-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Eigenposition eines Eigenfahrzeugs, wobei durch wenigstens eine Kommunikationseinrichtung des Eigenfahrzeugs Empfangssignale empfangen werden, die von einer Sendeeinrichtung eines Fremdfahrzeugs oder von mehreren Sendeeinrichtungen mehrerer Fremdfahrzeuge gesendet werden, wonach in Abhängigkeit einer bereitgestellten, von der Position des Fremdfahrzeugs oder der Fremdfahrzeuge abhängenden Fremdpositionsinformation und einer ermittelten jeweiligen Empfangsstärke und/oder Laufzeit der Empfangssignale die Eigenposition des Eigenfahrzeugs ermittelt wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
-
Für eine Vielzahl von Fahrzeugfunktionen, insbesondere für einen assistierten oder automatisierten Fahrbetrieb, ist es erforderlich, dass eine Eigenposition des Kraftfahrzeugs bekannt ist. In Abhängigkeit dieser Eigenposition kann das Kraftfahrzeug beispielsweise entlang von vorgegebenen Trajektorien geführt werden. Eine entsprechende Eigenposition kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass ein satellitengestütztes Navigationssystem, beispielsweise ein GPS-System, verwendet wird. Problematisch ist hierbei, dass in einigen Fahrsituationen, beispielsweise in Tunnels, Tiefgaragen oder Parkhäusern, kein zuverlässiger Empfang der für eine derartige Positionsbestimmung notwendigen Signale möglich ist. Für kurze Zeiten ist es zwar möglich, eine Fahrzeugposition ausschließlich in Abhängigkeit von fahrzeugeigenen Parametern, beispielsweise einer Umdrehungszahl der Räder und eines Lenkwinkels, zu ermitteln. Eine derart ermittelte Position weicht jedoch typischerweise mit zunehmender Betriebsdauer zunehmend von einer tatsächlichen Position ab. Daher ist es vorteilhaft, wenn weitere Verfahren zur Ermittlung der Eigenposition genutzt werden können.
-
Beispielsweise ist es aus der Druckschrift
DE 10 2014 221 777 A1 bekannt, im Rahmen einer autonomen Führung eines Fahrzeugs auf einem Parkplatz eine digitale Karte zu nutzen, wobei eine Lokalisierung auf Basis von infrastrukturbasierten Merkmalen erfolgt. Beispielsweise können visuelle Landmarken oder RFID-Sensoren genutzt werden. Eine Lokalisierung ist zudem möglich, wenn die Infrastruktur ein WLAN aufweist. In diesem Fall kann eine Lokalisierung des Fahrzeugs basierend auf einer WLAN-Messung durchgeführt werden.
-
Verschiedene Ansätze zur Lokalisierung auf Basis einer WLAN-Empfangsstärke bzw. einer Signallaufzeit sind aus dem Artikel
„Fuqiang Gu, Jianga Shang, Guizhou Zheng and Liangfeng Zhu, "An improved fingerprinting method for localization WLAN-based," Computer Science and Service System (CSSS), 2011 International Conference on, Nanjing, 2011, pp. 2051–2054, doi: 10.1109/CSSS.2011.5974704", bekannt. Es können Laufzeiten oder Signalstärken gemessen werden und auf deren Basis kann eine Trilateration oder ein sogenanntes „fingerprinting” durchgeführt werden. Bei einem „fingerprinting” wird ein Merkmalsvektor ermittelt, der Empfangsstärken bzw. Laufzeiten für mehrere WLAN-Quellen beschreibt. Durch einen Vergleich dieses Vektors mit vorgegebenen Referenzvektoren, die entsprechende Laufzeiten bzw. Empfangsstärken für Referenzpositionen beschreiben, kann eine Position ermittelt werden.
-
Die Druckschrift
DE 10 2012 221 004 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Bestimmung einer Eigenposition, wobei ein Fahrzeug über eine Fahrzeug-zu-X-Kommunikation mit weiteren Kommunikationsteilnehmern kommuniziert. Die weiteren Kommunikationsteilnehmer senden ihre absolute Position. Eine relative Position zu den Absendern kann beispielsweise in Abhängigkeit von empfangenen Feldstärken ermittelt werden.
-
Verfahren zur Eigenpositionsbestimmung, die auf einer Auswertung von Signallaufzeiten oder Empfangsstärken basieren, sind dann besonders robust und ermöglichen eine besonders genaue Positionsbestimmung, wenn eine Vielzahl von Signalquellen vorhanden sind. Gerade an Orten, an denen eine Bestimmung einer Eigenposition durch satellitenbasierte Navigationssysteme aufgrund einer Abschirmung dieser Signale nicht möglich ist, werden typischerweise jedoch auch andere Signale abgeschirmt, wodurch keine oder nur wenige Signalquellen bereitstehen. Sollte somit beispielsweise eine entsprechende Eigenpositionsbestimmung in einem Parkhaus ermöglicht werden, müsste eine relativ aufwändige Sendeanlage vorgesehen werden, die eine Vielzahl von verschiedenen Signalquellen bereitstellt.
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung einer Eigenposition in Abhängigkeit von Empfangsstärken und/oder Laufzeiten von empfangenen Signalen anzugeben, bei dem mit einem möglichst geringen technischen Aufwand eine Robustheit bzw. Genauigkeit der Eigenpositionsbestimmung verbessert werden kann.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Sendeeinrichtung des Fremdfahrzeugs oder die Sendeeinrichtungen der Fremdfahrzeuge zunächst inaktiv ist oder sind und erst nach einem Empfang eines Aktivierungssignals zu dem Senden der Empfangssignale aktiviert wird oder werden, wobei das Aktivierungssignal durch eine Infrastruktureinrichtung oder die Kommunikationseinrichtung des Eigenfahrzeugs gesendet wird.
-
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Anzahl verfügbarer Signalquellen für eine funkbasierte Bestimmung einer Eigenposition zu erhöhen, indem Empfangssignale von einer Sendeeinrichtung eines Fremdfahrzeugs oder von Sendeeinrichtungen mehrerer Fremdfahrzeuge ausgewertet werden. Hierbei tritt üblicherweise das Problem auf, dass ein Sendebetrieb durch die Sendeeinrichtung energieintensiv ist, womit entsprechende Sendeeinrichtungen, wenn sie nicht benötigt werden, deaktiviert werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Fremdfahrzeuge parken, also beispielsweise mit abgeschalteter Zündung abgestellt sind. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Sendeeinrichtungen vorübergehend zu aktivieren, indem ein entsprechendes Aktivierungssignal gesendet wird. Dies kann durch das Kraftfahrzeug selbst erfolgen, wie später noch detailliert erläutert kann es jedoch in einigen Fällen vorteilhaft sein, eine entsprechende Aktivierung durch eine Infrastruktureinrichtung durchzuführen. Beispielsweise kann die Infrastruktureinrichtung einem Parkplatz, insbesondere einem Parkhaus oder einer Tiefgarage, zugeordnet sein. Durch ein gezieltes Aktivieren der Sendeeinrichtungen mehrerer ausgewählter oder aller geparkter, mit einer Sendeeinrichtung versehener Fremdfahrzeuge kann eine große Anzahl von Signalquellen bereitgestellt werden, die zur Ermittlung der Eigenposition des Eigenfahrzeugs ausgewertet werden können. Hierdurch kann, wie eingangs erläutert, eine hohe Robustheit und eine hohe Genauigkeit der Eigenpositionsbestimmung erreicht werden.
-
Das Verfahren ist jedoch auch in Fällen vorteilhaft nutzbar, in denen nur Empfangssignale einer Sendeeinrichtung eines Fremdfahrzeugs empfangen werden. Beispielsweise können ergänzend Laufzeiten und/oder Signalstärken weiterer Sendeeinrichtungen ausgewertet werden, die beispielsweise infrastrukturseitig vorhanden sein können. Es sind auch Mischformen der Positionsbestimmung möglich, bei denen z. B. eine potentiell fehlerbehaftete Positionsbestimmung durch ein beispielsweise satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem in Abhängigkeit der Empfangsstärke und/oder Laufzeit des Sendesignals der Sendeeinrichtung des Fremdfahrzeugs validiert und/oder korrigiert wird.
-
Die Infrastruktureinrichtung kann beispielsweise eine Infrastruktureinrichtung sein, die den Fahrbetrieb des Eigenfahrzeugs überwacht und/oder steuert. Beispielsweise kann eine Infrastruktureinrichtung in einem Bereich, der zum automatisierten Fahren vorgesehen ist, eine Trajektorie für das Eigenfahrzeug vorgeben. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass die Infrastruktureinrichtung selbst in den Fahrbetrieb eingreift. Bei der Infrastruktureinrichtung kann es sich beispielsweise auch um ein reines Parkplatzüberwachungssystem handeln, das Informationen über freie und belegte Parkplätze in einer Tiefgarage oder einem Parkhaus bereitstellt oder Ähnliches.
-
Die Ermittlung der Eigenposition erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise abhängig von der Empfangsstärke und der Fremdpositionsinformation. Zwar kann eine Laufzeitbestimmung potentiell eine sehr genaue und robuste Eigenpositionsbestimmung ermöglichen, für diese ist jedoch eine Zeitsynchronisation zwischen dem Eigenfahrzeug und den Fremdfahrzeugen erforderlich. Stehen Signale eines Satellitennavigationssystems bereit, können diese zur Zeitsynchronisation genutzt werden. Anderenfalls wäre eine Laufzeitbestimmung beispielsweise durch die Messung einer sogenannten „round trip”-Zeit möglich, bei der ein Signal zunächst von dem Eigenfahrzeug zu dem Fremdfahrzeug und anschließend von dem Fremdfahrzeug zu dem Eigenfahrzeug gesendet wird oder umgekehrt. Derartige Messungen sind jedoch technisch relativ aufwändig, so dass vorzugsweise eine Auswertung der Signalstärke erfolgt.
-
Eine Auswertung der Signalstärke kann im einfachsten Fall durch eine Trilateration erfolgen, bei der aus der Empfangsstärke direkt ein Abstand zu der Signalquelle ermittelt wird. Werden Abstände zu mehreren Signalquellen mit bekannten Positionen ermittelt, kann hieraus die Eigenposition bestimmt werden. Reine Trilaterationsansätze sind insofern fehleranfällig, da der Zusammenhang zwischen der ermittelten Empfangsstärke und dem Abstand stark von den Umgebungsbedingungen, also beispielsweise von Abschattungen, beeinflusst wird, wodurch ein entsprechender Zusammenhang typischerweise nur abgeschätzt werden kann.
-
Eine höhere Genauigkeit kann durch die eingangs bereits erwähnten „fingerprinting”-Verfahren erreicht werden. Hierbei werden für bestimmte Referenzpositionen, beispielsweise durch Testmessungen, Referenzvektoren ermittelt, die Empfangsstärken an bzw. Laufzeiten zu Referenzpositionen beschreiben. Diese werden mit den gemessenen Empfangsstärken bzw. Laufzeiten, also einem Merkmalsvektor, verglichen, um eine Eigenposition zu bestimmen. Hierzu wird ein Abstandmaß zwischen dem Referenzvektor und dem Merkmalsvektor bestimmt. Beispielsweise kann ein Euklidischer-Abstand, bei dem die Unterschiede zwischen den Mess- und den Referenzwerten jeweils quadriert und summiert werden, wonach die Wurzel aus dieser Summe als Abstand berechnet wird, oder ein sogenannter Manhattan-Abstand, bei dem die Unterschiede zwischen den Referenz- und Messwerten addiert werden, um den Abstand zu berechnen, genutzt werden. Hierdurch können eine oder mehrere Referenzpositionen ausgewählt werden, die zur tatsächlichen Position am nächsten benachbart sind. Im einfachsten Fall kann die Nächste der Referenzposition als Eigenposition bestimmt werden. Es ist jedoch auch möglich, zwischen mehreren nächsten Nachbarn zu interpolieren, wobei insbesondere eine Gewichtung in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Merkmalsvektor und den jeweiligen Referenzvektoren erfolgt. In den beschriebenen Verfahren können zudem Störungen ausgeschlossen werden, indem beispielsweise Empfangssignale, bei denen eine unerwartet starke oder zeitlich veränderliche Dämpfung auftritt, nicht berücksichtigt werden.
-
Die Sendeeinrichtungen der Fremdfahrzeuge können im erfindungsgemäßen Verfahren stromfrei geschaltet werden, solange sie nicht aktiv sind. Es ist jedoch auch möglich, sie in einen Energiesparmodus zu versetzen, in dem keine Sendesignale gesendet werden oder in dem Sendesignale nur mit einer geringeren Leistung abgestrahlt werden. Handelt es sich bei der Sendeeinrichtung beispielsweise um eine Sende- und Empfangseinrichtung, kann nur der sendende Teil der Einrichtung deaktiviert bzw. in einen Stromsparmodus versetzt werden. Nach Empfangen eines Aktivierungssignals kann die jeweilige Sendeeinrichtung für ein fest vorgegebenes Zeitintervall aktiviert werden. Alternativ ist es möglich, dass die Sendeeinrichtung erst nach einem Empfang eines Deaktivierungssignals deaktiviert wird. Als Inhalt des von der Sendeeinrichtung gesendeten Signals kann insbesondere eine Positions des jeweiligen Fremdfahrzeugs übertragen werden. Diese kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren vorangehend für das Fremdfahrzeug als Eigenfahrzeug durchgeführt wurde, wobei andere Fremdfahrzeuge zur Bereitstellung der Empfangssignale genutzt wurden. Es ist jedoch auch möglich, die Position auf andere Weise zu ermitteln, beispielsweise indem eine Kamera des Kraftfahrzeugs eine Markierung an einer Parkposition erkennt, indem ein Sensor der Infrastruktureinrichtung eine Position des Fremdfahrzeugs erfasst oder Ähnliches.
-
Die Sendeeinrichtung kann insbesondere eine WLAN-Sendeeinrichtung, insbesondere für Automotive WLAN, sein. Die Sendeeinrichtung kann somit Daten gemäß der IEEE 802.11 bzw. der IEEE 802.11 P-Norm senden. Das Eigenfahrzeug und/oder das Fremdfahrzeug kann insbesondere ein Kraftfahrzeug sein. Das Fremdfahrzeug kann auf einem der Infrastruktureinrichtung zugeordneten Parkplatz geparkt sein.
-
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch jedes Fremdfahrzeug bei einem Einfahren in einen der Infrastruktureinrichtung zugeordneten Bereich und/oder beim Parken in diesem Bereich eine jeweilige diesem Fremdfahrzeug zugeordnete Identifikationsinformation an die Infrastruktureinrichtung übermittelt werden, wobei das Aktivierungssignal eine oder mehrere dieser Identifikationsinformationen, die jeweils einem ausgewählten der Fremdfahrzeuge zugeordnet ist oder sind, oder daraus abgeleitete Informationen umfasst, wobei durch das Aktivierungssignal ausschließlich die Sendeeinrichtung des ausgewählten Fremdfahrzeugs oder die Sendeeinrichtungen der ausgewählten Fremdfahrzeuge aktiviert wird oder werden. Die Infrastruktureinrichtung kann das Aktivierungssignal in Abhängigkeit der empfangenen Identifikationsinformationen senden oder die Identifikationsinformationen an das Eigenfahrzeug zum Senden des Aktivierungssignals bereitstellen. Somit können beispielsweise die Sendeeinrichtungen ausschließlich jener Fremdfahrzeuge aktiviert werden, die sich im unmittelbaren Umfeld des Eigenfahrzeugs befinden, womit ein unnötiger Energieverbrauch der Sendeeinrichtungen anderer Fremdfahrzeuge verhindert bzw. verringert wird.
-
Das Eigenfahrzeug kann entlang einer vorgegebenen Trajektorie geführt werden, wobei das Senden des Aktivierungssignals, der Empfang von Empfangssignalen und die Ermittlung der Eigenposition, die in Abhängigkeit der jeweils empfangenen Empfangssignale erfolgt, während der Führung des Eigenfahrzeugs entlang der Trajektorie wiederholt durchgeführt werden, wobei das gesendete Aktivierungssignal und somit eine von dem jeweiligen Aktivierungssignal abhängige Untergruppe der Fremdfahrzeuge, deren Sendeeinrichtungen aktiviert werden, von der Position des Eigenfahrzeugs auf der Trajektorie und/oder von der bisher verstrichenen Fahrzeit entlang der Trajektorie abhängt. Die Trajektorie kann eigenfahrzeugseitig oder infrastrukturseitig vorgegeben sein, wobei das Eigenfahrzeug vorzugsweise automatisiert entlang der Trajektorie geführt wird. Eine Position des Eigenfahrzeugs auf der Trajektorie kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass eine vorangehende Bestimmung der Eigenposition durch das erfindungsgemäße Verfahren oder durch alternative Mittel, beispielsweise über ein Satellitennavigationssystem, als Ausgangsbasis genutzt wird und der weitere Verlauf der Trajektorie in Abhängigkeit von Messgrößen im Kraftfahrzeug, beispielsweise in Abhängigkeit einer Umdrehungszahl der Reifen und eines Lenkwinkels, ermittelt wird. Es ist auch möglich, dass die Position des Eigenfahrzeugs mithilfe von Sensoren, insbesondere Kameras, des Eigenfahrzeugs und/oder der Infrastruktureinrichtung und/oder von wenigstens einem Fremdfahrzeug erfasst wird. Das erläuterte Vorgehen kann jedoch besonders einfach durchgeführt werden, wenn der Trajektorie ein zeitlicher Verlauf zugeordnet ist, womit die Position des Eigenfahrzeugs entlang der Trajektorie zumindest näherungsweise durch die verstrichene Fahrzeit vorgegeben ist.
-
Das gesendete Aktivierungssignal und somit die von dem jeweiligen Aktivierungssignal abhängige Untergruppe der Fremdfahrzeuge, deren Sendeeinrichtungen aktiviert werden, können zusätzlich von der Fremdpositionsinformation abhängen. Somit kann mit geringem Aufwand erreicht werden, dass, wie zuvor erläutert, jeweils nur Sendeeinrichtungen jener Fremdfahrzeuge aktiviert werden, die sich im Umfeld des Eigenfahrzeugs befinden und somit zur Ermittlung der Eigenposition des Eigenfahrzeugs beitragen können.
-
Die Trajektorie kann eigenfahrzeugseitig ermittelt werden, wonach sie bei einem Einfahren in einen der Infrastruktureinrichtung zugeordneten Bereich an die Infrastruktureinrichtung übermittelt wird. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug durch eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs autonom geführt werden. Ist eine Trajektorie vorgeplant, kann sie der Infrastruktureinrichtung bekanntgemacht werden, womit diese die Position des Eigenfahrzeugs auf der Trajektorie bzw. die verstrichene Fahrzeit entlang der Trajektorie bei der Bereitstellung der Aktivierungssignale wie obig erläutert berücksichtigen kann.
-
Um die Koordination zwischen Infrastruktureinrichtung und Eigenfahrzeug zu verbessern, ist es zudem möglich, dass das Eigenfahrzeug eine ermittelte Eigenposition unmittelbar nach der Ermittlung oder zu anderen vorgegebenen Zeitpunkten an die Infrastruktureinrichtung rückmeldet. Zusätzlich oder alternativ können weitere Informationen über den tatsächlichen Fahrbetrieb, beispielsweise einen Lenkwinkel, eine Fahrgeschwindigkeit oder Ähnliches, von dem Eigenfahrzeug an die Infrastruktureinrichtung übertragen werden.
-
Die Fremdpositionsinformation kann durch die Infrastruktureinrichtung erfasst werden und bei einem Einfahren des Eigenfahrzeugs in einen der Infrastruktureinrichtung zugeordneten Bereich an das Eigenfahrzeug übertragen werden und/oder im Rahmen der Generierung des Aktivierungssignals ausgewertet werden. Die Fremdpositionsinformation kann die Positionen der Fremdfahrzeuge beschreiben. Sie kann beispielsweise dadurch erfasst werden, dass die Fremdfahrzeuge diese drahtlos, insbesondere nach einem Parken des Fremdfahrzeugs, an die Infrastruktureinrichtung übertragen. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die Infrastruktureinrichtung eine Sensorik, beispielsweise zur Ermittlung einer Parkplatzbelegung, aufweist, um die Fremdpositionsinformation zu erfassen. Die Bereitstellung der Fremdpositionsinformation an das Eigenfahrzeug kann beispielsweise in Form von digitalen Kartendaten erfolgen, die zumindest einen Teil des der Infrastruktureinrichtung zugeordneten Bereichs sowie die Positionen der Fremdfahrzeuge in diesem Bereich beschreiben. Diese Karte kann einerseits im Rahmen der Trajektorienplanung des Eigenfahrzeugs genutzt werden, beispielsweise um einen freien Parkplatz aufzufinden und das Eigenfahrzeug zu diesem freien Parkplatz zu führen. Andererseits kann sie ergänzend oder alternativ dazu genutzt werden, durch das Eigenfahrzeug selbst Aktivierungssignale an ausgewählte Fremdfahrzeuge zu senden.
-
Das Eigenfahrzeug kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens assistiert oder automatisiert entlang der oder einer vorgegebenen oder im laufenden Fahrbetrieb dynamisch angepassten Trajektorie geführt werden. Die Führung kann vorzugsweise ohne einem Fahreingriff eines Fahrers, speziell auch ohne einen im Eigenfahrzeug befindlichen Fahrer, erfolgen. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren zu einem automatisierten Ein- und/oder Ausparken des Eigenfahrzeugs in einem Parkhaus oder einer Tiefgarage dienen.
-
Wie bereits erwähnt kann im Rahmen der Erfindung ein sogenanntes Fingerprinting genutzt werden, um die Eigenposition des Eigenfahrzeugs zu ermitteln. Hierzu kann ein Merkmalsvektor ermittelt werden, der die Empfangsstärken der Empfangssignale an der Kommunikationseinrichtung beschreibt, wobei als Fremdpositionsinformation mehrere Referenzvektoren vorgegeben werden, die jeweils Empfangsstärken für die Empfangssignale beschreiben, die an einer jeweiligen Referenzposition erwartet werden, wobei die Eigenposition in Abhängigkeit der Referenzpositionen, der Referenzvektoren und des Merkmalsvektors ermittelt wird. Es ist hierbei möglich, dass infrastrukturseitig bereits eine oder mehrere Sendeeinrichtungen vorhanden sind, die für ein entsprechendes Fingerprinting zusätzlich genutzt werden können. Um die Robustheit und Genauigkeit der Eigenpositionsbestimmung zu verbessern, werden erfindungsgemäß Sendesignale der aktivierten Sendeeinrichtungen der Fremdfahrzeuge ausgewertet. Die Ermittlung der Eigenposition kann dadurch durchgeführt werden, dass ein Maß bzw. eine Metrik für einen Abstand zwischen dem Merkmalsvektor und den jeweiligen Referenzvektoren vorgegeben wird. Dieser Abstand kann beispielsweise ein Euklidischer-Abstand, also eine Zwei-Norm, oder ein Manhattan-Abstand, also eine Eins-Norm, sein.
-
Es ist möglich, dass als Eigenposition die Referenzposition des Referenzvektors ermittelt wird, die gemäß diesem Maß bzw. dieser Metrik am nächsten am Merkmalsvektor liegt. Es ist auch möglich, die Eigenposition aus mehreren Referenzpositionen zu ermitteln. Hierbei kann ein Durchschnitt der Referenzpositionen zu mehreren am nächsten an dem Merkmalsvektor liegenden Referenzvektoren gebildet werden oder die Referenzpositionen können, insbesondere in Abhängigkeit des jeweiligen Abstands des entsprechenden Referenzvektors zum Merkmalsvektor, gewichtet in die Berechnung der Eigenposition eingehen. Es ist möglich, dass bei der Ermittlung des Merkmalsvektors bzw. bei der Berechnung des Abstandes zu den Referenzvektoren Empfangsstärken von bestimmten Empfangssignalen nicht berücksichtigt werden. Dies kann beispielsweise dann erfolgen, wenn eine Störbedingung erfüllt ist, die auf eine Störung des entsprechenden Empfangssignals hinweist. Eine Störbedingung kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn das entsprechende Empfangssignal sehr schwach ist oder stark über die Zeit schwankt, was beispielsweise auf eine temporäre Abschirmung des Empfangssignals durch ein bewegtes Objekt hinweisen kann.
-
In dem erfindungsgemäßen Verfahren können sich die zu erwartenden Empfangsstärken der Empfangssignale an den Referenzpositionen und somit die Referenzvektoren ändern, wenn sich beispielsweise die aktivierten Sendeeinrichtungen der Fremdfahrzeuge ändern und/oder zusätzliche Fremdfahrzeuge berücksichtigt werden, beispielsweise da sie im relevanten Bereich parken, oder nicht mehr berücksichtigt werden, da sie beispielsweise den relevanten Bereich verlassen. Es ist daher vorteilhaft, die Referenzvektoren relativ häufig neu zu erfassen. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Referenzvektoren jeweils durch an den Referenzpositionen angeordnete weitere Empfangseinrichtungen ermittelt werden, die der Infrastruktureinrichtung zugeordnet sind, und/oder die in den Fremdfahrzeugen angeordnet sind. Hierdurch ist es möglich, automatisiert aktualisierte Referenzvektoren zu erfassen, was beispielsweise bei jeder Ermittlung einer Eigenposition, nach einem Senden eines jeweiligen Aktivierungssignals und/oder bei einer Änderung der berücksichtigten Fremdfahrzeuge erfolgen kann.
-
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Sendeeinrichtung, die durch ein von einer fahrzeugexternen Quelle empfangbares Aktivierungssignal derart aktivierbar ist, dass das Kraftfahrzeug als Fremdfahrzeug an dem erfindungsgemäßen Verfahren teilnehmen kann. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann selbstverständlich mit den zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Merkmalen weitergebildet werden.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus dem folgenden Ausführungsbeispiel sowie der zugehörigen Zeichnung. Die einzige Figur zeigt eine Fahrsituation, in der ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird, wozu eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer geparkter Kraftfahrzeuge genutzt wird.
-
In der in der Figur gezeigten Fahrsituation soll ein Eigenfahrzeug 1 im Rahmen einer automatisierten Führung des Eigenfahrzeugs 1 in einem Parkhaus 2 geparkt werden. Hierzu soll es entlang der Trajektorie 3 zu dem Parkplatz 4 geführt und dort abgestellt werden. Soll ein Eigenfahrzeug 1 entlang einer vorgegebenen Trajektorie 3 geführt werden, ist es vorteilhaft, wenn im Rahmen der Führung regelmäßig die Eigenposition des Eigenfahrzeugs 1 ermittelt wird, um beispielsweise Abweichungen von der vorgegebenen Trajektorie 3 zu erkennen und in Abhängigkeit der Position zu den korrekten Zeitpunkten Fahreingriffe durchzuführen. Eine weitere verbreitete Möglichkeit zur Bestimmung der Eigenposition ist es, satellitengestützte Positionsbestimmungssysteme zu nutzen. Problematisch ist hierbei jedoch, dass die erreichbare Ortsauflösung dieser Systeme in vielen Fahrsituationen nicht ausreichend hoch ist, um eine robuste automatisierte Führung zu ermöglichen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Empfang entsprechender Satellitensignale gestört ist oder für zumindest Abschnitte der Trajektorie 3 Signale entsprechend Satelliten vollständig abgeschirmt werden. Dies kann beispielsweise bei einem Fahrbetrieb in Parkhäusern oder Tiefgaragen der Fall sein.
-
Zur Führung des Eigenfahrzeugs entlang der Trajektorie 3 wird somit ein alternatives Verfahren zur Ermittlung der Eigenposition des Kraftfahrzeugs 1 genutzt, bei dem durch eine Kommunikationseinrichtung 7 des Eigenfahrzeugs Empfangssignale empfangen werden, die von Sendeeinrichtungen 6 mehrerer Fremdfahrzeuge 5 gesendet werden. In Abhängigkeit einer bereitgestellten von der Position der Fremdfahrzeuge abhängenden Fremdpositionsinformation und einer ermittelten Empfangsstärke wird anschließend die Eigenposition des Eigenfahrzeugs 1 ermittelt. Alternativ oder ergänzend könnten Laufzeiten der Empfangssignale ausgewertet werden.
-
Im einfachsten Fall kann die Fremdpositionsinformation die Positionen der Fremdfahrzeuge 5 beschreiben. Diese Information kann dazu dienen, durch eine Trilateration die eigene Position zu bestimmen. Es wird in diesem Fall von einem fest oder beispielsweise in Abhängigkeit der Belegung des Parkhauses 2 variabel vorgegebenen Dämpfungsfaktor ausgegangen, der die voraussichtliche Dämpfung der Empfangssignale mit der Entfernung beschreibt. In Abhängigkeit dieses Dämpfungsfaktors, der jeweiligen Position des Fremdfahrzeugs 5 und Empfangsstärke wird zu jedem der Fremdfahrzeuge 5 jeweils ein Abstand bestimmt. Im Idealfall würden diese Abstände jeweils Kreise um die Fremdfahrzeuge 5 beschreiben, die sich an genau eine Position, nämlich der Eigenposition des Eigenfahrzeugs schneiden. Aufgrund von Messfehlern bzw. einer nicht korrekten Abschätzung der jeweiligen Dämpfungsfaktoren ist dies in realen Anwendungen typischerweise nicht der Fall, so dass die Eigenposition beispielsweise durch Lösen eines Optimierungsproblems zur gemeinsamen Minimierung der Fehler der Abstände zu den einzelnen Fremdfahrzeugen 5 ermittelt wird.
-
In komplexen Empfangssituationen, wie beispielsweise in dem in der Figur gezeigten Parkhaus 2, ist eine Abstandsbestimmung durch eine reine Trilateration aufgrund der möglichen Reflexionen der Empfangssignale in dem Parkhaus 2 häufig problematisch. Daher kann alternativ oder ergänzend ein sogenanntes Fingerprinting genutzt werden. Als Fremdpositionsinformation können in diesem Fall für mehrere Referenzpositionen Referenzvektoren bestimmt werden, die jeweilige Empfangsstärken und/oder Laufzeiten der Empfangssignale zu den jeweiligen Referenzpositionen beschreiben. Für die durch die Kommunikationseinrichtung des Eigenfahrzeugs empfangenen Empfangssignale können jeweils ebenfalls Empfangsstärken und/oder Laufzeiten bestimmt werden und diese können zu einem Merkmalsvektor zusammengefasst werden. Ist die Eigenposition identisch zu einer Referenzposition, so ist zu erwarten, dass der Merkmalsvektor im Wesentlichen dem der Referenzposition zugeordneten Referenzvektor entspricht. Dies wird ausgenutzt, indem ein Maß für den Abstand zwischen dem Merkmalsvektor und den Referenzvektoren definiert wird. Hierbei werden jeweils zunächst Abstände einzelner Parameter, also der Empfangsstärken bzw. Laufzeiten der Empfangssignale bzw. der Zusatzsignale ermittelt und diese einzelnen Unterschiede zu einem Gesamtabstand zusammengefasst. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Euklidischer-Abstand, also eine Zwei-Norm, oder ein Manhattan-Abstand, also eine Eins-Norm, berechnet wird.
-
Die Ermittlung der Fremdpositionsinformation kann durch die Infrastruktureinrichtung 11 erfolgen. Sollen Positionen von Fremdfahrzeugen 5 ermittelt werden, so kann dies einerseits dadurch erfolgen, dass die Fremdfahrzeuge 5 ihre jeweilige Fremdfahrzeugposition über ihre Sendeeinrichtungen 6 an die Infrastruktureinrichtung 11 übermitteln. Die Infrastruktureinrichtung 11 ist aus Übersichtlichkeitsgründen in der Figur ausschließlich als Kasten an einer bestimmten Position dargestellt. Typischerweise umfasst die Infrastruktureinrichtung 11 mehrere in dem Parkhaus 2 verteilte Antennen, um eine ungestörte Kommunikation der Infrastruktureinrichtung 11 mit dem Eigenfahrzeug 1 bzw. den Fremdfahrzeugen 5 zu ermöglichen. Es ist auch möglich, dass die Positionen der Fremdfahrzeuge 5 dadurch erfasst werden, dass eine parkhausseitige Sensorik genutzt wird, die beispielsweise ermittelt, ob bestimmte Parkplätze 4 belegt sind.
-
Sollen als Fremdpositionsinformation die Referenzvektoren bestimmt werden, so ist es möglich, diese dadurch zu bestimmen, dass die Empfangsstärken bzw. die Laufzeiten der Sendesignale jeweils durch Empfangseinrichtungen 10 der Fremdfahrzeuge 5 ermittelt werden und anschließend als Referenzvektoren an das Eigenfahrzeug 1 bzw. die Infrastruktureinrichtung 11 bereitgestellt werden. Zusätzlich können im Parkhaus 2 verteilte, nicht gezeigte Empfangsantennen der Infrastruktureinrichtung 11 genutzt werden, um Referenzvektoren zu zusätzlichen Referenzpositionen zu ermitteln.
-
Das erläuterte Verfahren zur Ermittlung der Eigenposition des Eigenfahrzeugs 1 könnte prinzipiell derart durchgeführt werden, dass die Sendeeinrichtungen 6 alle Fremdfahrzeuge 5 stets aktiv sind. Hierdurch würde jedoch ein hoher Energieverbrauch für die Fremdfahrzeuge 5 resultieren. Daher ist vorgesehen, dass die Sendeeinrichtungen 6 der Fremdfahrzeuge 5 zunächst inaktiv sind und erst nach einem Empfangen eines Aktivierungssignals zu dem Senden der Empfangssignale aktiviert werden. Das Aktivierungssignal kann durch das Eigenfahrzeug 1 selbst gesendet werden, im Folgenden wird jedoch davon ausgegangen, dass die Infrastruktureinrichtung 11 das Aktivierungssignal sendet.
-
Eine gezielte Aktivierung der Sendeeinrichtungen einzelner Fremdfahrzeuge 5 kann dadurch ermöglicht werden, dass jedes der Fremdfahrzeuge 5 bei einem Einfahren in einen der Infrastruktureinrichtung zugeordneten Bereich 12, 13 eine jeweilige diesem Fremdfahrzeug 5 zugeordnete Identifikationsinformation über die Sendeeinrichtung 10 des jeweiligen Fremdfahrzeugs 5 an die Infrastruktureinrichtung 11 übermittelt. Das Aktivierungssignal kann anschließend eine oder mehrere dieser Identifikationsinformationen bzw. eine daraus abgeleitete Information umfassen, um die einzelnen Fremdfahrzeuge 5 zu adressieren. Die Fremdfahrzeuge 5 sind derart ausgebildet, dass ausschließlich bei Empfang eines Aktivierungssignals, das eine dem jeweiligen Fremdfahrzeug 5 zugeordnete Identifikationsinformation bzw. die daraus abgeleitete Information enthält, eine Aktivierung der Sendeeinrichtung 6 erfolgt. Die Sendeeinrichtung 6 kann für ein vorgegebenes Zeitintervall oder bis zum anschließenden Empfang einer Deaktivierungsnachricht aktiv bleiben.
-
Das Eigenfahrzeug 1 wird entlang der Trajektorie 3 geführt. Diese kann im Eigenfahrzeug 1 selbst ermittelt werden. Dies wird ermöglicht, indem die Infrastruktureinrichtung 11 zunächst Kartendaten an das Eigenfahrzeug 1 bereitstellt, die einerseits das Parkhaus 2 und andererseits die Positionen der darin abgestellten Fremdfahrzeuge 5 beschreiben. Im Eigenfahrzeug 1 können in Abhängigkeit dieser Kartendaten ein freier Parkplatz 4 sowie die Trajektorie 3 zu diesem Parkplatz 4 ermittelt werden. Die Trajektorie 3 kann mit zugehörigen Zeitinformationen an die Infrastruktureinrichtung 11 übermittelt werden, um es dieser zu ermöglichen, eine jeweilige voraussichtliche Eigenposition des Eigenfahrzeugs 1 entlang der Trajektorie 3 zu ermitteln und somit in Abhängigkeit der verstrichenen Zeit passende Aktivierungssignale zu senden. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass das Eigenfahrzeug 1 im Rahmen der Fahrt entlang der Trajektorie 3 zusätzliche Informationen an die Infrastruktureinrichtung 11 bereitstellt, beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine vorangehend ermittelte Eigenposition.
-
Im Rahmen der Fahrt des Eigenfahrzeugs 1 entlang der Trajektorie 3 können mehrere Ermittlungen der Eigenposition, beispielsweise an den Eigenpositionen 8 und 9, erfolgen. Es kann hierbei vorteilhaft sein, wenn im Rahmen der jeweiligen Ermittlung der Eigenposition 8, 9 jeweils Sendeeinrichtungen 6 verschiedener Fremdfahrzeuge 5 aktiviert werden. Beispielsweise können in dem Parkhaus 2 die in der Figur aus Übersichtlichkeitsgründen nebeneinander dargestellten Bereiche 12, 13 des Parkhauses 2 unterschiedlichen Stockwerten des Parkhauses 2 zugeordnet sein. In diesem Fall ist es zweckmäßig, jeweils ausschließlich Fremdfahrzeuge 5 in dem jeweiligen Bereich 12, 13 zu aktivieren, in dem sich das Eigenfahrzeug voraussichtlich befindet. In Abhängigkeit der Zeit, die verstrichen ist, während das Eigenfahrzeug 1 entlang der Trajektorie 3 bewegt wurde, können durch die Infrastruktureinrichtung somit zunächst ausschließlich die Sendeeinrichtungen 6 der Fremdfahrzeuge 5 im Bereich 12 und nach einem vorgegebenen Zeitintervall bzw. nach einer Erfassung entsprechender Informationen von dem Eigenfahrzeug 1, die darauf hindeuten, dass sich das Eigenfahrzeug mittlerweile in den Bereich 13 bewegt hat, ausschließlich die Sendeeinrichtungen 6 der Fremdfahrzeuge 5 im Bereich 13 aktiviert werden. Dies ist problemlos möglich, da einerseits die von den einzelnen Fremdfahrzeugen 5 übermittelten Identifikationsinformationen und andererseits die jeweiligen Positionen der Fremdfahrzeuge 5 in dem Parkhaus 2 vorliegt, so dass die Sendeeinrichtungen 6 der entsprechenden Fremdfahrzeuge 5 durch Senden eines entsprechenden Aktivierungssignals problemlos ausgewählt und aktiviert werden können.
-
Nach dem Parken des Eigenfahrzeugs 1 auf dem Parkplatz 4 kann das Eigenfahrzeug 1 für weitere Fahrzeuge, die das erläuterte Verfahren nutzen, als Fremdfahrzeug dienen. Daher ist es vorteilhaft, wenn das Eigenfahrzeug 1 beim Einfahren in den Bereich 12 eine zugeordnete Identifikationsinformation und vorzugsweise bereits die Parkposition auf dem Parkplatz 4 gemäß der Trajektorie 3 an die Infrastruktureinrichtung 11 übermittelt.
-
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 102014221777 A1 [0003]
- DE 102012221004 A1 [0005]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- „Fuqiang Gu, Jianga Shang, Guizhou Zheng and Liangfeng Zhu, ”An improved fingerprinting method for localization WLAN-based,” Computer Science and Service System (CSSS), 2011 International Conference on, Nanjing, 2011, pp. 2051–2054, doi: 10.1109/CSSS.2011.5974704” [0004]
- IEEE 802.11 bzw. der IEEE 802.11 P-Norm [0016]
