DE102016215248B4

DE102016215248B4 - Verfahren zur Unterstützung eines Ankuppelvorganges eines Fahrzeuges an einem Zugobjekt sowie Unterstützungssystem

Info

Publication number: DE102016215248B4
Application number: DE102016215248.3A
Authority: DE
Inventors: Philipp Hüger; Ramona SCHWEMIN
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2036-08-17
Also published as: DE102016215248A1

Abstract

Verfahren (100) zur Unterstützung eines Ankuppelvorgangs eines Fahrzeugs (10) an ein Zugobjekt (20), insbesondere einen Anhänger, umfassend die folgenden Schritte:- Erfassen (101) des Zugobjekts (20),- Bestimmen (104) einer Zielpositionierung (II) des Fahrzeuges (10), so dass das Fahrzeug (10) in der Zielpositionierung (II) derart positioniert ist, dass das Fahrzeug (10) und das Zugobjekt (20) koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (104) der Zielpositionierung (II) unter Berücksichtigung eines Kollisionsrisikos (22) des Zugobjekts (20) mit zumindest einem Umgebungsobjekt (30) durchgeführt wird, so dass das Kollisionsrisiko (22) bei einer Abfahrt des Zugobjekts (20) reduziert ist, wobei das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst:- Bereitstellen einer internen Karte (50) und Eintragen einer Position des Zugobjekts (20) in der Karte (50), wobei das Bestimmen (104) der Zielpositionierung (II) in Abhängigkeit von Kartendaten der Karte (50) durchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Ankuppelvorganges eines Fahrzeuges an ein Zugobjekt gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 sowie ein Unterstützungssystem zur Unterstützung eines Ankuppelvorganges eines Fahrzeuges an ein Zugobjekt gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 9.
Um ein Zugobjekt, wie beispielsweise einen Anhänger, zu ziehen, ist häufig vorgesehen, ein Fahrzeug mit der Anhängerkupplung rückwärts an die Deichsel des Anhängers heranzufahren und den Anhänger mitsamt der Deichsel des Anhängers zu bewegen, um das Fahrzeug und Anhänger zu koppeln. Insbesondere bei schweren Anhängern, kann es jedoch problematisch sein, den Anhänger z.B. durch ein Schieben des Anhängers zu bewegen. Daher kann es wünschenswert sein, ein Fahrzeug möglichst präzise zur Deichsel des Anhängers zu fahren, sodass möglichst wenig Bewegung des Anhängers notwendig ist.
Aus dem Stand der Technik sind daher unterschiedliche Verfahren und Systeme bekannt, die einen Fahrer dabei unterstützen können, ein Fahrzeug zum Anhänger zu bewegen und dabei den Fahrweg vorzugeben. So ist beispielsweise aus der Druckschrift US 2016/0052548 A1 ein Assistenzsystem bekannt, durch welches eine Deichsel des Anhängers erfassbar ist. Problematisch ist bei derartigen Verfahren jedoch, wenn das Zugobjekt nicht vereinzelt auf einer weiten Fläche steht, sondern beispielsweise zwischen weiteren Anhängern eingeparkt ist. So kann beispielsweise ein Anhänger zwischen verschiedenen Anhängern einer Verleihstation bereitgestellt sein oder es kann eine Landmaschine zwischen weiteren Landmaschinen zur Auswahl abgestellt sein. Fährt das Fahrzeug daraufhin in einem unbestimmten Winkel an das Zugobjekt heran, kann es bei der Ausfahrt dazu kommen, dass der Anhänger dem Fahrzeug entsprechend der gegebenen, gekoppelten Kinematik folgt und mit einem Umgebungsobjekt, wie beispielsweise einem weiteren geparkten Zugobjekt kollidiert.
Aus den DE 10 2008 036 009 A1 und DE 10 2014 108 482 A1 sind weitere Verfahren zum Unterstützen eines Rangiervorgangs eines Fahrzeugs bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unterstützung eines Ankuppelvorganges eines Fahrzeuges bereitzustellen, durch welche die Sicherheit und ein Benutzerkomfort verbessert ist.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 und einem Unterstützungssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 9.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Unterstützungssystem und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Unterstützung eines Ankuppelvorganges eines Fahrzeuges an ein Zugobjekt zumindest die folgenden Schritte:

- Erfassen des Zugobjektes,
- Bestimmen einer Zielpositionierung des Fahrzeuges, sodass das Fahrzeug in der Zielpositionierung derart positioniert ist, dass das Fahrzeug und das Zugobjekt koppelbar sind.

Dabei wird das Bestimmen der Zielpositionierung unter Berücksichtigung eines Kollisionsrisikos des Zugobjektes mit zumindest einem Umgebungsobjekt durchgeführt, sodass das Kollisionsrisiko bei einer Abfahrt des Zugobjektes reduziert ist. Insbesondere kann das Kollisionsrisiko auch vollständig vermieden werden. Vorzugsweise kann das Zugobjekt ein Anhänger sein. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass es sich bei dem Zugobjekt um eine Landmaschine oder dergleichen handelt.
Für das Erfassen des Zugobjektes kann es ausreichen, dass ein Teil des Zugobjektes, vorzugsweise ein Kupplungselement und/oder eine Front des Zugobjektes, erfasst wird. Dabei kann das Erfassen des Zugobjektes beispielsweise durch eine Benutzerauswahl bei einer Anzeige eines Kamerabildes durchgeführt werden. So kann z.B. vorgesehen sein, dass ein Benutzer das Fahrzeug derart positioniert, dass das Zugobjekt von einer Kamera des Fahrzeuges erfasst wird. Soll der Ankuppelvorgang gestartet werden, kann das Bild der Kamera vorzugsweise auf einer Anzeige für den Benutzer sichtbar werden und dieser dazu aufgefordert werden, das Zugobjekt im Bild, beispielsweise mittels eines Touchscreens, zu markieren. Zusätzlich oder alternativ sind ferner auch automatische Erfassungsvorgänge des Zugobjektes denkbar, sodass dieses beispielsweise anhand von bekannten Merkmalen über eine Fahrzeugsensorik identifiziert wird. Vorzugsweise kann das Erfassen des Zugobjektes dabei auch ein Erfassen eines Kupplungselementes des Zugobjektes umfassen. Wenn sich das Fahrzeug in der Zielpositionierung befindet, kann insbesondere das Kupplungselement mit einem Gegenkupplungselement des Fahrzeuges koppelbar bzw. verbindbar sein. So kann beispielsweise das Kupplungselement des Zugobjektes als Halbschale ausgeführt sein, welche mit einer kugelartigen Geometrie des Kupplungselementes verrastet, sodass das Zugobjekt vom Fahrzeug ziehbar ist. Somit kann an der Zielpositionierung das Kupplungselement vorzugsweise oberhalb des Gegenkupplungselementes angeordnet sein, insbesondere so dass es lediglich notwendig ist, das Kupplungselement auf das Gegenkupplungselement herunterzulassen, um das das Fahrzeug mit dem Zugobjekt zu koppeln. Vorzugsweise weist die Zielpositionierung hier eine Toleranz auf, in welcher das Koppeln des Zugobjektes mit dem Fahrzeug als komfortabel angesehen wird. Unter der Zielpositionierung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Position des Fahrzeuges im Sinne von Koordinaten, insbesondere eines virtuellen Koordinatensystems, verstanden werden. Vorzugsweise kann bei der Zielpositionierung auch eine Orientierung des Fahrzeuges relativ zum Zugobjekt berücksichtigt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fahrzeug in der Zielpositionierung in einem bestimmten Winkel am Zugobjekt steht, welcher insbesondere von den Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise der Stellung des zumindest einen Umgebungsobjektes, abhängt. Besonders bevorzugt kann das Fahrzeug im Wesentlichen parallel oder vollständig parallel zum Zugobjekt in der Zielpositionierung orientiert sein. Bei dem Umgebungsobjekt kann es sich vorzugsweise um ein Hindernis, wie beispielsweise ein weiteres, mit dem Zugobjekt aufgereihtes Zugobjekt handeln. Je nach Parksituation des Parkobjektes sind hier unterschiedliche Umgebungsobjekte, die in Frage kommen, vorstellbar. Dabei kann ein Erfassen des Umgebungsobjektes gleichzeitig mit dem Erfassen des Zugobjektes durchgeführt werden oder vor oder nach dem Erfassen des Zugobjektes. Auch das Erfassen und Berücksichtigen mehrerer Umgebungsobjekte ist hier denkbar. Vorzugsweise kann ein Erfassen des Zugobjektes und/oder das Erfassen des zumindest einen Umgebungsobjektes während einer Vorbeifahrt des Fahrzeuges am Zugobjekt durchgeführt werden. Unter einer Vorbeifahrt kann dabei z. B. eine Einlenkkurve verstanden werden, bei welcher das Fahrzeug eine Ausgangspositionierung einnimmt, sodass das Zugobjekt durch ein Erfassungsmittel des Fahrzeuges, wie z.B. eine Rückfahrkamera, erfassbar ist. Dadurch kann bereits zu einem frühen Zeitpunkt ein erstes Erfassen durchgeführt werden und vorzugsweise auch die Ausgangspositionierung des Fahrzeuges optimiert werden. Unter einem Kollisionsrisiko kann im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden, dass bei einer Wahrscheinlichkeit bei einem bestimmten Weg bei der Abfahrt des Zugobjektes eine Kollision des Zugobjektes mit dem Umgebungsobjekt auftreten kann. Somit kann beispielsweise ein bestimmter Grenzwert vorgegeben sein, der eine Wahrscheinlichkeit widerspiegelt, dass eine Kollision auftritt. Ferner kann die Wahrscheinlichkeit auch ein Bool'scher Wert sein, sodass bei der Abfahrt des Zugobjektes, insbesondere des Fahrzeuges mit dem Zugobjekt, eine Abfrage stattfinden kann, ob eine Kollision erwartet wird oder nicht.
Dabei kann insbesondere ein Fahrweg des Zugobjektes oder eines bestimmten Punktes des Zugobjektes simuliert werden und bei einer Überschneidung mit einem Umgebungsobjekt eine Rückmeldung hervorrufen und/oder insbesondere iterativ die Zielpositionierung optimieren.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit eine Orientierung des Fahrzeuges in der Zielpositionierung berücksichtigt werden und, insbesondere zu erwartende, Kollisionen des Zugobjektes mit dem Umgebungsobjekt können reduziert oder vermieden werden. Somit wird bereits vor oder bei der Anfahrt des Fahrzeuges an das Zugobjekt die Abfahrt des Zugobjektes bereits teilweise berücksichtigt, insbesondere sodass spätere Korrekturen der Fahrzeugorientierung vermieden werden können.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass das Erfassen des Zugobjektes ein Erkennen von zumindest einem Abstand zwischen dem Zugobjekt und dem Umgebungsobjekt umfasst. Dabei kann der Abstand insbesondere bei einer Bestimmung des Kollisionsrisikos und/oder der Bestimmung der Zielpositionierung berücksichtigt werden. Dabei kann der Abstand insbesondere den minimalen oder den maximalen Abstand zwischen dem Zugobjekt und dem Umgebungsobjekt umfassen. Ferner ist es denkbar, dass ein bestimmter Bereich, beispielsweise ein Bereich von der Achse des Zugobjektes berücksichtigt wird. Vorteilhafterweise kann auch ein Bereich vor und/oder nach dem Drehpunkt des Zugobjektes den Abstand aufweisen, welcher erkannt wird. Dies bietet eine hohe Genauigkeit, um auch schwierige Parksituationen von Zugobjekten bewältigen zu können. Durch die Quantifizierung des Abstandes kann das Kollisionsrisiko entsprechend genauer abgeschätzt werden, sodass dieses weiter reduziert sein und damit die Sicherheit weiter gesteigert sein kann.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass das Verfahren ferner folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen eines Zufahrtweges des Fahrzeuges in die Zielpositionierung.

Dabei kann der Zufahrtweg bei dem Bestimmen der Zielpositionierung vorteilhafterweise berücksichtigt werden. Unter dem Zufahrtweg kann im Sinne der vorliegenden Erfindung der Weg von der aktuellen Positionierung des Fahrzeuges in die Zielpositionierung verstanden werden. Der Zufahrtweg kann vor allem vorzugsweise über eine Trajektorie bestimmt werden, wobei vorzugweise mehrere Kreis- und/oder Bogensegmente zwischen errechneten Wegpunkten kombiniert werden, um den Zufahrtweg zu bilden. Insbesondere kann dazu ein Mittelpunkt einer Hinterachse des Fahrzeugs ein Referenzpunkt für das Bestimmen des Zufahrweges sein, wobei die Wegpunkte beispielsweise für den Referenzpunkt bestimmt werden können.
Dadurch kann eine erhöhte Automatisierung gegeben sein und/oder ein Benutzer dabei unterstützt sein, das Fahrzeug in die richtige Zielpositionierung zu begeben. Dadurch, dass der Zufahrtsweg insbesondere bereits nach der Erfassung des Zugobjektes, d. h. noch in einer Ausgangspositionierung und/oder vor einer Ausgangspositionierung und/oder vor dem Einnehmen einer Ausgangspositionierung, bestimmbar ist, kann das Einnehmen der Zielpositionierung des Fahrzeuges komfortabler und schneller ausgestaltet sein.
Im Rahmen der Erfindung ist ferner denkbar, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen eines Abfahrtweges des Zugobjekts.

Insbesondere kann dabei der Abfahrtweg bei dem Bestimmen der Zielpositionierung und/oder bei dem Bestimmen des Zufahrtweges berücksichtigt werden. Damit kann der Abfahrtsweg beispielsweise ebenfalls an die Parksituation des Zugobjektes angepasst sein. Vorzugsweise kann der Abfahrtsweg vor dem Bestimmen der Zielpositionierung und/oder vor dem Bestimmen des Zufahrtweges geplant werden. Auch beim Bestimmen des Abfahrtweges kann, wie beim Zufahrtweg, eine Trajektorie genutzt werden, wobei verschiedene Kreis- und/oder Bogensegmente zwischen errechneten Wegpunkten kombiniert werden. Insbesondere kann dazu ein Mittelpunkt einer Hinterachse und/oder einer Vorderachse des Fahrzeugs ein Referenzpunkt für das Bestimmen des Abfahrtweges sein. Dabei kann das Verfahren ferner vorzugsweise iterativ durchgeführt werden, sodass in verschiedenen Iterationsschritten das Bestimmen des Abfahrtweges, das Bestimmen der Zielpositionierung und/oder das Bestimmen des Zufahrtweges jeweils miteinander berücksichtigt werden, sodass eine erhöhte Genauigkeit gegeben ist. Vorzugsweise kann ein semiautomatisches oder automatisches Abfahren des Abfahrtweges vorgesehen sein, sodass sich eine erhöhte Automatisierung ergibt. Somit bietet das Bestimmen des Abfahrtweges einen genauen Blick in die Zukunft, insbesondere bevor die Anfahrt geplant wird. Dadurch sind auch schwierige Parksituationen bewältigbar und die Genauigkeit des Verfahrens ist weiter steigerbar. Dadurch ist auch eine Optimierung der Position im Hinblick auf das Kollisionsrisiko möglich.
Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Verfahren weiterhin folgenden Schritt umfasst:

- Bereitstellen einer internen Karte und Eintragen einer Position des Zugobjektes in der Karte,

Es ist ferner denkbar, dass das Verfahren den nachfolgenden Schritt aufweist:

- Zumindest teilweise automatisiertes Anfahren der Zielpositionierung und/oder teilweise automatisiertes Abfahren des Abfahrtweges, insbesondere solange der Benutzer einen Sicherheitsmechanismus betätigt.

Unter zumindest teilweise automatisiert kann vorzugsweise ein automatisches oder semiautomatisches Anfahren der Zielpositionierung bzw. Abfahren des Abfahrtweges verstanden werden. Der Sicherheitsmechanismus kann vorzugsweise mechanisch oder mechatronisch ausgebildet sein. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass der Sicherheitsmechanismus rein elektrisch und/oder softwaregestützt funktioniert. Ferner kann der Sicherheitsmechanismus vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass das Anfahren bzw. Abfahren unterbrochen wird, sobald der Benutzer einen Schalter loslässt. Ein derartiger Schalter kann beispielsweise softwaregesteuert sein und auf eine Interaktion des Benutzers mit einem Touchscreen einer Anzeige reagieren. Durch das zumindest teilweise automatisierte Anfahren bzw. Abfahren kann eine hohe Genauigkeit durch eine computergesteuerte Ausführung ermöglicht werden. Vorzugsweise kann weiterhin ein weiches Einbremsen vorgesehen sein, wenn sich das Fahrzeug der Zielpositionierung nähert.
Dies kann eine weitere Komfortsteigerung für den Benutzer ermöglichen. Für den Sicherheitsmechanismus kann die Sicherheit des Verfahrens ferner erhöht sein, da das Loslassen des Schalters in einer Gefahrensituation intuitiv erfolgen kann.
Es ist ferner denkbar, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren folgende Schritte umfasst:

- Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Steuergerät des Fahrzeuges und einem Endgerät eines Benutzers.

Das Endgerät kann vorzugsweise ein mobiles Endgerät sein, wie beispielsweise ein Smartphone, eine Smartwatch, ein Tablet oder dergleichen. Ferner ist ebenfalls denkbar, dass das Endgerät ein Heimcomputer oder ein Bürocomputer ist, sodass das Verfahren beispielsweise ferngesteuert über einen Remotezugriff durchführbar sein kann. Dadurch kann bei einer gewerblichen Nutzung beispielsweise ein Ankuppeln ohne die Anwesenheit eines Benutzers durchführbar sein. Unter der Kommunikationsverbindung kann vorzugsweise eine Drahtloskommunikationsverbindung, wie beispielsweise W-LAN oder Bluetooth, oder eine kabelgebundene Verbindung verstanden werden. Insbesondere kann das Steuergerät eine Schnittstelle aufweisen, die auch eine separate Übertragungseinheit sein kann. Dadurch ergibt sich ein hoher Automatisierungsgrad, wobei insbesondere der Komfort des Benutzers weiter gesteigert sein kann. So kann dieser beispielsweise bei dem Zugobjekt auf das Fahrzeug außerhalb des Fahrzeuges warten, sodass ein wiederholtes Ein- und Aussteigen aus dem Fahrzeug bzw. in das Fahrzeug nicht notwendig sein kann, um das Zugobjekt mit dem Fahrzeug zu koppeln.
Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:

- Bestimmen einer Eigenpositionierung des Fahrzeuges, insbesondere durch Sensorsignale zumindest eines Erfassungsmittels und/oder zumindest eines Radsensors,

Ferner kann beispielsweise eine dynamische Anpassung der Zielpositionierung bzw. des Zufahrtweges aus jeder Eigenpositionierung heraus iterativ vorgenommen werden. Dabei können ein einfacher Algorithmus und ein kurzer Zufahrtweg vorgesehen sein.
Vorzugsweise kann das Verfahren in der beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass einzelne oder alle Verfahrensschritte, sofern technisch sinnvoll, wiederholt werden. Insbesondere können die Schritte auch parallel oder iterativ ausgeführt werden, wenn dies z.B. zu einer Steigerung der Genauigkeit der Zielpositionierung führt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Unterstützungssystem zur Unterstützung eines Ankuppelvorganges eines Fahrzeug an ein Zugobjekt beansprucht, insbesondere wobei das Zugobjekt ein Anhänger sein kann. Dabei weist das Unterstützungssystem ein Erfassungsmittel zum Erfassen des Zugobjekts und ein Steuergerät zum Bestimmen einer Zielpositionierung des Fahrzeuges auf, wobei das Fahrzeug mit dem Zugobjekt in der Zielpositionierung koppelbar ist. Weiterhin ist durch das Steuergerät das Bestimmen der Zielpositionierung unter Berücksichtigung eines Kollisionsrisikos mit zumindest einem Umgebungsobjekt durchführbar, sodass das Kollisionsrisiko bei einer Abfahrt des Zugobjektes reduziert ist. Unter dem Erfassungsmittel kann ferner eine Kamera und/oder kann zumindest ein Sensor verstanden werden, wie beispielsweise ein Radar- und/oder Ultraschallsensor. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Unterstützungssystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.
Es ist bei einem erfindungsgemäßen Unterstützungssystem ferner denkbar, dass eine Anzeige vorgesehen ist, durch welche einem Benutzer Daten des Erfassungsmittels anzeigbar sind. Vorzugsweise kann die Anzeige ein Touchscreen sein, um eine Benutzereingabe, z. B. zur Auswahl bzw. Erfassung des Zugobjektes zu ermöglichen. Dabei kann die Anzeige ferner in ein mobiles Endgerät des Benutzers integriert worden sein, insbesondere welches mit dem Steuergerät in Kommunikationsverbindung stehen kann. So kann beispielsweise ein Kamerabild dem Benutzer angezeigt werden oder eine insbesondere virtuelle Rekonstruktion von Sensordaten. Damit ist eine Benutzereingabe komfortabel in den Ankuppelvorgang integrierbar, wobei unterschiedliche Automatisierungsstufen denkbar sind, sodass der Benutzer beispielsweise lediglich bremst und/oder lenkt oder einen Sicherheitsmechanismus zum Starten des Ankuppelvorganges betätigt. Dadurch ist ein hoher Komfort bereitstellbar.
Bei einem erfindungsgemäßen Unterstützungssystem kann ferner vorgesehen sein, dass durch das zumindest eine Erfassungsmittel und/oder durch zumindest einen Radsensor eine Eigenpositionierung des Fahrzeuges erfassbar ist. Dabei kann vorzugsweise eine Kommunikationsverbindung des Erfassungsmittels und/oder der Sensorik zum Steuergerät vorgesehen sein, welche z. B. drahtlos oder kabelgebunden sein kann. Die Sensorik kann ferner zumindest einen Radsensor oder weitere Erfassungsmittel umfassen. Unter einem Radsensor kann dabei ein Sensor verstanden werden, welcher die Drehung eines Rades des Fahrzeuges erfassen kann, wenn sich das Fahrzeug bewegt. So können beispielsweise Markierungen in regelmäßigen Abständen am Rad vorgesehen sein, sodass beispielsweise ein Signal erzeugt wird, wenn sich das Rad um zwei Grad gedreht hat. Durch Radsensoren an mehreren, insbesondere allen Rädern, kann die Genauigkeit des Erfassens der Eigenpositionierung weiter gesteigert sein. Über die Eigenpositionierung kann ferner, insbesondere jederzeit, eine dynamische Anpassung der Zielpositionierung oder weiterer Größen, insbesondere iterativ vorgesehen sein. Dadurch kann die Genauigkeit und damit die Komfortablität des Ankuppelvorganges weiter gesteigert sein und das Kollisionsrisiko weiter verringert sein.
Es ist ferner denkbar, dass durch das Steuergerät bei einem erfindungsgemäßen Unterstützungssystem ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführbar ist. Dadurch ergeben sich die Vorteile analog zu den in diesen Zusammenhang offenbarten Merkmalen.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich, als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgend einer Form einzuschränken. Es zeigen:

1a und 1b ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Unterstützungssystem in einer Zielpositionierung und in einer Fehlpositionierung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2a und 2b jeweils eine Anfahrt eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Unterstützungssystem an ein Zugobjekt in weiteren Ausführungsbeispielen,
3 eine interne Karte zur Unterstützung eines Ankuppelvorganges eines Fahrzeuges an ein Zugobjekt in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
4 ein erfindungsgemäßes Verfahren in einem weiteren Ausführungsbeispiel.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen identische Bezugszeichen verwendet.
1a zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem erfindungsgemäßen Unterstützungssystem 60 zur Unterstützung eines Ankuppelvorganges des Fahrzeuges 10 an ein Zugobjekt 20. Dabei weist das Zugobjekt 20 Abstände 31 zu zwei Umgebungsobjekten 30 auf. Bei den Umgebungsobjekten 30 kann es sich ferner beispielsweise um weitere Zugobjekte handeln, zwischen denen das Zugobjekt 20 eingeparkt ist. Das Fahrzeug 10 befindet sich wie in 1a dargestellt, in einer Zielpositionierung II, in welcher ein Kollisionsrisiko 22 des Zugobjektes 20 bei der Abfahrt des Zugobjektes 20 mit dem Fahrzeug 10 minimiert ist. So steht das Fahrzeug 10 im Wesentlichen achsparallel zum Zugobjekt 20. Dabei ist das Fahrzeug 10 in der Zielpositionierung II ferner über ein Gegenkupplungselement 15 mit einem Kupplungselement 21 des Zugobjektes 20 kuppelbar, sodass bei einer Kopplung das Fahrzeug 10 das Zugobjekt 20 ziehen kann. Das Unterstützungssystem 60 umfasst Radarsensoren 12 sowie eine Kamera 13, sodass das Zugobjekt 20 durch das Unterstützungssystem 60 erfassbar ist. Ferner sind Radsensoren 14 vorgesehen, welche eine Drehung von Rädern des Fahrzeuges 10 erfassen können und insbesondere quantifizieren können. Dadurch kann eine Eigenpositionierung I des Fahrzeuges 10 erfassbar sein. Die Fahrzeugsensorik 12, 13, 14 kann dabei mit einem Steuergerät 11 in Kommunikationsverbindung stehen. Ferner können Daten der Kamera 13 und/oder von Radarsensoren 12 beispielsweise dazu vorgesehen sein, auf einer Anzeige 61, die beispielsweise in ein Navigationssystem oder eine Armatur des Fahrzeuges 10 integriert sein, dargestellt werden. Somit ist das Erreichen der Zielpositionierung II durch das Fahrzeug 10 für den Nutzer transparent, sodass eine Akzeptanz des Benutzers gegenüber einer erhöhten Automatisierung gesteigert sein kann und dieser interaktiv eingreifen kann.
1b zeigt das Fahrzeug 10 des ersten Ausführungsbeispiels aus 1a in einer Fehlpositionierung III, wobei ein Kollisionsrisiko 22 erhöht ist, da das Fahrzeug 10 beim Ausparken mit dem Zugobjekt 20 derart positioniert ist, dass das Zugobjekt 20 bei Geradeausfahrt des Fahrzeuges 10 verschwenkt und dabei ggf. mit dem Bewegungsobjekt 30 kollidieren kann. Insbesondere durch ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. ein erfindungsgemäßes Unterstützungssystem kann eine derartige Fehlpositionierung III vermieden werden.
2a zeigt einen Bewegungsablauf 42 eines Fahrzeuges 10 zum Erreichen einer Zielpositionierung II. Dabei weist das Fahrzeug 10 ein Unterstützungssystem 60 auf, welches Erfassungsmittel 12, 13 mit einer Kamera 13 und Radarsensoren 12 umfasst. Durch die Erfassungsmittel 12, 13 ist das Zugobjekt 20 sowie das Umgebungsobjekt 30 zu denen das Zugobjekt 20 einen Abstand 31 aufweist, erfassbar. Ferner steht ein Steuergerät 11 des Unterstützungssystem 60 mit einem insbesondere mobilen Endgerät 62 in Kommunikationsverbindung, wobei die Kommunikationsverbindung vorzugsweise eine drahtlose Kommunikationsverbindung, insbesondere eine Bluetooth und/oder W-LAN-Verbindung sein kann. Dabei weist das insbesondere mobile Endgerät 62 eine Anzeige 61 auf, die als Touchscreen ausgestaltet ist und durch welche ein Sicherheitsmechanismus 63 aktivierbar ist, welcher ein zumindest teilweise automatisiertes Anfahren einer Zielpositionierung II und/oder ein zumindest teilweise automatisiertes Abfahren eines Abfahrtweges 41 des Fahrzeuges 10 und des Zugobjektes 20 ermöglicht, solange der Sicherheitsmechanismus 63 betätigt ist. Wie in 2a dargestellt, legt das Fahrzeug 10 zum Erreichen der Zielpositionierung II einen Zufahrtweg 40 zurück, wobei der Bewegungsablauf 42 beim Zurücklegen des Zufahrtweges 40 verschiedene Eigenpositionierungen I des Fahrzeuges 10 umfasst. Dabei ist insbesondere die erste Eigenpositionierung I des Fahrzeuges 10 eine Ausgangspositionierung des Fahrzeuges 10, von welcher aus der Ankuppelvorgang gestartet wird, sobald der Benutzer den Sicherheitsmechanismus 63 betätigt. Während des Abfahrens des Zufahrtweges 40 durch das Fahrzeug 10 können ferner die Eigenpositionierungen I ermittelt werden und insbesondere iterativ zur Bestimmung der Zielpositionierung II verwendet werden. In der Zielpositionierung II ist das Fahrzeug 10 ferner derart positioniert, dass ein Gegenkupplungselement 15 mit einem Kupplungselement 21 des Zugobjektes 20 koppelbar ist. Der Zufahrtweg 40 umfasst ferner mehrere Kreis- und Bogensegmente zum Erreichen verschiedener Wegpunkte, insbesondere von der Eigenpositionierung I.
2b zeigt einen Bewegungsablauf 42 von einer von 2a verschiedenen Eigenpositionierung I bzw. Ausgangspositionierung des Fahrzeuges 10. Dabei ist der Zufahrtweg 40 entsprechend unterschiedlich ausgestaltet, sodass die Zielpositionierung II, in welcher das Fahrzeug 10 mit dem Zugobjekt 20 koppelbar ist, von der unterschiedlichen Ausgangspositionierung, zu erreichen.
3 zeigte ein interne Karte 50, welche von einem Steuergerät 11 eines Unterstützungssystems 60 bereitgestellt und/oder verwaltet wird. Dabei ist das Steuergerät 11 in einem Fahrzeug 10 integriert, welches von einer ersten Eigenpositionierung I über einen Zufahrtweg 40 eine Zielpositionierung II erreichen kann, in welcher das Fahrzeug 10 mit einem Zugobjekt 20 koppelbar ist. Nach der Kopplung mit dem Zugobjekt 20 kann das Fahrzeug 10 abfahren, wobei das Zugobjekt 20 vorzugsweise einen Abfahrtweg 41 zurücklegt.
Dabei ist die Zielpositionierung II derart bestimmt, dass ein Kollisionsrisiko 22 des Zugobjektes 20 mit Umgebungsobjekten 30 reduziert ist. Dazu werden in der Karte 50 Positionsdaten des Zugobjektes 20 und der Umgebungsobjekte 30 eingetragen. Positionsdaten können durch das Unterstützungssystem 60 beispielsweise über eine Kamera 13 mittels eines Bildverarbeitungsverfahrens oder über Radarsensoren 12 bestimmt werden. Ferner kann auch die Eigenpositionierung I des Fahrzeuges 10 beispielsweise über Radsensoren 14 des Fahrzeuges 10 bestimmbar sein und insbesondere ebenfalls in die Karte 50 eingetragen werden. Somit kann die Karte 50 den Umgebungsdaten dynamisch angepasst werden, sodass die Genauigkeit des Erreichens der Zielpositionierung II verbessert ist. Insbesondere kann die Karte 50 in einem der Ausführungsbeispiele der 1a und 1b und/oder 2a und 2b genutzt werden.
4 zeigt ferner ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 in einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei ist zunächst im Rahmen eines Schrittes 101 ein Erfassen eines Zugobjektes 20 sowie zumindest eines Umgebungsobjektes 30 vorgesehen, wobei gemäß einem Schritt 102 bei einer Vorbeifahrt des Fahrzeuges 10 am Zugobjekt 20 und an dem Umgebungsobjekt 30 eine interne Karte 50 eingetragen wird, sodass deren Position bekannt ist. Daraufhin kann der Benutzer beispielsweise aus dem Fahrzeug 10 aussteigen, um sich auf den Koppelvorgang eines Kupplungselementes 21 des Zugobjektes 20 mit einem Gegenkupplungselement 15 des Fahrzeuges 10 vorzubereiten. Dabei ist ferner ein Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung gemäß Schritt 103 zwischen einem Steuergerät 11 des Fahrzeuges 10 und einem Endgerät 62 des Benutzers vorgesehen. Gemäß einem Schritt 104 ist ferner ein Bestimmen einer Zielpositionierung II des Fahrzeuges 10 vorgesehen, in welcher das Fahrzeug 10 derart positioniert ist, dass das Fahrzeug 10 und das Zugobjekt 20 koppelbar sind und ein Kollisionsrisiko 22 mit dem Umgebungsobjekt 30 berücksichtigt wird, sodass das Kollisionsrisiko 22 bei einer Abfahrt des Zugobjektes 20 reduziert ist. Dabei können ferner Kartendaten der Karte 50 des Schrittes 102 berücksichtigt werden. Zum Bestimmen der Zielpositionierung II oder nach dem Bestimmen der Zielpositionierung II kann gemäß einem Schritt 105 ferner ein Bestimmen des Abfahrtweges 41 des Zugobjektes 20 vorgesehen sein. Gemäß einem Schritt 106 kann insbesondere in Abhängigkeit von dem Abfahrtweg 41 ein Bestimmen eines Zufahrweges 40 des Fahrzeuges 10 in die Zielpositionierung II vorgesehen sein. Betätigt der Benutzer daraufhin einen Sicherheitsmechanismus 63, ist ein zumindest teilweise automatisiertes Anfahren der Zielpositionierung II und/oder ein zumindest teilweise automatisiertes Abfahren des Abfahrtweges 41 gemäß dem Schritt 107 vorgesehen. Während dem Fahren zur Zielpositionierung bzw. von der Zielpositionierung II weg, kann ferner gemäß einem Schritt 108 vorgesehen sein, dass eine Eigenpositionierung I des Fahrzeuges 10 insbesondere durch Sensorsignale einer Fahrzeugsensorik 12, 13, 14, bestimmt wird, und beim Bestimmen der Zielpositionierung II und/oder beim Bestimmen des Zufahrtweges 40 und/oder beim Bestimmen des Abfahrtweges 41 berücksichtigt wird. Insbesondere kann das Verfahren für ein Fahrzeug mit einem Unterstützungssystem nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele durchgeführt werden.
Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsform beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeug
11: Steuergerät
12: Radarsensor
13: Kamera
14: Radsensor
15: Gegenkupplungselement
20: Zugobjekt
21: Kupplungselement
22: Kollisionsrisiko
30: Umgebungsobjekt
31: Abstand von Zugobjekt zu Umgebungsobjekt
40: Zufahrtweg
41: Abfahrtweg
42: Bewegungsablauf
50: Karte
60: Unterstützungssystem
61: Anzeige
62: Endgerät
63: Sicherheitsmechanismus
I: Eigenpositionierung
II: Zielpositionierung
III: Fehlpositionierung
100: Verfahren
101: Erfassen von Zugobjekt und Umgebungsobjekt
102: Bereitstellen einer Karte
103: Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung
104: Bestimmen einer Zielpositionierung
105: Bestimmen eines Abfahrtweges
106: Bestimmen eines Zufahrtweges
107: Fahren
108: Bestimmen einer Eigenpositionierung

Claims

Verfahren (100) zur Unterstützung eines Ankuppelvorgangs eines Fahrzeugs (10) an ein Zugobjekt (20), insbesondere einen Anhänger, umfassend die folgenden Schritte: - Erfassen (101) des Zugobjekts (20), - Bestimmen (104) einer Zielpositionierung (II) des Fahrzeuges (10), so dass das Fahrzeug (10) in der Zielpositionierung (II) derart positioniert ist, dass das Fahrzeug (10) und das Zugobjekt (20) koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (104) der Zielpositionierung (II) unter Berücksichtigung eines Kollisionsrisikos (22) des Zugobjekts (20) mit zumindest einem Umgebungsobjekt (30) durchgeführt wird, so dass das Kollisionsrisiko (22) bei einer Abfahrt des Zugobjekts (20) reduziert ist, wobei das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Bereitstellen einer internen Karte (50) und Eintragen einer Position des Zugobjekts (20) in der Karte (50), wobei das Bestimmen (104) der Zielpositionierung (II) in Abhängigkeit von Kartendaten der Karte (50) durchgeführt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen (101) des Zugobjekts (20) ein Erkennen von zumindest einem Abstand (31) zwischen dem Zugobjekt (20) und dem Umgebungsobjekt (30) umfasst, insbesondere wobei der Abstand (31) bei einer Bestimmung des Kollisionsrisikos (22) und/oder bei der Bestimmung (104) der Zielpositionierung (II) berücksichtigt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Bestimmen (106) eines Zufahrtweges (40) des Fahrzeugs (10) in die Zielpositionierung (II), insbesondere wobei der Zufahrtweg (40) bei dem Bestimmen der Zielpositionierung (II) berücksichtigt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Bestimmen (105) eines Abfahrtweges (41) des Zugobjekts (20), insbesondere wobei der Abfahrtweg (41) bei dem Bestimmen (104) der Zielpositionierung (II) und/oder bei dem Bestimmen (106) des Zufahrtweges (40) berücksichtigt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (105) des Abfahrtweges (41) und/oder das Bestimmen (106) des Zufahrtweges (40) in Abhängigkeit von Kartendaten der Karte (50) durchgeführt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt aufweist: - Zumindest teilweise automatisiertes Anfahren der Zielpositionierung (II) und/oder zumindest teilweise automatisiertes Abfahren des Abfahrtweges (41), insbesondere solange der Benutzer einen Sicherheitsmechanismus (63) betätigt.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Steuergerät (11) des Fahrzeugs (10) und einem Endgerät (62) eines Benutzers.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Bestimmen (108) einer Eigenpositionierung (I) des Fahrzeugs (10), insbesondere durch Sensorsignale zumindest eines Erfassungsmittels (12, 13) und/oder zumindest eines Radsensors (14), wobei die Eigenpositionierung (I) des Fahrzeugs (10) beim Bestimmen der Zielpositionierung (II) und/oder beim Bestimmen des Zufahrtweges (40) berücksichtigt wird.
Unterstützungssystem (60) zur Unterstützung eines Ankuppelvorgangs eines Fahrzeugs (10) an ein Zugobjekt (20), insbesondere einen Anhänger, aufweisend zumindest ein Erfassungsmittel (12, 13) zum Erfassen (101) des Zugobjekts (20), und ein Steuergerät (11) zum Bestimmen (104) einer Zielpositionierung (II) des Fahrzeugs (10), in welcher das Fahrzeug (10) mit dem Zugobjekt (20) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Steuergerät (11) das Bestimmen (104) der Zielpositionierung (II) unter Berücksichtigung eines Kollisionsrisikos (22) mit zumindest einem Umgebungsobjekt (30) durchführbar ist, so dass das Kollisionsrisiko (22) bei einer Abfahrt des Zugobjekts (20) reduziert ist, wobei durch das Steuergerät (11) ein Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführbar ist.
Unterstützungssystem (60) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige (61) vorgesehen ist, durch welche einem Benutzer Daten des Erfassungsmittels (12, 13) anzeigbar sind.
Unterstützungssystem (60) einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch das zumindest eine Erfassungsmittel (12, 13) und/oder zumindest einen Radsensor (14) eine Eigenpositionierung (I) des Fahrzeugs (10) erfassbar ist.