DE102017216702A1

DE102017216702A1 - Steuergerät zum autonomen Betrieb eines Leichtkraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017216702A1
Application number: DE102017216702.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Notheis; Andreas Jung
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-03-21

Abstract

Steuergerät (16) zum autonomen Betrieb eines Leichtkraftfahrzeugs (10), welches eingerichtet ist, ein Leichtkraftfahrzeug (10) derart zu steuern, dass das Leichtkraftfahrzeug (10) eingerichtet ist, autonom zu einem vorbestimmten Zielbereich zu fahren.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät zum autonomen Betrieb eines Leichtkraftfahrzeugs, ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Leichtkraftfahrzeugs sowie ein Leichtkraftfahrzeug.
Steuergeräte sind elektronische Module zum steuern oder regeln von Maschinen, Anlagen oder anderen technischen Prozessen.
Ein autonomer Betrieb ist der Betrieb von Geräten, z.B. Fahrzeugen oder mobilen Robotern, ohne menschliches Eingreifen. Bei Fahrzeugen bedeutet „autonomer Betrieb“, dass neben dem Festlegen von einem Start oder Ziel kein menschliches Eingreifen erforderlich ist.
Unter Leichtkraftfahrzeugen werden in dieser Anmeldung Fahrzeuge verstanden, dessen Leermasse nicht mehr als 350 kg beträgt, bei Elektrofahrzeugen ohne Masse der Batterien, dessen Höchstgeschwindigkeit nicht mehr als 45 km/h beträgt, mit einem Elektromotor, dessen maximale Nennleistung nicht mehr als 4 kW beträgt, oder mit einem Verbrennungsmotor, dessen Hubraum nicht mehr als 50 cm³ beträgt.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die US2015/0229906 A1 zeigt einen autonom fahrenden Einkaufswagen, der einen Benutzer mittels Gesichtserkennung erkennt und dem Benutzer durch ein Geschäft folgt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine benutzerfreundliche Steuerung für ein Leichtkraftfahrzeug zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren zum Betrieb eines autonom fahrenden Leichtkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und/oder durch ein Leichtkraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
Demgemäß ist vorgesehen:

- ein Steuergerät zum autonomen Betrieb eines Leichtkraftfahrzeugs, welches eingerichtet ist, eine Fahrbewegung eines Leichtkraftfahrzeugs derart zu steuern, dass das Leichtkraftfahrzeug autonom von einem Startpunkt innerhalb eines Areals zu einem vorbestimmten Zielbereich fährt, wobei das Steuergerät eine Schnittstelle zu einer Sensoreinheit, die als Bildsensor, Radarsensor, Lidarsensor und/oder dergleichen ausgebildet ist, aufweist;
- ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Leichtkraftfahrzeugs, wobei das Leichtkraftfahrzeug von einem Steuergerät entlang eines Fahrweges zu einem Zielbereich gesteuert wird; sowie
- ein Leichtkraftfahrzeug zum autonomen Betrieb mit einem Antriebsmittel zum Bewegen des Leichtkraftfahrzeugs und einem Energiespeicher, welcher eingerichtet ist, das Antriebsmittel mit Energie zu versorgen, wobei das Leichtkraftfahrzeug ein Steuergerät zum Ansteuern des Antriebsmittels aufweist oder mit einem Steuergerät verbindbar ist, wobei das Leichtkraftfahrzeug eingerichtet ist, autonom zu einem vorbestimmten Zielbereich zu fahren.

Eine Schnittstelle dient dem Austausch von Informationen einer technischen Einheit mit einer weiteren technischen Einheit und kann drahtlos oder drahtgebunden ausgebildet sein.
Somit wird die Benutzerfreundlichkeit eines Leichtkraftfahrzeugs, insbesondere für Leihfahrzeuge, gesteigert. Beispielsweise ist es nicht erforderlich ein Leichtkraftfahrzeug abzuholen oder zurückzubringen.
Es versteht sich, dass das Steuergerät in einem Leichtkraftfahrzeug ausgebildet sein kann. Alternativ kann das Steuergerät als zentrales Steuergerät, welches eingerichtet ist, eine Vielzahl von Leichtkraftfahrzeugen fernzusteuern, ausgebildet sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
Obwohl sich die Erfindung vorwiegend auf Steuergeräte für Einkaufswägen bezieht, ist sie auch für die Steuerung anderer Leichtkraftfahrzeuge, beispielsweise Gepäckwägen, Kinderwägen, Rollstühle und andere Transportwägen einsetzbar.
Es ist zweckmäßig, wenn das Steuergerät eingerichtet ist, ein Leihfahrzeug, das von einem Benutzer zur Verwendung auf einem Areal entleihbar ist, zu steuern.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Steuergerät eingerichtet, ein Leichtkraftfahrzeug derart zu steuern, dass das Leichtkraftfahrzeug autonom zu einer Ladestation für Leichtkraftfahrzeuge fährt. Ladestationen sind oft als Sammelbereich für mehrere Leichtkraftfahrzeuge ausgebildet. Somit kann ein Leichtkraftfahrzeug, beispielsweise von einem Parkplatz, autonom in einen Sammelbereich für Leichtkraftfahrzeuge zurückfahren.
Alternativ ist vorgesehen, dass das Steuergerät eingerichtet ist, ein Leichtkraftfahrzeug derart zu steuern, dass dieses autonom von einer Ladestation für Leichtkraftfahrzeuge zu einem Abholbereich, in welchem das Leichtkraftfahrzeug von einem Benutzer abgeholt wird, fährt. Auf diese Weise muss ein Benutzer nicht länger selbst ein Leichtkraftfahrzeug von einer Ladestation abholen, sondern kann dieses über einen zu übermittelnden Befehl anfordern.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät eingerichtet ist, ein Leichtkraftfahrzeug zu einem vorbestimmten Zielbereich zu steuern, sobald eine Erkennungseinrichtung erkennt, dass ein potentieller Benutzer in Kürze Bedarf an einem Leichtkraftfahrzeug haben wird und ein Leichtkraftfahrzeug zu einem Zielbereich steuert. Die Erkennungseinrichtung kann beispielsweise als Benutzerterminal ausgebildet sein, an welchem Benutzer ein Leichtkraftfahrzeug anfordern können, oder eine Kamera aufweisen, die Bilddaten über eine zu erwartende Anzahl an Benutzern erfasst.
Weiter alternativ kann vorgesehen sein, dass eine bestimmte Anzahl an Leichtkraftfahrzeugen in einem Eingangsbereich eines Geschäfts bereitsteht. Sobald diese Anzahl unterschritten wurde, kann eine zentrale Erkennungseinrichtung einen Befehl an ein Steuergerät eines Leichtkraftfahrzeugs übermitteln, wonach dieses das Leichtkraftfahrzeug von einem Sammelbereich zu einem Zielbereich fährt.
Somit lassen sich Wartezeiten für Benutzer, besonders zu Stoßzeiten, beim Abholen oder Zurückbringen von Leichtkraftfahrzeugen verringern.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist ein Steuergerät eine Schnittstelle zu einem Eingabemittel des Leichtkraftfahrzeugs auf, das eingerichtet ist, Fahrbefehle von einem Benutzer zu empfangen und als Eingangsdaten an das Steuergerät zu übermitteln.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Schnittstelle mit einer Sprachsteuerung, Bilderkennung und/oder mit einem manuellen Betätigungsmittel verbindbar ist und das Steuergerät eine Schnittstelle zu einer Recheneinheit aufweist, welche eingerichtet ist, Audiodaten, Bilddaten und/oder Berührungsdaten eines Benutzers derart zu verarbeiten, dass das Steuergerät derart eingerichtet ist, ein Leichtkraftfahrzeug aufgrund der Daten zu steuern.
Dementsprechend kann ein Benutzer das Steuergerät, beispielsweise über eine Spracheingabe und/oder über ein manuelles Betätigungsmittel, wie beispielsweise ein Knopf, Hebel oder eine berührungsempfindliche Fläche, ansteuern, sodass das Steuergerät ein Leichtkraftfahrzeug, beispielsweise von einem Parkplatz zu einem Sammelbereich für Leichtkraftfahrzeuge steuert, wenn das Eingabemittel entsprechende Fahrbefehlsdaten an das Steuergerät übermittelt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Benutzer das Leichtkraftfahrzeug abstellt und das Leichtkraftfahrzeug, nachdem detektiert wurde, dass das Leichtkraftfahrzeug nicht länger benutzt wird, beispielsweise indem dieses eine vorbestimmte Zeit nicht bewegt wurde, von dem Steuergerät zurück zu dem Sammelbereich für Leichtkraftfahrzeuge gesteuert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Steuergerät eingerichtet, einen Ladevorgang eines Energiespeichers des Leichtkraftfahrzeugs zu steuern, wobei das Steuergerät insbesondere eingerichtet ist, einen kontaktlosen Ladevorgang zu steuern. Bei der kontaktlosen Energieübertragung wird elektrische Energie berührungslos von einem Objekt auf ein anderes übertragen.
Somit ist gewährleistet, dass Energiespeicher von Leichtkraftfahrzeugen autonom aufgeladen werden und kein zusätzlicher Arbeitsaufwand zum Aufladen der Energiespeicher erforderlich ist. Das kontaktlose bzw. induktive Aufladen von Energiespeichern ist eine besonders robuste bzw. fehlerunanfällige Möglichkeit, einen Energiespeicher mit Energie aufzuladen.
Alternativ kann vorgesehen sein, den Energiespeicher mittels eines Steckverbinders an eine Ladestation anzuschließen. Diesbezüglich sind magnetische, selbstfindende Steckverbinder besonders vorteilhaft, da auch auf diese Weise ein autonomes Aufladen des Energiespeichers gewährleistet ist. Selbstfindende Steckverbinder müssen nicht manuell versteckt werden, sondern finden sich aufgrund einer magnetischen Kraft selbst. Somit genügt es, das Leichtkraftfahrzeug in die Nähe eines Steckverbinders der Ladestation zu steuern.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Steuergerät eine Schnittstelle zu einer Navigationseinheit auf, welche eingerichtet ist, einen Fahrweg für das Leichtkraftfahrzeug zu ermitteln, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das Leichtkraftfahrzeug entsprechend dem ermittelten Fahrweg zu steuern. Somit ist es möglich, ein Leichtkraftfahrzeug unter Berücksichtigung verschiedener Gesichtspunkte bezüglich des zu ermittelnden Fahrweges besonders präzise in den Zielbereich zu steuern. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Navigationseinheit einen Fahrweg aufgrund von GPS-Daten und/oder aufgrund von Bilddaten, welche von dem Leichtkraftfahrzeug aufgenommen wurden, steuert.
Diesbezüglich kann vorgesehen sein, dass ein Leichtkraftfahrzeug ein Steuergerät und eine Navigationseinheit aufweist. Somit muss keine Funkverbindung von dem Leichtkraftfahrzeug zu einer zentralen Navigationseinheit hergestellt werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät mit einer zentralen Navigationseinheit, die Fahrwege für eine Vielzahl von Leichtkraftfahrzeugen ermittelt, verbunden ist. Die Verbindung zwischen einer zentralen Navigationseinheit und einem Steuergerät eines Leichtkraftfahrzeugs kann drahtlos ausgebildet sein, beispielsweise als Mobilfunkverbindung. Somit kann Rechenleistung von dem Leichtkraftfahrzeug in ein zentrales System verlagert werden. Dies reduziert Gewicht und Energiebedarf des Leichtkraftfahrzeugs.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät das Leichtkraftfahrzeug entlang vorgegebener Hilfslinien, beispielsweise mittels Drahtschleifen, die im Boden versenkt sein können, in den Zielbereich steuert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Steuergerät eingerichtet, ein Leichtkraftfahrzeug vorwiegend innerhalb einer vorbestimmten Fahrzone autonom zu steuern, indem die Navigationseinheit einen kürzest fahrbaren Weg des Leichtkraftfahrzeugs zu einer Fahrzone ermittelt.
Derartige vorbestimmte Fahrzonen können für Verkehrsteilnehmer kenntlich gemacht werden, sodass diese mit autonom fahrenden Leichtkraftfahrzeugen rechnen bzw. auf diese Rücksicht nehmen. Somit ist gewährleistet, dass autonom fahrende Leichtkraftfahrzeuge andere Verkehrsteilnehmer möglichst wenig behindern, da diese zumindest zu großen Teilen auf dafür vorgesehenen Fahrwegen fahren.
Dementsprechend ist es zweckmäßig, vorbestimmte Fahrzonen derart auszulegen, dass diese Verkehrswege von anderen Verkehrsteilnehmern möglichst wenig kreuzen. Dies reduziert Zusammenstöße des Leichtkraftfahrzeugs mit anderen Verkehrsteilnehmern.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein Steuergerät eingerichtet, zu überprüfen, ob sich ein Leichtkraftfahrzeug innerhalb einer für den autonomen Betrieb gesperrten Zone befindet. Auf diese Weise können bestimmte Bereiche eines autorisierten Bereichs von dem autonomen Betrieb ausgeschlossen werden. Dies ist besonders für ausgewiesene Parkflächen zweckmäßig, da somit das Risiko einer Kollision des Leichtkraftfahrzeugs mit einem PKW reduziert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung eingerichtet, eine Bewegung eines Leichtkraftfahrzeugs in einem autorisierten Bereich zuzulassen und eine Bewegung des Leichtkraftfahrzeugs außerhalb des autorisierten Bereichs zu blockieren. Zudem kann die Navigationseinheit eingerichtet sein, einen Fahrweg in den autorisierten Bereich zu ermitteln, wenn sich das Leichtkraftfahrzeug außerhalb des autorisierten Bereichs befindet.
Zudem kann vorgesehen sein, dass das Leichtkraftfahrzeug seine Position an eine zentrale Datenspeichereinheit übermittelt, z.B. wenn sich das Leichtkraftfahrzeug außerhalb eines autorisierten Bereichs befindet. Somit kann ein Leichtkraftfahrzeug besonders einfach vor Diebstahl geschützt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Navigationseinheit eingerichtet, einen alternativen Fahrweg zu ermitteln, wenn die Sensoreinheit ein Hindernis auf einem von der Navigationseinheit ermittelten Fahrweg sensiert, wobei das Steuergerät eingerichtet ist, das Leichtkraftfahrzeug entsprechend sensierter Daten und/oder entsprechend des alternativen Fahrweges zu steuern. Dementsprechend kann das Steuergerät eingerichtet sein, mögliche Kollisionen eines Leichtkraftfahrzeugs aufgrund von der Sensoreinheit sensierter Daten zu vermeiden. Somit ist es möglich, Ausweichmanöver zu planen. Dies kann gegenüber dem Einleiten von zufälligen Ausweichmanövern vorteilhaft sein.
Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn das Steuergerät eingerichtet ist, eine Bewegung eines Leichtkraftfahrzeugs zu ändern oder anzuhalten, wenn die Sensoreinheit Informationen an das Steuergerät übermittelt hat, wonach das Leichtkraftfahrzeug auf ein Hindernis zusteuert.
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

1 eine schematische Seitenansicht eines Leichtkraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Prinzipskizze eines Systems für Leichtkraftfahrzeuge gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3 ein Blockdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 ein Blockdiagramm eines Steuergeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Leichtkraftfahrzeugs 10, welches als Einkaufswagen ausgebildet ist. Der Einkaufswagen umfasst ein Fahrgestell 46, an welchem vier Räder 50 befestigt sind, einen Einkaufskorb 44, sowie einen Haltegriff 48, an welchem der Einkaufswagen von einem Benutzer geschoben werden kann.
Darüber hinaus weist der Einkaufswagen eine Platte 52 auf, die in einem unteren Bereich des Fahrgestells 46 befestigt ist. Auf der Platte 52 ist ein Steuergerät 16, ein Antriebsmittel 12 und eine Navigationseinheit 26 befestigt. Das Antriebsmittel 12 ist eingerichtet, die Räder 50 anzutreiben. Das Steuergerät 16 ist mit dem Antriebsmittel 12 verbunden und gibt dem Antriebsmittel 12 eine Geschwindigkeit und/oder eine Drehrichtung für die Räder 50 vor. In der Ausführungsform gemäß 1 ist das Antriebsmittel 12 und das Steuergerät 16 in einem Gehäuse ausgebildet. Alternativ kann das Antriebsmittel auch separat zu dem Steuergerät 16 ausgebildet sein.
Unterhalb des Einkaufskorbs 44 ist ein Energiespeicher 14 angeordnet. Der Energiespeicher 14 dient als Stromquelle für das Steuergerät 16, das Antriebsmittel 12 und die Navigationseinheit 26. Zudem weist der Einkaufswagen Mittel 24 zum Aufladen des Energiespeichers 14 auf. Die Mittel 24 sind als flächiger selbstfindender Kontakt ausgebildet.
Zwischen dem Fahrgestell 46 und der Platte 52 befinden sich mehrere Dämpfungsglieder (nicht dargestellt), um ein Schütteln der Platte 52 bei einer Fahrt auf unebenen Untergrund zu dämpfen. Somit werden die Antriebsmittel 12, der Energiespeicher 14, das Steuergerät 16 und die Navigationseinheit 26 vor Vibrationen oder Schütteln geschützt.
Das Steuergerät 16 ist über eine elektrische Leitung 54 mit der Navigationseinheit 26 verbunden. Die Navigationseinheit 26 ist eingerichtet, einen Fahrweg des Einkaufswagens von einem Parkplatz zu einem Sammelbereich 18 für Einkaufswägen aufgrund von GPS-Daten zu ermitteln.
Das Fahrgestell 46 weist zudem eine Sensoreinheit 32 auf, die eingerichtet ist, Personen und/oder Gegenstände in der Umgebung 42 des Einkaufswagens zu sensieren. Die Sensoreinheit 32 ist als Radarsensor ausgebildet.
Die Sensoreinheit 32 ist sowohl mit der Navigationseinheit 26 als auch mit dem Steuergerät 16 verbunden. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das Steuergerät 16 den Einkaufswagen anhält oder die Navigationseinheit 26 einen alternativen Fahrweg ermittelt, um ein Hindernis zu umfahren, wenn ein Hindernis von der Sensoreinheit 32 in der Umgebung des Einkaufswagens sensiert wurde.
Die 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines Systems 100 für Leichtkraftfahrzeuge, welches als System für Einkaufswägen ausgebildet ist. Das System 100 umfasst eine Vielzahl von Leichtkraftfahrzeugen 10, die in dem Sammelbereich 18 für Einkaufswägen gesammelt werden. Personen können Einkaufswägen in dem Sammelbereich 18 abholen oder über die Erkennungseinrichtung mit einem Benutzerterminal durch Drücken eines Knopfes einen Einkaufswagen zum Eingangsbereich 20 des Geschäfts 19 anfordern (S1). In diesem Fall fährt ein Einkaufswagen autonom von dem Sammelbereich 18 zu dem Eingangsbereich 20 (S2), während eine Person von einem Parkplatz zu dem Eingangsbereich 20 läuft. Somit steht ein Einkaufswagen zu Beginn des Einkaufs für die Person bereit. Nachdem die Person den Einkauf abgeschlossen hat, entlädt diese den Einkaufswagen auf einem Parkplatz (S3). Um den Einkaufswagen zurückzugeben, kann eine Person den Einkaufswagen entweder selbst zu dem Sammelbereich 18 zurückbringen (S8), einen Befehl über das Eingabemittel 22 des Einkaufswagens eingeben (S4), wonach der Einkaufswagen autonom zu dem Sammelbereich 18 zurück fährt, oder den Einkaufswagen auf einer freien Fläche abstellen (S7). Der Einkaufswagen erkennt, sobald dieser nicht länger benutzt wird und fährt in diesem Fall autonom zu dem Sammelbereich 18 zurück (S5).
Bei der Navigation der Einkaufswägen auf dem Firmengelände sind Kollisionsmöglichkeiten der Einkaufswägen mit anderen Personen oder Gegenständen zu reduzieren. Dementsprechend sind die Einkaufswägen mittels der Navigationseinheit 26 eingerichtet, bevorzugt in den Fahrzonen 28 zu fahren. Die Fahrzonen 28 können farblich markiert oder durch Bordsteinkanten begrenzt sein, so dass die Aufmerksamkeit von Benutzern bezüglich autonom fahrenden Einkaufswägen in der Fahrzone 28 gesteigert ist. Die Fahrzone 28 ist derart ausgelegt, dass diese von einer möglichst großen Anzahl an Parkplätzen über einen möglichst kurzen Fahrweg erreichbar ist.
In 2 ist zudem ein Hindernis 34 auf einem ermittelten Fahrweg 36 zu einer Fahrzone 28 dargestellt. Das Hindernis 34 wurde von der Sensoreinheit 32 sensiert, woraufhin von der Navigationseinheit 26 ein alternativer Fahrweg 38 zu der Fahrzone 28 ermittelt wurde. Das Firmengelände des Geschäfts 19 ist als autorisierter Bereich 30 ausgebildet, in dem die Einkaufswägen zumindest durch ein manuelles Schieben durch einen Benutzer frei beweglich sind. Der autorisierte Bereich 30 weist zudem eine für den autonomen Betrieb gesperrte Zone 40 auf, in welcher PKWs 60 abgestellt werden. Um Kollisionsmöglichkeiten der Einkaufswägen zu reduzieren, ist das Steuergerät 16 eines Einkaufswagens, derart eingerichtet, dass der Einkaufswagen in der Zone 40 nicht autonom betrieben wird.
Die 3 zeigt ein Verfahren 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Schritten S1 bis S7. In dem Schritt S1 fordert ein Benutzer ein Leichtkraftfahrzeug an. Hierfür betätigt er einen Knopf eines Benutzerterminals, woraufhin dieses Daten bezüglich eines Fahrbefehls eines Leichtkraftfahrzeugs 10 an das Steuergerät 16 eines Leichtkraftfahrzeugs 10 übermittelt.
In dem Schritt S2 steuert das Steuergerät 16 das Leichtkraftfahrzeug in einen Zielbereich, in dem der Benutzer den Einkaufswagen abholt.
In dem Schritt S3 belädt und entlädt der Benutzer das Leichtkraftfahrzeug.
Nachdem der Benutzer sich entschieden hat, dass Leichtkraftfahrzeug 10 nicht länger zu benutzen, kann der Benutzer zwischen den Schritten S4, S7 und S8 auswählen. Gemäß dem Schritt S4 kann der Benutzer einen Sprachbefehl an ein Eingabemittel 22 des Leichtkraftfahrzeugs 10 zum Zurückfahren zu einer Ladestation übermitteln. Alternativ kann der Benutzer das Leichtkraftfahrzeug 10 gemäß dem Schritt S7, beispielsweise auf einem Parkplatz, abstellen. Alternativ kann der Benutzer das Leichtkraftfahrzeug 10 auch gemäß dem Schritt S8 manuell zu der Ladestation zurückbringen.
Verfährt der Benutzer gemäß dem Schritt S4 oder S7, wird das Steuergerät 16 das Leichtkraftfahrzeug 10 in dem Schritt S5 zu der Ladestation steuern.
Nachdem das Leichtkraftfahrzeug 10 die Ladestation durch die autonome Fahrt erreicht hat, steuert das Steuergerät 16 gemäß S6 einen Aufladevorgang eines Energiespeichers 12 des Leichtkraftfahrzeugs 10. Der Schritt S6 kann das Positionieren des Leichtkraftfahrzeugs 10 in einer induktiven Ladestation oder das Verbinden mit einem Steckverbinder zum Aufladen des Leichtkraftfahrzeugs 10 umfassen.
4 zeigt ein Steuergerät 16, das über eine Schnittstelle mit einem Antriebsmittel 12 verbunden ist. Dabei ist das Steuergerät 16 eingerichtet, Ausgangsdaten an das Antriebsmittel 12 bezüglich einer Drehrichtung für Räder und einer Kraft, mit der Räder von dem Antriebsmittel 12 angetrieben werden, zu übermitteln.
Das Steuergerät 16 weist eine Schnittstelle zu einem Energiespeicher 14 auf und ist eingerichtet, einen Ladevorgang und einen Entladevorgang mittels Ausgangsdaten, die von dem Steuergerät 16 an den Energiespeicher 14 und die Ladestation übermittelt werden, zu steuern. Der Energiespeicher 14 ist zudem eingerichtet, Daten bezüglich des Ladezustands des Energiespeichers 14 an das Steuergerät 16 über die Schnittstelle zu übermitteln.
Das Steuergerät 16 weist eine Schnittstelle zu einem Eingabemittel 22 für einen Benutzer auf. Das Eingabemittel 22 kann als Taste, Touchpad, Kamera, Spracheingabemittel oder dergleichen ausgebildet sein. Das Steuergerät 16 ist eingerichtet, Eingangsdaten von dem Eingabemittel 22 über die Schnittstelle zu empfangen. Das Eingabemittel 22 weist eine Schnittstelle zu einer Recheneinheit 23 auf, die eingerichtet ist, Eingabedaten zu verarbeiten und über eine Schnittstelle an das Steuergerät 16 zu übermitteln, derart dass das Steuergerät ein Leichtkraftfahrzeug aufgrund der eingegebenen Daten steuert.
Das Steuergerät 16 weist eine Schnittstelle zu einer Navigationseinheit 26 auf, die eingerichtet ist, einen Fahrweg für ein Leichtkraftfahrzeug zu ermitteln und Daten bezüglich des Fahrweges an das Steuergerät 16 über die Schnittstelle zu übermitteln.
Das Steuergerät 16 weist eine Schnittstelle zu einer Sensoreinheit 32 auf. Die Sensoreinheit 32 ist eingerichtet, Gegenstände oder Personen in der Umgebung der Sensoreinheit 32 zu erfassen und Daten bezüglich der erfassten Gegenstände oder Personen über eine Schnittstelle an das Steuergerät 16 zu übermitteln.
Das Steuergerät 16 weist eine Schnittstelle zu einer Erkennungseinrichtung 62 auf, die eingerichtet ist, zu erkennen, ob ein potentieller Benutzer in Kürze Bedarf an einem Leichtkraftfahrzeug haben könnte. Das Steuergerät 16 kann beispielsweise über eine Funkverbindung mit der Erkennungseinrichtung 62 verbunden sein. Die Erkennungseinrichtung 62 ist eingerichtet, die Anzahl der Leichtkraftfahrzeuge, die zur Benutzung in einem vorbestimmten Bereich bereitstehen zu erkennen und anhand dessen zu ermitteln, ob ein Fahrbefehl an das Steuergerät 16 zu übermitteln ist. Sofern die Erkennungseinrichtung 62 mit mehreren Steuergeräten 16 verbunden ist, ist die Erkennungseinrichtung eingerichtet, zu entscheiden an welches Steuergerät 16 ein Fahrbefehl zu übermitteln ist.
Das Steuergerät 16 weist eine Schnittstelle zu einer Datenspeichereinheit 64 auf, die eingerichtet ist, Positionsdaten eines Leichtkraftfahrzeugs zu speichern.
Bezugszeichenliste

10: Leichtkraftfahrzeug
12: Antriebsmittel
14: Energiespeicher
16: Steuergerät
18: Sammelbereich
19: Geschäft
20: Eingangsbereich
22: Eingabemittel
23: Recheneinheit
24: Mittel zum Aufladen
26: Navigationseinheit
28: Fahrzone
30: autorisierte Bereich
32: Sensoreinheit
34: Hindernis
36: ermittelter Fahrweg
38: alternativer Fahrweg
40: Zone
42: Umgebung des Leichtkraftfahrzeugs
44: Korb
46: Fahrgestell
48: Haltegriff
50: Rad
52: Platte
54: elektrische Leitung
60: PKW
62: Erkennungseinrichtung
64: Datenspeichereinheit
200: Verfahren
S1-S7: einzelne Verfahrensschritte

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

US 2015/0229906 A1 [0005]

Claims

Steuergerät (16) zum autonomen Betrieb eines Leichtkraftfahrzeugs (10), welches eingerichtet ist, eine Fahrbewegung eines Leichtkraftfahrzeugs (10) derart zu steuern, dass das Leichtkraftfahrzeug (10) autonom von einem Startpunkt innerhalb eines Areals zu einem vorbestimmten Zielbereich fährt, wobei das Steuergerät (16) eine Schnittstelle zu einer Sensoreinheit (32), die als Bildsensor, Radarsensor, Lidarsensor und/oder dergleichen ausgebildet ist, aufweist.
Steuergerät (16) nach Anspruch 1, welches eingerichtet ist, einen Einkaufswagen, Rollstuhl, Gepäckwagen, Kinderwagen oder dergleichen zu steuern.
Steuergerät (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches eingerichtet ist, ein Leichtkraftfahrzeug (10) derart zu steuern, dass das Leichtkraftfahrzeug (10) autonom zu einer Ladestation für Leichtkraftfahrzeuge (10) fährt und/oder autonom von einer Ladestation für Leichtkraftfahrzeuge zu einem Abholbereich, in welchem das Leichtkraftfahrzeug (10) von einem Benutzer abgeholt wird, fährt.
Steuergerät (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches eine Schnittstelle zu einem Eingabemittel (22) aufweist, welches eingerichtet ist, Fahrbefehle von einem Benutzer zu empfangen und die Fahrbefehle als Eingangsgröße an das Steuergerät (16) zu übermitteln.
Steuergerät (16) nach Anspruch 4, wobei die Schnittstelle mit einer Sprachsteuerung, Bilderkennung und/oder mit einem manuellen Betätigungsmittel verbindbar ist und das Steuergerät (16) eine Schnittstelle zu einer Recheneinheit (23) aufweist, welche eingerichtet ist, Audiodaten, Bilddaten und/oder Berührungsdaten eines Benutzers derart zu verarbeiten, dass das Steuergerät (16) eingerichtet ist, ein Leichtkraftfahrzeug (10) aufgrund der Daten zu steuern.
Steuergerät (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches eingerichtet ist, einen Energiespeicher (14) des Leichtkraftfahrzeugs (10) in einem Lademodus und/oder in einem Entlademodus zu steuern, wobei das Steuergerät (16) insbesondere eingerichtet ist, einen kontaktlosen Ladevorgang zu steuern.
Steuergerät (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches eine Schnittstelle zu einer Navigationseinheit (26) aufweist, welche eingerichtet ist, einen Fahrweg für das Leichtkraftfahrzeug (10) zu ermitteln, wobei das Steuergerät (16) eingerichtet ist, das Leichtkraftfahrzeug (10) entsprechend dem ermittelten Fahrweg zu steuern.
Steuergerät (16) nach Anspruch 7, welches eingerichtet ist, ein Leichtkraftfahrzeug (10) vorwiegend innerhalb einer vorbestimmten Fahrzone (28) autonom zu steuern, indem die Navigationseinheit (26) einen kürzest fahrbaren Weg des Leichtkraftfahrzeugs (10) zu einer Fahrzone (28) ermittelt.
Steuergerät (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches eingerichtet ist, zu überprüfen, ob sich ein Leichtkraftfahrzeug (10) innerhalb einer für den autonomen Betrieb gesperrten Zone (40) befindet.
Steuergerät (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches eingerichtet ist, eine Bewegung eines Leichtkraftfahrzeugs (10) in einem autorisierten Bereich (30) zuzulassen und eine Bewegung des Leichtkraftfahrzeugs (10) außerhalb des autorisierten Bereichs (30) zu blockieren und/oder die Navigationseinheit (26) eingerichtet ist, einen Fahrweg in den autorisierten Bereich (30) zu ermitteln, wenn sich das Leichtkraftfahrzeug (10) außerhalb des autorisierten Bereichs (30) befindet.
Steuergerät (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Navigationseinheit (26) insbesondere eingerichtet ist, einen alternativen Fahrweg (38) zu ermitteln, wenn die Sensoreinheit (32) ein Hindernis (34) auf einem von der Navigationseinheit (26) ermittelten Fahrweg (36) sensiert, wobei das Steuergerät (16) eingerichtet ist, das Leichtkraftfahrzeug (10) entsprechend sensierter Daten und/oder entsprechend des alternativen Fahrweges (38) zu steuern.
Verfahren zum Betrieb eines autonomen Leichtkraftfahrzeugs (10), wobei das Leichtkraftfahrzeug (10) von einem Steuergerät (16) entlang eines Fahrweges zu einem Zielbereich (18; 20) gesteuert wird (205).
Verfahren nach Anspruch 12, welches zumindest eine der folgenden Funktionen aufweist: - Empfangen eines Befehls (204) von einem mit dem Leichtkraftfahrzeug (10) verbundenen Eingabemittel (22) zum Fahren des Leichtkraftfahrzeugs (10) in einem Zielbereich (18; 20); - Blockieren einer Bewegung des Leichtkraftfahrzeugs (10), wenn sich das Leichtkraftfahrzeug (10) außerhalb eines autorisierten Bereichs (30) befindet; - Aufladen (206) eines Energiespeichers (14) des Leichtkraftfahrzeugs (10) durch induktives Laden, wenn sich das Leichtkraftfahrzeug (10) in einem dafür vorgesehenen Bereich befindet; - Erkennen von Hindernissen (34) in der Umgebung (42) des Leichtkraftfahrzeugs (10) und/oder auf dem ermittelten Fahrweg (34); - Anhalten des Leichtkraftfahrzeugs (10) oder Umfahren eines Hindernisses (34), wenn ein Hindernis (34) in der Umgebung (42) des Leichtkraftfahrzeugs (10) detektiert wurde.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, welches zumindest eine der folgenden Funktionen aufweist: - Festlegen von wenigstens einer vorbestimmten Fahrzone (28), in welcher das Leichtkraftfahrzeug (10) autonom zu dem Zielbereich (18; 20) gesteuert wird; - Festlegen von wenigstens einer vorbestimmten für den autonomen Betrieb gesperrten Zone (40), in welcher das Leichtkraftfahrzeug (10) nicht autonom betrieben wird; - Ermitteln, ob sich das Leichtkraftfahrzeug (10) in einer vorbestimmten Fahrzone (28) oder in einer für den autonomen Betrieb gesperrten Zone (40) befindet; - Ermitteln eines Fahrweges zu einem Zielbereich (18;20), insbesondere außerhalb von vorbestimmten für den autonomen Betrieb gesperrten Zonen (40); - Fahren in eine Richtung bis eine Begrenzung einer Fahrzone (28) erreicht wurde, wenn sich das Leichtkraftfahrzeug (10) innerhalb der Fahrzone (28) befindet; - Ermitteln eines Fahrweges (34; 38) in eine Fahrzone (28), wenn sich das Leichtkraftfahrzeug (10) außerhalb der Fahrzone (28) befindet;
Leichtkraftfahrzeug (10) zum autonomen Betrieb mit einem Antriebsmittel (12) zum Bewegen des Leichtkraftfahrzeugs (10) und einem Energiespeicher (14), welcher eingerichtet ist, das Antriebsmittel (12) mit Energie zu versorgen, wobei das Leichtkraftfahrzeug (10) ein Steuergerät (16) zum Ansteuern des Antriebsmittels (12) aufweist oder mit einem Steuergerät (16) verbindbar ist, wobei das Leichtkraftfahrzeug (10) eingerichtet ist, autonom zu einem vorbestimmten Zielbereich zu fahren.
System (100) für Leichtkraftfahrzeuge mit einer Vielzahl von Leichtkraftfahrzeugen (10) mit einem Steuergerät (16) nach einem der Ansprüche 1-11 und mit einem Sammelbereich (18) für die Vielzahl von Leichtkraftfahrzeugen (10), welcher Mittel (24) zum Aufladen der Energiespeicher (14) der Leichtkraftfahrzeuge (10) aufweist, wobei die Leichtkraftfahrzeuge (10) eingerichtet sind, mittels eines Steuergeräts (16) autonom zu dem Sammelbereich (18) zu fahren und den Energiespeicher (14) der Leichtkraftfahrzeuge (10) in dem Sammelbereich (18) autonom aufzuladen.
Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um die Funktionen gemäß der Ansprüche 12, 13 und/oder 14 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Steuergerät (16), welches mit einem Leichtkraftfahrzeug (10) verbindbar ist, ausgeführt wird.