-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Führung eines Fahrzeugs von einer Start- zu einer Zielposition nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
DE 10 2009 029 720 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden in einem Einfahrbereich einer Parkanlage insbesondere die Außenabmessungen des Fahrzeugs erfasst und einer Steuereinrichtung, die Bestandteil der Parkanlage ist, zugeführt. Die Steuereinrichtung berechnet den Fahrweg zwischen dem Einfahrbereich (Startposition) des Parkhauses bis zu einer geeigneten Parkfläche (Zielposition) und führt das Fahrzeug durch entsprechende Fahrbahnmarkierungen o.ä. Einrichtungen entlang des Fahrwegs. Wesentlich dabei ist, dass das aus der genannten Schrift bekannte Verfahren dazu dient, die vorhandenen Parkflächen der Parkanlage optimal zu nutzen, d.h., beispielsweise relativ kurze Fahrzeuge relativ kurzen Parkflächen zuzuordnen usw. Weiterhin wird bei dem bekannten Verfahren das Fahrzeug durch den Fahrzeuglenker von der Startposition bzw. dem Einfahrbereich des Parkhauses bis zur Parkfläche gelenkt bzw. geführt. Lediglich für den eigentlichen Einparkvorgang auf der Parkfläche kann es optional vorgesehen sein, dass dieser von dem Fahrzeug vollautomatisch durchgeführt wird. Dadurch kann während des Anfahrens der Zielposition der Fahrer durch entsprechende manuelle Eingriffe (z.B. Abstoppen des Fahrzeugs und Zurücksetzen) sowie sonstiger Fahrmanöver das Fahrzeug auch bei relativ engen Parkhäusern in Richtung der Zielposition führen. Insbesondere ist es für den Fahrer jederzeit möglich, durch entsprechende Eingriffe das Fahrzeug zu stoppen und damit beispielsweise Kollisionen mit insbesondere feststehenden Hindernissen, zum Beispiel den Säulen des Parkhauses, zu vermeiden.
-
Aus der
DE 10 2009 046 912 A1 ist darüber hinaus ein Verfahren bekannt, bei dem eine ebenfalls fahrzeugexterne Steuereinrichtung einen Fahrweg für ein Fahrzeug von einer Startposition zu einer Zielposition ermittelt und dem Fahrer als Fahrweg vorgibt. Darüber hinaus ist es vorgesehen, den tatsächlichen Fahrweg des Fahrzeugs zu überwachen, und eine Abweichung innerhalb gewisser Grenzen von dem Fahrweg, beispielsweise hervorgerufen durch Hindernisse o.ä., zuzulassen. Auch bei diesem Verfahren findet das eigentliche Bewegen des Fahrzeugs aus der Startposition in die Zielposition durch den Fahrer statt.
-
Für zukünftig geplante vollautomatische Einparkmanöver, die insbesondere an einer Parkhauseinfahrt als Startposition beginnen und auf der Parkfläche als Zielposition enden, erfordern – sollen sie fahrerlos erfolgen – dass das Fahrzeug einen vorgegebenen Fahrweg (Trajektorie) ausführen kann, ohne dabei mit Hindernissen zu kollidieren. Neben den eigentlichen Fahrzeugabmessungen, die wie erläutert aus dem Stand der Technik bereits durch externe Einrichtungen erfassbar sind, ist darüber hinaus insbesondere die Kenntnis des minimalen Wendekreises (in Verbindung mit den Fahrzeugabmessungen) notwendig, um die angesprochenen Kollisionen sicher vermeiden zu können. Die oben genannten Verfahren sind hierzu jedoch nicht geeignet, da bei den vorgeschlagenen Fahrwegen offensichtlich davon ausgegangen wird, dass das Fahrzeug einen entsprechenden Wendekreis aufweist, damit er den Fahrweg ausführen kann, ohne mit einem Hindernis zu kollidieren. Dies ist üblicherweise dann der Fall, wenn durch entsprechende Kurvenradien des Fahrwegs bei üblicherweise auftretenden Fahrzeugabmessungen sichergestellt ist, dass die zur Diskussion stehenden Fahrzeuge selbst bei relativ großen möglichen Wendekreisen nicht mit Hindernissen kollidieren. Dadurch ist jedoch nicht der gesamte, an sich zum Parken geeignete Raum innerhalb eines Parkraums als Parkfläche genutzt, da ein relativ großer Bereich zum Ausbilden eines entsprechend breit ausgeführten Fahrwegs zur Verfügung stehen muss.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Führung eines Fahrzeugs von einer Start- zu einer Zielposition nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass der Fahrweg insofern optimiert werden kann, dass dieser unter Berücksichtigung eines minimalen, von dem Fahrzeug durchführbaren Wendekreises abgefahren bzw. durchgeführt werden kann. Damit lassen sich beispielsweise mittels kleiner Wendekreise (und Fahrzeugabmessungen) aufweisender Fahrzeuge Fahrwege ausführen, die ansonsten bei Fahrzeugen, die einen größeren Wendekreis (bei gleichen Außenabmessungen) besitzen, zu Kollisionen führen. Dadurch lässt sich im Vergleich zum Stand der Technik die zur Verfügung stehende Fläche eines Parkhauses bzw. einer Parkanlage hinsichtlich der Fahrwege optimieren.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Fahrweg zusätzlich unter Berücksichtigung des minimal möglichen Wendekreises des Fahrzeugs ermittelt wird.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Führung eines Fahrzeugs von einer Start- zu einer Zielposition sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
-
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem zur Ermittlung des minimal möglichen Wendekreises neben dem Achsabstand der maximal mögliche Lenkwinkel berücksichtigt wird, wobei zur Ermittlung des maximal möglichen Lenkwinkels ein Vergleich zwischen einem vorgegebenen Lenkwinkel und einem tatsächlich realisierten Lenkwinkel stattfindet. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass für jedes Fahrzeug ein individueller minimaler Wendekreis ermittelt wird, bei dem neben den Außenabmessungen der tatsächlich mögliche maximale Lenkwinkel berücksichtigt wird. Ein derartiges Verfahren hat beispielsweise den Vorteil, dass aufgrund fahrzeugindividueller Umstände (z.B. unterschiedliche Radgrößen, mögliche Beschädigungen am Fahrzeug, die den Wendekreis einschränken usw.) eine Erfassung des fahrzeugspezifisch minimal möglichen Wendekreises ermöglicht wird, so dass die angesprochenen möglichen Kollisionen mit Hindernissen zuverlässig verhindert werden können.
-
In Weiterbildung des zuletzt genannten erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels einer fahrzeugexternen Steuereinrichtung ein fahrzeuginterner Lenkaktuator angesteuert wird, der den Lenkwinkel vorzugsweise kontinuierlich erhöht, und dass fahrzeuginterne Sensormittel den tatsächlichen Lenkwinkel erfassen, wobei bei einem sich nicht mehr erhöhenden tatsächlichen Lenkwinkel auf den maximalen Lenkwinkel geschlossen wird.
-
Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem die Ermittlung des minimalen Wendekreises während des Stillstands des Fahrzeugs folgt. Dadurch werden keine zusätzlichen Fahrflächen benötigt, um den minimalen Wendekreis des Fahrzeugs zu ermitteln.
-
Ganz besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem die Führung des Fahrzeugs zwischen der Start- und der Zielposition durch die Steuereinrichtung vollautomatisch ohne Fahrereinsatz erfolgt. Dadurch ist es beispielsweise möglich, das Fahrzeug im Bereich einer Einfahrzone in das Parkhaus abzustellen bzw. zu verlassen, worauf das Fahrzeug durch die Steuereinrichtung vollautomatisch auf der vorgesehenen Parkfläche geparkt wird. Ebenso ist ein vollautomatisches Ausparken und Bewegen des Fahrzeugs aus dem Bereich der Parkfläche in eine Ausfahrzone des Parkhauses von diesem Vorschlag umfasst, bei dem der Fahrer erst wieder in der Ausfahrtzone des Parkhauses in das Fahrzeug einsteigen muss.
-
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem der Fahrweg an das Fahrzeug mittels drahtloser Kommunikationsmittel, insbesondere über Funk, übermittelt wird. Dadurch sind, im Gegensatz zum eingangs erwähnten Stand der Technik, keine externen Führungsmittel wie Fahrbahnmarkierungen o.ä. erforderlich, um den Fahrweg kenntlich zu machen.
-
In alternativer Ausgestaltung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens ist es auch denkbar, dass das Fahrzeug Kommunikationsmittel aufweist, die dazu ausgebildet sind, zumindest einen in einer Speichereinheit des Fahrzeugs abgespeicherten minimalen Wendekreis oder maximalen Lenkwinkel an die fahrzeugexterne Steuereinrichtung zu übermitteln. In diesem Fall genügt es, durch eine entsprechende Erfassung der Außenabmessungen des Fahrzeugs Kenntnis über einen möglichen Fahrweg zu gelangen, ohne dass der maximal mögliche Lenkwinkel erfasst werden muss.
-
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei fahrzeugexterne Mittel zur Erfassung der Fahrzeugaußenabmessungen und des Achsabstands des Fahrzeugs sowie eine Steuereinrichtung zur Ermittlung eines Fahrwegs vorgesehen sind. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung fahrzeuginterne Mittel, die dazu ausgebildet sind, den maximal möglichen Lenkwinkel zu erfassen.
-
Insbesondere umfassen die fahrzeuginternen Mittel zumindest einen Aktuator zum Einschlagen der Räder sowie Sensormittel zur Erfassung des Lenkwinkels.
-
Weiterhin sind zusätzlich drahtlose Kommunikationsmittel zwischen der Steuereinrichtung und dem Fahrzeug vorgesehen, um einerseits den durch die fahrzeuginternen Mittel erfassten möglichen maximalen Lenkwinkel an die Steuereinrichtung zu übermitteln, und andererseits den von der Steuereinrichtung daraufhin ermittelten Fahrweg an das Fahrzeug vorzugeben.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
-
Diese zeigt in:
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs im Bereich einer Parkhauseinfahrt und dessen Fahrweg zu einer Zielposition und
-
2 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Verfahrens zur Ermittlung des maximal möglichen Lenkwinkels des Fahrzeugs.
-
In der 1 ist ein Fahrzeug 10 dargestellt, das aus der in der 1 dargestellten Startposition SP, die im Bereich einer Einfahrt 11 eines Parkhauses 12 liegt, zu einer Zielposition ZP geführt wird. Bei der Zielposition ZP handelt es sich insbesondere um eine, den Außenabmessungen des Fahrzeugs 10 angepasste Parkfläche 13. Die bevorzugt fahrerlose Führung des Fahrzeugs 10 von der Startposition SP auf die Zielposition ZP findet entlang eines Fahrwegs 15 statt, der neben geradlinigen Abschnitten auch Kurvenabschnitte 16 bis 19 mit Kurvenradien R1 bis R4 umfasst. Entlang des Fahrwegs 15, insbesondere im Bereich der Kurvenabschnitte 16 bis 20, können Hindernisse 21 bis 23 angeordnet sein, wobei eine Kollision mit den Hindernissen 21 bis 23 mit dem Fahrzeug 10 vermieden werden muss. Bei den Hindernissen 21 bis 23 kann es sich beispielsweise, und nicht einschränkend, um feste Bestandteile des Parkhauses 12, beispielsweise Stützsäulen o.ä. handeln. Wesentlich für den Fahrweg 15 ist es somit, dass unter Berücksichtigung der Fahrzeugaußenabmessungen (insbesondere unter Berücksichtigung der Fahrzeuglänge L und der Fahrzeugbreite B) in Verbindung mit dem minimal möglichen Wendekreis WK des Fahrzeugs 10 eine Kollision mit den Hindernissen 21 bis 23 vermieden wird. Insbesondere muss dabei sichergestellt sein, dass das Fahrzeug 10 die Kurvenabschnitte 16 bis 19 mit den Kurvenradien R1 bis R4 unter Berücksichtigung des minimalen Wendekreises WK des Fahrzeugs 10 ohne zurückzusetzen durchfahren kann, da damit (unter Berücksichtigung der Fahrzeugabmessungen) sichergestellt ist, dass keine Kollision mit den Hindernissen 21 bis 23 stattfindet.
-
Zur Erfassung der Fahrzeugaußenabmessungen (Fahrzeuglänge L und Fahrzeugbreite B) sind im Bereich der Einfahrt 11 des Parkhauses 12 beispielhaft fahrzeugexterne Mittel 25 in Form zweier Laserscanner 26, 27 vorgesehen, die dazu ausgebildet sind, zumindest die angesprochenen Fahrzeugaußenabmessungen zu erfassen. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, anstatt von Laserscannern 26, 27 andersartig ausgebildete fahrzeugexterne Mittel 25 vorzusehen, beispielsweise bildauswertende Kameras o.ä. Zusätzlich sind im Bereich der Einfahrt 11 beidseitig des Fahrzeugs 10 Laserlichtschranken 28, 29 angeordnet, die ebenfalls als fahrzeugexterne Mittel 25 dienen und dazu ausgebildet sind, den Achsabstand A zwischen den Fahrzeugachsen des Fahrzeugs 10 zu ermitteln. Dies findet beispielhaft dadurch statt, dass die entsprechenden Achsen bzw. Räder des Fahrzeugs 10 bei einer Vorbeifahrt an den Laserlichtschranken 28, 29 erfasst werden können.
-
Die soweit mittels der fahrzeugexternen Mittel 25 erfassten Fahrzeugaußenabmessungen sowie der Achsabstand A werden einer fahrzeugexternen Steuereinrichtung 30 als Eingangswerte zugeführt. Die Steuereinrichtung 30 weist darüber hinaus vorzugsweise drahtlose Kommunikationsmittel 31, insbesondere in Form von Funkmitteln auf, die eine Kommunikation mit entsprechenden fahrzeuginternen Kommunikationsmitteln 32 ermöglichen.
-
Das Fahrzeug 10, das wie erwähnt insbesondere dazu ausgebildet ist, den Fahrweg 15 fahrerlos durchzuführen, weist weiterhin zumindest einen Lenkaktuator 33 sowie einen Lenkwinkelsensor 34 auf. Der Lenkaktuator 33 dient dazu, bei einer Ansteuerung die beiden Vorderräder des Fahrzeugs 10, je nach gewünschter Fahrtrichtung, nach links oder rechts einzuschlagen. Mittels des Lenkwinkelsensors 34 wird ein tatsächlich realisierter Lenkwinkel LK der beiden Vorderräder des Fahrzeugs 10 erfasst.
-
Zur Ermittlung des minimal möglichen Wendekreises WK des Fahrzeugs 10, der neben den Fahrzeugaußenabmessungen wesentlich für die Berechnung des Fahrwegs 15 durch die Steuereinrichtung 30 ist, werden während einer Stillstandsphase des Fahrzeugs 10 entsprechend der Darstellung der 2 durch eine entsprechende Ansteuerung des Lenkaktuators 33 beispielhaft die beiden Vorderräder kontinuierlich bis zum Volleinschlag nach links oder rechts eingeschlagen. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass mittels der externen Steuereinrichtung 30 dem Fahrzeug 10 ein Solllenkwinkel SLW vorgegeben wird, der über den Lenkaktuator 33 ausgeführt wird. Gleichzeitig wird mittels des Lenkwinkelsensors 34 der tatsächliche Lenkwinkel LW erfasst und der externen Steuereinrichtung 30 über die fahrzeuginternen Kommunikationsmittel 32 als Eingangsgröße zugeführt. Entsprechend der Darstellung der 2 entspricht der über den Lenkwinkelsensor 34 erfasste Lenkwinkel LW solange der Vorgabe SLW des Lenkwinkelaktuators 33, bis die Fahrzeugvorderräder ihren maximalen Lenkwinkeleinschlag erreicht haben. Ab diesem Augenblick t1 findet zumindest im Wesentlichen keine Änderung des (tatsächlichen) Lenkwinkels LW mehr statt. Der ab dem Zeitpunkt t1 erfasste Lenkwinkel LW wird somit als derjenige Lenkwinkel LW erkannt, der den maximalen Lenkwinkel LW darstellt. Ausgehend von diesem maximal möglichen Lenkwinkel LW und den Fahrzeugaußenabmessungen sowie dem Achsabstand A berechnet die Steuereinrichtung 30 daraufhin den Fahrweg 15 derart, dass keine Kollision mit eventuell vorhandenen Hindernissen 20 bis 22 stattfindet bzw. sichergestellt ist, dass das Fahrzeug 10 einem Fahrweg 15 in gewünschter Art und Weise folgen kann.
-
Das soweit beschriebene Verfahren zur Führung eines Fahrzeugs 10 zwischen einer Startposition SP und einer Zielposition ZP kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere ist es nach dem Einparken des Fahrzeugs 10 im Bereich der Parkfläche 13 möglich, mittels der Steuereinrichtung 30 das Fahrzeug 10 aus seiner Zielposition ZP wieder in seine Startposition SP zurückzufahren, entweder durch Rückverfolgung des ursprünglichen Fahrwegs 15, oder aber durch Fahren entlang eines neuen Fahrwegs 15, wobei auch dieser (neue) Fahrweg 15 aufgrund der Kenntnis der Fahrzeugaußenabmessungen sowie des minimal möglichen Wendekreises WK berechnet wird.
-
Weiterhin ist es denkbar, dass in einer Speichereinheit des Fahrzeugs 10 der minimal mögliche Wendekreis WK bereits abgespeichert ist und über die fahrzeuginternen Kommunikationsmittel 32 der Steuereinrichtung 30 als Eingangswert zugeführt wird. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, durch den Lenkaktuator 33 die Räder einzuschlagen, um den möglichen Lenkwinkel LW zu detektieren. Vielmehr kann anhand der bekannten bzw. ermittelten Fahrzeugaußenabmessungen die Steuereinrichtung 30 unmittelbar einen geeigneten Fahrweg 15 berechnen bzw. ermitteln.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009029720 A1 [0002]
- DE 102009046912 A1 [0003]
