahrzeug (2) vorausfahrenden Bezugsfahrzeug (1) zur Erzeugung von Stellbefehlen (S) für Eingriffe in die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs (2) in Abhängigkeit der ermittelten Position – und eine Steuereinheit (11) zur Durchführung der Längs- und Querregelung derart, dass das Fahrzeug (2) dem Bezugsfahrzeug (1) folgt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Verarbeitungseinheit (4) im Bezugsfahrzeug (1) und – die Steuereinheit (11) im Fahrzeug (2) angeordnet ist, – wobei zwischen der Verarbeitungseinheit (4) und der Steuereinheit (11) eine kabellose Datenverbindung (9) zur Übermittlung der Stellbefehle (S) ausgebildet ist, – wobei die Eingriffe in die Längs- und Querregelung in Abhängigkeit der übermittelten Stellbefehle (S) durchführbar sind.
Vorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kabellose Datenverbindung (9) eine Funkverbindung ist.