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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrzeugnutzers eines Fahrzeuges beim Positionieren des Fahrzeuges relativ zu einer Ladevorrichtung.
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Aus der
EP 3 231 689 A2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bekannt, wobei die Vorrichtung eine ortsfeste Ladestation mit einem Ladebereich umfasst, der zum Aufladen des Fahrzeuges in einem definierten Nahbereich im Bereich eines korrespondierenden fahrzeugseitigen Ladebereiches angeordnet wird. Die Ladestation weist eine Positions-Ermittlungseinrichtung auf, mittels der die aktuelle Position des Ladebereiches des sich in der Umgebung der Ladestation befindlichen Fahrzeuges relativ zu der Ladestation ermittelt wird. Weiterhin ist wenigstens eine signaltechnisch mit der Positions-Ermittlungseinrichtung verbundene Ausgabeeinrichtung vorgesehen, mittels der an einen Fahrer des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der ermittelten Position des fahrzeugseitigen Ladebereiches Anweisungen und/oder Informationen zum Fahren des Fahrzeuges in eine Ladeposition ausgegeben werden, in welcher der ladestationsseitige Ladebereich in dem definierten Nahbereich im Bereich des korrespondierenden fahrzeugseitigen Ladebereiches angeordnet ist oder anordbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrzeugnutzers eines Fahrzeuges beim Positionieren des Fahrzeuges relativ zu einer Ladevorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrzeugnutzers eines Fahrzeuges beim Positionieren des Fahrzeuges relativ zu einer Ladevorrichtung sieht erfindungsgemäß vor, dass mittels erfasster Signale zumindest eines fahrzeugseitigen Sensors und/oder einer fahrzeugseitigen Kamera eine Position des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung ermittelt wird und zur Erreichung einer Zielposition des Fahrzeuges Pfeile mit oder ohne Abstandswerte im Fahrzeug angezeigt werden und/oder dass die momentane Position dem Fahrzeugnutzer als Kamerabild mit das Kamerabild überlagernder momentaner Position des Fahrzeuges in diesem angezeigt wird, wobei die Darstellung mit Kamerablickrichtung von unten oder von oben auf die Ladevorrichtung erfolgt.
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Durch Anwendung des Verfahrens kann das Navigieren des Fahrzeuges, bei welchem es sich insbesondere um einen Bus mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit handelt, zu und das positionsgenaue Anhalten an einem Zielobjekt, insbesondere zur Positionierung einer fahrzeugseitigen Ladeeinheit an einer Ladevorrichtung, aber auch zum Anfahren an eine Haltestelle, wesentlich verbessert werden.
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Eine vergleichsweise umständliche Orientierung des Fahrzeugnutzers an Hilfsmarkierungen kann entfallen und der Fahrzeugnutzer wird bei der Anfahrt direkt unterstützt. Mittels des angewendeten Verfahrens ist eine Art des Anfahrens an ein Zielobjekt wesentlich genauer, wobei es möglich ist, das Verfahren in allen Fahrzeugen mit einer Kamera und einer Anzeigeeinheit anzuwenden und intuitiv zu bedienen.
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Zudem ist es für den Fahrzeugnutzer weitestgehend nicht erforderlich, das Anfahren an ein Zielobjekt zu erlernen, sondern kann dies intuitiv entsprechend der Anzeige durchführen.
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Weitere Vorteile sind, dass eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weitestgehend stets verfügbar ist und den Fahrzeugnutzer unterstützen kann, wohingegen manuelle Markierungshilfen verdeckt oder entfernt sein können.
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Die Navigation in Bezug auf das Zielobjekt, also die Zielposition, erfolgt fahrzeug- und fahrzeugnutzerunabhängig, wobei eine Ausstattung und auch ein Verhalten der Fahrzeuge im Wesentlichen gleich sind.
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Für den Fahrzeugnutzer bedarf es mit Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens verhältnismäßig wenig Anlern- und Eingewöhnungszeit, wobei es nicht erforderlich ist, dass sich der Fahrzeugnutzer bei einem Fahrzeugwechsel umgewöhnen muss.
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Mittels des Verfahrens können Schäden am Fahrzeug und/oder dem Zielobjekt durch eine Kollision des Fahrzeuges mit dem Zielobjekt beim Anfahren an dasselbe weitestgehend ausgeschlossen werden.
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Weiterhin kann eine Zeitersparnis erzielt werden, da das Fahrzeug vergleichsweise schnell in Bezug auf das Zielobjekt positioniert werden kann. Dadurch können wiederum Kosten eingespart werden.
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Ist das Fahrzeug mittels der Vorrichtung im teilautonomen oder autonomen Fahrbetrieb bewegbar, so kann sich der Fahrzeugnutzer beim Navigieren besser auf seine Umgebung konzentrieren, während das Fahrzeug in Bezug auf seine Zielposition positioniert wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch ein im auf einer Anzeigeeinheit im Fahrzeug angezeigtes, von einer momentanen Position des Fahrzeuges überlagertes Kamerabild,
- 2 schematisch ein auf der Anzeigeeinheit im Fahrzeug angezeigtes, von der momentanen Position des Fahrzeuges überlagertes weiteres Kamerabild,
- 3 schematisch eine Darstellung, wobei eine vordere und seitliche Position des Fahrzeuges in Bezug auf eine Zielposition nicht erreicht sind,
- 4 schematisch eine Darstellung, bei welcher die Position des Fahrzeuges einer Zielposition entspricht,
- 5 schematisch eine Darstellung, bei welcher das Fahrzeug die Zielposition überfahren hat,
- 6 schematisch eine alternative Darstellung mit Abstandswerten, wobei eine seitliche Position zu der Zielposition nicht erreicht ist,
- 7 schematisch eine Darstellung mit Abstandswerten, wobei die Position des Fahrzeuges der Zielposition entspricht,
- 8 schematisch eine Darstellung mit Abstandswerten, wobei das Fahrzeug die Zielposition seitlich überfahren hat,
- 9 schematisch eine Anzeige zur Positionierung im autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges und
- 10 schematisch eine weitere Anzeige, wobei das Fahrzeug die Zielposition im autonomen Fahrbetrieb erreicht hat.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kamerabild mit einer Ladevorrichtung 1 für ein als Bus ausgeführtes Fahrzeug mit zumindest einer elektrischen Antriebseinheit zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeuges.
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Die Ladevorrichtung 1 stellt eine Zielposition für das Fahrzeug dar, wobei die in dem Kamerabild dargestellte Ladevorrichtung 1 von einer mittels eines Umrisses eines Rechteckes abgebildeten momentanen Position P des Fahrzeuges überlagert wird.
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In 2 ist das Fahrzeug derart in Bezug auf die Ladevorrichtung 1 positioniert, dass die momentane Position P der Zielposition zum Laden des elektrischen Energiespeichers entspricht. D. h., dass das Fahrzeug, insbesondere mit seiner fahrzeugseitigen Ladeeinheit, optimal zu der Ladevorrichtung 1, beispielsweise zu einem Pantograf und/oder einer Ladeschiene, positioniert ist.
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Das Navigieren zu und das positionsgenaue Anhalten des Fahrzeuges an einem Zielobjekt, insbesondere an einer Ladevorrichtung 1 und/oder einer Haltestelle, stellt oftmals eine Herausforderung für einen Fahrzeugnutzer des Fahrzeuges dar und erfordert ein gewisses Maß an Anlernzeit und Erfahrung.
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Um das Fahrzeug positionsgenau an einem Zielobjekt anzuhalten, orientiert sich der Fahrzeugnutzer im Allgemeinen an Markierungen, wie z. B. an Klebestreifen an einer Fahrzeugscheibe, an Farbstreifen auf einer Fahrbahnoberfläche und/oder an Markierungspfosten. Dabei können diese Markierungen ungenau, fahrerspezifisch und/oder in jedem Fahrzeug unterschiedlich ausgeführt sein. Zudem können die Markierungen, insbesondere im Außenbereich je nach Witterung, nicht sichtbar, verdeckt oder entfernt worden sein. Auch im Fahrzeug befindliche Markierungen können entfernt oder abgefallen sein.
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Darüber hinaus ist es erforderlich, dass der Fahrzeugnutzer die Anfahrt immer wieder neu lernt, wenn sich an einer Situation etwas ändert, beispielsweise können Änderungen an einer Haltestelle, der Ladevorrichtung 1 und/oder am Fahrzeug vorgenommen sein.
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Um den Fahrzeugnutzer, insbesondere beim Anfahren an eine Ladevorrichtung 1, zu unterstützen, sind ein im Folgenden beschriebenes Verfahren und eine Vorrichtung vorgesehen.
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Wichtig beim Anfahren an die Ladevorrichtung 1 als eine Zielposition ist, dass eine möglichst genaue Position des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung 1 erreicht wird.
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In einer in den 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens wird der Fahrzeugnutzer beim Manövrieren des Fahrzeuges unterstützt, wobei das Fahrzeug im manuellen Fahrbetrieb bewegt wird, der Fahrzeugnutzer eine Fahraufgabe also selbst ausübt.
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Gemäß der 1 und 2 wird ein Kamerabild einer auf einem Dach des Fahrzeuges angeordneten Kamera dargestellt, wobei die Ladevorrichtung 1 von unten gezeigt wird. Die Anzeige des Kamerabildes im Fahrzeug kann entweder manuell durch Betätigen eines Tasters oder automatisch bei Anfahrt an die Ladevorrichtung 1, sofern eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladevorrichtung 1 vorhanden ist.
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Das Fahrzeug umfasst eine Umgebungssensorik mit einer Anzahl von im und/oder am Fahrzeug angeordneten Erfassungseinheiten, d. h. Sensoren, welche radar-, ultraschallbasiert- und/oder lidarbasiert eine Position des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung erfassen.
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Mittels der Kamera wird ein Kamerabild aufgenommen, wobei anhand erfasster Bildsignale ebenfalls eine Position des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung 1 ermittelt werden kann.
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Die auf einem differentiellen satellitengestützten Positionsbestimmungssystem basierende Vorrichtung bestimmt fortlaufend eine momentane Position des Fahrzeuges, wobei die Position der Ladevorrichtung 1 bekannt ist. Anhand der Position des Fahrzeuges und der Position der Ladevorrichtung 1 wird die relative Position des Fahrzeuges zu der Ladevorrichtung 1 und deren Abweichung zueinander bestimmt.
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Sind im Bereich der Ladevorrichtung 1 RFID-System-Markierungen, beispielsweise auf der Fahrbahnoberfläche angeordnet, werden diese von zumindest einer Erfassungseinheit des Fahrzeuges erkannt, wobei mittels dieser RFID-System-Markierungen eine relative Position des Fahrzeuges zu der Ladevorrichtung 1 ermittelt und dem Fahrzeugnutzer angezeigt wird.
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In einer alternativen Ausführungsform kann eine Anzahl von Erfassungseinheiten an der Zielposition, d. h. dem Zielobjekt, insbesondere an der Ladevorrichtung 1, angeordnet sein, die erfasste Informationen in Bezug auf die momentane Position P des Fahrzeuges relativ zu der Zielposition an das Fahrzeug übermitteln. Dabei kann eine Sensorfusion zwischen den Sensoren der verschiedenen Systems stattfinden.
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Bei der in den 1 und 2 dargestellten Anzeige einer Anzeigeeinheit 2 in dem Fahrzeug zur Unterstützung des Fahrzeugnutzers beim Anfahren der Ladevorrichtung 1 wird das Kamerabild teilweise durch die Anzeige des Rechteckes als momentane Position des Fahrzeuges überlappt. Dabei wird auf dem Kamerabild die momentane Position des Fahrzeuges zu der Ladevorrichtung 1, welche von unten dargestellt ist, gezeigt. Alternativ dazu können mehrere Kameras in Form eines sogenannten Top-View-Systems vorgesehen sein, wobei das Zielobjekt, also die Ladevorrichtung 1, von oben gezeigt ist und die momentane Position des Fahrzeuges und/oder die Zielposition am Boden, d. h. auf der Fahrbahnoberfläche diese überlappend gezeigt ist.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem auf einer Anzeigeeinheit 2 des Fahrzeuges angezeigten Kamerabildes mit dem dieses teilweise überlappenden Rechteckes als momentane Position des Fahrzeuges kann ein messendes System der Vorrichtung als Grundlage auf der Anzeigeeinheit 2 dargestellter Informationen in Bezug auf die momentane Position P des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung 1 dienen, wie in den 3 bis 8 gezeigt ist.
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Dabei wird dem Fahrzeugnutzer die momentane Position P des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung 1 angezeigt, wobei dies dadurch erfolgen kann, dass eine Positionierung an der Ladevorrichtung 1 relativ zur gewünschten Zielposition dargestellt wird.
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Die Darstellung der Positionierung basiert auf erfassten Signalen der Erfassungseinheiten der Umgebungssensorik des Fahrzeuges, die Signale radarbasiert, lidarbasiert und/oder ultraschallbasiert erfassen, wobei zumindest eine der Erfassungseinheiten eine Kamera sein kann und erfasste Signale des differentiellen satellitengestützten Positionsbestimmungssystems berücksichtigt werden. Denkbar ist auch die Verwendung anderer geeigneter System, wie beispielsweise eines RFID-Systems.
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Bei der auf dem messenden System basierenden Anzeige zur zielgerichteten Positionierung des Fahrzeuges wird ein relativer Abstand des Fahrzeuges zu der Ladevorrichtung 1 dargestellt.
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Gemäß den 3 bis 8 erfolgt die Darstellung der momentanen Position P des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung 1 anhand von Pfeilen Pf, wobei in den 6 bis 8 zusätzlich Abstandswerte A angezeigt werden.
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In den 3 bis 8 sind zwei Balken B dargestellt, die vorn und seitlich in Abhängigkeit vom Abstand des Fahrzeuges zu der Ladevorrichtung 1 angezeigt werden, wobei eine Farbe der Pfeile Pf und Balken B ebenfalls abhängig vom jeweiligen Abstand variieren kann.
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So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenn die Zielposition erreicht ist, die Pfeile Pf weiß dargestellt sind und in der Mitte ein grüner Punkt P1 erscheint, wie in den 4, 7 und 10 gezeigt ist.
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Mittels der in 3 gezeigten Darstellung wird dem Fahrzeugnutzer mittels der Pfeile Pf angezeigt, dass die Zielposition in Bezug auf das Fahrzeug vorn und seitlich rechts nicht erreicht ist.
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5 zeigt, dass das Fahrzeug die Zielposition vorn überfahren hat, wobei die seitliche Positionierung zu der Ladevorrichtung 1 optimal ist. Hat der Fahrzeugnutzer das Fahrzeug an seiner Zielposition vorbeimanövriert, kann ein optischer, akustischer und/oder haptischer Hinweis an den Fahrzeugnutzer ausgegeben werden.
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Denkbar ist auch, dass eine Größe der Pfeile Pf in Abhängigkeit des entsprechenden Abstandes des Fahrzeuges zu der Ladevorrichtung 1 variiert.
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Gemäß 6 wird dem Fahrzeugnutzer angezeigt, dass ein rechter seitlicher Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Ladevorrichtung 1 in Bezug auf die Zielposition 15 cm beträgt.
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In 8 wird der Fahrzeugnutzer mittels der Anzeige darüber informiert, dass der rechte seitliche Abstand zwischen Fahrzeug und Ladevorrichtung 1 um 5 cm unterschritten ist.
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In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform kann die Vorrichtung ein kartographierendes System als Bestandteil umfassen, wobei das Fahrzeug pro Zielobjekt eine Karte erstellt, wobei das Fahrzeug hierzu angelernt wird und/oder bekannte Markierungsobjekte in der Umgebung des Zielobjektes, also der Ladevorrichtung 1 kennt. Dadurch errechnet das System die momentane Position P des Fahrzeuges und die Abweichung zum Zielobjekt, also zur Ladevorrichtung 1.
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Fährt das Fahrzeug im autonomen Fahrbetrieb, wobei ein Assistenzsystem die Fahraufgabe des Fahrzeuges ausführt, sind im Wesentlichen derartige Anzeigen in Bezug auf die Positionierung des Fahrzeuges zu der Ladevorrichtung 1 nicht erforderlich. Es können dem Fahrzeugnutzer jedoch erfasste Informationen des messenden Systems als Bestandteil der Vorrichtung angezeigt werden, wie in den 9 und 10 dargestellt ist.
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Dabei werden die Pfeile Pf fortlaufend weiß angezeigt, dass der Fahrzeugnutzer keine Lenkeingriffe durchführt.
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Bei der autonomen Anfahrt an die Ladevorrichtung 1 als Zielobjekt übergibt der Fahrzeugnutzer eine Anfahrtskontrolle vor Erreichen der Ladevorrichtung 1 an das Fahrzeug. Das Fahrzeug ermittelt selbstständig unter Zuhilfenahme eines der oben genannten Systeme oder unter Zuhilfenahme einer Kombination oben genannter Systeme einen Fahrweg zum Zielobjekt und navigiert das Fahrzeug selbstständig bis zum Stillstand dorthin. Dabei wird die momentane Position P des Fahrzeuges relativ zu der Ladevorrichtung 1 als Eingang einer Fahrsteuerung genutzt, die eine Lenkung, Bremse und einen Antriebsstrang entsprechend ansteuert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladevorrichtung
- 2
- Anzeigeeinheit
- A
- Abstandswert
- B
- Balken
- P
- momentane Position
- Pf
- Pfeil
- P1
- Punkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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