DE102014223031A1

DE102014223031A1 - Verfahren und System zum Beladen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102014223031A1
Application number: DE102014223031.4A
Authority: DE
Inventors: Claudia Langner; Daniel Liebau; Nico Daun; Atanas Gegov
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2034-11-13
Also published as: US20160304299A1; WO2015090739A1; US10287116B2; CN105830101A; DE102014223031B4

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Beladen eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer optimierten Beladestrategie vorgeschlagen, wobei die optimierte Ladestrategie rechnergestützt ermittelt wird. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: – Erfassen von Kennzeichnungen einer Vielzahl von zu transportierenden Objekten mittels eines Aufnahmegeräts, beispielsweise einer Kamera und/oder einem Scanner, und/oder mittels eines Auslesegeräts, beispielsweise einem RFID-Empfänger, – Verwendung der erfassten Kennzeichnung, um Abmessungen, insbesondere eine Höhe, eine Breite und eine Tiefe, jedes der Objekte zu ermitteln (S1); – Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs (S2) in Abhängigkeit von den ermittelten Abmessungen der Objekte und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp, und – Visualisieren der Beladestrategie (S3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein entsprechendes System zum optimierten Beladen eines Kraftfahrzeugs. Üblicherweise wird das Beladen eines Fahrzeugs selbstständig von einem Benutzer des Fahrzeugs geplant und durchgeführt. Insbesondere beim Verladen von mehreren Objekten wie Gepäckstücken o.dgl. ergeben sich hierbei häufig Schwierigkeiten, weil der Platz nicht ausreicht oder zunächst verschiedene Verladevarianten ausprobiert werden müssen, um sämtliche Objekte im Fahrzeug (z.B. PKW) verstauen zu können. Probleme der angesprochenen Art ergeben sich insbesondere beim Beladen des Fahrzeugs mit größeren Objekten, wie Möbelteilen, Elektrogeräten oder dergleichen, die häufig unerwartet nicht oder nur nach längerem Ausprobieren in ein Fahrzeug passen. Hierbei kann es im Übrigen zu Schäden an der Fahrzeugoberfläche kommen. Weiterhin wird häufig das Beladungspotential eines Fahrzeugs nicht optimal genutzt und ggf. das Fahrzeug einseitig oder unsachgemäß beladen. Dabei sind für jedes Fahrzeug spezifische Beladeregeln zu beachten, die ein unsachgemäßes Beladen verhindern sollen. Derartige Leitfäden zum sachgemäßen Beladen sind zwar üblicherweise in jedem Kraftfahrzeug vorhanden, sie werden von einem Benutzer jedoch häufig nicht konsultiert. Insbesondere bei einer Überladung besteht nicht nur die Gefahr einer Beschädigung des Fahrzeugs, sondern auch eine Unfallgefahr, die es zu vermeiden gilt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein System zu schaffen, welches ein einfaches und sicheres Beladen eines Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer ermöglicht.
Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Errechnen einer Beladestrategie für ein Kraftfahrzeug gelöst, umfassend die folgenden Schritte:

– Erfassen von Kennzeichnungen einer Vielzahl von zu transportierenden Objekten mittels eines Aufnahmegeräts, beispielsweise einer Kamera und/oder einem Scanner, und/oder mittels eines Auslesegeräts, beispielsweise einem RFID-Empfänger,
– Verwendung der erfassten Kennzeichnung, um Abmessungen, insbesondere eine Höhe, eine Breite und eine Tiefe, jedes der Objekte zu ermitteln (S1);
– Bestimmen der Beladestrategie des Kraftfahrzeugs (S2) in Abhängigkeit von den ermittelten Abmessungen der Objekte und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp, und
– Visualisieren der Beladestrategie (S3).

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt somit darin, dass ein Benutzer das Beladen eines Kraftfahrzeugs anhand einer optimierten Beladestrategie vornehmen kann, die in Abhängigkeit von der dreidimensionalen Form der zu transportierenden Objekte/Gegenstände und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp bestimmt wird. Die Visualisierung der optimierten Beladestrategie ermöglicht es dem Benutzer, die vorgeschlagene Beladestrategie ohne weiteres umzusetzen. Da die Bestimmung der optimalen Beladestrategie rechnergestützt erfolgt, können alle zu beachtenden Umstände, wie die empfohlene Vorgehensweise bei der Beladung durch den Hersteller, der vorhandene Platz im Kraftfahrzeug zur Unterbringung der zu verladenden Objekte etc. berücksichtigt werden. Der Benutzer kann daher sicher sein, dass er sämtliche fahrzeugspezifischen Vorschriften und Empfehlungen beim Befolgen der vorgeschlagenen optimierten Beladestrategie einhält.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst vorzugsweise den Schritt, dass das Kraftfahrzeug gemäß der optimierten Beladestrategie durch den Benutzer beladen wird. Die dreidimensionalen Abmessungen des mindestens einen zu transportierenden Objekts werden vorzugsweise durch einen ein Video und/oder Einzelbilder einer Kamera, insbesondere einer Smartphone-Kamera, verarbeitenden Algorithmus erfasst. Hierbei wird insbesondere das zu verladende Objekt bzw. die zu verladenden Objekte, beispielsweise Gepäck, außerhalb des Autos platziert und ein Video gedreht, wobei langsam die Perspektive, aus der das Objekt gefilmt wird, wechselt. Beispielsweise kann ein Benutzer während des Videodrehens um das Objekt herumgehen. Alternativ ist es möglich, zur Erfassung der dreidimensionalen Form des zu verladenden Objekts mehrere Einzelbilder aus unterschiedlichen Perspektiven, insbesondere drei Einzelbilder aufzunehmen. Die Videoaufnahmen oder die Einzelbilder können durch eine Kamera, vorzugsweise durch eine Smartphone-Kamera, aufgenommen werden. Verfahren zum rechnergestützten Erstellen eines 3D-Modells eines auf diese Weise erfassten Objekts sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt und sollen hier nicht weiter erläutert werden. Entscheidend ist, dass die Abmessungen des zu transportierenden Objekts bzw. der zu transportierenden Objekte erfasst werden können. Um das Fahrzeug bzw. Fahrzeugteile auf dem Video oder auf den Einzelbildern als Referenzwerte zu verwenden, werden die zu verladenden Objekte vorzugsweise vor dem Fahrzeug platziert. Die Größe der Referenzobjekte ist dem Rechenprogramm bekannt, so dass die Größe der zu verladenden Objekte relativ zu den Referenzobjekten bestimmt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es denkbar, dass das Erfassen von Kennzeichnungen einer Vielzahl von zu transportierenden Objekten mittels eines Auslesegeräts, beispielsweise mittels eines RFID-Empfängers, erfolgt. Der RFID-Empfänger ist vorzugsweise im oder am Fahrzeug ausgebildet, sodass sich der Benutzer mit dem zu transportierenden bzw. zu verladenden Objekt, das mit einem RFID-Chip bzw. einem RFID-Tag versehen ist, dem Fahrzeug nähern muss. Auf dem RFID-Chip sind beispielsweise die Abmessungen des zu verladenden Objekts gespeichert. Außerdem ist es denkbar, dass Informationen hinsichtlich eines Haltbarkeitdatums und/oder einer Lagerbedingungsvorschrift und/oder einer Temperaturbedingungsvorschrift auf dem RFID-Chip gespeichert sind.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, statt einer portablen (Smartphone-)Kamera eine Kamera zu verwenden, die in das Fahrzeug, beispielsweise in die Heckklappe oder in die Stoßstange eines Fahrzeugs integriert ist. Eine derartige Kamera könnte gleichzeitig als Rückfahrkamera dienen. Die zu verladenden Objekte könnten dann in das Blickfeld dieser Kamera verlagert werden, so dass die Größe und die Abmessungen der so erfassten Objekte aufgrund der festgelegten Position der Kamera im Fahrzeug bestimmbar sind. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Größe und/oder die Abmessungen eines erfassten Objektes mittels mindestens einer Stereokamera erfasst wird bzw. werden. Derartige Stereokameras befinden sich beispielsweise im Heck eines Fahrzeugs um den Fahrer im Rahmen von Fahrerassistenzsystemen zu unterstützen. Mit Hilfe einer Stereokamera kann ein 3D-Modell des erfassten Objektes erstellt werden.
Außerdem ist es denkbar, dass ein am Fahrzeug befindlicher Lichtsignalgeber, wie z. B. ein Laser, die mit Hilfe einer Kamera des Fahrzeugs, insbesondere mit Hilfe einer Stereokamera des Fahrzeugs, erfassten Bereiche auf dem Boden kennzeichnet. Mit anderen Worten kann beispielsweise ein Laser die von einer Fahrzeugkamera maximal zu erfassende Fläche projizieren bzw. sichtbar machen. Der Benutzer kann in Folge dessen die zu verladenden Objekte auf die projizierte bzw. visualierte Fläche abstellen. Das zu verladende Objekt kann auf dieser projizierten bzw. visualisierten Fläche vollständig von einer Kamera, insbesondere Stereokamera, des Fahrzeugs erfasst werden.
Weiterhin kann die Erfassung der Abmessungen des mindestens einen zu transportierenden Objekts mit Hilfe einer Kennzeichnung, insbesondere mittels eines Produkt-Kennzeichnungsmittels, erfolgen. Bei einem derartigen Produkt-Kennzeichnungsmittel kann es sich beispielsweise um einen Barcode handeln. Ein derartiger Barcode kann, insbesondere mittels eines Smartphones, eingescannt werden, woraufhin das auf diese Weise identifizierte Objekt im Internet und/oder in einer objektherstellerseitigen Datenbank, beispielsweise des Objekt-Herstellers, gesucht wird und die dort hinterlegten Abmessungen des Objekts erfasst werden. Bei der Kennzeichnung kann es sich außerdem um einen RFID-Chip bzw. RFID-Tag handeln.
Auch bei dieser Variante muss der Benutzer unterstützend tätig werden, indem das Produkt-Kennzeichnungsmittel erfasst wird. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise beim Möbelkauf oder beim Kauf sonstiger Gegenstände, die üblicherweise mit einem Produkt-Kennzeichnungsmittel wie einem Barcode, versehen werden, festzustellen, ob das zum Transport vorgesehene Objekt in das Kraftfahrzeug hineinpasst und ob ggf. hierzu die Rückbank umgeklappt werden muss. Entscheidend ist bei der Erfassung der dreidimensionalen Abmessungen des zu transportierenden Objekts mittels eines Produkt-Kennzeichnungsmittels, dass durch die Produktkennzeichnung Informationen über die Abmessungen und ggf. das Gewicht des so gekennzeichneten Objekts erhalten werden können.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die dreidimensionalen Abmessungen des mindestens einen zu transportierenden Objekts durch in einem Formular bereitgestellte Benutzerinformationen erfasst werden. Bei dem Formular kann es sich beispielsweise um eine in eine Smartphone-Applikation implementierte Eingabemaske handeln, in die ein Benutzer Informationen über die Breite, Länge und Höhe und insbesondere auch über das Gewicht und sonstige Eigenschaften eines Objekts, wie beispielsweise Zerbrechlichkeit, Gefahrengut, Haltbarkeitsdatum, Lagerbedingungsvorschriften, Temperaturbedingungsvorschriften oder dergleichen, eintragen kann.
Das Verfahren wird vorteilhafterweise in einem Smartphone und/oder in einem externen Server und/oder in dem zu beladenden Kraftfahrzeug durchgeführt. Es versteht sich, dass anstelle eines Smartphones auch ein Tablet-PC oder dgl. geeignetes Endgerät zum Einsatz kommen kann. Rein beispielhaft werden die Ausführungsformen der Erfindung vorliegend unter Bezugnahme auf ein Smartphone erläutert. Sämtliche Schritte des Verfahrens können dabei entweder auf dem Smartphone oder auf einem externen Server oder in dem zu beladenden Kraftfahrzeug durchgeführt werden. Alternativ ist es denkbar, unterschiedliche Verfahrensschritte an unterschiedlichen Orten durchzuführen. So ist es beispielsweise denkbar, die Abmessungen des zu transportierenden Objekts mit einem Smartphone zu erfassen, während das Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs auf einem externen Server oder in dem zu beladenden Kraftfahrzeug rechnergestützt durchgeführt wird. Die Visualisierung der optimierten Beladestrategie kann vorzugsweise entweder auf dem Smartphone oder in dem zu beladenden Kraftfahrzeug erfolgen. Ein Datenaustausch zur Durchführung des Verfahrens kann dabei zwischen den einzelnen Elementen mit geeigneten Schnittstellen, insbesondere über eine Internet-Schnittstelle des Smartphones oder des zu beladenden Kraftfahrzeugs mit einem externen Server oder durch eine geeignete Schnittstelle, beispielsweise eine Bluetooth- oder USB-Schnittstelle zwischen dem Smartphone und dem Kraftfahrzeug erfolgen.
Denkbar ist auch die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer kraftfahrzeugspezifischen Smartphone-Anwendung. So kann das erfindungsgemäße Verfahren als zusätzliche Funktion in eine bereits vorhandene Fahrzeug-Applikation für ein Smartphone integriert werden. Die Fahrzeug-Applikation, die auf dem Smartphone gespeichert ist, kennt bereits das Fahrzeug des Smartphone-Benutzers, so dass ein Benutzer zum Durchführen des Verfahrens den Kraftfahrzeugtyp nicht extra eingeben muss. Die fahrzeugspezifische Smartphone-Anwendung kann dabei Daten über den Fahrzeugtyp, beispielsweise das zulässige Gesamtgewicht, ein 3D-Modell des Innenraums, insbesondere des Kofferraums, sowie die Maße des Fahrzeugs, von einem Server des Fahrzeugherstellers laden und die entsprechenden Daten zur Bestimmung der optimierten Beladestrategie des Fahrzeugs verwenden. Alternativ können diese Daten bereits im Smartphone bzw. im Fahrzeug gespeichert sein, so dass ein entsprechender Datenaustausch vor dem Durchführen des Verfahrens nicht notwendig ist. Nicht nur das durch den Benutzer gestützte Erfassen von Abmessungen, sondern auch das Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs sowie die Visualisierung der optimierten Beladestrategie für den Benutzer kann im Rahmen einer derartigen kraftfahrzeugspezifischen Smartphone-Applikation realisiert werden.
Sofern die hierfür notwendigen Informationen vorliegen, kann die Bestimmung der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der Beladevorschriften des jeweiligen Kraftfahrzeugtyps und des maximal nutzbaren Innenraumvolumens erfolgen. Die Beladevorschriften können dabei ebenfalls bereits vorliegen oder aber von einem Server des Herstellers geladen werden. Entsprechendes gilt auch für das maximal nutzbare Innenraumvolumen und kann im Übrigen von voreingestellten Parametern des Benutzers abhängen und entsprechend variieren. So ist es beispielsweise denkbar, dass ein Benutzer vor der Durchführung des Verfahrens die Anzahl der mitfahrenden Personen bzw. die Anzahl der belegten Plätze angeben kann, so dass sich das maximal nutzbare Innenraumvolumen entsprechend reduziert.
Die Bestimmung der optimierten Beladestrategie des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den erfassten Abmessungen des mindestens einen zu transportierenden Objekts und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp, kann durch einen geeigneten Algorithmus in einer Recheneinheit durchgeführt werden. Algorithmen, die sich mit dem Problem einer optimalen Platzausnutzung in Containern befassen („packing problem“) sind grundsätzlich bekannt.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Bestimmung der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der von einem Benutzer und/oder einem Fahrer priorisierten Beladestrategie erfolgt. Es ist möglich, dass der Benutzer und/oder der Fahrer bestimmten zu verladenden Objekten eine höhere Priorität als anderen Objekten zuordnet. Wenn ein Benutzer oder Fahrer oder Insasse ein zu transportierendes Objekt während des Transports bzw. während einer Fahrt benötigt, sollte das Objekt beim Bestimmen der Beladestrategie einer derartigen Verladeposition zugeordnet werden, sodass sich das Objekt in greifbarer Nähe oder im Kofferraum oben auf befindet.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren zum Errechnen einer Beladestrategie auch ein Abfragen eines Haltbarkeitsdatums und/oder eine Lagerbedingungsvorschrift und/oder eine Temperaturbedingungsvorschrift mindestens eines der zu transportierenden Objekte unter Verwendung der Kennzeichnungen, wobei bei der Bestimmung der Beladestrategie das Haltbarkeitsdatum und/oder die Temperaturbedingungsvorschrift und/oder die Lagerbedingungsvorschrift des mindestens einen Objekts berücksichtigt wird. Die Beladestrategie kann derartig bestimmt werden, dass das zu transportierende Objekt z. B. ausreichend geheizt oder gekühlt und/oder dunkel gelagert in Abhängigkeit der jeweiligen Temperaturbedingungsvorschrift und/oder Lagerbedingungsvorschrift transportiert wird. Sofern die exakten Temperatur- und/oder Lagerbedingungen hinsichtlich eines zu transportierenden Objekts nicht erfüllt sind, kann das Kraftfahrzeug an der Lagerposition des Objekts gekühlt oder geheizt werden. Außerdem ist es denkbar die Lageroptionen „lichtdurchflutet“ oder „schattig“ mit Hilfe automatischer Scheibenrollos und/oder einer Kofferraumabdeckung zu steuern.
Vorteilhafterweise erfolgt die Visualisierung der optimierten Beladestrategie für den Benutzer auf einem Smartphone-Display und/oder auf einem Kraftfahrzeug-Display. Die Visualisierung auf einem Smartphone-Display kann beispielsweise durch ein simuliertes Bild des zu beladenden Kraftfahrzeugs bei geöffneter Heckklappe und beladener Objekte entsprechend der durch das Verfahren bestimmten optimierten Beladestrategie erfolgen. Alternativ kann mittels des Smartphone-Displays im Sinne der Darstellung in „Augmented Reality“ eine Simulation des Packzustandes gemäß der optimierten Beladestrategie erfolgen. Hierbei wird das Kamerabild des Smartphones auf die geöffnete Heckklappe des zu beladenden Kraftfahrzeugs gerichtet und die zu verladenden Objekte werden virtualisiert über das laufende Kamerabild des Endgeräts gelegt. Auf diese Weise wird eine Darstellung der Objekte an der berechneten optimalen Stelle im reellen Innenraum bzw. Kofferraum des zu beladenden Fahrzeugs ermöglicht. Das Kamerabild erscheint dann so, als ob die zu beladenden Objekte bereits im Fahrzeug untergebracht wären.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass während der Visualisierung dem Benutzer die berechnete optimierte Beladungsstrategie Schritt für Schritt angezeigt wird. Es besteht somit die Möglichkeit, dem Benutzer nicht nur den optimalen Endzustand der verladenen Objekte anzuzeigen, sondern auch den Weg, den der Benutzer am besten wählt, um zu dem vorgeschlagenen Endresultat zu gelangen. Hier besteht auch die Möglichkeit, in dem angezeigten simulierten Bild des beladenen Kofferraums die Objekte mit Nummern zu versehen, welche die Beladereihenfolge der Objekte dem Benutzer anzeigen.
Vorteilhaft ist auch eine Lösung, bei der die Visualisierung auf einem Human Machine Interface(HMI)-Display (z.B. Color Info-Display, CID) des Kraftfahrzeugs im Bereich der Mittelkonsole oder auf der Windschutzscheibe angezeigt wird. Sofern die Berechnung der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs im Smartphone stattgefunden hat, ist hierfür eine Datenkommunikation zwischen dem Smartphone und dem Human Machine Interface des Kraftfahrzeugs notwendig, um die optimale Beladestrategie auf dem Fahrzeug-Display darzustellen. Von Vorteil ist bei dieser Lösung, dass die Hände des Benutzers frei sind und der Benutzer somit auch während des Beladens regelmäßig die empfohlene Anordnung auf dem Fahrzeug-Display betrachten kann.
Die optimierte Beladestrategie, die im zweiten Schritt des Verfahrens erzeugt wird, liefert Informationen über die optimale Platzierung des mindestens einen zu transportierenden Objekts in dem Kraftfahrzeug. Vorteilhafterweise liefert sie jedoch auch Informationen über die Vorgehensweise zur Erzielung der optimalen Platzierung, so dass also auch die Reihenfolge der Beladung bei mehreren zu verladenden Objekten angezeigt wird. Die Erzeugung der optimierten Beladestrategie kann auch im Zusammenhang mit einem bereits teilweise beladenen Fahrzeug erfolgen. Die Beladestrategie erfolgt mit anderen Worten unter Berücksichtigung der Echtzeit-Beladung. Mit einem Auslesegerät, wie z. B. einem RFID-Empfänger, kann ermittelt werden, welche Objekte mit entsprechenden RFID-Tags sich noch im Fahrzeug befinden. In Abhängigkeit der aktuellen Beladesituation kann zunächst ermittelt werden, welcher Raum des Fahrzeugs noch beladen werden kann. Beispielsweise kann einem Fahrer oder Benutzer während einer Fahrt oder Einkaufstour mitgeteilt werden, welche Objekte noch transportiert werden können oder welche Umladevorgänge durchgeführt werden müssen, um ein bestimmtes Objekt noch transportieren zu können. Außerdem ist es möglich, dass eine Fahrtroute abhängig von den zu erwartenden Beladezuständen des Fahrzeugs in Echtzeit oder vor Fahrtantritt ermittelt wird. Die Ermittlung der Fahrtroute kann mittels eines Smartphones und/oder eines Rechners und/oder eines Navigationssystems des Fahrzeugs erfolgen. Eine Kopplung der ermittelten Beladestrategie mit einem Navigationssystem ist besonders vorteilhaft, da sowohl in Echtzeit als auch vor Antritt der Fahrt verschiedene Beladungszustände in die Bestimmung der optimierten Beladestrategie einfließen können.
Vorteilhaft ist auch eine Sprachführung, die die Platzierung des mindestens einen zu transportierenden Objekts durch einen Benutzer gemäß der optimierten Beladestrategie in dem Fahrzeug unterstützt. Auch die Sprachführung kann insbesondere dazu dienen, den Benutzer bei der Reihenfolge der Platzierung von mehreren einzuladenden Objekten anzuleiten. Eine entsprechende Unterstützung kann auch durch insbesondere im Kofferraum angeordnete optische Mittel, beispielsweise Lichtleitelemente in Form von Lasern oder LEDs erfolgen, welche den Benutzer zur Realisierung der optimierten Beladestrategie anleiten. Des Weiteren ist es denkbar ein Lichtleitelement in Form von Deckenlasern im Fahrzeugdachhimmel oder Innendeckel des Kofferraums auszubilden. So ist es möglich, dass die exakte Fläche des zu transportierenden Objektes, welches im Fahrzeug abzulegen ist, im Kofferraum, im Fußraum oder auf einer Rücksitzbank oder einer umgeklappten Rücksitzbank zu visualisieren bzw. projizieren.
Des Weiteren ist es denkbar, dass in Abhängigkeit der bestimmten Beladestrategie ein Öffnen und/oder ein Verriegeln einer Fahrzeugtür und/oder eines Kofferraumdeckels erfolgen kann. Der ermittelte bzw. bestimmte Beladungsort kann durch beispielsweise automatisches Öffnen einer Fahrzeugtür bei gleichzeitigem Schließen bzw. Verriegeln der anderen Fahrzeugtüren sowie des Kofferraumdeckels signalisiert werden. Durch Verriegeln einzelner Türen (Seitentüren oder Kofferraumdeckel) kann der Benutzer und/oder Fahrer daran gehindert werden, das Gepäckstück bzw. zu transportierende Objekt an der falschen Stelle anzuordnen oder durch eine ungeeignete Öffnung in das Fahrzeug einzubringen.
Ebenso ist es möglich, die Fahrzeugaußen- und/oder Fahrzeuginnenbeleuchtung in Abhängigkeit von der Beladestrategie zu steuern. Beispielsweise kann durch ausgewähltes Illuminieren lediglich eines Türgriffs signalisiert werden, dass diese Fahrzeugtür beim optimierten Verladen des Objektes zu öffnen ist. Außerdem kann die Türgriffbeleuchtung der zu öffnenden Tür in einer anderen Farbe als die nicht zu öffnenden Türen/Klappen erfolgen.
Zusätzlich oder alternativ hierzu, ist es denkbar, dass die Fahrzeuginnenbeleuchtung derart gesteuert wird, dass lediglich die ausgewählte Innenbeleuchtung aktiviert wird, in dessen Nähe das zu transportierende Objekt abzulegen ist. Bei der einzuschaltenden Innenbeleuchtungen kann es sich beispielsweise um Leselampen oder eine Fußraumbeleuchtung handeln.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
Das System dient zum Erzeugen einer optimierten Beladestrategie, insbesondere unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das System umfasst mindestens eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Abmessungen, insbesondere der Höhe, Breite und Tiefe, mindestens eines in dem Kraftfahrzeug zu transportierenden Objekts. Die Erfassung von Abmessungen erfolgt dabei insbesondere benutzerunterstützt, beispielsweise durch die Eingabe von entsprechenden Daten, durch das Scannen eines Objekt-Kennzeichnungsmittels, wie eines Barcodes, oder durch die kameratechnische Erfassung des mindestens einen zu verladenden Objekts. Die kameratechnische Erfassung kann beispielsweise mittels einer Stereokamera des Fahrzeugs erfolgen. Weiterhin ist mindestens eine Recheneinheit zum Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von den erfassten Abmessungen des mindestens einen zu transportierenden Objekts und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp vorgesehen. Die Recheneinheit kann ferner mittels eines Videos oder anhand mehrerer Bilder ein dreidimensionales Modell des Objekts berechnen. Die Erfassungseinrichtung kann also ggf. Teil der Recheneinheit sein bzw. in diese implementiert sein. Schließlich ist mindestens eine Visualisierungseinrichtung zur graphischen Darstellung der optimierten Beladestrategie vorgesehen, die entweder in dem Fahrzeug oder in einem Smartphone o.dgl. Endgerät angeordnet sein kann.
Die Erfassungseinrichtung und/oder die Recheneinheit und/oder die Visualisierungseinrichtung können in dem zu beladenden Kraftfahrzeug oder in einem Smartphone vorgesehen sein. Sämtliche Elemente des Systems können dabei entweder in dem zu beladenden Kraftfahrzeug oder ausschließlich in dem Smartphone angeordnet sein. Denkbar ist jedoch auch, dass ein oder mehrere Elemente in dem zu beladenden Kraftfahrzeug vorgesehen sind, während ein anderes Element des erfindungsgemäßen Systems in dem Smartphone vorgesehen ist. In diesem Fall ist jedoch eine Datenkommunikation zwischen dem zu beladenden Kraftfahrzeug und dem Smartphone notwendig. Gegebenenfalls können Teile des Systems, insbesondere die Recheneinheit, auf einem externen Server, beispielsweise der Server eines Fahrzeugherstellers, integriert sein.
Des Weiteren kann das System einen Lichtsignalgeber, insbesondere Laser, zur Visualisierung der von einer Kamera und/oder einem Scanner und/oder einer Stereokamera erfassten Fläche, umfassen.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist auch ein computerlesbares Medium mit Instruktionen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, wenn die Instruktionen auf einer Recheneinheit ausgeführt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine schematische Darstellung eines Systems zum Erzeugen einer optimierten Beladestrategie gemäß der Erfindung;
3 eine schematische Darstellung der Kommunikation zwischen einem Smartphone und einem Objektserver;
4 eine schematische Darstellung des Objektservers aus 3; und
5 eine schematische Darstellung eines Verwaltungsservers zur Vermittlung einer Kommunikation mit Objektservern.
Die 1 zeigt einen schematischen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beladen eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer optimierten Beladestrategie. Das Verfahren gestaltet sich derart, dass in einem ersten Schritt S1 die Abmessungen mindestens eines zu transportierenden Objekts erfasst werden. Die Erfassung erfolgt dabei derart benutzerunterstützt, dass der Benutzer dem System die Abmessungen des zu transportierenden Objekts, beispielsweise über ein Formular mitteilt oder dem System Informationen zugeführt werden, wo die Abmessungen des zu transportierenden Objekts, beispielsweise in einer Datenbank oder im Internet, zu finden sind.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Benutzer mit einer Kamera, insbesondere mit seinem Smartphone, ein Video der zu transportierenden Gegenstände bzw. des zu transportierenden Gegenstands oder Einzelbilder derselben aufnimmt, die dann als Grundlage für die Erfassung von Abmessungen, insbesondere der Höhe, Breite und Tiefe des mindestens einen zu transportierenden Objekts dienen. Des Weiteren ist es denkbar, dass der Benutzer das zu transportierende Objekt in einen von einer Stereokamera des Fahrzeugs erfassten Bereich stellt, sodass mittels der Stereokamera ein dreidimensionales Modell bzw. Abbild des zu transportierenden Objekts erstellt werden kann. Aufgrund der Erfassung des zu transportierenden Objekts und insbesondere dessen Abmessungen wird vorzugsweise ein dreidimensionales Modell des mindestens einen zu transportierenden Objekts erstellt. Dieses dreidimensionale Objekt dient später auch zur Visualisierung einer berechneten optimalen Beladestrategie.
Nach der Erfassung des Objekts und insbesondere der Erstellung eines dreidimensionalen Modells desselben im ersten Schritt S1 des Verfahrens, wird in einem zweiten Schritt S2 die optimale Platzierung der Objekte im Innenraum des Fahrzeugs berechnet. Hierzu dient vorzugsweise ein Computerprogramm, welches lokal auf einem Smartphone oder im Kraftfahrzeug oder auch auf einem externen Server, insbesondere des Fahrzeugherstellers, gespeichert sein kann. Nachdem alle notwendigen Daten bezüglich der erfassten Objekte vorliegen, berechnet die Software im zweiten Schritt S2 mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus aus der Kategorie „packing problems“ die optimierte Beladestrategie des spezifischen zu beladenden Kraftfahrzeugs. Zur Berechnung der optimierten Beladestrategie müssen der Kraftfahrzeugtyp und insbesondere ein dreidimensionales Modell seines Innenraums vorliegen.
In dem Fall, dass ein oder mehrere Objekte nicht mehr in das Kraftfahrzeug passen sollten, weil sie beispielsweise zu lang und/oder zu breit sind, wird vorzugsweise ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt. Vorzugsweise können darüber hinaus dem Benutzer Vorschläge unterbreitet werden, welche Gepäckstück-Kombinationen möglich sind und wie das Fahrzeug in vorteilhafter Weise zu beladen ist. Denkbar ist hierbei beispielsweise, dass der Algorithmus zur Berechnung der optimierten Beladestrategie einen Vergleich der erfassten Objektgrößen mit den Fahrzeugdaten vornimmt. Beispielsweise können spezielle Belademöglichkeiten des Fahrzeugs in Betracht gezogen werden, etwa zum Beladen von Skiern und Snowboards, durch Umklappen der Rückbank oder Öffnen einer Klappe in der Rückbank.
Für den Fall, dass ein oder mehrere Objekte nicht mehr in das zu beladende Kraftfahrzeug passen, kann einem Benutzer auch die Möglichkeit unterbreitet werden, unterschiedliche Prioritäten für mehrere zu verladende Objekte zu vergeben. Das Objekt mit der höchsten Priorität kann dann beim Öffnen des Kofferraums am besten erreicht werden bzw. wird auf jeden Fall bei der Berechnung berücksichtigt, während Objekte mit einer niedrigeren Priorität erst zum Schluss berücksichtigt werden.
Nach der Bestimmung der optimierten Beladestrategie wird in einem dritten Schritt S3 eine Visualisierung dieser optimierten Beladestrategie vorgenommen. Die Visualisierung soll insbesondere auf einem Display, beispielsweise eines Smartphones des Benutzers oder im zu beladenden Kraftfahrzeug erfolgen, so dass der Benutzer ohne weiteres sehen kann, wie er ein oder mehrere Objekte in einem zu beladenden Kraftfahrzeug bestmöglich unterbringt.
Bei der Visualisierung im Schritt S3 sind mehrere Varianten denkbar. So könnte beispielsweise eine graphische Darstellung des Kofferraums mit den gemäß der optimalen Beladestrategie platzierten Objekten auf einem Smartphone-Display dargestellt werden.
Alternativ ist es denkbar, das Ergebnis der optimierten Beladestrategie-Berechnung auf einem Human Machine Interface(HMI)-Display des zu beladenden Kraftfahrzeugs anzuzeigen. Sofern die Berechnung der optimierten Beladestrategie auf einem Smartphone stattgefunden hat, muss eine Kommunikationsschnittstelle zwischen dem Smartphone und dem Human Machine Interface des zu beladenden Kraftfahrzeugs für den Transfer des Rechenergebnisses vorliegen. Hierzu können beispielsweise eine USB- oder eine Bluetooth-Schnittstelle dienen. Die Darstellung der optimierten Beladestrategie auf einem Display des Kraftfahrzeugs bietet den Vorteil, dass die Hände des Benutzers frei sind und er auch während des Beladens immer wieder einen Blick auf die empfohlene Anordnung der zu verladenden Objekte im Kraftfahrzeug werfen kann. In der Zwischenzeit kann das Smartphone anderweitig verstaut werden.
Eine weitere Visualisierungsmöglichkeit der optimierten Beladestrategie ist die Verwendung von sog. „Augmented-Reality“. Hierbei werden die im ersten Schritt S1 erfassten Gepäckstücke oder dergleichen Objekte visualisiert und entsprechend der im zweiten Schritt S2 berechneten Beladestrategie über das laufende Kamerabild des Endgeräts, insbesondere also eines Smartphones, gelegt. Hierdurch wird eine Darstellung der zu verladenden Objekte an der berechneten optimalen Stelle im echten Innen-/Kofferraum des Fahrzeugs ermöglicht. Die Darstellung auf dem Display eines Smartphones erscheint dann so, als ob die Objekte bereits im Fahrzeug verladen seien.
Wie eingangs bereits angedeutet wurde, ist es auch denkbar, während des Schritts S3 der Visualisierung dem Benutzer eine schrittweise Anleitung zum Beladen mehrerer Objekte zu liefern. Hierbei kann eine optische und/oder akustische Unterstützung zum Einsatz kommen. Auch eine derartige Unterstützung kann von Vorteil sein, wenn der Benutzer hierdurch beide Hände zum Verladen der Objekte benutzen kann.
In einem vierten Schritt S4 erfolgt die entsprechende Beladung des Kofferraums bzw. allgemein des Fahrzeuginnenraums durch einen Benutzer gemäß der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs. Es versteht sich, dass die Schritte S3 und S4 grundsätzlich zeitgleich durchgeführt werden können.
Die 2 zeigt noch eine schematische Darstellung eines Systems 1 zum Erzeugen einer optimierten Beladestrategie. Das System 1 umfasst mindestens eine Erfassungseinrichtung 3 zum Erfassen von Abmessungen, insbesondere der Höhe, Breite und Tiefe, mindestens eines in einem Kraftfahrzeug zu transportierenden Objekts. Bei der Erfassungseinrichtung 3 kann es sich beispielsweise um einen, insbesondere in ein Smartphone implementierten, Barcode-Scanner oder eine portable Kamera bzw. einen Fotoapparat handeln. Auch die Kamera bzw. der Fotoapparat kann als Erfassungseinrichtung in einem Smartphone implementiert sein. Als Erfassungseinrichtung 3 kann auch ein Formular dienen, welches ebenfalls in eine graphische Eingabemaske eines Smartphones o.dgl. Endgerätes implementiert sein kann. Über das Formular kann der Benutzer dann Abmessung und weitere Eigenschaften eines oder mehrerer zu transportierender Objekte erfassen.
Die von der Erfassungseinrichtung 3 erhaltenen Daten über mindestens ein zu verladendes Objekt werden daraufhin an eine Recheneinheit 5 zum Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von den erfassten Abmessungen des mindestens einen zu transportierenden Objekts und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp berechnet. Die Recheneinheit 5 kann darüber hinaus ein dreidimensionales Modell der in der Erfassungseinrichtung 3 erfassten Objekte erstellen. Alternativ ist es denkbar, die Erstellung eines 3D-Modellls der zu transportierenden Objekte bereits in der Erfassungseinrichtung 3 zu bewerkstelligen, die zu diesem Zweck vorzugsweise ebenfalls eine Recheneinheit aufweisen kann.
Die Recheneinheit 5 umfasst vorzugsweise ein Speicherelement zum Speichern von Programmcode, der einen Algorithmus zum Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem mindestens einen zu transportierenden Objekt und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp durchführen kann. Das Ergebnis der Berechnung wird anschließend in einer Visualisierungseinrichtung 7 graphisch dargestellt, so dass der Benutzer anhand der graphischen Darstellung in der Visualisierungseinrichtung 7 in dem in 1 gezeigten Schritt S4 die optimale Beladestrategie für die zu verladenden Objekte umsetzen kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das System 1 zum optimierten Beladen eines Kraftfahrzeugs vollständig in ein Smartphone o.dgl. Endgerät implementiert ist. Das Smartphone-Display kann in diesem Fall als Visualisierungseinrichtung 7 dienen, während die Kamera oder das Display des Smartphones als Erfassungseinrichtung 3 zum Erfassen des mindestens einen zu verladenden Objekts verwendet wird. Der in dem Smartphone vorhandene Mikroprozessor kann ferner die Recheneinheit 5 zum Bestimmen der optimalen Beladestrategie des Kraftfahrzeugs des Systems 1 bilden.
Im Falle der Barcodeerfassung kann die Erfassungseinrichtung 3 das nachfolgend beschriebene Verfahren implementieren. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung 3 mittels einer Kamera des Smartphones einen zweidimensionalen Code, den Barcode, auf dem zu transportierenden Objekt erfassen. Unter Verwendung eines Bildverarbeitungsalgorithmus ist es möglich, dieses Abbild eines Barcode in einen numerischen oder alphanumerischen Wert zu übersetzen. Dieser alphanumerische Wert B kann von der Erfassungseinrichtung 3 an einen Objektserver 20 (3) übertragen werden. Der Objektserver 20 verfügt über eine Objektdatenbank 21, die beispielsweise eine Abmessungstabelle 22 (4) speichert. In der Abmessungstabelle 22 schlägt der Objektserver 20 den alphanumerischen Wert B nach und kann so die Abmessungen des mit dem Barcode versehenen Objekts ermitteln. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt die Abmessungstabelle 22 über eine erste Spalte für den alphanumerischen Wert B, eine zweite Spalte für eine Objektbreite b, eine dritte Spalte für die Objekthöhe h und eine vierte Spalte für die Objektlänge l. In der ersten Spalte wird nach dem empfangenen alphanumerischen Wert B gesucht. Diese Spalte dient also als Nachschlageindex. Sobald eine bestimmte Zeile anhand des alphanumerischen Werts B ermittelt wurde, kann die Objektbreite b, die Objekthöhe h und die Objektlänge ausgelesen werden.
Die 4 zeigt eine Abmessungstabelle 22, die zwei Objekte beschreibt. Das erste Objekt hat den alphanumerischen Wert B = 123. Dieses erste Objekt hat eine Breite von 120 cm, eine Länge von 40 cm und eine Höhe von 80 cm. Ein zweites Objekt mit dem alphanumerischen Wert B = 321 hat eine Breite von 50 cm, eine Länge von 50 cm und eine Höhe von 50 cm. Das zweite Objekt ist also quadratisch. Wie in 3 gezeigt, wird die Objektbreite b, die Objektlänge l und die Objekthöhe h an die Erfassungseinrichtung 3 übermittelt. Die Erfassungseinrichtung 3 kann diese Werte nutzen, um eine optimale Beladestrategie zu berechnen.
In dem Ausführungsbeispiel beschreibt die Abmessungstabelle 22 das Objekt anhand von Objektbreite b, Objekthöhe h und Objektlänge. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Abmessungstabelle verschiedene geometrische Formen zur Bestimmung der konkreten dreidimensionalen Ausgestaltung des Objekts angeben und näher spezifizieren. Beispielsweise können eine zweite Spalte die ungefähre oder genaue Geometrie des Objekts, beispielsweise Kugel, Pyramide, Würfel, Quader, Hohlzylinder, Kreiszylinder etc., angeben und weitere Spalten die genaue Ausgestaltung spezifizieren. Soweit das Objekt also einer Kugel ähnelt, kann es ausreichen, einen Radius anzugeben. Hohlzylinder und Kreiszylinder können anhand einer Höhe und einem Radius bzw. einer Höhe, einem ersten und einem zweiten Radius spezifiziert werden.
Die Abmessungstabelle 22 kann ebenfalls derart ausgestaltet sein, dass sie die Außenhülle des Objekts anhand eines dreidimensionalen Gitternetzes spezifiziert. Mit der letztgenannten Ausgestaltung der Abmessungstabelle 22 kann jedes Objekt ausreichend genau spezifiziert werden. Für die Ermittlung einer geeigneten Beladestrategie kann es beispielsweise ausreichen, dass die einzelnen Punkte bzw. Knoten des Gitternetzes einen Abstand von weniger als 15 cm, insbesondere von weniger als 10 cm, insbesondere von weniger als 7 cm haben. Vorzugsweise versucht man die Anzahl der notwendigen dreidimensionalen Koordinaten so gering wie möglich zu halten, so dass die benachbarten Knoten vorzugsweise einen Abstand von größer als 1 cm, insbesondere von größer als 3 cm zueinander haben. Die Außenhülle des Objekts lässt sich ebenso als Flächenliste, Kantenliste, Flächenliste und/oder Liste von primitiven Grundformen (z.B. Kugeln oder Würfeln) modellieren.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden lediglich Angaben gespeichert, die einen Quader, der das zu transportierende Objekt zumindest umspannt, bestimmen. Für die beschriebene Anwendung reicht eine derart grobe Modellierung der zu transportierenden Objekte meistens aus.
Mit diesem Quader können herkömmliche Algorithmen, die sich mit dem Behälterproblem oder Bin-Packing auseinandersetzen, verwendet werden, um eine optimale Beladestrategie zu ermitteln.
Beispielsweise können die Objekte gemäß ihrem Volumen sortiert werden und dann in dieser Reihenfolge in den Behälter, nämlich den Kofferraum, einsortiert werden.
Hierfür kann das Ladevolumen des Kofferraums beispielsweise ebenfalls als Quader modelliert werden, der mit den einzelnen Objekten befüllt wird. In einem sehr einfachen Optimierungsansatz hat der Algorithmus nach der Platzierung des ersten Objekts die Möglichkeit, das nächste Objekt entweder auf oder neben das erste Objekt zu positionieren. Beide Entscheidungsmöglichkeiten werden in einem Entscheidungsbaum modelliert. In einer Ausführungsform entscheidet sich der Algorithmus zunächst stets für die Platzierung daneben. Für das Folgeobjekt gibt es möglicherweise lediglich die Möglichkeit, dieses auf das erste oder auf das zweite Objekt zu platzieren. Auch hier kann der Algorithmus einer vorgegebenen Strategie folgen und die Entscheidung sowie die Entscheidungsmöglichkeiten in einen Entscheidungsbaum eintragen. Dieser Strategie wird solange gefolgt, bis entweder der Kofferraum mit der Anzahl von gewünschten Objekten befüllt ist (= Ziel erreicht) oder das Ziel (Beladung des Kofferraums) nicht erreicht wurde. Im letztgenannten Fall läuft der Algorithmus den Entscheidungsbaum zurück und trifft an einem der Verzweigungspunkte eine andere Entscheidung. Beispielsweise kann sich der Algorithmus bei der Platzierung des zweiten Objekts dafür entscheiden, dieses auf das erste Objekt und nicht neben das zweite Objekt zu platzieren. Danach wird wieder in bekannter Weise beladen, bis das Ziel entweder erreicht ist oder eben nicht. Mit diesem iterativen Verfahren kann in relativ einfacher Weise bestimmt werden, ob und wie der Kofferraum zu beladen ist.
Einige Algorithmen zur Ermittlung einer optimalen Beladestrategie sind in dem Buch „Solution Techniques for specific Bin Packing Problems with Applications to Assembly Line Optimization“ von Wolfgang Stille beschrieben.
In den angegebenen Ausführungsformen kommuniziert die Erfassungseinrichtung 3 mit dem Objektserver 20, um die Abmessungen der Objekte zu bestimmen. In einer weiteren Ausführungsform ermöglicht es die Erfassungseinrichtung 3, eine bestimmte Objektkategorie auszuwählen. Hierfür kann eine entsprechende grafische Benutzeroberfläche vorgesehen werden. Beispielsweise kann der Benutzer eingeben, dass es sich bei den zu beladenden Objekten um Verpackungskartons von IKEA handelt. Hieraufhin kontaktiert die Erfassungseinrichtung 3 einen Verwaltungsserver 40 (5), der eine Vielzahl von Objektservern 20, 20‘ kennt. Der Verwaltungsserver 40 ermittelt beispielsweise anhand einer Tabelle einen geeigneten Objektserver 20, 20‘, der die Abmessungen der Objekte aus der ausgewählten Objektkategorie kennt. Beispielsweise kann der Verwaltungsserver 40 unter Verwendung einer Serverdatenbank 41 einen geeigneten Objektserver 20, 20‘ auswählen und dann die Anfrage der Erfassungseinrichtung 3 an diesen Objektserver 20, 20‘ weiterleiten. Ebenso kann der Verwaltungsserver 40 die Adresse der Objektserver 20 oder 20‘ an die Erfassungseinrichtung 3 übermitteln und diese auffordern, den Objektserver 20 oder 20‘ direkt zu kontaktieren. Alternativ kann der Verwaltungsserver 40 regelmäßig die Einträge der Objektserver 20, 20‘ abfragen und die Abmessungen der Objekte mit einem Bezug auf die Objektkategorie speichern.
Der Verwaltungsserver 40 kann, wie in der 5 gezeigt, des Weiteren eine Fahrzeugdatenbank umfassen. Diese Fahrzeugdatenbank kann über Informationen verfügen, die es ermöglichen, anhand eines Fahrzeugtyps Informationen bezüglich des vorhandenen Laderaums zu ermitteln. So kann das bereits erläuterte Smartphone beispielsweise den Verwaltungsserver 40 kontaktieren, um für einen bestimmten Fahrzeugtyp Angaben zu erhalten, die das Ladevolumen des Kofferraums des Fahrzeugs und dessen geometrische Ausgestaltung spezifizieren. Natürlich ist es möglich, das Ladevolumen mittels komplexerer geometrischer Körper zu spezifizieren. Beispielsweise können hier auch für die Modellierung der Objekte Gitternetze, Listen von Flächen und/oder primitiven geometrischen Formen verwendet werden. Sehr gute Ergebnisse werden jedoch bereits durch die Verwendung von einigen wenigen Quadern (z.B. kleiner 5 oder kleiner 3) erreicht, die den Laderaum hinreichend genau spezifizieren. Soweit man entsprechende Quader verwendet, kann auf bekannte Algorithmen zur Optimierung der Beladestrategie zurückgegriffen werden. Jedoch ist es erfindungsgemäß auch möglich, diese bekannten Algorithmen auf andere geometrische Körper anzupassen, die den Laderaum genauer spezifizieren.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein eindimensionaler Code, nämlich ein Barcode, verwendet, um die zu verladenden Objekte zu identifizieren. Erfindungsgemäß ist es möglich, einen zweidimensionalen Code, beispielsweise einen QR-Code, zu verwenden, um die zu verladenden Objekte zu identifizieren. Ebenso kann eine Kamera verwendet werden, um eine numerische oder alphanumerische Folge von Zeichen zu erfassen und diese einem Texterkennungsprogramm zuzuführen.
Wie bereits erläutert, kann die Erfassungseinrichtung 3 auch auf optischem Weg die Abmessungen des zu transportierenden Objekts erfassen. Hierfür können verschiedene Aufnahmen der zu transportierenden Objekte aus unterschiedlichen Richtungen verwendet werden. Erfindungsgemäß werden derartige Aufnahmen mittels der Kamera des Smartphones gemacht. Das Smartphone erfasst gleichzeitig die Position und die Ausrichtung der Kamera, so dass sich die Abmessungen des Objekts rekonstruieren lassen. In einem Ausführungsbeispiel geht die Erfassungseinrichtung 3 davon aus, dass es sich bei den zu transportierenden Objekten um Objekte mit einer quaderförmigen Ausgestaltung handelt. Insofern können die zu transportierenden Objekte bzw. deren Abmessungen relativ leicht anhand der 2D-Bilder rekonstruiert werden. In einem Ausführungsbeispiel verfügt der Verwaltungsserver 40 über Kalibrierungsdaten für die Kamera des jeweiligen Smartphones. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden entsprechende Kalibrierungsdaten zusammen mit der Software, die auf dem Smartphone installiert ist, ausgeliefert.
Des Weiteren ist es erfindungsgemäß möglich, Referenzobjekte zu nutzen, um die Abmessungen der zu transportierenden Objekte schnell erfassen zu können. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung 3 über Informationen verfügen, die den Fahrzeugtyp und somit die Kofferraumöffnung angeben. Soweit zu verladende Objekte zusammen mit der Kofferraumöffnung aufgenommen werden, kann das gewonnene Wissen über die Dimensionen dieser Öffnung verwendet werden, um sehr konkrete Aussagen über die Abmessungen der zu verladenden Objekte zu treffen. Erfindungsgemäß können auch andere Fahrzeugteile (z.B. Rad, Tankdeckel, Motorhaube, Rücklichter, Frontlichter, Stoßstangen) verwendet werden, um als Referenzobjekte für die Bestimmung der Abmessung der zu verladenden Objekte zu dienen. Vorzugsweise sollte es sich hierbei um Fahrzeugteile handeln, die innerhalb einer Aufnahme leicht detektierbar sind. Ein Fahrzeugreifen ist hierfür sehr geeignet, da dieser ein meist gleiches Farbschema und eine leicht unterscheidbare geometrische Form (rund) hat. Auch die Dimensionen dieser Fahrzeugteile können entweder zentral, beispielsweise in dem Verwaltungsserver 50, oder dezentral, z.B. auf dem Smartphone oder in einem auslesbaren Speicher des Fahrzeugs gespeichert werden.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Erfassungseinrichtung 3, die Recheneinheit 5 und die Visualisierungseinrichtung 7 des Systems 1 in unterschiedliche übergeordnete Systeme integriert. So ist es beispielsweise denkbar, die Erfassungseinrichtung 3 in einem Smartphone zu implementieren, während die Recheneinheit 5 in dem zu beladenden Kraftfahrzeug, beispielsweise in einem Steuergerät, oder aber auf einem externen Server, insbesondere einem Server des Kraftfahrzeugherstellers, angeordnet ist. Beispielsweise kann der Verwaltungsserver 40 die Funktion des externen Servers übernehmen. Die Visualisierungseinrichtung 7 kann wiederum entweder in einem Smartphone oder in dem zu beladenden Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Sofern die Elemente 3, 5 und 7 des Systems 1 unterschiedlichen übergeordneten Systemen zugeordnet sind, müssen Kommunikationsschnittstellen 9 und 11, beispielsweise in Form von USB, Bluetooth oder des Mobilfunknetzes ausgebildet sein, um ein funktionsfähiges System zu erhalten.
Insgesamt schafft die vorliegende Erfindung ein vorteilhaftes Verfahren und ein entsprechendes System zum optimierten Beladen eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer optimierten Beladestrategie, wobei die optimierte Beladestrategie rechnergestützt ermittelt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren/System kann das Beladungspotential und die Beladungsfunktion des zu beladenden Kraftfahrzeugs deutlich besser ausgenutzt werden. Weiterhin können größere Transporte optimal geplant werden. Eine Beladungsplanung kann ferner bereits während des Einkaufs, beispielsweise von Möbeln, erfolgen. Weiterhin können Kosten gespart werden, indem Miettransportwagen nur dann benötigt werden, wenn die zu transportierenden Objekte tatsächlich nicht in das eigene Kraftfahrzeug passen. Ferner wird die Fahrzeugoberfläche geschont, insbesondere gilt dies bei sperrigen Gepäckstücken, da Beladeversuche des Benutzers wegfallen. Aufgrund einer optimalen Beladestrategie im Sinne des Fahrzeugherstellers wird ferner eine erhöhte Fahrsicherheit erzielt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Beladen eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer optimierten Beladestrategie, wobei die optimierte Beladestrategie rechnergestützt ermittelt wird, weist die folgenden Schritte auf:

– durch einen Benutzer gestütztes Erfassen von Abmessungen, insbesondere der Höhe, Breite und Tiefe, mindestens eines in dem Kraftfahrzeug zu transportierenden Objekts;
– Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von den erfassten Abmessungen des mindestens einen zu transportierenden Objekts und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp, und
– Visualisieren der optimierten Beladestrategie. Dieses Verfahren kann durch Merkmale der abhängigen Ansprüche 2 bis 13 ergänzt werden.

Bezugszeichenliste

B: Barcode (alphanumerisch)
b: Objektbreite
h: Objekthöhe
l: Objektlänge
1: System
3: Erfassungseinrichtung
5: Recheneinheit
7: Visualisierungseinrichtung
9: Kommunikationsschnittstelle
11: Kommunikationsschnittstelle
20, 20‘: Objektserver
21: Objektdatenbank
22: Abmessungstabelle
40: Verwaltungsserver
41: Serverdatenbank
42: Fahrzeugdatenbank
S1: Erster Schritt
S2: Zweiter Schritt
S3: Dritter Schritt
S4: Vierter Schritt

Claims

Verfahren zum Errechnen einer Beladestrategie für ein Kraftfahrzeug, aufweisend die folgenden Schritte: – Erfassen von Kennzeichnungen einer Vielzahl von zu transportierenden Objekten mittels eines Aufnahmegeräts, beispielsweise einer Kamera und/oder einem Scanner, und/oder mittels eines Auslesegeräts, beispielsweise einem RFID-Empfänger, – Verwendung der erfassten Kennzeichnung, um Abmessungen, insbesondere eine Höhe, eine Breite und eine Tiefe, jedes der Objekte zu ermitteln (S1); – Bestimmen der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs (S2) in Abhängigkeit von den ermittelten Abmessungen der Objekte und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp, und – Visualisieren der Beladestrategie (S3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungen einen eindimensionalen oder zweidimensionalen Code, insbesondere einen Barcode, oder einen RFID-Chip umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen von Kennzeichnungen, insbesondere ein Erfassen von Abmessungen, insbesondere der Höhe und/oder der Breite und/oder der Tiefe, jedes der Objekte mittels mindestens einer Stereokamera, die insbesondere am Heck eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: ein Kommunizieren mit einem Server, um anhand der Kennzeichnungen die Abmessungen der Objekte zu ermitteln.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Smartphone und/oder in einem externen Server und/oder in dem zu beladenden Kraftfahrzeug durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einer kraftfahrzeugspezifischen Smartphone-Anwendung implementiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Angaben bezüglich des Typs des zu beladenden Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Smartphone, gespeichert sind und/oder der Typ des Kraftfahrzeugs durch den Benutzer einstellbar ist, wobei das Verfahren umfasst: – ein Abfragen des Laderaums des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Kraftfahrzeugtyp und/oder – ein Abfragen von Beladevorschriften in Abhängigkeit von dem Kraftfahrzeugtyp.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der optimierten Beladestrategie des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der Beladevorschriften des jeweiligen Kraftfahrzeugtyps und eines maximal nutzbaren Innenraumvolumens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch: – ein Empfangen einer Parametereingabe, insbesondere einer Eingabe bezüglich einer Anzahl der mitfahrenden Personen, – ein Abfragen des Laderaums des Kraftfahrzeugs unter Verwendung der Parametereingabe.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Beladestrategie des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der von einem Benutzer und/oder einem Fahrer priorisierten Beladestrategie erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: ein Abfragen eines Haltbarkeitsdatums und/oder einer Lagerbedingungsvorschrift und/oder einer Temperaturbedingungsvorschrift mindestens eines der Objekte unter Verwendung der Kennzeichnungen, wobei bei der Bestimmung der Beladestrategie das Haltbarkeitsdatum und/oder die Temperaturbedingungsvorschrift und/oder die Lagerbedingungsvorschrift des mindestens einen Objekts berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: – ein Abfragen eines Gewichts mindestens eines der Objekte unter Verwendung der Kennzeichnungen, wobei bei der Bestimmung der Beladestrategie das Gewicht des mindestens einen Objekts berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Visualisierung der optimierten Beladestrategie auf einem Smartphone-Display und/oder auf einem Kraftfahrzeug-Display erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: ein Übermitteln einer von einem Smartphone ermittelten Beladestrategie an ein Kraftfahrzeug, wobei das Visualisieren der Beladestrategie auf einem/dem Kraftfahrzeug-Display erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladestrategie Informationen über die Platzierung der zu transportierenden Objekte in dem Kraftfahrzeug liefert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch: eine Sprachausgabe, die die Platzierung dir zu transportierenden Objekte angibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch: ein Ansteuern, insbesondere im Kofferraum angeordneter, optischer Mittel, insbesondere Lichtleitelemente, um die Platzierung der zu transportierenden Objekte gemäß der Beladestrategie in dem Kraftfahrzeug anzugeben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: ein Öffnen und/oder ein Verriegeln einer Fahrzeugtür und/oder eines Kofferraumdeckels gemäß der Beladestrategie.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: ein Ansteuern der Fahrzeugaußen- und/oder Fahrzeuginnenbeleuchtung in Abhängigkeit von der Beladestrategie.
System (1) zur Unterstützung eines Beladevorgangs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere unter Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, umfassend – mindestens eine Erfassungseinrichtung (3) zum Erfassen von Abmessungen, insbesondere der Höhe, Breite und Tiefe, von zu transportierenden Objekten; – mindestens eine Recheneinheit (5) zum Bestimmen der Beladestrategie des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von den erfassten Abmessungen der Objekte und in Abhängigkeit von dem zu beladenden Kraftfahrzeugtyp, und – mindestens eine Visualisierungseinrichtung (7) zur graphischen Darstellung der optimierten Beladestrategie.
System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (3) eine Kamera und/oder einen Scanner und/oder eine Stereokamera und/oder einen RFID-Empfänger zur Erfassung einer Kennzeichnung der zu transportierenden Objekte umfasst.
System nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch: eine Kommunikationseinrichtung, wobei die Erfassungseinrichtung (3) dazu ausgebildet ist, die Kennzeichnungen an einen Server zu übermitteln, um die Abmessungen der Objekte zu bestimmen.
System nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch: einen Lichtsignalgeber, insbesondere Laser, zur Visualisierung der von einer Kamera und/oder einem Scanner und/oder einer Stereokamera erfassten Fläche.
Computerlesbares Medium mit Instruktionen zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wenn diese auf einer Recheneinheit ausgeführt werden.