DE102015217555A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Manöverassistenz für ein Fortbewegungsmittel - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Manöverassistenz für ein Fortbewegungsmittel Download PDF

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Abstract

Es werden ein Fortbewegungsmittel, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Manöverassistenz für ein Fortbewegungsmittel (10) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
– Ermitteln von Stellgrößen (x) und Messgrößen (y) des Fortbewegungsmittels (10) bei einer Fahrt auf einer ersten Wegstrecke (1–2),
– Ermitteln einer ersten Trajektorie (3) des Fortbewegungsmittels (10) für die erste Wegstrecke (1–2) auf Basis der Stellgrößen (x) und Messgrößen (y),
– Ermitteln einer Wunschtrajektorie für das Fortbewegungsmittel (10) zu der ersten Trajektorie (3),
– Vergleichen der Wunschtrajektorie mit einer zu einem früheren Zeitpunkt gefahrenen Referenztrajektorie (4), und, sofern ein hinreichendes Maß an Übereinstimmung besteht,
– Verwenden von Stellgrößen (x) und Messgrößen (y), welche der Referenztrajektorie (4) zugeordnet sind, für die Manöverassistenz.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Manöverassistenz für ein Fortbewegungsmittel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine kostengünstig realisierbare Möglichkeit, aus schwierigen Rangiersituationen einfach und zuverlässig zu entkommen.
  • Mehr und mehr werden Fahrerassistenzsysteme entwickelt, bei welchen die Maschine bzw. das Fortbewegungsmittel Quer- und Längsführung selbst übernimmt, d. h. lenkt bzw. beschleunigt und bremst. Immer dann, wenn der Fahrer selbst sein Fortbewegungsmittel steuert (lenkt, beschleunigt und bremst) kann es jedoch zu Situationen kommen, in denen der Fahrer das Fortbewegungsmittel (nachfolgend "Fahrzeug") in eine Situation gebracht hat, in welcher der Fahrer nicht mehr weiter weiß. Insbesondere in Verbindung mit ungewohnten Rangiersituationen, dem Fahrer nicht vertrauten Fortbewegungsmitteln oder dem Fahrer unbekannten Konfigurationen und Anbauten (z. B. Anhänger) ist eine automatische Assistenz für den Fahrer besonders hilfreich.
  • Im Stand der Technik ist ein Verfahren verwendend eine Home-Zone bekannt, bei welchem das Fortbewegungsmittel nach einer Einlernphase das Erlernte wieder abspielt. Hierbei orientiert sich das Fortbewegungsmittel auf Basis eigener Umgebungssensorik. Wünschenswert ist jedoch die Loslösung von speziellen Einlernphasen, sodass der zuletzt gefahrene Weg "gemerkt" wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend identifizierten Bedarf zu stillen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Manöverassistenz für ein Fortbewegungsmittel gelöst. Durch die Manöverassistenz kann das Fortbewegungsmittel aus einer Situation entkommen, in welche es beispielsweise durch dem Fahrer nicht mehr geläufige Bedienschritte gelangt ist. Hierbei werden Stellgrößen und Messgrößen des Fortbewegungsmittels bei einer Fahrt auf einer ersten Wegstrecke von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt ermittelt. Unter "Stellgrößen" sei im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Vielzahl von Möglichkeiten der Einflussnahme des Fahrers auf die Art und Weise der Fortbewegung des Fortbewegungsmittels verstanden. Insbesondere seien Längs- und Querführung darunter zu verstehen. Unter "Messgrößen" seien im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenigen Größen verstanden, welche zur Ermittlung einer Reaktion des Fortbewegungsmittels auf die Stellgrößen geeignet sind. Insbesondere seien unabhängig von der Fahrzeugumgebung ermittelbare Erkenntnisse (z. B. Raddrehzahl, Lenkwinkel, Schlupf etc.) als Messgrößen im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Selbstverständlich können auch die Signale von Umgebungssensoren als optionale Erweiterung der Messgrößen verwendet werden. Beispielsweise können die Messgrößen, welche stets für Fahrdynamikregelungssysteme verwendet werden, auch zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Die Fahrt auf der ersten Wegstrecke kann beispielsweise ein Rangiermanöver sein, welches den Fahrer aufgrund seiner Komplexität herausfordert. Insbesondere können geringe Abstände zu Umgebungsobjekten und/oder eine besonders exakt zu vollziehende Führung des Fortbewegungsmittels mit der Fahrt auf der ersten Wegstrecke verbunden sein. Auf Basis der Stellgrößen und der Messgrößen wird anschließend eine erste Trajektorie des Fortbewegungsmittels für die erste Wegstrecke ermittelt. Mit anderen Worten wird insbesondere anhand der Messgrößen ein Wegverlauf des Fortbewegungsmittels ermittelt. Anschließend wird eine Wunschtrajektorie für das Fortbewegungsmittel zu der ersten Trajektorie ermittelt. Die Wunschtrajektorie kann beispielsweise vom Zielpunkt zum Startpunkt der ersten Trajektorie führen. Mit anderen Worten ist die Wunschtrajektorie als Ergebnis des erkannten Erfordernisses, die erste Trajektorie für das Fortbewegungsmittel rückgängig zu machen, zu verstehen. Hierzu wird die Wunschtrajektorie mit einer zu einem früheren Zeitpunkt vom Fortbewegungsmittel gefahrenen Referenztrajektorie verglichen. Hierbei kann auch auf die erste Trajektorie zurückgegriffen werden, welche naturgemäß einen gewissen Ähnlichkeitsgrad zur Wunschtrajektorie aufweist, sofern die Wunschtrajektorie einer "Rückwärtstrajektorie" für die erste Trajektorie entspricht. Sofern die Wunschtrajektorie ein vordefiniertes hinreichendes Maß an Übereinstimmung mit der Referenztrajektorie aufweist, kann erfindungsgemäß die Referenztrajektorie verwendet werden, um das Fortbewegungsmittel vom Zielort zum Startpunkt der ersten Trajektorie zu führen. Erfindungsgemäß werden nun Stellgrößen und/oder Messgrößen für die Manöverassistenz verwendet, welche der Referenztrajektorie zugeordnet sind. Die Messgrößen und/oder Stellgrößen können der Referenztrajektorie in einem Datenspeicher zugeordnet sein, welcher vom Fortbewegungsmittel umfasst ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Datenspeicher drahtlos (z.B. internetvermittelt) in die Informationsinfrastruktur des Fortbewegungsmittels eingebunden sein. Sofern mehrere baugleiche oder zumindest ähnliche Fortbewegungsmittel zu dem betrachteten Fortbewegungsmittel bestehen, können auch deren Referenztrajektorien verwendet werden, um die erfindungsgemäße Manöverassistenz durchzuführen. Umgebungssensorik und kostenintensive Fahrroboter sind erfindungsgemäß nicht erforderlich, sodass im Wesentlichen mit ohnehin vorhandener Hardware eine verbesserte Manöverassistenz bereitgestellt werden kann.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Wunschtrajektorie kann einer Rückwärtsfahrt des Fortbewegungsmittels auf der ersten Trajektorie entsprechen. Beispielsweise kann ein kompliziertes Manöver und/oder eine mit einem Anhänger gefahrene Wegstrecke zu einem späteren Zeitpunkt das Erfordernis bedingen, dieselbe Trajektorie in umgekehrter Richtung abzufahren. Je nach Fahrzeugkonfiguration können hierbei andere Stellgrößen als bei der Vorwärtsfahrt auf der ersten Trajektorie erforderlich sein. Dies trifft beispielsweise auf die Fahrt mit einem Anhänger zu.
  • Die Referenztrajektorie kann beispielsweise in einem auch als "Lernfahrt" zu bezeichnenden Vorgang erstellt und gemeinsam mit den zugehörigen Stellgrößen und Messgrößen des Fortbewegungsmittels abgespeichert werden. Beispielsweise kann der Fahrer des Fortbewegungsmittels dazu aufgefordert werden, das Fortbewegungsmittel anzulernen, um eine Datenbank mit Manövern zu pflegen, welche für spätere Manöverassistenzvorgänge abgerufen und insbesondere miteinander verknüpft zur Ausgabe von Anweisungen verwendet werden können. Eine entsprechende Anweisung kann beispielsweise über ein Kombiinstrument und/oder ein zentrales Informationsdisplay des Fortbewegungsmittels ausgegeben werden.
  • Im Zuge der Lernfahrt kann auch eine Knickwinkelbestimmung zwischen einem Anhänger und dem Fortbewegungsmittel erfolgen. Mit anderen Worten wird der Messgrößenfundus um Informationen bezüglich eines Winkels zwischen einer Längsachse des Fortbewegungsmittels und der Längsachse des Anhängers, welcher am Fortbewegungsmittel angebracht ist, ermittelt. Auf diese Weise ist die Informationslage des Fortbewegungsmittels bzw. des Gespanns auf die vom Fahrer vorgenommenen Stellgrößen umfassender. Zudem kann zu einem späteren Zeitpunkt das Vorhandensein eines Anhängers bei der Auswahl einer Referenztrajektorie berücksichtigt werden.
  • Das Ermitteln der ersten Trajektorie kann beispielsweise ein Verwenden von Raddrehzahlsensoren und/oder von Umgebungssensoren (z. B. Radar, Lidar, Ultraschall o. ä.) umfassen. Alternativ oder zusätzlich können Informationen eines Fahrdynamikregelungssystems verwendet werden, welche meist auf einem Bus des Fortbewegungsmittels zur Verfügung gestellt und somit erfindungsgemäß verwendet werden können.
  • Insbesondere für den Fall, dass die Referenztrajektorie vor geraumer Zeit erstellt worden ist, kann sich die Konfiguration des Fortbewegungsmittels, sein Beladungszustand, seine Bereifung, sein Fahrwerk u. a. derart geändert haben, dass die Referenztrajektorie, welche zur Realisierung der Wunschtrajektorie verwendet werden soll, mittlerweile andere Stellgrößen des Fortbewegungsmittels erfordert. Beispielsweise kann die Lenkung mittlerweile ausgeschlagen sein, sodass sich eine Hysterese bezüglich des Lenkwinkels ergibt, welche zur Realisierung der Referenztrajektorie zu berücksichtigen ist. Entsprechend können die Stellgrößen (und Messgrößen), welche der Referenztrajektorie zugeordnet sind, vor einer Verwendung zur Manöverassistenz angepasst werden. Hierzu können beispielsweise während einer aktuellen oder nur einen kurzen Zeitraum zurückliegenden Fahrsituation ermittelte Stellgrößen und Messgrößen verwendet werden, welche quantitativen Aufschluss über das veränderte Fahrzeugverhalten geben.
  • Die Manöverassistenz kann beispielsweise eine Ausgabe von Instruktionen an einen Anwender umfassen. Mit anderen Worten können optische und/oder akustische und/oder haptische Rückmeldungen an den Anwender ausgegeben werden, welche den Anwender darüber informieren, welche Schritte zur Längs- und/oder Querführung zu unternehmen sind, um die Wunschtrajektorie zu realisieren. Alternativ oder zusätzlich können Aktionen zu Quer- und/oder Längsführung automatisch veranlasst werden, wie dies beispielsweise durch Fahrroboter realisiert wird.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Manöverassistenz vorgeschlagen, welche die Schritte eines Verfahrens gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt ausführen kann. Hierzu weist die Vorrichtung eine Ermittlungseinrichtung auf, welche Stellgrößen und Messgrößen des Fortbewegungsmittels bei einer Fahrt auf einer ersten Wegstrecke von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt ermitteln kann. Zudem ist die Ermittlungseinrichtung eingerichtet, eine erste Trajektorie des Fortbewegungsmittels für die erste Wegstrecke vom Startpunkt zum Zielpunkt auf Basis der Stellgrößen und Messgrößen zu ermitteln. Die erste Trajektorie kann als Wegverlauf des Fortbewegungsmittels verstanden werden. Zusätzlich ist die Ermittlungseinrichtung eingerichtet, eine Wunschtrajektorie des Fortbewegungsmittels für die erste Trajektorie zu ermitteln. Die Wunschtrajektorie kann beispielsweise durch einen Anwenderwunsch zur "Rückgängigmachung" einer zuvor gefahrenen Wegstrecke definiert werden. Insbesondere startet die Wunschtrajektorie am Zielort der ersten Trajektorie und endet am Startpunkt der ersten Trajektorie. Weiter ist ein Vergleicher in der Vorrichtung vorgesehen, welcher zum Vergleichen der Wunschtrajektorie mit mindestens einer zu einem früheren Zeitpunkt vom Fortbewegungsmittel gefahrenen Referenztrajektorie eingerichtet ist. Insbesondere kann der Vergleicher Zugriff auf eine Vielzahl früher gefahrener Referenztrajektorien haben. Schließlich ist eine Ausgabeeinheit vorgesehen, welche zum Verwenden von Stellgrößen und Messgrößen, welche der Referenztrajektorie zugeordnet sind, für die Manöverassistenz eingerichtet ist. Die Ausgabeeinheit kann mit einer optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Anwenderschnittstelle gekoppelt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabeeinheit digitale Datensignale an einen Fahrroboter des Fortbewegungsmittels ausgeben. Auf diese Weise kann die Wunschtrajektorie auf Basis der Referenztrajektorie automatisch abgefahren werden. Es ergeben sich die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, derart ersichtlich aus denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, das zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Die Vorrichtung ist daher eingerichtet, einen Fahrroboter des Fortbewegungsmittels anzuweisen, die Referenztrajektorie selbsttätig zu fahren und/oder den Führer des Fortbewegungsmittels mit Instruktionen zu versorgen, auf Basis welcher dieser die Referenztrajektorie mit dem Fortbewegungsmittel abfahren kann.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur (teil-)automatischen Steuerung (d. h. Längs- und/oder Querführung) eines Fahrzeugs bereit, mit deren Hilfe das Fahrzeug veranlasst werden kann, ausgehend von der aktuellen (Stand-)Position einen Rückweg abzufahren. D. h., dass das Fahrzeug unmittelbar zuvor gefahrene Trajektorien in umgekehrter Reihenfolge fahren kann und sein Fahrer in diesem Sinne unterstützt wird. Eine auch als "Beobachter" zu bezeichnende Vorrichtung ist daher eingerichtet, häufig, bevorzugt dauerhaft, den Zusammenhang der Zeitverläufe von Eingangsgrößen wie Stellgrößen zur Fahrzeugführung und Messgrößen bezüglich der Fahrzeugreaktion zu erfassen. Anders ausgedrückt werden Stellgrößen und Messgrößen bezüglich Längs- und/oder Querführung erfasst und abgespeichert. Auch die Einfederung der Räder und andere, die Längs- und/oder Querführung beeinflussenden Fahrzeugkonfigurationen können beeinflusst und erfindungsgemäß erfasst werden. Gemeinsam mit den Ausgangsgrößen ("Messgrößen") des Fahrverhaltens, welches z.B. durch das Zeitverhalten der Radumdrehung der Fahrzeugräder, des Gierratensensors, des Knickwinkels zwischen einem Zugfahrzeug und der Deichsel eines gezogenen Anhängers u.a. charakterisiert ist, werden die Stellgrößen („Eingangsgrößen“) in geeigneter Weise in einem Speicher abgelegt, sodass zu einem späteren Zeitpunkt nachvollzogen werden kann, bei welchen Zeitverläufen der Eingangsgrößen welche Ausgangsgrößen ermittelt wurden. In einem "Wegbestimmer", der aus einem Satz Ausgangsgrößen über der Zeit zeitlose Wegverläufe bestimmt, wobei zwischen der Bewegung in einer Fahrtrichtung z. B. vorwärts und der Bewegung in eine entgegengesetzte Fahrtrichtung z. B. rückwärts unterschieden wird. Eine entsprechende Fahrtrichtungserkennung kann beispielsweise über Resolver eines (bevorzugt ungelenkten) Rades ermittelt werden und ist mit einem Datenspeicher verbunden. Zusätzlich ist ein Wegspeicher, der auch als "Historienspeicher" bezeichnet werden könnte, vorgesehen, der die Zeitverläufe einer letzten Vielzahl von Ausgangsgrößen speichert. Ein Wegrekonstruierer ist eingerichtet, die im Moment des Eintreffens der erfindungsgemäßen Fahrtrichtungsvorgabe "Rückweg soll inversem Hinweg entsprechen" anhand der gespeicherten Zeitverläufe der letzten Ausgangsgrößen mittels des Wegbestimmers den Verlauf des zuletzt gefahrenen Weges zu rekonstruieren. Eine als "Weginvertierer" zu bezeichnende Vorrichtung ist eingerichtet, einen Rückweg zu dem Hinweg, welcher rückgängig gemacht werden soll, als Inverse eines Verlaufes des Hinwegs zu bestimmen. Zusätzlich ist eine Rückwegauswahl-Vorrichtung vorgesehen, welche anhand der mittels des Wegbestimmers gespeicherten Wege den am besten entsprechenden Rückweg auswählt, dessen Fahrtrichtung dem Hinweg entgegengesetzt orientiert ist. Ein "Stellgrößenbestimmer" ist eingerichtet, anhand des derartig bestimmten Rückwegs die zu dem ausgewählten Rückweg gespeicherten Eingangsgrößen bzw. Stellgrößen zu bestimmen und durch eine Ausgabeeinheit ausgeben zu lassen. Die Ausgabeeinheit kann eine Ausgabe an den Anwender und/oder an einen Fahrroboter vornehmen.
  • Grundsätzlich ist das Zeitverhalten während der Ermittlung der Referenztrajektorie für das spätere Verwenden der Referenztrajektorie bzw. ihrer Stellgrößen nicht so relevant wie das Wegverhalten. Mit anderen Worten ist die Verwendung der Stellgrößen zur Manöverassistenz nicht notwendigerweise an das Zeitverhalten, sondern vielmehr an das Wegverhalten der damals gespeicherten Stellgrößen gebunden, wobei das Zeitverhalten bei der Manöverassistenz vom Anwender und/oder vom Fahrroboter beeinflusst werden kann. Insbesondere kann zum späteren Zeitpunkt die Fahrt auf der Referenztrajektorie langsamer oder schneller erfolgen.
  • Optional kann die Einhaltung des Rückwegs mittels Wegmessung bzw. Positionsmessung und daraus abgeleiteten Größen (z. B. Winkelmessung der Radumdrehungen, und/oder Sensoren zur Positionsbestimmung, wie z. B. mittels Orientierung an Licht- und/oder Funkmarken, wie z. B. GPS, Galileo, GLONASS usw. überwacht und entsprechend geregelt werden. Insbesondere können die Detektionen von Umfeldsensoren (Laser, Lidar, Ultraschall, Radar, Video usw.) sowie deren Kombinationen beim Abfahren des Rückwegs berücksichtigt werden. Hierzu kann beispielsweise eine Abweichung des Rückwegs vom Hinweg erfasst werden, welche sich z. B. als zunehmende systematische Messwertabweichung bemerkbar macht. Auf diese Weise kann eine entsprechende Korrektur der Steuersignale erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug bei (teil-)automatischer Steuerung und Detektion einer Veränderung des Weges sicherheitshalber anhalten und auf eine erneute Bedienerbestätigung warten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine schematische Draufsicht auf einen Manövriervorgang eines Fortbewegungsmittels;
  • 2 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung der Vorgänge bei der Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 3 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt einen Pkw 10 als Fortbewegungsmittel, welcher von einem Startpunkt 1 zu einem Zielpunkt 2 fahren soll. Um zwischen Bäumen 20 und einer Mauer 21 zu manövrieren, fährt der Pkw 10 entlang einer ersten Trajektorie 3. Am Zielort angekommen ist sich der Fahrer des Pkws 10 nicht sicher, ob er ohne Assistenz zurück zum Startpunkt 1 gelangt. Daher verwendet er das erfindungsgemäße Verfahren, um auf Basis der ersten Trajektorie 3 eine Referenztrajektorie 4 auszuwählen, welche seiner Wunschtrajektorie möglichst nahe kommt.
  • 2 zeigt einen Pkw 10, welcher lenkfähige Räder 13 und nichtlenkfähige Räder 12 mit jeweiligen Raddrehzahlsensoren 5 aufweist. Ein Anhänger 11 ist an den Pkw 10 angekoppelt, wobei aktuell ein Knickwinkel Φ2 zwischen einer Längsachse des Anhängers 11 und einer Längsachse des Pkws 10 besteht, welcher über Ultraschallsensoren 6 ermittelt wird. Ein Bremspedal 14 und ein Gaspedal 15 dienen der Längsführung des Pkws 10. Über einen Bildschirm 9 kann die erfindungsgemäße Vorrichtung Ausgaben an den Anwender vornehmen, welche diesen bei der Längs- und Querführung unterstützen. Die lenkfähigen Räder 13 sind gegenüber einer Geradeausstellung um einen Winkel Φ1 eingeschlagen. Über das Lenkrad 22 wird eine Querführung Φ(t), über das Bremspedal 14 und das Gaspedal 15 eine Längsführung a(t) als Stellgrößen x(t) an eine Ermittlungseinrichtung 7 gesendet. Die Ultraschallsensoren 6 und die Raddrehzahlsensoren 5 senden ihre Signale als Messgrößen y(t) an die Ermittlungseinrichtung 7. Insbesondere kann die Ermittlungseinrichtung 7 über ein Bussystem mit den vorgenannten Signalen versorgt werden. Die Ermittlungseinrichtung 7 ist eingerichtet, die Stellgrößen x(t), die Messgrößen y(t) sowie die aus diesen ermittelten Wegpunkte bzw. Trajektorien in einem Datenspeicher 17 abzulegen. Im Ansprechen auf das erkannte Erfordernis, einen bereits gefahrenen und im Datenspeicher 17 gespeicherten Hinweg für den PKW 10 „rückgängig" zu machen, kann die Ermittlungseinrichtung 7 einen Weginverter 18 anweisen, einen entlang der Hinweg-Trajektorie führenden Rückweg zu erstellen und Kenngrößen des Rückwegs an einen Vergleicher 8 zu übermitteln. Hierzu stellt die Ermittlungseinrichtung 7 einen Parametersatz 16 enthaltend Stellgrößen S1 bis SNS zur Auswahl eines geeigneten Rückwegs dem Vergleicher 8 zur Verfügung. Der Vergleicher 8 ist eingerichtet, eine solche Trajektorie aus dem Datenspeicher 17 auszulesen, welche eine ähnlich dem Hinweg ausgestaltete, jedoch rückwärts orientierte Fahrtrichtung aufweist. In einem Stellgrößenauswähler 19 werden die der ausgewählten Trajektorie zugeordneten Stellgrößen x(t) ausgelesen und ggf. mit einem Datensatz repräsentierend ein gegenüber dem Zeitpunkt einer Aufnahme der ausgewählten Trajektorie geändertes Fahrverhalten vorverarbeitet, bevor sie über eine Ausgabeeinheit 9 dem Anwender sowie einem nachgeschalteten Fahrroboter zur Kenntnis gebracht werden. Auf diese Weise kann die Manöverassistenz unabhängig von Umgebungssensorik und allein basierend auf der "Trajektorienerfahrung" des Fortbewegungsmittels erfolgen.
  • 3 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Manöverassistenz für ein Fortbewegungsmittel. In Schritt 100 wird eine Anweisung an einen Anwender des Fortbewegungsmittels zur Durchführung einer Lernfahrt zur Erstellung einer Referenztrajektorie ausgegeben. Hierbei kann die Referenztrajektorie zumindest anteilig und/oder bezüglich Start- und Zielpunkt vom System vorgegeben werden. In den Schritten 200 und 300 werden Stellgrößen und Messgrößen des Fortbewegungsmittels bei der Fahrt auf der Referenztrajektorie ermittelt und abgespeichert. Als Stellgrößen gelten im Rahmen der vorliegenden Erfindung all diejenigen Parameter, die unmittelbar oder mittelbar direkt beeinflussbar sind, während als reine Mischgrößen diejenigen Größen verstanden werden, die zwar durch Messen erfasst werden können, jedoch nicht einzeln durch Verstellen einer Stellgröße beeinflussbar sind. Die ersten drei Schritte des Ausführungsbeispiels können als Lernvorgang oder Anlernen des erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels verstanden werden. In Schritt 400 werden Stellgrößen und Messgrößen des Fortbewegungsmittels bei einer Fahrt auf einer ersten Wegstrecke von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt ermittelt. Die erste Wegstrecke stellt den Fahrer vor die Aufgabe, das Fortbewegungsmittel anschließend zum Startpunkt zurückzuführen. Erfindungsgemäß wird zur Unterstützung des Fahrers in Schritt 500 eine erste Trajektorie des Fortbewegungsmittels für die erste Wegstrecke auf Basis der Stellgrößen und Messgrößen ermittelt. Die Trajektorie kann beispielsweise eine Vielzahl von Wegpunkten umfassen, welche datentechnisch repräsentiert in einem Datenspeicher abgelegt werden. In Schritt 600 wird eine Wunschtrajektorie (oder Rückwärtstrajektorie) für das Fortbewegungsmittel ermittelt. Diese Wunschtrajektorie korrespondiert zu der ersten Trajektorie dahingehend, dass sie das Fortbewegungsmittel von dem aktuellen Aufenthaltsort (Zielort) des Fortbewegungsmittels an einen gewünschten Punkt (z. B. den Ausgangspunkt bzw. Startpunkt des Fortbewegungsmittels) zurückführt. In Schritt 700 werden die Wunschtrajektorie und eine zu einem früheren Zeitpunkt gefahrene Referenztrajektorie miteinander verglichen. Dieser Vergleich kann eine Vielzahl früher gefahrener Referenztrajektorien mit der Wunschtrajektorie vergleichen. Sofern ein hinreichendes Maß an Übereinstimmung besteht, welches betraglich oder bezüglich eines Abstandes von einer zweitplatzierten Referenztrajektorie erfolgen kann, wird in Schritt 800 anhand der Messgrößen ermittelt, dass das Fortbewegungsmittel in einer gegenüber einem Zeitpunkt einer Erstellung der Referenztrajektorie veränderten Weise auf die Stellgrößen reagiert. Mit anderen Worten wird ein geändertes Fahrverhalten aufgrund von Konfigurationsänderungen und/oder Alterungs-/Verschleißerscheinungen festgestellt und quantifiziert. In Schritt 900 werden die Stellgrößen und Messgrößen, welche der ausgewählten Referenztrajektorie zugeordnet sind, vor einer Verwendung zur Manöverassistenz entsprechend dem veränderten Fahrverhalten des Fortbewegungsmittels angepasst. Auf diese Weise können ein veränderter Beladungszustand, ein veränderter Reifendruck, eine ausgeschlagene Lenkung, größere Toleranzen der Radlager etc. berücksichtigt werden, bevor die Stellgrößen und Messgrößen, welche der Referenztrajektorie zugeordnet sind, in aktualisierter Form in Schritt 1000 für die Manöverassistenz verwendet werden. Hierzu werden Signale an den Anwender und einen nachgeschalteten Fahrroboter ausgegeben, welche die Längs- und Querführung entlang der Referenztrajektorie begünstigen.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Manöverassistenz für ein Fortbewegungsmittel (10) umfassend die Schritte: – Ermitteln (400) von Stellgrößen (x) und Messgrößen (y) des Fortbewegungsmittels (10) bei einer Fahrt auf einer ersten Wegstrecke (1–2), – Ermitteln (500) einer ersten Trajektorie (3) des Fortbewegungsmittels (10) für die erste Wegstrecke (1–2) auf Basis der Stellgrößen (x) und Messgrößen (y), – Ermitteln (600) einer Wunschtrajektorie für das Fortbewegungsmittel (10) zu der ersten Trajektorie (3), – Vergleichen (700) der Wunschtrajektorie mit einer zu einem früheren Zeitpunkt gefahrenen Referenztrajektorie (4), und, sofern ein hinreichendes Maß an Übereinstimmung besteht, – Verwenden (1000) von Stellgrößen (x) und Messgrößen (y), welche der Referenztrajektorie (4) zugeordnet sind, für die Manöverassistenz.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wunschtrajektorie einer Rückwärtsfahrt des Fortbewegungsmittels (10) auf der ersten Trajektorie (3) entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 weiter umfassend – Ermitteln (200) und Abspeichern (300) von Stellgrößen (x) und Messgrößen (y) des Fortbewegungsmittels (10) bei der Fahrt auf der Referenztrajektorie (4).
  4. Verfahren nach Anspruch 3 weiter umfassend: – Ausgeben (100) einer Anweisung an einen Anwender des Fortbewegungsmittels (10) zur Durchführung einer Lernfahrt zur Erstellung der Referenztrajektorie (4).
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 weiter umfassend – wobei die Ermittlung der Messgrößen (y) des Fortbewegungsmittels (10) bei der Fahrt auf der Referenztrajektorie (4) eine Knickwinkelbestimmung zwischen einem Anhänger (11) und dem Fortbewegungsmittel (10) umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln der ersten Trajektorie (3) Verwenden – von Raddrehzahlsensoren (5) und/oder – von Umgebungssensoren (6) und/oder – eines Fahrdynamikregelungssystems umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – Ermitteln (800) anhand der Messgrößen (y), dass das Fortbewegungsmittel (10) in einer gegenüber einem Zeitpunkt einer Erstellung der Referenztrajektorie (4) veränderten Weise auf die Stellgrößen (x) reagiert und – Anpassen (900) der Stellgrößen (x) und Messgrößen (y), welche der Referenztrajektorie (4) zugeordnet sind, vor einer Verwendung zur Manöverassistenz.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Manöverassistenz eine – Ausgabe von Instruktionen an einen Anwender und/oder – eine automatische Veranlassung von Aktionen zur Quer- und/oder Längsführung des Fortbewegungsmittels (10) umfasst.
  9. Vorrichtung zur Manöverassistenz umfassend: – eine Ermittlungseinrichtung (7), welche zur – Ermittlung von Stellgrößen (x) und Messgrößen (y) des Fortbewegungsmittels (10) bei einer Fahrt auf einer ersten Wegstrecke, sowie zur – Ermittlung einer ersten Trajektorie (3) des Fortbewegungsmittels (10) für die erste Wegstrecke auf Basis der Stellgrößen (x) und Messgrößen (y), und zur – Ermittlung einer Wunschtrajektorie des Fortbewegungsmittels (10) für die erste Trajektorie (3), eingerichtet ist, – einen Vergleicher (8), welcher zum Vergleichen der Wunschtrajektorie mit einer zu einem früheren Zeitpunkt vom Fortbewegungsmittel (10) gefahrenen Referenztrajektorie (4) eingerichtet ist, und – eine Ausgabeeinheit (9), welche zum Verwenden von Stellgrößen (x) und Messgrößen (y), welche der Referenztrajektorie (4) zugeordnet sind, für die Manöverassistenz eingerichtet ist.
  10. Fortbewegungsmittel umfassend eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
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