DE102014218429A1

DE102014218429A1 - Verfahren zur Ausführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines räumlich begrenzten Bereichs

Info

Publication number: DE102014218429A1
Application number: DE102014218429.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Augst; Christian Patron
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2016-03-17

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ausführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines räumlich begrenzten Bereichs, insbesondere innerhalb eines abgegrenzten Park-, Rangier- oder Werksgeländes, beschrieben. Das Fahrzeug umfasst zur Durchführung des Verfahrens eine Fahrzeug-Sensorik mit zumindest einem Sensor zur Erfassung eines Teils der Umgebung des räumlich begrenzten Bereichs. Der räumlich begrenzte Bereich umfasst eine Außen-Sensorik mit zumindest einem Sensor zur Erfassung eines Teils der Umgebung des räumlich begrenzten Bereichs. Zur Durchführung des Verfahrens erfasst die Fahrzeug-Sensorik einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs und stellt erste Daten bereit, welche ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren. Die Außen-Sensorik erfasst einen Teil der Umgebung innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs, wobei der von der Außen-Sensorik erfasste Teil der Umgebung einen Teil des Fahrzeugs umfasst. Ferner stellt die Außen-Sensorik zweite Daten bereit, die das Fahrzeug und/oder ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren. Es werden Steuerungsdaten zur Steuerung zumindest einer Fahrfunktion des Fahrzeugs in Abhängigkeit der ersten und zweiten Daten ermittelt. Schließlich erfolgt eine Ansteuerung zumindest eines Aktors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den ermittelten Steuerungsdaten, die zu einer Fahrzeugbewegung oder zu einer Veränderung einer Fahrzeugbewegung führen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines räumlich begrenzten Bereichs.
Das Rangieren oder Parken von Fahrzeugen auf einem Parkplatz oder innerhalb einer Fertigungsumgebung, wie z. B. einem Werksgelände, erfolgt derzeit durch einen Menschen. Insbesondere im Rahmen eines Herstellungs- oder Logistikprozesses ist dies mit hohem Personalaufwand und entsprechenden Kosten verbunden. Es wäre deshalb wünschenswert, diesen Aufwand durch Automatisierung oder Teilautomatisierung reduzieren zu können. Dazu ist der Einsatz von Sensoriken erforderlich.
Unterschiedliche Arten der Sensorik haben eine Reihe an sich bekannter Nachteile und Schwächen. Z. B. kann mit einer Kamera ein Abstand von der Kamera zu einem Objekt ohne die Vorkenntnisse über das Objekt nicht sicher ermittelt werden. Auch ist die Erfassung der Eigenschaften eines Objekts oder der Bewegung eines Objekts mit einem Sensor, z. B. einer Kamera, in der Regel abhängig von der Perspektive. Zusätzlich können bei der Erfassung der Objekte und deren Bewegung, z. B. mittels einer Fahrzeug-Sensorik, Verdeckungen eines Objekts durch weitere Objekte (Z. B. auch Wände, Säulen eines Parkhauses) auftreten. Somit ist eine industrielle Nutzung einer automatischen oder zu einem hohen Grad automatisierten Bewegung von Fahrzeugen besonders in Umgebungen, die viele Objekte umfasst, äußerst problematisch. Auch können Sensordaten zu einem Teil der Umgebung, die aus einer oder ähnlichen Richtungen bzw. Perspektiven erfasst werden, häufig durch Störgrößen, z. B. durch Reflektionen, Schattenbildungen, etc. lückenhaft oder unrichtig sein.
Eine Befähigung der Sensorik für solche schwierige Situationen ist mit sehr hohen Aufwänden verbunden und kann dabei nicht alle Herausforderungen lösen. Eine Realisierung einer (voll)automatisierte Bewegung eines Fahrzeugs ohne sehr aufwändige Sensorik, die sehr hohe Sicherheitsanforderungen inne hat, ist nur sehr schwer industriell umsetzbar.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren anzugeben, das zumindest eine teilautomatisierte Bewegung von Fahrzeugen in räumlich begrenzten Bereichen erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Computerprogrammprodukt gemäß den Merkmalen des Anspruchs 29, einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 30. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Es wird ein Verfahren zur Ausführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines räumlich begrenzten Bereichs, insbesondere innerhalb eines abgegrenzten Park-, Rangier- oder Werksgeländes, vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug eine Fahrzeug-Sensorik mit zumindest einem Sensor zur Erfassung eines Teils der Umgebung des räumlich begrenzten Bereichs umfasst, und wobei der räumlich begrenzte Bereich eine Außen-Sensorik mit zumindest einem Sensor zur Erfassung eines Teils der Umgebung des räumlich begrenzten Bereichs umfasst. Bei diesem erfasst die Fahrzeug-Sensorik einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs und stellt erste Daten bereit, welche ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren. Die Außen-Sensorik erfasst einen Teil der Umgebung innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs, wobei der von der Außen-Sensorik erfasste Teil der Umgebung einen Teil des Fahrzeugs umfasst. Ferner stellt die Außen-Sensorik zweite Daten bereit, die das Fahrzeug und/oder ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren. Es werden Steuerungsdaten zur Steuerung zumindest einer Fahrfunktion des Fahrzeugs in Abhängigkeit der ersten und zweiten Daten ermittelt. Schließlich erfolgt eine Ansteuerung zumindest eines Aktors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den ermittelten Steuerungsdaten, die zu einer Fahrzeugbewegung oder zu einer Veränderung einer Fahrzeugbewegung führen.
Das Repräsentieren eines oder mehrerer Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs bezieht sich auf die Position und/oder Bewegungsdaten und/oder eine Eigenschaft und/oder einen Zustand des oder der Objekte. Als Objekt ist auch ein Teil eines Objekts zu verstehen. Ein Objekt kann auch durch eine zu der jeweiligen Sensorik gewandte Seite des Objekts oder einen Teil des Objekts repräsentiert werden, das sich nur teilweise im Erfassungsbereich der Sensorik befindet. Entsprechend kann auch das Fahrzeug in den zweiten Daten durch einen Teil des Fahrzeugs repräsentiert werden.
Die Position kann Koordinaten, eine Ausrichtung, etc. zumindest eines Teils des Objekts bzw. des Fahrzeugs umfassen. Die Bewegungsdaten können eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Objekts oder des Fahrzeugs umfassen. Die Eigenschaft (engl: „Feature”) kann dabei eine Objektklasse des Objekts (Mensch, bewegliches Objekt, Unbewegliches Objekt, Fahrzeug einer bestimmten Klasse, etc.) umfassen. Der Zustand des Objekts kann, z. B. einen aktiven oder passiven Zustand eines Objekts, z. B. einer beweglichen Einrichtung, umfassen.
Die ersten Daten können eine absolute Position eines oder mehrerer Objekte und/oder eine relative Position eines oder mehrerer Objekte in den Fahrzeugkoordinaten repräsentieren. Eine absolute Position kann sich auf ein stehendes Koordinatensystem, z. B. auch auf ein globales Koordinatensystem, beziehen.
Die zweiten Daten können eine absolute Position eines oder mehrerer Objekte und/oder eine relative Position eines oder mehrerer Objekte in einem speziellen von der Position der Außen-Sensorik abhängigen Koordinatensystem repräsentieren.
Besonders vorteilhaft können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten mehrere Teile eines Objekts, beispielsweise durch eine sogenannte Punktewolke, eine ortsdiskrete Funktion, eine interpolierte Funktion, etc. repräsentieren. Insbesondere können die ersten und/oder die zweiten Daten die Information über die physikalischen Grenzen des Objekts bzw. des Fahrzeugs, beispielsweise Positionen der Oberflächengrenzen, umfassen. Dabei können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten die Information über mehrere Teile eines Objekts, insbesondere der Objektgrenzen repräsentieren.
Die Daten können auch eine interpretierte Information über die Teile des Objekts umfassen, z. B. ein bewegliches/unbewegliches Teil des Objekts.
Besonders bevorzugt können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten Informationen über bewegliche und unbewegliche Teile eines Objekts, insbesondere in einer expliziten Form umfassen.
Hierdurch ergibt sich unter anderem der Vorteil, dass die ersten Daten und die zweiten Daten jeweils aus Sensorik-Daten erzeugt werden, die aus unterschiedlichen räumlichen Perspektiven erfasst wurden. Somit kann z. B. auch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Problem gelöst werden, dass Verdeckungen eines Objekts durch ein anderes Objekt oder Teile des Fahrzeugs zu einer lückenhaften oder fehlerhaften Erfassung der Umgebung oder einer unpräziser oder fehlerhaften Prädiktion führen. Auch können dadurch denkbare Folgen eines Fehlers oder Ausfalls eines Fahrzeugsystems wesentlich entschärft werden.
Darüber hinaus entsteht der Vorteil, dass nicht jedes Fahrzeug mit einer aufwändigen Sensorik ausgestaltet werden muss, nur um innerhalb eines (besonderen, speziellen) begrenzten räumlichen Bereichs automatisiert fahren zu können. Somit kann die Möglichkeit zu einer automatisierten Bewegung innerhalb eines begrenzten räumlichen Bereichs auch für Fahrzeuge ohne eine teure Sensorik oder auch (je nach Anwendungsfall) für ältere Fahrzeuge eröffnet oder wesentlich verbessert werden. In der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Fahrzeug zum Empfang der zweiten Daten oder Daten, die in Abhängigkeit der zweiten Daten erzeugt wurden, ausgestaltet ist.
Bevorzugt beinhalten die Außen-Sensorik und die Fahrzeug-Sensorik unterschiedliche Sensoren, insbesondere Sensoren, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien basieren, oder unterschiedliche Eigenschaften der Objekte erfassen. Besonders bevorzugt werden dabei Kombinationen aus physikalischen Sensorik-Prinzipen eingesetzt, die ihre jeweiligen Vorteile, bevorzugt bezogen auf die jeweilige Erfassungsperspektive, aufweisen. Dabei können den erfassten Daten von Fahrzeug-Sensorik und/oder Außen-Sensorik oder den entsprechenden ersten Daten und/oder zweiten Daten eine Information über ihre jeweilige Perspektive zugeordnet werden.
Bevorzugt wird zumindest ein Teil des Fahrzeugs in den zweiten Daten durch zumindest einen Teil der Kontur des Fahrzeugs, insbesondere aus der Perspektive der Außen-Sensorik, repräsentiert. Besonders bevorzugt umfassen die zweiten Daten dabei zumindest eine Kontur eines anderen Objekts.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch mit an sich nicht sicherer oder hochwertiger Sensorik, die auch eingeschränkte geometrische Bereiche erfassen kann, nahezu lückenlose und sichere Daten erzeugt werden können, die auf die Durchführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung des Fahrzeugs optimiert sind. Auch können Objekte berücksichtigt werden, die sich in einem für die Fahrzeug-Sensorik nicht erfassbaren geometrischen Bereich relativ zum Fahrzeug befinden. Z. B. betreffen solche Bereiche einen sogenannten Ultranahbereich des Fahrzeugs. Eine lückenlose Sensierung solcher Bereiche ist nach dem Stand der Technik aufgrund einer minimalen messbaren Distanz der jeweiligen Sensorik, Öffnungswinkel der Sensorik und der vom Design bedingten Konturen des Fahrzeugs nicht möglich.
Die zumindest teilweise automatisierte Bewegung eines Fahrzeugs erfolgt dabei bevorzugt mit Mitteln des Fahrzeugs. Besonders bevorzugt erfolgt diese durch einen Elektroantrieb eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Die Bewegung kann auch mit einem Verbrennungsantrieb hervorgerufen werden. Auch kann die Bewegung des Fahrzeugs zumindest teilweise mittels eines Antriebs erfolgen, der sich außerhalb des Fahrzeugs befindet und kein Teil des Fahrzeugs ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird eine Ansteuerung eines der Aktoren zur Erreichung einer vorausbestimmten Interaktion mit einem der Objekte durchgeführt. Besonders bevorzugt werden die Steuerungsdaten derart ermittelt, dass die resultierende Ansteuerung zumindest eines Aktors und die darauffolgende Fahrzeugbewegung zur Durchführung einer vorausbestimmten (gewünschten) Interaktion mit einem Objekt führt. Eine solche Interaktion kann auch eine physikalische Einwirkung, insbesondere im vorausbestimmten (gewünschten) Maße umfassen.
Die Interaktion betrifft ein Objekt, insbesondere ein Objekt einer bestimmten Art oder ein bestimmtes Objekt. Insbesondere handelt es sich bei dem Objekt um eine Vorrichtung, die zur Weiterbeförderung des Fahrzeugs, insbesondere zum Drehen oder Verladen des Fahrzeugs ausgestaltet ist. Eine solche Vorrichtung kann entsprechende Mittel, z. B. eine Hebevorrichtung oder eine Vorrichtung zum Ankuppeln des Fahrzeugs, umfassen. Eine Hebevorrichtung kann dabei eine Vorrichtung sein, die unter das Fahrzeug fährt oder greift und dazu ausgestaltet ist, das Fahrzeug, z. B. um eine vertikale Achse zu drehen oder seitlich, im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu befördern.
Eine solche gewünschte Interaktion kann z. B. umfassen: einen Verladevorgang bei dem das Fahrzeug verladen wird, das Beladen- und/oder Entladen einer Ladung des Fahrzeugs, das Einfahren oder Einrasten der Fahrzeugräder in eine dafür vorgesehene Vorrichtung, z. B. eine Mulde, Fixiervorrichtung, etc.
Eine vorausbestimmte Interaktion kann von vorausbestimmten qualitativen und/oder quantitativen Kriterien gekennzeichnet sein, z. B. eine Positionierung des Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Ausrichtung und Abstand zum Objekt oder das Maß für eine physikalische Kraft, die entweder erreicht oder nicht überschritten werden darf, etc.
Außerdem dient das Verfahren auch zu einer möglichst effektiven Vermeidung einer unerwünschten Interaktion mit einem Objekt, z. B. zur Vermeidung einer Kollision die zu einer Beschädigung des Fahrzeugs und/oder Objekts führen (können) oder zur Vermeidung einer gegenseitigen Blockierung bei dem zumindest ein Objekt und/oder Fahrzeug in seiner weiteren Bewegung zumindest temporär gehindert wird.
Die Aktoren des Fahrzeugs können dabei Fahrwerkaktoren des Fahrzeugs sein. Bevorzugt kann der Aktor ein Lenkungsantrieb, z. B. ein elektrischer oder hydraulischer Antrieb, der auch für eine Servolenkung ausgestaltet ist, ein Fahrzeugantrieb (Motor, Getriebe, Kupplung), ein Bremssystem des Fahrzeugs, ein Vertikaldynamikaktor, der ein Nicken und/oder Wanken des Fahrzeugs beeinflusst, etc. sein.
Der räumlich begrenzte Bereich kann ein speziell ausgestattetes Parkhaus, ein Werksgelände zu einer voll- oder teilautomatischen Fertigung der Fahrzeuge oder eine spezielle Rangierfläche zu einer automatischen Rangierung der Fahrzeuge sein. Insbesondere handelt es sich bei dem räumlich begrenzten Bereich um einen im Wesentlich flächig, in zumindest zwei Dimensionen ausgedehnten Bereich (d. h. keine Fahrbahn oder Straße, sondern vielmehr eine Fahrfläche). Beispielsweise kann der räumlich begrenzte Bereich eine Etage eines Parkhauses sein, ein Gelände zum Rangieren der Fahrzeuge, eine Fähre bzw. Schiff zum Transport von Kraftfahrzeugen. In einem dermaßen räumlich begrenzten Bereich kann vorteilhaft ein automatisches Rangieren einschließlich Kollisionsvermeidung rund um das Fahrzeug realisiert werden. Im Vergleich zu einem denkbaren vollautomatischen Parkhaus, welches mehrere Fahrzeuge anhand ihrer jeweiligen GPS-Positionen rangiert, hat die Erfindung eine Reihe entscheidender für den Fachmann unschwer nachvollziehbaren Vorteile. Z. B. können bei der Erfindung auch ungeplante, z. B. durch Menschen oder Maschinen verursachte Bewegungen oder Kollisionsrisiken berücksichtigt werden.
Bei dem räumlich begrenzten Bereich handelt es sich insbesondere um einen ganz oder teilweise räumlich abgeschlossen und/oder bedachten Bereich (engl. „Indoor”). Hier lassen sich auf einfache Weise die speziellen und/oder im Wesentlichen vordefinierten, bevorzugt konstanten, Voraussetzungen zum Betreiben des Verfahrens schaffen. Z. B. kann ein solcher Bereich eine vordefinierte Beleuchtung aufweisen. Auch können weitere Mittel vorgesehen werden, die zu einem besonders effektiven und stabilen Sensorikbetrieb beitragen. Z. B. können Objekte oder Raumteile mit Markierungen versehen werden, die von der Sensorik einfach und zuverlässig erkannt werden können. Z. B. können spezielle Markierungen innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs vorgesehen werden, die Licht und/oder Radarwellen auf eine vorgegebene Weise reflektieren.
Besonders bevorzugt sind Markierungen, die einen, bevorzugt mit der Fahrzeug-Sensorik lesbaren maschinenlesbaren Code, z. B. QR-Code umfassen. Der Code kann dabei, z. B. die Information über den weiteren Verlauf einer Route umfassen. Auch können die Markierungen derart gestaltet sein, dass sie die von der Fahrzeug-Sensorik und/oder Außen-Sensorik emittiertes Licht und/oder Radarwellen auf eine vorgegebene Art und Weise reflektieren, wobei das reflektierte Muster mit Mitteln des Fahrzeugs von übrigen Reflektionen unterscheidbar ist. Ganz besonders bevorzugt können mehrere Objekte, insbesondere bewegliche Objekte, mit Markierungen vorgesehen werden. Somit kann das Verfahren besonders effizient umgesetzt werden.
Besonders bevorzugt verfügt das Fahrzeug zusätzlich über zumindest ein Ortungssystem, welches zum Empfang von Ortungssignalen innerhalb von dem räumlich begrenzten Bereich eingerichtet ist und die Position des Fahrzeugs, insbesondere die Koordinaten, die mit der Position seiner Kontur zusammenhängen, z. B. mehrere Punkte auf seiner Kontur und/oder die Koordinaten eines Teils des Fahrzeugs oder Objekts und die Ausrichtung des Fahrzeugs oder Objekts im Raum, bereitstellt.
Dabei kann es sich bevorzugt um ein lokales, in dem begrenzten räumlichen Bereich eingerichtetes Ortungssystem handeln. Ein solches System kann besser auf die Nutzung im begrenzten räumlichen Bereich eingerichtet sein als ein globales, z. B. satellitenbasiertes, Ortungssystem. Somit werden auch die dem Fachmann bekannten Reflektionsstörungen eines globalen Ortungssystems in geschlossenen Räumen vermieden. Auch können lokal eingerichtete Ortungssender zur Ortung mit einer sehr viel höheren Positionsgenauigkeit, z. B. genauer als +/–10 cm oder genauer als +/–5 cm, ausgestaltet sein.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich bevorzugt um ein Kraftfahrzeug, insbesondere um ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens entfaltet sich bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen, die in dem räumlich begrenzten räumlichen Bereich ohne Abgasemission rangieren können.
Die Steuerungsdaten können bevorzugt eine längsdynamische Soll-Beschleunigung des Fahrzeugs, repräsentativ für das Fahren oder Bremsen (je nach Vorzeichen), und zumindest einen querdynamischen Wert, repräsentativ für die Lenkung auf einer Vorder- und/oder Hinterachse des Fahrzeugs, umfassen.
Sensoren sind im Rahmen der Anmeldung bevorzugt sogenannte perzeptive Sensoren. Sensoren können, z. B. Kameras mit oder ohne eine statische oder dynamische Beleuchtung, insbesondere ein statisches oder dynamisches strukturiertes Licht, Radare, Ultraschallsensoren, Lidare, LED-Sensoren, etc. sein.
Insbesondere umfasst die Fahrzeug-Sensorik zumindest eine Kamera und zumindest einen Radarsensor bzw. eine Radarvorrichtung. Besonders bevorzugt handelt es sich um die Sensorik, die zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs ausgestaltet ist. Die Außen-Sensorik umfasst insbesondere zumindest eine Kamera und zumindest ein Lidar.
Alternativ oder zusätzlich können im Rahmen des Verfahrens weitere Daten, die bevorzugt mittels RFID (= Radio Frequency IDentification) ausgelesen werden, verwendet werden. Z. B. kann ein Fahrzeug mittels eines RFID-Lesegeräts mehrere im begrenzten räumlichen Bereich angebrachte RFID-Transponder auslesen. Dabei kann das Fahrzeug seine eigene Position und/oder Ausrichtung gegenüber bestimmten Raumpunkten oder Objekten ermitteln. Die zumindest teilweise automatisierte Bewegung des Fahrzeugs kann in Abhängigkeit von diesen Daten erfolgen. Z. B. kann die Ermittlung der dritten Daten in Abhängigkeit von diesen Daten ermittelt.
Ferner können analog dazu Funkwellensender, z. B. WLAN-Sender oder Bluetooth-Sender, insbesondere zu einem richtungsabhängigen Senden von Daten verwendet werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung repräsentieren die ersten Daten zumindest eine Objektkonstellation aus jeweils zumindest zwei Objekten und die zweiten Daten eine Objektkonstellation aus dem Fahrzeug und zumindest einem Objekt.
Bevorzugt repräsentieren die ersten Daten und/oder die zweiten Daten eine Objektkonstellation (d. h. eine Anordnung von Objekten). Dabei kann eine Objektkonstellation mittels qualitativen und quantitativer Daten repräsentiert werden. Ein zweckmäßiges Beispiel für qualitative Daten sind dabei Daten, die eine zumindest teilweise Verdeckung eines Objekts durch ein anderes Objekt aus einer bestimmten Perspektive repräsentieren. Quantitative Daten können bevorzugt die Objektpositionen, einschließlich der Ausrichtung der Objekte zueinander oder in Bezug auf ein Koordinatensystem repräsentieren.
Besonders bevorzugt wird eine Objektkonstellation, bezogen auf zumindest einen bestimmten Zeitpunkt oder mehrere bestimmte Zeitpunkte, repräsentiert. Dabei können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten dieselbe Objektkonstellation zu je zumindest zwei unterschiedlichen Zeitpunkten repräsentieren. Die ersten Daten und/oder die zweiten Daten können dabei auch die Information zu diesen Zeitpunkten umfassen. Somit kann auch eine dynamische Entwicklung einer Objektkonstellation bei weiteren Schritten des Verfahrens besser ausgewertet werden.
Besonders bevorzugt repräsentieren die ersten Daten und/oder die zweiten Daten eine Objektkonstellation, die jeweils zumindest zwei Objekte beinhaltet. Somit entsteht unter anderem der Vorteil, dass bei der Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs auch Abstände zwischen zumindest zwei Objekten aus unterschiedlichen Richtungen unschwer und vorteilhaft berücksichtigt werden können. Ganz besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die ersten und die zweiten Daten Objektkonstellationen repräsentieren, wobei zwei oder mehrere Objekte in den beiden Konstellationen übereinstimmen.
So können z. B. auch für verschiedene Teile eines Manövers bzw. Bewegungsvorgangs relevante Eigenschaften einer Objektkonstellation erfasst und berücksichtigt werden: Z. B. eine Relativgeschwindigkeit und Relativbeschleunigung zwischen bestimmten Teilen eines Objekts (bzw. Objektkontouren) und Fahrzeugs (bzw. Fahrzeugkonturen).
Besonders bevorzugt repräsentieren dabei die zweiten Daten eine Information über eine Relativbewegung und/oder Relativbeschleunigung bestimmter Teile zumindest eines Objekts (bzw. Objektkontouren) und des Fahrzeugs (bzw. Fahrzeugkonturen).
Dabei können die Steuerungsdaten sehr einfach ermittelt werden, weil die Abstände zwischen Fahrzeug und Objekten bei Bedarf ohne besonders hohe Rechenleistung entnommen werden können. In Abhängigkeit von einer solchen Konstellation kann die Ermittlung solcher Steuerungsdaten sehr effektiv und im Wesentlichen in Echtzeit durchgeführt werden.
Das Verfahren kann für die Ermittlung von mehreren Kollisionsrisiken ausgestaltet sein, die sich auf unterschiedliche Stellen einer Fahrzeugkontur und/oder Objektkontur beziehen. Dabei können Steuerungsdaten derart erzeugt werden, dass die Bewegung des Fahrzeugs auf ein möglichst geringes Risiko und/oder eine minimale Anzahl der Manöver und/oder eine minimale Zeit bis zur Erreichung eines (Zwischen-)Ziels optimiert wird.
Besonders bevorzugt erfasst die Fahrzeug-Sensorik und/oder die Außen-Sensorik ein Objekt oder eine Objektkonstellation in zumindest zwei Dimensionen. Zum Beispiel verlaufen zwei Dimensionen, in welchen eine Kamera ein Objekt oder eine Objektkonstellation gut repräsentieren kann, senkrecht zu der Achse zwischen Kamera und Objekt. Dabei können die zwei Dimensionen der Außen-Sensorik erfindungsgemäß derart gewählt werden, dass diese sich (zumindest im Wesentlichen und bei den meisten möglichen räumlichen Anordnungen der Objekte) wesentlich von den zwei Dimensionen der Fahrzeug-Sensorik unterscheiden.
Dabei können nachfolgend beschriebene dritte Daten derart erzeugt werden, dass sie die Objektkonstellation teilweise oder weitgehend vollständig dreidimensional repräsentieren. Dabei können auch die von der jeweiligen Sensorik abgewandten Teile räumlicher Objekte hinreichend berücksichtigt werden. Somit ergibt sich unter anderem der Vorteil, dass die Steuerungsdaten basierend auf dreidimensionalen Daten erzeugt werden können. Bei der Ermittlung der dritten Daten können die Information über die jeweilige Erfassungs-Perspektive der ersten Daten und/oder der zweiten Daten berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden die Steuerungsdaten in Abhängigkeit von den ersten Daten und den zweiten Daten ermittelt, wobei dritte Daten aus einem Abgleich der ersten Daten und der zweiten Daten ermittelt und bereitgestellt werden, die sich auf dasselbe Objekt oder dieselbe Objektkonstellation beziehen.
Die dritten Daten können durch eine auf das Verfahren angepasste spezielle Datenfusion aus den ersten und den zweiten Daten ermittelt werden. Dabei können aus dem Abgleich der Daten, z. B. durch ein erstes Objekt verdeckte Teile eines zweites Objekts und/oder Bewegungen des zweiten Objekts, die dritten Daten ermittelt werden. Auch können Abstände zwischen den sich (aus der Perspektive der Fahrzeug-Sensorik und/oder einer Außen-Sensorik) teilweise überlappenden Bereichen zweier Objekte ermittelt werden.
Der Abgleich der Daten kann sich auf räumliche und/oder zeitliche Kriterien und/oder eine Erfassungsperspektive und/oder eine Aussagewahrscheinlichkeit beziehen.
Besonders bevorzugt werden dabei die dritten Daten erzeugt, die eine vollständigere Repräsentation von Objekten oder Objektkonstellationen und/oder mehrerer Bewegungsdaten in einem bestimmten räumlichen Bereich umfassen, als an sich genommen die ersten Daten oder die zweiten Daten. Die Bewegungsdaten können die Objektbewegungen innerhalb der Objektkonstellation, insbesondere als Relativgeschwindigkeiten oder Relativbeschleunigungen der Objekte (bzw. Objektteile), und Bereiche des Fahrzeugs umfassen.
Bevorzugt können beim Abgleich der ersten Daten und der zweiten Daten die dritten Daten erzeugt werden, bei welchen die lückenhaft oder unpräzise abgebildeten ersten Daten durch die im Wesentlichen auf die entsprechende Stellen und Zeitpunkte bezogene zweiten Daten ersetzt werden. Somit entsteht auch der Vorteil, dass z. B. perspektivenabhängige Fehler (z. B. auch eine Reflektion von elektromagnetischen Wellen, eine Blendung einer Kamera durch eine starke Lichtquelle aus einer ungünstigen Richtung, etc.) zu keinem Abbruch der teilautomatischen Bewegung des Fahrzeugs oder zu einer Fehlergefahr führen.
Auch können dabei die dritten Daten eine Information zu der Übereinstimmung und/oder zu der Nichtübereinstimmung der ersten Daten und der zweiten Daten in Bezug auf ein Objekt oder eine Objektkonstellation umfassen.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt die Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs durch die Fahrzeug-Sensorik und durch die Außen-Sensorik in einer zeitlichen Abhängigkeit, insbesondere synchronisiert. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass sich die resultierenden ersten und zweiten Daten im Wesentlichen auf dieselben Zeitpunkte beziehen. Dadurch kann ein Abgleich der ersten und der zweiten Daten, insbesondere die Datenfusion, sehr einfach durchgeführt werden. Eine solche Synchronisierung kann drahtlos erfolgen. Dabei kann z. B. die Fahrzeug-Sensorik einen Erfassungszeitpunkt der Außen-Sensorik und/oder die Außen-Sensorik den Erfassungszeitpunkt der Fahrzeug-Sensorik, und/oder ein gemeinsamer Taktgeber den Erfassungszeitpunkt der Fahrzeug-Sensorik und der Außen-Sensorik steuern.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden der räumliche Bereich, in dem Objekte in den ersten Daten repräsentiert werden können, und der räumliche Bereich, in dem die Objekte in den zweiten Daten repräsentiert werden können, abhängig voneinander gesteuert.
Insbesondere können die Fahrzeug-Sensorik und die Außen-Sensorik derart gesteuert werden, dass der erfasste geometrische Bereich der Fahrzeug-Sensorik und/oder der Außen-Sensorik variiert wird und/oder aus den Daten der Fahrzeug-Sensorik oder der Außen-Sensorik Daten ausgewählt werden, die eine bestimmte Objektkonstellation (z. B. in einer besonderen Detaillierung) repräsentieren. Ganz besonders bevorzugt kann die Außen-Sensorik vorwiegend Daten zu Objekten in räumlichen Bereichen bereitstellen, die in den ersten Daten nicht hinreichend repräsentiert sind. Somit können die ersten Daten und die zweiten Daten für eine, insbesondere besonders detaillierte, bessere Repräsentation einer bestimmten Objektkonstellation optimiert werden.
Eine solche Steuerung kann drahtlos erfolgen. Dabei kann z. B. die Fahrzeug-Sensorik einen Erfassungsbereich der Außen-Sensorik steuern und/oder die Außen-Sensorik einen Erfassungsbereich der Fahrzeug-Sensorik steuern und/oder der Erfassungsbereich der Außen-Sensorik in Abhängigkeit von dem Erfassungsbereich der Fahrzeug-Sensorik oder in Abhängigkeit von der Fahrzeugposition gesteuert werden.
Auch können die zweiten Daten z. B. aus den von der Außen-Sensorik erzeugten Gesamtdaten in Abhängigkeit von den ersten Daten ausgewählt werden. Z. B. kann es ein Teil sein, der zur Vervollständigung, Plausibilisierung oder Korrektur der ersten Daten benötigt wird. Somit können erhebliche Datenvolumina und die Rechenleistung eingespart werden, die im Zusammenhang mit dem Verfahren verarbeitet werden müssen.
Bei einem Beispiel des Verfahrens sind mehrere Kameras in einem speziell ausgestatteten Parkhaus angebracht, die teilautomatisch fahrende oder parkende Fahrzeuge von oben oder schräg von oben erfassen. Aus einem oder mehreren Daten, die aus einer oder mehreren Kameras erzeugt wurden, werden im Wesentlichen nur die passenden Bereiche ausgewählt. Die Bereiche werden so ausgewählt, dass sie Objektkonstellationen oder Bewegungsdaten innerhalb der Objektkonstellation betreffen, die mit der Fahrzeug-Sensorik nicht hinreichend gut erfasst oder interpretiert werden können. Jedes Fahrzeug kann z. B. auch an den Rechner des Parkhauses Daten übermitteln, welche die zweiten Daten in Bezug auf zumindest ein Objekt oder eine Objektkonstellation anfordern. Eine solche Anforderung kann sich auch auf eine bestimmte Perspektive auf das Fahrzeug und/oder auf ein bestimmtes Objekt und/oder auf einen Raumteil in der Umgebung des Fahrzeugs beziehen.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird beim Abgleich der ersten Daten und der zweiten Daten die jeweilige Erfassungsperspektive eines Objekts durch die Außen-Sensorik und/oder durch die Fahrzeug-Sensorik berücksichtigt. Dabei können auch weitere, eine Objektkonstellation betreffende Daten, z. B. mittels Triangulation, ermittelt werden. Es kann auch eine Erkennung des Vorhandenseins eines Objekts und eine Zuordnung der zumindest einen ersten Daten und der zumindest einen zweiten Daten zu dem Objekt erfolgen.
Besonders bevorzugt werden dabei zumindest zwei Perspektiven von zumindest zwei Sensoren der Außen-Sensorik berücksichtigt. D. h., das Fahrzeug wird im Endeffekt derart bewegt, dass die Sicht auf die aktuell relevante Objektkonstellation aus mehreren Richtungen berücksichtigt wird.
Beim Abgleich der ersten Daten und der einen oder mehrerer zweiten Daten kann die Information über die Erfassungsperspektiven der Fahrzeug-Sensorik und der Außen-Sensorik dazu verwendet werden, die Position und/oder die Eigenschaft des Objekts mit einer höheren Genauigkeit und/oder Wahrscheinlichkeit zu ermitteln, dass diese richtig oder fehlerhaft sind.
Somit können mit dem Verfahren genauere und verlässlichere Daten erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Außen-Sensorik oberhalb und/oder unterhalb eines Raumteils des Bereichs, in welchem das Fahrzeug bewegt wird, angeordnet, so dass das Fahrzeug aus einer Draufsicht und/oder Untersicht von gerade oder schräg oben oder unten sensorisch erfasst wird. Konturen aus dieser Perspektive sind somit besonders aussagekräftig. Durch eine räumlich günstige Position der Außen-Sensorik, insbesondere im Wesentlichen von oberhalb des Fahrzeugs, kann z. B. am Werksgelände und/oder in einer automatischen Parkgarage eine Herausforderung gelöst werden, die eine ins Fahrzeug serienmäßig verbaute Sensorik nicht leisten kann. Dadurch kann ein Kollisionsschutz zu allen oder den meisten seitlichen Fahrzeugflächen gewährleistet werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden die Häufigkeit und/oder die Art der Erfassung der zweiten Daten durch die Außen-Sensorik in Abhängigkeit von einer Information oder Hypothese zu der Position und/oder Ausrichtung des Fahrzeugs angepasst. Z. B. kann dadurch die Sensierungs-Auflösung und/oder Erfassungshäufigkeit in der Umgebung des Fahrzeugs erhöht werden. Zu diesem Zweck kann ein Laserscanner nach einem erstmaligen Antasten des Fahrzeugs den Bereich mit einer erhöhten Auflösung automatisch in die Umgebung des Fahrzeugs verlagern. Dadurch können insbesondere die aktuell relevanten Objektkonstellationen mit einer höheren Auflösung und/oder aus einer geeigneter Perspektive, die eine möglichst aussagekräftige Repräsentation der Objektkonstellation bietet, erfasst werden. Zudem ergibt sich eine bessere Ressourcennutzung.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird zumindest ein Sensor der Außen-Sensorik zumindest teilautomatisch in Abhängigkeit von der Fahrzeugbewegung und insbesondere korrespondierend zu der Fahrzeugbewegung, bewegt. Die Außen-Sensorik kann eine stationäre Sensorik sein und umfasst bevorzugt mehrere Sensoren, z. B. Kameras, die in einem gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Raster, bevorzugt etwa in gleicher Hohe oberhalb des Rangierbereichs des Fahrzeugs, angeordnet sind. Es kann z. B. ein Laser-Scanner oder eine Vorrichtung zur Erzeugung eines strukturierten Lichts auf einer Schiene oberhalb eines relevanten Bereichs bewegt werden. Ihre Bewegung wird mit der Bewegung des Fahrzeugs koordiniert.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung umfassen die zweiten Daten Teildaten mehrerer an unterschiedlichen Orten befindlicher Sensoren der Außen-Sensorik, wobei eine Gewichtung der Teildaten je nach Position des Fahrzeugs relativ zu diesen Sensoren durchgeführt wird. Dabei kann die Gewichtung der Teildaten einzelner Sensoren in Abhängigkeit von der teilautomatischen Bewegung des Fahrzeugs insbesondere in kleinen Stufen, verändert werden. Besonders zweckmäßig können hierzu ein oder mehrere räumliche (Übergangs-)Bereiche definiert werden, in dem oder denen die zweiten Daten Teildaten bestimmter Sensoren umfassen.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden die Teildaten zweier Sensoren der Außen-Sensorik fusioniert, wenn bei einer Bewegung des Fahrzeugs ein Übergang einer Erfassung von einem der beiden Sensoren zu einem anderen der beiden Sensoren erfolgt. Dadurch können sich in einem weniger gut mit den Daten eines Sensors versorgten Bereich zumindest zwei Sensoren gegenseitig plausibilisieren. Somit können die zweiten Daten auch in einem Übergangsbereich die erforderliche Datenqualität erreichen.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden für die Ermittlung der Steuerungsdaten eine oder mehrere Wahrscheinlichkeiten des Vorhandenseins und/oder einer bestimmten der Bewegungen und/oder einer bestimmten Position eines Objekts in der nahen Zukunft ermittelt. Hierdurch ist es möglich, nicht sichere Informationen bei der Datenfusion und somit auch bei der Steuerung zu berücksichtigen. Somit kann auch aus mehreren, an sich unsicheren Informationen eine relativ sichere Information rekonstruiert werden bzw. eine relativ sichere Prognose für die nahe Zukunft erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird eine weitere Wahrscheinlichkeit ermittelt, die sich auf die Bewegung des Fahrzeugs bezieht, woraus die Wahrscheinlichkeit einer Interaktion des Objekts mit dem Fahrzeug ermittelt wird. Bevorzugt wird dadurch eine Wahrscheinlichkeit für eine bestimmte Interaktion oder eine bestimmte Art der Interaktion (vorgegebene gewünschte Interaktion oder eine Kollision, oder eine bestimmte nicht gewünschte Interaktion) ermittelt. Im Ergebnis ist z. B. ein Eingreifen durch eine Person oder eine Sicherheitsvorrichtung nur dann erforderlich, wenn die Wahrscheinlichkeit für das Misslingen einer Aktion im Zusammenhang mit dem Fahrzeug in einem relativ kritischen Bereich ist.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird eine Prädiktion der Fahrzeugposition und/oder einer Objektposition für einen oder mehrere Zeitpunkte für die nahe Zukunft ermittelt, wobei im Schritt des Ermittelns der Steuerungsdaten ein oder mehrere Kollisionswahrscheinlichkeiten zwischen unterschiedlichen Stellen der Fahrzeugkontur und der Objektkontur ermittelt werden. Dabei können aus den dritten Daten mehrere verschiedene Kollisionswahrscheinlichkeiten ermittelt werden, die bei unterschiedlichen Bewegungsoptionen des Fahrzeugs auftreten würden. Es können optimierte Steuerungsdaten ermittelt werden, die insgesamt gesehen eine niedrige, optimierte Kollisionswahrscheinlichkeit, bevorzugt weniger als 0,0001%, 0,001%, 001% ergeben.
Es können auch mehrere Varianten der Bewegung des Fahrzeugs virtuell simuliert werden und/oder die Höhe der Risiken für mögliche Kollisionen zwischen diversen Konturpunkten des Fahrzeugs und des Objekts bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden bei der Ermittlung der Steuerungsdaten Raumdaten, welche räumliche Gegebenheiten des räumlich abgegrenzten Bereichs repräsentieren, verarbeitet. Z. B. kann ein 3D-Modell der speziellen Umgebung (ähnlich wie bei einem Videospiel) genutzt werden. Die für viele Fahrzeuge gemeinsam geltenden Gegebenheiten, z. B. physikalischen Raumgrenzen, Position der Maschinen, Sicherheitsbereiche, etc. können als bereits vorhandenes Datenmodell (z. B. ähnlich CAD = Computer Aided Design) eingesetzt werden. Dadurch wird die Nutzung einer vorher exakt vermessenen speziellen Umgebung ermöglicht. Somit ergibt sich eine viel höhere Sicherheit bei der Verarbeitung von Informationen der spezifischen Umgebung. Dadurch sinken die Voraussetzungen hinsichtlich Sensorik-Performance und Kosten.
Als Raumdaten können eine Information zu den befahrbaren und nicht befahrbaren räumlichen Bereichen des räumlich abgegrenzten Bereichs, insbesondere in Verbindung mit einer zeitlichen Information über ihre jeweilige Gültigkeit, verarbeitet werden. Die Prozessorvorrichtung des Fahrzeugs und/oder des Werks bzw. Parkhauses berechnet z. B. erlaubte oder unerlaubte Bewegungen mit Hilfe eines bereits vorhandenen räumlichen Modells der speziellen Umgebung (Parkhaus oder Werksgelände). Mögliche Routen können darin bereits enthalten sein und müssen somit nicht durch das Fahrzeug erfasst werden. Im Falle von Werkshallen oder einem Werksgelände können z. B. Gefahrenbereiche mit unterschiedlichen Gefahrenstufen im Umkreis von Robotern oder sonstiger Maschinen bereits im Datenmodell repräsentiert sein. Dadurch lässt sich das Verfahren beschleunigen und mit geringeren Ressourcen realisieren. Auch kann eine Berücksichtigung von relativ ”abstrakten” Gegebenheiten, wie z. B. von vorausdefinierten, z. B. zu bestimmten Zeiten, nicht befahrbaren Sicherheitsbereichen, erfolgen, die mit der Sensorik nicht erfasst werden können.
Als Raumdaten können auch eine Information mit Raum- und Zeitbezug zu bereits geplanten oder möglichen Bewegungen eines oder mehrerer Objekte zumindest innerhalb des möglichen Bewegungsraums des Fahrzeugs verarbeitet werden. Auch hierdurch können die Sensoriken von Fahrzeug und Umgebung sowie die die Verarbeitung durchführenden Recheneinheiten entlastet werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden die Raumdaten in Abhängigkeit vom Eintritt des Fahrzeugs in den räumlich abgegrenzten Bereich und/oder vom Befahren des räumlich abgegrenzten Bereichs und/oder von der Eingabe des räumlich abgegrenzten Bereichs als Ziel in ein Navigationssystem in den (Arbeits-)Speicher einer Recheneinheit des Fahrzeugs geladen. Diese Daten können auch nur teilweise oder in einer optimierten Reihenfolge an das Fahrzeug übertragen oder in den Fahrzeugspeicher geladen werden, abhängig z. B. davon, wo sich das Fahrzeug gerade befindet, welcher Parkplatz dem Fahrzeug zugewiesen wurde oder abhängig von der Parkplatzbelegung im Parkhaus. Dies erlaubt eine hochkomplexe Automatisierung mit minimalen Ressourcen (Datenrate, Speicherbedarf, Rechenleistung im Fahrzeug, etc.).
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens können Steuerungsdaten in Abhängigkeit von weiteren Daten, welche Bedienbefehle einer Fernsteuerungseinrichtung repräsentieren, ermittelt werden. Diese Daten können vom Fahrzeug oder von einem Rechner außerhalb des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Besonders bevorzugt werden diese berücksichtigt: bei einer Steuerung der Außen-Sensorik, und/oder bei einer Planung der Fahrzeugtrajektorie, und/oder beim Ermitteln der Steuerungsdaten, und/oder bei einer Korrektur bereits ermittelter Steuerungsdaten. Alternativ oder zusätzlich können Daten, die Bedienbefehle einer Fernsteuerungseinrichtung repräsentieren, auch anstelle der ersten und/oder zweiten Daten verarbeitet werden.
Dieses Merkmal ermöglicht einen zusätzlichen und/oder einen korrigierenden Eingriff durch eine Person, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet. Dabei kann die Person z. B. ein Dispatcher sein und nur in Problemfällen, insbesondere nur korrigierend, in den automatisierten Ablauf eingreifen. Die Person kann die Umgebung z. B. aus einer größeren Distanz ”mit den Augen des Fahrzeugs” und zugleich mit den „Augen von außerhalb des Fahrzeugs auf das Fahrzeug” sehen, indem z. B. Kamerabilder, Sensordaten, ein anderes Ergebnis der Datenfusion von Daten auf Basis der Fahrzeug-Sensorik und Außen-Sensorik (auch in 3D) visualisiert werden. Das Verfahren kann derart ausgestaltet sein, dass der Dispatcher automatisch nur die problematischen Fälle bzw. Raumbereiche sieht. Im Vergleich zu einer denkbaren nahezu vollständigen Steuerung der Bewegung mehrerer Fahrzeuge durch (mehrere) Dispatcher, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einer geringeren Anzahl an Dispatcher-Aktionen, z. B. mit nur einem Zehntel der Aktionen oder weniger, ausgeführt werden. Somit kann ein Dispatcher z. B. die Bewegung von 10–100 Fahrzeugen gleichzeitig überwachen und nur im Bedarfsfall eine Aktion durchführen, die eine Fahrzeugbewegung beeinflusst.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens können Daten, die Bedienbefehle einer Fernsteuerungseinrichtung repräsentieren als korrigierend zu den in Abhängigkeit von den ersten Daten und zweiten Daten erzeugten Steuerungsdaten berücksichtigt werden. Somit können bestimmte Aktionen des Dispatchers, z. B. im Bezug auf eine Lenkung des Fahrzeugs, mittels eines oder mehreren additiven und/oder multiplikativen und/oder logarithmisch korrigierenden Faktoren berücksichtigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren derart ausgestaltet sein, dass in Abhängigkeit von Daten, die Bedienbefehle einer Fernsteuerungseinrichtung repräsentieren, einer von zumindest zwei potentiell möglichen Bewegungsvarianten des Fahrzeugs ausgewählt wird.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden als weitere Daten odometrische Messgrößen des Fahrzeugs bei der Ermittlung der Steuerungsdaten verarbeitet, wobei diese mit Mitteln des Fahrzeugs und/oder mit Mitteln der Außen-Sensorik erfasst oder ermittelt werden. Dabei können die im Fahrzeug vorhandenen Vorrichtungen, z. B. Radsensoren, Lenkwinkelsensor etc., zumindest einen Teil der Daten bereitstellen. Die Außen-Sensorik oder ein lokales Positionierungssystem kann zumindest einen Teil der Daten liefern, die odometrische Messgrößen des Fahrzeugs repräsentieren. Besonders bevorzugt ist der Abgleich der Daten, wobei die übereinstimmenden Daten bei der Durchführung des Verfahrens dabei als Daten mit höherer Aussagewahrscheinlichkeit verarbeitet werden als Daten, die nicht oder nur geringfügig übereinstimmen.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt zumindest ein Teil der Ermittlung der Steuerungsdaten, insbesondere die Ermittlung einer Trajektorie und/oder von nicht befahrbaren Raumbereichen des räumlich abgegrenzten Bereichs, in einer Prozessoreinheit außerhalb des Fahrzeugs. In dem räumlich abgegrenzten Bereich kann die drahtlose Kommunikation mit einer vielfach höheren Datenrate erfolgen als im Feld. Daher kann die Datenfusion bzw. Datenvernetzung auch bei teilverarbeiteten Daten (typischerweise größere Datenmengen) erfolgen. Dies kann eine deutlich höhere Performance ermögliche als lediglich eine Fusion abstrahierter Daten. Durch die Nutzung eines stationären Rechners für einen Teil des Verfahrens für mehrere Fahrzeuge ergibt sich ein sogenannter Bündelungsgewinn. Dabei können die Peaks an erforderlicher Rechenleistung für verschiedene Fahrzeuge, die zumindest statistisch unterschiedliche zeitliche Verteilungen aufweisen, ohne eine zeitliche Verzögerung abgearbeitet werden. Auch bietet ein stationärer Rechner eine deutlich kostengünstigere Rechenleistung, da die Recheneinheit nicht den Anforderungen in Automobilen bzw. im automobilen Umfeld entsprechen muss. In Kombination mit der vorhandenen Fahrzeug-Sensorik, welche die Umgebung aus der aktuellen Fahrzeugperspektive erfasst, ist dies besonders vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden Lerndaten ermittelt, die eine Information umfassen, die repräsentativ dafür ist, welche Merkmale zumindest einer Objektkonstellation zu einer richtigen Repräsentation dieser Objektkonstellation geführt haben und/oder welche Merkmale der Objektkonstellation zu einer fehlerhaften Repräsentation dieser Objektkonstellation geführt haben. Diese Lerndaten können bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens berücksichtigt werden. Z. B. wird die zumindest teilweise Bewegung eines weiteren Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Lerndaten verändert.
Dabei können einem oder mehreren Merkmalen einer Objektkonstellation aus den ersten Daten und/oder aus den zweiten Daten und/oder aus den dritten Daten eine Information zugeordnet werden, die repräsentativ ist dafür, inwieweit diese bei einem ersten Ablauf des Verfahrens zu einem korrekten bzw. präzisen Ergebnis (Repräsentieren einer Objektkonstellation oder ein weiterer Schritt des Verfahrens) geführt haben.
Bei einem zweiten Ablauf des Verfahrens können die Lerndaten, die eine solche Zuordnung umfassen, derart ausgewertet werden, dass Merkmale im ersten Ablauf des Verfahrens, die zu einem korrekten bzw. präzisen Ergebnis geführt haben gezielt in den ersten Daten und/oder in den zweiten Daten und/oder in den dritten Daten ermittelt werden und/oder diesen Merkmalen kann eine höhere Aussagewahrscheinlichkeit zugeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich können im zweiten Ablauf des Verfahrens Merkmale, die zu einer fehlerhaften oder unpräzisen Repräsentation einer Objektkonstellation geführt haben, gezielt verworfen werden und/oder diesen Merkmalen kann eine geringere Aussagewahrscheinlichkeit zugeordnet werden.
Besonders bevorzugt kann in Abhängigkeit von den Lerndaten: die Außen-Sensorik gesteuert werden, z. B. die Position oder Betriebsart von zumindest einem Sensor variiert werden; die Ermittlung der dritten Daten kann variiert werden; die Ermittlung von Objektkonstellationen, insbesondere aktuell relevanter Objektkonstellationen kann verändert werden. Die Lerndaten können, z. B. in einer Datenbank z. B. innerhalb eines Rechners außerhalb des Fahrzeugs angelegt werden und bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens aus der Datenbank ausgelesen werden.
Somit kann das Verfahren unter Berücksichtigung der Lerndaten sich selbst verbessern, z. B. können Fahrzeuge immer schneller rangieren oder immer mehr Fahrzeuge können gleichzeitig rangiert werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt eine Planung einer Fahrzeugtrajektorie in Abhängigkeit von den zweiten Daten oder von den dritten Daten, wobei mehrere Kollisionswahrscheinlichkeiten zwischen unterschiedlichen Stellen der Fahrzeugkontur und Objektkontur berücksichtigt werden. Bei der Ermittlung einer solchen Fahrzeugtrajektorie können ein oder mehrere mögliche Zielpositionen des Fahrzeugs und/oder die Lerndaten berücksichtigt werden. In einem weiteren Schritt des Verfahrens kann das Fahrzeug mittels Steuerungsdaten derart gesteuert werden, dass es sich im Wesentlichen entsprechend der geplanten Trajektorie bewegt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung stellt die Außen-Sensorik die zweiten Daten für zumindest zwei unterschiedliche Fahrzeuge, insbesondere gleichzeitig oder innerhalb eines Zeitintervalls von weniger als 1, 2, 5 Sekunden bereit.
Das Verfahren wird besonders bevorzugt für eine zumindest automatische Bewegung von mehreren Fahrzeugen auf einer zweidimensional ausgedehnten Fläche ausgestaltet, wobei die Bewegung von Fahrzeugen einen hohen Anteil an Querdynamik, insbesondere an Rangier-, Einpark- oder Verlademanövern umfasst. Solche Bewegungen von Fahrzeugen können nicht mit denselben Mitteln realisiert werden, die nach dem Stand der Technik zu einer automatisierten Spurführung bekannt oder denkbar sind.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung handelt es sich bei dem räumlich begrenzen Bereich um eine zweidimensional ausgedehnte Fläche und bei der Ansteuerung der Aktoren eines oder mehrerer Fahrzeuge um ein Einparkmanöver, ein Ausparkmanöver, ein Rangiermanöver oder ein Verlademanöver zum Verladen eines Fahrzeugs mittels einer Rampe. Bei einem derart gestalteten Verfahren ergibt sich zusätzlich der Vorteil, dass auch sehr komplexe, insbesondere gleichzeitige, Bewegungsabläufe mehrerer Fahrzeuge in zwei Dimensionen beherrscht werden können, die ein Verfahren, das z. B. zu einem hochautomatisierten Befahren einer Straße dient, nicht notwendigerweise können muss. Bei einem derart gestalteten Verfahren bzw. einer solchen Vorrichtung kann ein lokales Ortungssystem ebenfalls sehr effizient, insbesondere mit einer minimalen Anzahl von Sendern ausgelegt und betrieben werden.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden die Steuerdaten derart ermittelt, dass eine Interaktion mit einem Objekt mit vorgegebenen quantitativen Kriterien durchgeführt wird; und/oder eine gesamte Positionierungszeit, insbesondere eine Einpark- oder Ausparkzeit mehrerer Fahrzeuge optimiert wird; und/oder eine gesamte Anzahl der erforderlichen Manöver für mehrere Fahrzeuge minimiert wird; und/oder ein gesamter Energieverbrauch und/oder CO2-Emission innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs verringert wird. Dabei können mehrere Fahrzeuge „choreografiert” ein- und ausparken oder rangieren.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung werden auch qualitative oder quantitative Kriterien für eine gewünschte Interaktion zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt eingehalten, insbesondere optimiert. Z. B. kann eine wirkende Kraft genau dosiert werden oder die Abweichungen von einer vorgegebenen gegenseitigen Positionierung zwischen Fahrzeug und Objekt minimiert werden.
Die Erfindung schafft ferner ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Rechners geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Rechner läuft.
Schließlich wird eine Vorrichtung zur Ausführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines räumlich begrenzten Bereichs, insbesondere innerhalb eines abgegrenzten Park-, Rangier- oder Werksgeländes, vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Empfangseinheit zum Empfang von ersten Daten, welche ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren, wobei die ersten Daten von einer Fahrzeug-Sensorik des Fahrzeugs bereitgestellt sind, die einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs erfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Außen-Sensorik zur Erfassung eines Teils der Umgebung innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs, wobei der von der Außen-Sensorik erfasste Teil der Umgebung einen Teil des Fahrzeugs umfasst, und wobei die Außen-Sensorik dazu ausgebildet ist, zweite Daten bereitzustellen, die das Fahrzeug und/oder ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren. Die Vorrichtung umfasst schließlich eine Recheneinheit zur Ermittlung von dritten Daten und/oder zum Ermitteln der Steuerungsdaten zur Steuerung zumindest einer Fahrfunktion des Fahrzeugs in Abhängigkeit der ersten und zweiten Daten, wobei die dritten Daten bzw. die Steuerungsdaten an das Fahrzeug übertragbar sind zur Ansteuerung zumindest eines Aktors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den übermittelten Daten, wobei diese zu einer Steuerung eine teilweise automatisierte Fahrzeugbewegung oder zu einer Veränderung einer solchen Bewegung von einem Fahrzeug empfangbar sind.
Die Vorrichtung weist die gleichen Vorteile auf, wie diese vorstehend in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.
Ferner kann die Vorrichtung weitere Mittel zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens umfassen.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels und der 1 erläutert.
1 zeigt eine Variante eines Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie ein Beispiel der Abhängigkeiten zwischen den Verfahrensschritten bzw. von den in den Verfahrensschritten ermittelten Daten.
Das Verfahren wird in diesem Beispiel in einem speziell ausgestatteten Parkhaus oder in einem räumlich begrenzten Bereich einer öffentlichen Straße ausgeführt. Diese sind mit Mitteln zur Ausführung des Verfahrens ausgestattet.
Wenn in der vorliegenden Figur Linien mit einer durchbrochenen Linie dargestellt sind, so sind die entsprechenden Verfahrensschritte bzw. Übergänge in diesem Beispiel als lediglich optional zu betrachten.
In einem Schritt 2 erfolgt die Erfassung einer ersten Objektkonstellation mit Hilfe einer bzw. durch eine perzeptive Fahrzeug-Sensorik aus der Fahrzeugperspektive. Die aus der Erfassung der Fahrzeug-Sensorik resultierenden Daten werden als erste Daten bereitgestellt. Durch die Fahrzeug-Sensorik können Objekte, die sich in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs befinden, sehr gut erfasst werden.
Vorzugsweise zeitgleich erfolgt in Schritt 1a und 1b eine Erfassung einer zweiten Objektkonstellation mit Hilfe einer bzw. durch eine Außen-Sensorik mit zwei verschiedenen perzeptiven Sensoren. Ein erster der perzeptiven Sensoren erfasst in Schritt 1a die zweite Objektkonstellation aus einer ersten Außen-Perspektive und ein zweiter der perzeptiven Sensoren erfasst in Schritt 1b die zweite Objektkonstellation aus einer zweiten Außen-Perspektive. Dabei können – in Abhängigkeit der verwendeten Sensoren – Objekte erfasst werden, die von weiteren Objekten verdeckt sind. Auch können Objekte erfasst sein, die sich im Ultranahbereich des Fahrzeugs befinden. Z. B. können als weitere Objekte auch Bodenmarkierungen erfasst werden. Die aus der Erfassung der Außen-Sensorik resultierenden Daten werden als zweite Daten bereitgestellt.
Dabei handelt es sich bei zumindest zwei Objekten der ersten Objektkonstellation und zwei Objekten der zweiten Objektkonstellation um dieselben zwei Objekte.
Die Erfassung der ersten und der zweiten Objektkonstellation mit der Fahrzeug-Sensorik bzw. mit der Außen-Sensorik erfolgt zeitlich synchronisiert. Die Synchronisation kann z. B. mit Hilfe eines Synchronisationssignals sichergestellt werden, das drahtlos von einem Teil der Vorrichtung an das Fahrzeug bzw. dessen Sensorik und die Außen-Sensorik versandt wird. Dadurch können die erfassten ersten Daten der Fahrzeug-Sensorik und die erfassten zweiten Daten der Außen-Sensorik eine Objektkonstellation repräsentieren. Die ersten und die zweiten Daten können dabei, z. B. richtig zueinander oder zu bestimmten Zeitpunkten zugeordnet werden. Dabei ist auch eine Objektkonstellation erfassbar, die das Fahrzeug selbst und bestimmte Bodenmarkierungen umfasst. Z. B. ist ein Abstand von der Fahrzeugkontur zu einer Bodenmarkierung sehr gut erfassbar.
Ferner erfolgt optional in Schritt 3 eine Erfassung und Bereitstellung von Koordinaten eines Fahrzeugteils, bevorzugt des hinteren Achsmittelpunkts des Fahrzeugs und der Ausrichtung des Fahrzeugs als ein Winkelwert durch ein lokales Ortungssystem. Die Erfassung und Bereitstellung von Koordinaten eines Fahrzeugteils (allgemein: Positionserfassung) erfolgt vorzugsweise zeitlich synchron mit der Erfassung der ersten und zweiten Daten durch die Fahrzeug-Sensorik und die Außen-Sensorik. Das lokale Ortungssystem ist zu einer Positionsbestimmung des Fahrzeugs im räumlich begrenzten Bereich eingerichtet. Dieses liefert die Koordinaten in einem für den begrenzten räumlichen Bereich geltenden internen Koordinatensystem. Dies ermöglicht eine effiziente Datenverarbeitung. Das interne Ortungssystem ist derart aufgebaut, dass es eine höhere Genauigkeit oder Verlässlichkeit der Positionsbestimmung in den Raumteilen ermöglicht, bei welchen die Fahrzeug-Sensorik oder die Außen-Sensorik keine hinreichende Datenqualität liefern. Das Ermitteln von Steuerungsdaten für ein oder mehrere Fahrzeuge kann in Abhängigkeit der bereitgestellten Koordinaten erfolgen.
In den Schritten 4 und 5 erfolgt das Bereitstellen der ersten Daten und der zweiten Daten. Die ersten und/oder die zweiten Daten umfassen vorzugsweise auch eine Information über die Perspektive, aus welcher die Daten erfasst wurden. Optional umfassen die ersten und/oder zweiten Daten auch die Information über die Raumbereiche, welche in den ersten oder in den zweiten Daten repräsentiert wurden.
Zum Ermitteln von dritten Daten in Schritt 6 wird eine Übereinstimmung zwischen zumindest zwei Objekten aus den ersten Daten und den zweiten Daten ermittelt. In dem Schritt des Ermittelns der dritten Daten erfolgt auch eine Zuordnung der Informationen aus den ersten Daten und aus den zweiten Daten zu konkreten Objekten.
Optional wird in Schritt 6 noch ein weiterer Schritt des Verfahrens durchgeführt, bei dem eine Umrechnung der zumindest einer Perspektive zu einer weiteren Perspektive erfolgt. Z. B. kann eine Umrechnung der ersten Objektperspektive und/oder der zweiten Objektperspektive in eine weitere Objektperspektive erfolgen. Eine Perspektive kann „normiert” werden, d. h. auf eine Standard-Perspektive umgerechnet werden. Dabei können z. B. Perspektiven auf ein Objekt bzw. Fahrzeug von schräg von oben in eine senkrechte Perspektive umgerechnet werden. Dieser Schritt kann die Ermittlung der dritten Daten, insbesondere die Durchführung einer Datenfusion, verbessern, weil somit eine vordefinierte Perspektive (z. B. aus einer begrenzten Anzahl vordefinierten Perspektiven) angenommen werden kann.
Optional werden die Daten des lokalen Ortungssystems und die ersten Daten und/oder die zweiten Daten und/oder die dritten Daten in Abhängigkeit von ihrem Bezug zu konkreten Objekten einer Objektkonstellation zugeordnet. Dieser Vorgang kann in mehreren Schritten erfolgen, bei dem zu jedem Objekt zumindest zwei oder drei Merkmale in den ersten Daten und/oder zweiten Daten und/oder dritten Daten gefunden werden. In einem vereinfachten Fall werden die Teile der ersten Daten und/oder zweiter Daten und/oder dritter Daten, je nach Zugehörigkeit zu Objekten, sortiert. Dieser Schritt des Verfahrens kann die Aussagewahrscheinlichkeit ermittelter Daten drastisch erhöhen.
Anhand der dritten Daten wird in Schritt 7 zumindest eine Objektkonstellation ermittelt. Bevorzugt wird eine Objektkonstellation ermittelt, die für eine aktuelle oder künftige Bewegung des Fahrzeugs relevant ist. Relevant sind Objekte oder Objektkonstellation, mit welchen das Fahrzeug mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit interagieren wird. Eine Interaktion kann dabei auch eine gewünschte Wechselwirkung sein. Bei der Wechselwirkung kann es sich auch um eine physikalische Wechselwirkung handeln, z. B. ein automatisiertes Verladen von Fahrzeugen. Die mögliche Interaktion zwischen dem Fahrzeug und einem der ermittelten Objekte wird in Schritt 8 durch die Ermittlung von Wahrscheinlichkeitswerten bestimmt.
Ferner erfolgt das Ermitteln von Steuerungsdaten zur Steuerung zumindest einer Fahrfunktion des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den dritten Daten, die wiederum mittelbar von den ersten Daten und von den zweiten Daten abhängig sind bzw. auch diesen ermittelt werden. Hierzu wird zunächst in Schritt 9 eine Fahrzeugtrajektorie geplant bzw. bestimmt. Die Steuerdaten für ein oder mehrere Fahrzeuge werden in Schritt 10 unter Verarbeitung der Fahrzeugtrajektorie derart ermittelt, dass ein Kollisionsrisiko mit einem oder mehreren Objekten minimiert wird und eine oder mehrere vorausbestimmte, gewünschte Interaktionen mit Objekten bestimmter Art oder mit bestimmten Objekten erreicht werden.
Anschließend erfolgt in Schritt 11 die Ansteuerung mehrerer Aktoren des Fahrzeugs in Anhängigkeit von den Steuerdaten.
Im Rahmen der Ermittlung der Steuerdaten und/oder bei der Ansteuerung zumindest eines Aktors des Fahrzeugs können die Daten des lokalen Ortungssystems berücksichtigt werden. Dadurch kann die Präzision und Sicherheit der teilweise automatisierten Bewegungen erhöht werden.
Die Durchführung einer gewünschten Interaktion mit einem Objekt (Schritt 12) erfolgt in mehreren Schritten. Dabei wird eine Interaktion mit einem Objekt durch die Außen-Sensorik und/oder von der Fahrzeug-Sensorik erfasst. Insbesondere wird der Fortschritt der Interaktion als Objektkonstellation zu mehreren Zeitpunkten erfasst (Schritt 13). Somit kann auch eine schrittweise Veränderung der entsprechenden Objektkonstellation bei der Interaktion erfasst werden.
In Abhängigkeit von den ermittelten ersten Daten und den zweiten Daten wird die Objektkonstellation, umfassend das Objekt, mit dem eine vorausbestimmte Aktion durchzuführen ist, insbesondere als Abfolge von Veränderungen, repräsentiert. Die Steuerungsdaten werden daraufhin derart ermittelt oder korrigiert, dass eine verbesserte Interaktion mit dem Objekt bei der darauffolgenden Fahrzeugbewegung erreicht wird. Zugleich werden die Steuerungsdaten derart ermittelt, dass eine unerwünschte Interaktion mit einem Objekt, insbesondere eine vorausbestimmte Interaktion mit einem Objekt, z. B. eine Kollision, die zu einer Beschädigung des Fahrzeugs und/oder eines der Objekteführen, sowie gegenseitige Blockierungen, bei dem zumindest ein Objekt und/oder Fahrzeug in seiner weiteren Bewegung zumindest temporär gehindert wird, vermieden werden.
Zumindest eine Außen-Sensorik wird in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von den Steuerungsdaten gesteuert. Dabei kann z. B. eine Schwenkkamera ihre Position oder Ausrichtung in Abhängigkeit von den Steuerungsdaten verändern. Dies beeinflusst dann die Erfassung der Daten in den Schritten 1a und 1b sowie die daraus resultierenden zweiten Daten, die in Schritt 4 bereitgestellt werden.
Die Steuerung der Sensorik in Abhängigkeit von den Steuerungsdaten ist vorteilhaft, weil die Sensorik bereits zur Erfassung einer künftigen Position des Fahrzeugs gesteuert wird. Dadurch wird die Bewegung des Fahrzeugs und der Außen-Sensorik derart synchronisiert, dass die Außen-Sensorik bereits auf die nächste Erfassungsposition ausgerichtet werden kann, während das Fahrzeug zu dieser Position fährt. Somit kann das Verfahren wesentlich beschleunigt werden.
In Schritt 14 werden weiter Lerndaten ermittelt, indem zu den Merkmalen einer Objektkonstellation, die in den bereits gewonnenen Daten repräsentiert waren bzw. aus diesen in Schritt 13 ermittelt wurden, eine Information darüber zugeordnet wird, inwieweit diese Repräsentation der Objektkonstellation korrekt ist oder sich durch ein Ergebnis eines weiteren Schritts des Verfahrens als richtig oder präzise bzw. als unrichtig oder unpräzise herausgestellt haben. Die ermittelten Lerndaten werden in Schritt 15 in einer Datenbank abgelegt. Die Datenbank kann sich außerhalb des Fahrzeugs, z. B. innerhalb eines stationären Rechners, befinden.
Bei einem weiteren Ablauf des Verfahrens werden die Lerndaten in Schritt 16 aus der Datenbank ausgelesen. In Abhängigkeit von diesen Daten werden die Außen-Sensorik gesteuert, und/oder die Fahrzeug-Sensorik gesteuert, und/oder – die Ermittlung der dritten Daten beeinflusst, und/oder – die Repräsentation einer Objektkonstellation innerhalb der dritten Daten beeinflusst, und/oder – die Ermittlung einer Fahrzeugtrajektorie beeinflusst, und/oder – die Ermittlung von Steuerungsdaten für zumindest ein Fahrzeug beeinflusst, und/oder – eine vorausbestimmte Interaktion mit einem Objekt beeinflusst. Die Steuerung bzw. die Beeinflussung optimiert einen Ablauf des Verfahrens anhand von vordefinierten Kriterien.
Die vordefinierten Kriterien, nach welchen das Verfahren optimiert wird, sind in diesem Beispieleine Minimierung kumulierter Risiken, insbesondere Kollisionsrisiken für mehrere Fahrzeuge innerhalb des begrenzten räumlichen Bereichs; eine Verkürzung der kumulierter Rangierzeit für mehrere Fahrzeuge; oder eine Verringerung des kumulierten Energieverbrauchs und dergleichen.
Bei sich wiedersprechenden Kriterien ist ein globales Optimum zur bestmöglichen Erfüllung ausgewählter Kriterien und Mindesterfüllung von zumindest einem Kriterium maßgeblich.

Claims

Verfahren zur Ausführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines räumlich begrenzten Bereichs, insbesondere innerhalb eines abgegrenzten Park-, Rangier- oder Werksgeländes, wobei das Fahrzeug eine Fahrzeug-Sensorik mit zumindest einem Sensor zur Erfassung eines Teils der Umgebung des räumlich begrenzten Bereichs umfasst, und wobei der räumlich begrenzte Bereich eine Außen-Sensorik mit zumindest einem Sensor zur Erfassung eines Teils der Umgebung des räumlich begrenzten Bereichs umfasst, bei dem – die Fahrzeug-Sensorik einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs erfasst und erste Daten bereitstellt, welche ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren; – die Außen-Sensorik einen Teil der Umgebung innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs erfasst, wobei der von der Außen-Sensorik erfasste Teil der Umgebung einen Teil des Fahrzeugs umfasst, und wobei die Außen-Sensorik zweite Daten bereitstellt, die das Fahrzeug und/oder ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren; – Steuerungsdaten zur Steuerung zumindest einer Fahrfunktion des Fahrzeugs in Abhängigkeit der ersten und zweiten Daten ermittelt werden; und – eine Ansteuerung zumindest eines Aktors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den ermittelten Steuerungsdaten, die zu einer Fahrzeugbewegung oder zu einer Veränderung einer Fahrzeugbewegung führen, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ansteuerung eines der Aktoren zur Erreichung einer vorausbestimmten Interaktion mit einem der Objekte durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die ersten Daten zumindest eine Objektkonstellation aus jeweils zumindest zwei Objekten umfassen und die zweiten Daten eine Objektkonstellation aus dem Fahrzeug und zumindest einem Objekt repräsentieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuerungsdaten in Abhängigkeit von den ersten Daten und den zweiten Daten ermittelt werden, wobei dritte Daten aus einem Abgleich der ersten Daten und der zweiten Daten ermittelt und bereitgestellt werden, die sich auf dasselbe Objekt oder dieselbe Objektkonstellation beziehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs durch die Fahrzeug-Sensorik und durch die Außen-Sensorik in einer zeitlichen Abhängigkeit, insbesondere synchronisiert, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der räumliche Bereich, in dem Objekte in den ersten Daten repräsentiert werden können, und der räumliche Bereich, in dem die Objekte in den zweiten Daten repräsentiert werden, abhängig voneinander gesteuert werden können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Abgleich der ersten Daten und der zweiten Daten die jeweilige Erfassungsperspektive eines Objekts durch die Außen-Sensorik und/oder durch die Fahrzeug-Sensorik berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Außen-Sensorik oberhalb und/oder unterhalb eines Raumteils des Bereichs, in welchem das Fahrzeug bewegt wird, angeordnet ist, so dass das Fahrzeug aus einer Draufsicht und/oder Untersicht von gerade oder schräg oben oder unten sensorisch erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Häufigkeit und/oder die Art der Erfassung der zweiten Daten durch die Außen-Sensorik in Abhängigkeit von einer Information oder Hypothese zu der Position und/oder Ausrichtung des Fahrzeugs angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Sensor der Außen-Sensorik zumindest teilautomatisch in Abhängigkeit von der Fahrzeugbewegung und insbesondere korrespondierend zu der Fahrzeugbewegung, bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweiten Daten jeweilige Teildaten der Sensoren der Außen-Sensorik umfassen, wobei eine Gewichtung der Teildaten eines jeweils zugeordneten Sensors je nach Position des Fahrzeugs relativ zu diesen Sensoren durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Teildaten zweier Sensoren der Außen-Sensorik fusioniert werden, wenn bei einer Bewegung des Fahrzeugs ein Übergang einer Erfassung von einem der beiden Sensoren zu einem anderen der beiden Sensoren erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Lerndaten ermittelt werden, die eine Information umfassen, die repräsentativ dafür ist, welche Merkmale zumindest einer Objektkonstellation zu einer korrekten Repräsentation dieser Objektkonstellation geführt haben und/oder welche Merkmale der Objektkonstellation zu einer fehlerhaften Repräsentation dieser Objektkonstellation geführt haben, wobei die Lerndaten bei einer weiteren Ausführung des Verfahrens berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem für die Ermittlung der Steuerungsdaten eine Wahrscheinlichkeit oder mehrere Wahrscheinlichkeiten des Vorhandenseins und/oder einer bestimmten der Bewegungen und/oder einer bestimmten Position eines Objekts in der nahen Zukunft ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem eine weitere Wahrscheinlichkeit ermittelt wird, die sich auf die Bewegung des Fahrzeugs bezieht, woraus die Wahrscheinlichkeit einer Interaktion des Objekts mit dem Fahrzeug ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Prädiktion der Fahrzeugposition und/oder einer Objektposition für einen oder mehrere Zeitpunkte für die nahe Zukunft ermittelt wird, wobei im Schritt des Ermittelns der Steuerungsdaten ein oder mehrere Kollisionswahrscheinlichkeiten zwischen unterschiedlichen Stellen der Fahrzeugkontur und der Objektkontur ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei der Ermittlung der Steuerungsdaten Raumdaten, welche räumliche Gegebenheiten des räumlich abgegrenzten Bereichs repräsentieren, verarbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem als Raumdaten eine Information zu den befahrbaren und nicht befahrbaren räumlichen Bereichen des räumlich abgegrenzten Bereichs, insbesondere in Verbindung mit einer zeitlichen Information darüber, verarbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, bei dem als Raumdaten eine Information mit Raum- und Zeitbezug zu bereits geplanten oder möglichen Bewegungen eines oder mehrerer Objekte zumindest innerhalb des möglichen Bewegungsraums des Fahrzeugs verarbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die Raumdaten in Abhängigkeit vom Eintritt des Fahrzeugs in den räumlich begrenzten Bereich und/oder vom Befahren des räumlich abgegrenzten Bereichs und/oder von der Eingabe des räumlich begrenzten Bereichs als Ziel in ein Navigationssystem in den (Arbeits-)Speicher einer Recheneinheit des Fahrzeugs geladen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Steuerungsdaten in Abhängigkeit von weiteren Daten, welche Bedienbefehle einer Fernsteuerungseinrichtung repräsentieren, ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als weitere Daten odometrische Messgrößen des Fahrzeugs, bei der Ermittlung der Steuerungsdaten verarbeitet werden, wobei diese mit Mitteln des Fahrzeugs und/oder mit Mitteln der Außen-Sensorik erfasst oder ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Teil der Ermittlung der Steuerungsdaten, insbesondere die Ermittlung einer Trajektorie und/oder von nicht befahrbaren Raumbereichen des räumlich abgegrenzten Bereichs in einer Prozessoreinheit außerhalb des Fahrzeugs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mittels Abgleich der mit den Fahrzeug-Sensoriken mehrerer Fahrzeuge ermittelten ersten Daten eine zumindest teilweise automatisch ablaufende Veränderung der automatischen Bewegung des Fahrzeugs zum Lernen verarbeitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Planung einer Fahrzeugtrajektorie in Abhängigkeit von den zweiten Daten oder von den dritten Daten erfolgt, wobei mehrere Kollisionswahrscheinlichkeiten zwischen unterschiedlichen Stellen der Fahrzeugkontur und Objektkontur berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Außen-Sensorik die zweiten Daten für zumindest zwei unterschiedliche Fahrzeuge, insbesondere gleichzeitig oder innerhalb eines Zeitintervalls von weniger als 1, 2, 5 Sekunden bereitstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei dem räumlich begrenzen Bereich um eine zweidimensional ausgedehnte Fläche handelt und bei der Ansteuerung der Aktoren eines oder mehrerer Fahrzeuge um ein Einparkmanöver, ein Ausparkmanöver, ein Rangiermanöver oder ein Verlademanöver zum Verladen eines Fahrzeugs mittels einer Rampe
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Steuerungsdaten derart ermittelt werden, dass – eine Interaktion mit einem Objekt mit vorgegebenen quantitativen Kriterien durchgeführt wird, und/oder – eine gesamte Positionierungszeit, insbesondere eine Einpark- oder Ausparkzeit mehrerer Fahrzeuge optimiert wird, und/oder – eine gesamte Anzahl der erforderlichen Manöver für mehrere Fahrzeuge minimiert wird, und/oder – ein gesamter Energieverbrauch und/oder CO₂-Emission innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs verringert wird.
Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Rechners geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Rechner läuft.
Vorrichtung zur Ausführung einer zumindest teilweise automatisierten Bewegung eines Fahrzeugs innerhalb eines räumlich begrenzten Bereichs, insbesondere innerhalb eines abgegrenzten Park-, Rangier- oder Werksgeländes, umfassend: – eine Empfangseinheit zum Empfang von ersten Daten, welche ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren, wobei die ersten Daten von einer Fahrzeug-Sensorik des Fahrzeugs bereitgestellt sind, die einen Teil der Umgebung des Fahrzeugs innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs erfasst; – eine Außen-Sensorik zur Erfassung eines Teils der Umgebung innerhalb des räumlich begrenzten Bereichs, wobei der von der Außen-Sensorik erfasste Teil der Umgebung einen Teil des Fahrzeugs umfasst, und wobei die Außen-Sensorik dazu ausgebildet ist, zweite Daten bereitzustellen, die das Fahrzeug und/oder ein oder mehrere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentieren; – eine Recheneinheit zur Ermittlung von dritten Daten, die aus einem Abgleich der ersten Daten und der zweiten Daten ermittelbar sind und sich auf dasselbe Objekt oder dieselbe Objektkonstellation beziehen, und/oder zur Ermittlung von Steuerungsdaten zur Steuerung zumindest einer Fahrfunktion des Fahrzeugs in Abhängigkeit der ersten und zweiten Daten, wobei die dritten Daten und/oder die Steuerungsdaten an das Fahrzeug übertragbar sind zur Ansteuerung zumindest eines Aktors des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den übermittelten Daten, wobei diese zu einer Steuerung einer teilweise automatisierten Fahrzeugbewegung oder zu einer Veränderung einer Fahrzeugbewegung verarbeitbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 30, welche weitere Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 29 umfasst.