-
Die Erfindung betrifft einen Parkroboter für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei Radachsen sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Parkroboters.
-
Ein Parkroboter ist üblicherweise dazu ausgelegt, ein Kraftfahrzeug innerhalb einer vorgegebenen Infrastrukturumgebung, beispielsweise einem Parkhaus, zu einer vorgegebenen Parkpositionen zu transportieren. Der Parkroboter fährt dafür beispielsweise mit zumindest einem Teilbereich unter das Kraftfahrzeug, hebt dieses an und fährt daraufhin mit dem angehobenen Kraftfahrzeug zur vorgegebenen Parkposition, an der er das Kraftfahrzeug wieder absetzt. Mittels eines Parkroboters können somit Kraftfahrzeuge, unabhängig davon, ob sie beispielsweise über ein Fahrerassistenzsystem zum zumindest teilautonomen Einparken verfügen oder nicht, vollautonom und somit ohne Zutun eines Fahrers des Kraftfahrzeugs innerhalb der Infrastrukturumgebung bewegt werden.
-
In der
DE 10 2016 224 098 A1 wird eine omnidirektionale mobile Kraftfahrzeug-Transportplattform beschrieben, die wenigstens drei Mecanumräder aufweist. Mit dieser mobilen Kraftfahrzeug-Transportplattform kann in den Zwischenraum zwischen einem Fahrzeugboden eines Kraftfahrzeugs und einer Fahrbahn gefahren werden und daraufhin das Kraftfahrzeug mittels einer Hubvorrichtung der Kraftfahrzeug-Transportplattform von der Fahrbahn angehoben werden. Hiermit wird das Kraftfahrzeug zumindest achsweise oder vollständig von der Fahrbahn abgehoben.
-
In der
WO 2018/026347 A1 wird ein Parkroboter beschrieben, der eine Hebeschiene, eine Halterung für jeweilige Räder eines Fahrzeugs sowie einen Anhebemotor umfasst. Die Halterung für die jeweiligen Räder ist an der Hebeschiene angeordnet und kann von einer ersten Position zu einer zweiten Position entlang der Hebeschiene bewegt werden. Der Anhebemotor ist hierbei mit der Hebeschiene verbunden und bewegt die Halterungen für die jeweiligen Räder von der ersten Position zur zweiten Position.
-
Die
CN 102 864 954 A zeigt einen Längsverschiebungsträger zum Parken und Tragen eines Kraftfahrzeugs, wobei der Längsverschiebungsträger einen vorderen und einen hinteren Wagen umfasst. Die beiden Wagen sind durch bewegliche Ketten einstückig miteinander verbunden. Zwei Paare von Radklemmarmen sind ferner an jedem Wagen angeordnet und dienen dem Festhalten von vier Rädern des Kraftfahrzeugs.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, mit der ein unter einem Kraftahrzeug angeordneter Parkroboter besonders vorteilhaft Rampen und Steigen überwinden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Figuren angegeben.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit herkömmlichen einteiligen Parkrobotern, die unterhalb eines Kraftfahrzeugs positioniert sind und dessen beispielsweise vier Räder anheben, nur kleine Rampen oder andere kleine Ansteigen überwunden werden können. Der Grund hierfür ist, dass Parkroboter üblicherweise eine bodennahe Platte aufweisen und mit dieser beispielsweise an der Rampe aufsetzt, sodass diese nicht überwunden werden kann. Ein rampentauglicher Parkroboter wäre daher beispielsweise realisierbar, wenn der Parkroboter zweiteilig wäre.
-
Der erfindungsgemäße Parkroboter für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei Radachsen umfasst ein Hauptroboterteil und ein Nebenroboterteil. Der erfindungsgemäße Parkroboter für ein Kraftfahrzeug ist somit zweiteilig. Der Hauptroboterteil sowie der Nebenroboterteil weisen jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Paar Radauflagearme auf. Diese Radauflagearme sind hierbei als klappbare, das heißt als aus- beziehungsweise einklappbare Komponenten vorgesehen, von denen sowohl der Hauptroboterteil als auch der Nebenroboterteil jeweils insgesamt vier Stück, das heißt zwei jeweilige Paare von Radauflagearmen, aufweist. Bei eingeklappten Radauflagearmen sind diese jeweils parallel zu einer Längsrichtung des Parkroboters orientiert und somit an das jeweilige Roboterteil herangeklappt.
-
Der Parkroboter ist nun dazu ausgelegt, mit eingeklappten jeweiligen Radauflagearmen unter das Kraftfahrzeug zu fahren. Der Parkroboter als Ganzes, das heißt mit verbundenem Hauptroboterteil und Nebenroboterteil, ist also dazu ausgelegt, in den Zwischenraum zwischen einem Kraftfahrzeugboden des Kraftfahrzeugs und einem Fahrboden, das heißt einem Untergrund, auf dem das Kraftfahrzeug beispielsweise aktuell steht, zu fahren. Dort ist der Parkroboter dazu ausgelegt, den Nebenroboterteil vom Hauptroboterteil abzuspalten.
-
Sobald der Parkroboter unter das Kraftfahrzeug bis zu einer vorgegebenen Zielposition unterhalb des Kraftfahrzeugs gefahren ist, teilt er sich somit in seine zwei Teile auf, in den Hauptroboterteil und in den Nebenroboterteil.
-
Der Parkroboter ist außerdem dazu ausgelegt, den Hauptroboterteil und den Nebenroboterteil jeweils in einem Bereich einer der Radachsen des Kraftfahrzeugs unterhalb des Kraftfahrzeugs zu positionieren. Nähert sich beispielsweise der Parkroboter von hinten dem Kraftfahrzeug, würde sich zunächst der Parkroboter derart unterhalb des Kraftfahrzeugs positionieren, dass der Hauptroboterteil im Bereich der hinteren Radachse des Kraftfahrzeugs zum Stehen kommt. Der sich vom Hauptroboterteil abgespaltene Nebenroboterteil wird sich daraufhin vom Hauptroboterteil so weit entfernen, bis er den Bereich der Vorderradachsen des Kraftfahrzeugs erreicht hat und sich dort positionieren. Diese Positionierung des Hauptroboterteils sowie des Nebenroboterteils erfolgt hierbei bevorzugt mittig unterhalb des Kraftfahrzeugs, das heißt mit einem in etwa gleichen Abstand zu beiden jeweiligen Rädern der jeweiligen Radachse.
-
Der Parkroboter ist nun dazu ausgelegt, jeweilige Räder der jeweiligen Radachse des Kraftfahrzeugs durch Ausklappen der jeweiligen Paare der Radauflagearme anzuheben. Bei jeweiligen ausgeklappten Radauflagearme befinden sich diese somit in einer Gebrauchsstellung der jeweiligen Radauflagearme. Zum Anheben der Räder des Kraftfahrzeugs werden beispielsweise die Radauflagearme von ihrer eingeklappten Position aus ausgeklappt, bis sie jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten die Mantelfläche des jeweiligen Rads berühren und durch weiteres Ausklappen von beiden Seiten gegen das jeweilige Rad drücken und schließlich das jeweilige Rad des Kraftfahrzeugs anheben. Beim Ausklappen der jeweiligen Radauflagearme werden die jeweiligen Räder also letztendlich nach oben in einer Fahrzeughochrichtung gedrückt, sodass sie, wenn die jeweiligen Radauflagearme in einem typischerweise 90 Grad betragenden Winkel zur Außenwand des Hauptroboterteils beziehungsweise des Nebenroboterteils stehen, das Kraftfahrzeug vollständig vom Fahrboden angehoben haben.
-
Dieses Anheben mittels des Hauptroboterteils und des Nebenroboterteils kann typischerweise nacheinander erfolgen. Beispielsweise wird zunächst der Parkroboter als Ganzes beispielsweise im Bereich der Hinterachse des Kraftfahrzeugs positioniert. Daraufhin die jeweiligen Radauflagearme des Hauptroboterteils ausgeklappt, sodass die jeweiligen Hinterräder des Kraftfahrzeugs angehoben werden. Daraufhin spaltet sich das Nebenroboterteil vom Hauptroboterteil ab und bewegt sich autonom zum Bereich der Vorderachse des Kraftfahrzeugs. Sobald es dort positioniert ist, klappt auch das Nebenroboterteil seine jeweiligen Radauflagearme auf, sodass das Kraftfahrzeug auch im Bereich der Vorderräder angehoben wird. Mit einem derartigen Parkroboter können nun auch Rampen oder andere Ansteigen überwunden werden. Dies ist besonders sinnvoll, wenn mithilfe des Parkroboters ein Kraftfahrzeug von einer Parkebene eines Parkhauses zu einem Stellplatz in einer anderen Parkebene des Parkhauses transportiert werden soll. Der Parkroboter eignet sich zudem zum Überwinden von kleineren Schlaglöchern und Schwellen auf dem Fahrboden, die mit dem zweiteiligen Parkroboter ebenfalls problemlos überfahren werden können, ohne dass zum Beispiel der unterhalb des Kraftfahrzeugs angeordneter Parkroboter beispielsweise am Rande eines Schlagloches aufsetzt. Außerdem ist es mit dem zweiteiligen Parkroboter möglich, dass ein Roboter realisiert wird, der sowohl zur Aufnahme, zum Befördern von einer Startposition bis zu einer vorgegebenen Zielposition sowie zum Abstellen an der Zielposition eines Kraftfahrzeugen realisiert wird, der autonom das Kraftfahrzeug anheben, transportieren sowie abstellen kann.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Hauptroboterteil in einem flachen Teilbereich, in dem das jeweilige Paar Radauflagearme an den zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet ist, eine flache Oberfläche aufweist und auf zumindest einer Rolle beweglich gelagert ist. Der Bereich des Hauptroboters, von dem letztendlich die zwei Räder einer der Radachsen des Kraftfahrzeugs getragen werden, hat somit einen ebenen Aufbau ohne Erhebungen und/oder Vertiefungen, sodass ermöglicht wird, dass der Abstand zwischen einem Fahrboden, auf dem der Hauptroboterteil steht, und dem vom Hauptroboterteil angehobenen Kraftfahrzeugboden besonders klein ist. Die Größe dieses Abstands wird nämlich von einem Durchmesser der zumindest einen Rolle des Hauptroboterteils sowie einer Dicke des flachen Teilbereichs in Roboterhochrichtung bestimmt. Es wird daher ermöglicht, dass der Hauptroboterteil besonders nah am Kraftfahrzeug sitzt und dadurch in etwa gleich steile Rampen mit dem Parkroboter und dem vom Parkroboter angehobenen Kraftfahrzeug überwunden werden können, wie sie das Kraftfahrzeug ohne darunter angeordnetem Parkroboter überwinden kann. Zur Stabilisierung des flachen Teilbereichs des Hauptroboterteils ist dieser zudem auf mindestens einer Rolle, das heißt beispielsweise auf einem Rad, gelagert. Hierbei ist der flache Teilbereich bevorzugt auf zwei an den zwei gegenüberliegenden Seiten, an denen jeweils ein Paar der Radauflagearme angeordnet ist, angeordneten Rollen beweglich gelagert, wodurch dieser Teilbereich besonders stabil wird.
-
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Parkroboters ist es vorgesehen, dass der Hauptroboterteil einen erhöhten Teilbereich aufweist, der eine elektrische Hauptantriebsmaschine, eine Batterie zum Versorgen der elektrischen Hauptantriebsmaschine mit elektrischer Energie sowie zumindest ein Antriebsrad zum Fortbewegen des Hauptroboterteils und des mit dem Hauptroboterteil verbundenen Nebenroboterteils umfasst. Der erhöhte Teilbereich ist hierbei bevorzugt unmittelbar neben dem flachen Teilbereich mit den jeweiligen Radauflagearmen angeordnet. Der erhöhte Teilbereich umfasst all die Komponenten, die für einen Antrieb und somit eine Fortbewegung, das heißt für ein Fahren, des Hauptroboterteils notwendig sind. Die Hauptantriebsmaschine, die Batterie sowie das zumindest eine Antriebsrad des Hauptroboterteils sind dazu ausgelegt, entweder das Hauptroboterteil alleine anzutreiben oder den gesamten Parkroboter, das heißt das Hauptroboterteil mit dem verbundenen Nebenroboterteil, anzutreiben. Die Batterie ist hierbei dazu ausgelegt, dass das Hauptroboterteil der Teil des Parkroboters ist, der entweder von hinten das vom Hauptroboterteil sowie dem Nebenroboterteil angehobene Kraftfahrzeug zu der gewünschten Zielposition schiebt oder, falls es beispielsweise im Bereich der Vorderachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, dazu ausgelegt ist, das von dem Hauptroboterteil und dem Nebenroboterteil angehobene Kraftfahrzeug zu der Zielposition zu ziehen. Bevorzugt wird ein Großteil der dem Parkroboter bereitgestellten Leistung von der Batterie zum Versorgen der elektrischen Hauptantriebsmaschine mit elektrischer Energie zur Verfügung gestellt. Die Fortbewegung des Hauptroboterteils beziehungsweise des gesamten Parkroboters erfolgt hierbei beispielsweise mittels zwei Antriebsrädern, die zum Beispiel unterhalb des erhöhten Teilbereichs angeordnet sind, wobei der Hauptroboterteil zusätzlich die zumindest eine Rolle aufweist, die unterhalb des flachen Teilbereichs des Hauptroboterteils angeordnet ist.
-
Zudem weist der erhöhte Teilbereich des Hauptroboterteils eine Kommunikationsschnittstelle auf, die für eine Kommunikationsverbindung mit dem abgespaltenen Nebenroboterteil ausgebildet ist. Diese Kommunikationsverbindung mit dem abgespaltenen Nebenroboterteil kann beispielsweise als drahtlose Funkverbindung ausgebildet sein. Alternativ dazu kann zwischen dem Hauptroboterteil und dem Nebenroboterteil über entsprechende Kommunikationsschnittstellen eine optische Kommunikationsverbindung aufgebaut sein, das heißt die Kommunikationsverbindung wird beispielsweise mithilfe von organischen Leuchtdioden (OLED) realisiert. Mit einer derartigen optischen Kommunikationsverbindung sind hohe Datenraten erreichbar, die jedoch lediglich zwischen den an den jeweiligen Radachsen des Kraftfahrzeugs angeordneten Roboterteilen, das heißt dem Hauptroboterteil und dem Nebenroboterteil, ausgetauscht werden. Hierdurch kommt es zum Beispiel zu keiner elektromagnetischen Störstrahlung, die eine Funktion anderer elektrischer Geräte in einer Umgebung des Parkroboters beeinflusst. Zudem ist eine derartige Kommunikationsverbindung im Vergleich zu einer Funkverbindung, wie zum Beispiel einer WLAN-Verbindung, weniger anfällig für Manipulationen, wie beispielsweise Manipulationen durch einen erfolgreichen Hackerangriff auf die entsprechende Kommunikationsverbindung. Der erhöhte Teilbereich des Hauptroboterteils umfasst somit für den Betrieb des Parkroboters wichtige Antriebskomponenten, um letztendlich mit diesem beispielsweise Rampen oder andere Steigungen überwinden zu können.
-
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erhöhte Teilbereich des Hauptroboterteils eine Sensoreinrichtung umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Umgebung des Parkroboters zu erfassen. Die Sensoreinrichtung umfasst beispielsweise eine Kameraeinrichtung, ein Radargerät, ein Ultraschallgerät, einen Laserscanner oder ein Lidargerät. Mit dieser Sensoreinrichtung können Daten aus der direkten Umgebung des erhöhten Teils des Hauptroboterteils aufgenommen werden, sodass mit der Sensoreinrichtung zum Beispiel die Parkroboterumgebung vermessen werden kann. Die Sensoreinrichtung ist zudem dazu ausgelegt, Hindernisse für den Parkroboter mit dem angehobenen Kraftfahrzeug in der erfassten Umgebung zu lokalisieren. Befindet sich beispielsweise der Parkroboter mit dem angehobenen Kraftfahrzeug in einem Parkhaus, das mehrere Säulen aufweist, kann die Sensoreinrichtung diese Säulen, die Hindernisse für den Parkroboter mit dem angehobenen Kraftfahrzeug darstellen, in der erfassten Umgebung erfassen und beispielsweise in den Daten der Kameras des Hauptroboterteils die Säulen beispielsweise relativ zu einer aktuellen Position des Parkroboters verorten. Mithilfe der Sensoreinrichtung können somit zum einen fest in der Umgebung verortete Hindernisse erkannt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch möglich, variable Hindernisse, wie zum Beispiel sich bewegende Personen oder mobile Objekte, wie beispielsweise andere Kraftfahrzeuge oder Parkroboter, zu erfassen, deren Position zu bestimmen und diese in der Umgebung zu lokalisieren. Hierbei werden insbesondere Relativpositionen zum Parkroboter bestimmt, sodass diesem detaillierte Informationen zu der Umgebung des Parkroboters mit dem angehobenen Kraftfahrzeug zur Verfügung stehen. Hierdurch wird ermöglicht, dass dem zweiteiligen Parkroboter stets aktuelle Informationen zu seiner Umgebung zur Verfügung stehen, die dieser daraufhin gegebenenfalls für eine Fahrtrajektorienplanung oder einen Notstopp auswerten kann. Der Parkroboter kann außerdem besonders kostengünstig realisiert werden, da nur der Hauptroboterteil eine aufwendige Sensoreinrichtung benötigt.
-
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erhöhte Teilbereich des Hauptroboterteils eine Steuereinrichtung umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine jeweilige Fahrtrajektorie für den Hauptroboterteil und den Nebenroboterteil mit einer vorgegebenen Zielposition zu bestimmen. Hierbei werden von der Steuereinrichtung bereitgestellte Kartendaten, die erfasste Fahrzeugumgebung und die lokalisierten Hindernisse berücksichtigt. Die bereitgestellten Kartendaten können beispielsweise von einer externen Servereinrichtung, wie beispielsweise einer Infrastruktureinrichtung der entsprechenden Infrastruktur, wie beispielsweise eines Parkhauses, mittels einer Kommunikationsverbindung zwischen dieser Servereinrichtung und der Kommunikationsschnittstelle des Hauptroboterteils der Steuereinrichtung bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Steuereinrichtung auf im erhöhten Teilbereich des Hauptroboterteils, beispielsweise in einer Speichereinheit des Hauptroboterteils, hinterlegte Kartendaten zugreifen. Diese Kartendaten enthalten beispielsweise Informationen über bekannte Infrastrukturbesonderheiten, wie beispielsweise die Positionen von Säulen innerhalb des Parkhauses oder die Koordinaten und Positionen von einzelnen Parkplätzen innerhalb des Parkhauses. Die bereitgestellten Kartendaten sind bei der Bestimmung der Fahrtrajektorie besonders sinnvoll, damit die Steuereinrichtung unter Berücksichtigung der vorgegebenen Zielposition, die beispielsweise ebenfalls von der externen Servereinrichtung bereitgestellt wird, eine optimale Route, das heißt zum Beispiel die kürzeste mögliche Fahrtrajektorie, zu dieser Zielposition berechnen kann.
-
Die zuvor von der Sensoreinrichtung erfasste Umgebung des Parkroboters sowie die in der Umgebung lokalisierten Hindernisse werden ebenfalls beim Ermitteln der jeweiligen Fahrtrajektorie berücksichtigt. Hierdurch wird eine autonome Steuerung des Parkroboters mit dem angehobenen Kraftfahrzeug beispielsweise durch das Parkhaus ermöglicht. Durch das Berücksichtigen der erfassten Umgebung sowie der lokalisierten Hindernisse können zudem temporär vorhandene Hindernisse, beispielsweise innerhalb des Parkhauses laufende Personen oder andere fahrende Fahrzeuge, bei der Fahrtrajektorienbestimmung berücksichtigt werden, sodass der Parkroboter diese Hindernisse beispielsweise großräumig und frühzeitig umfahren beziehungsweise diesen ausweichen kann. Zudem kann anhand der erfassten Umgebung beispielsweise der Steuereinrichtung bekannt sein, dass sich kleinere Schlaglöcher oder Schwellen auf dem Fahrboden befinden, sodass diese gegebenenfalls bei der Bestimmung der Fahrtrajektorie und/oder entsprechender Parameter für den Antrieb des Parkroboters, der das Kraftfahrzeug trägt, berücksichtigt werden. Insgesamt wird hierdurch der autonom fahrende zweiteilige Parkroboter derart ansteuerbar, dass er sich auf einer optimalen Fahrtrajektorie zu seiner vorgegebenen Zielposition bewegen kann. Hiermit wird somit eine besonders vorteilhafte Beförderung des Kraftfahrzeugs mit dem Parkroboter ermöglicht.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, den Hauptroboterteil in Übereinstimmung mit der Fahrtrajektorie für den Hauptroboterteil mittels der elektrischen Hauptantriebsmaschine anzusteuern. Die Steuereinrichtung ist somit dazu ausgelegt, anhand der zuvor von ihr bestimmten Fahrtrajektorie für den Hauptroboterteil, den Hauptroboterteil auch tatsächlich anzusteuern, das heißt die elektrische Hauptantriebsmaschine derart anzusteuern, dass diese mit ihrem zumindest einen Antriebsrad zum Fortbewegen des Hauptroboterteils den Hauptroboter entlang seiner Fahrtrajektorie bewegt. Falls der Hauptroboterteil und der Nebenroboterteil noch nicht voneinander abgespalten wurden, kann der gesamte Parkroboter mittels der elektrischen Hauptantriebsmaschine in Übereinstimmung mit der von der Steuereinrichtung bestimmten Fahrtrajektorie von der Steuereinrichtung angesteuert werden.
-
Die Steuereinrichtung ist zudem dazu ausgelegt, die Fahrtrajektorie für den Nebenroboterteil über die Kommunikationsverbindung dem Nebenroboterteil bereitzustellen. Der Nebenroboterteil verfügt somit nicht über eine eigene Steuereinrichtung zur Planung der Fahrtrajektorie. Der Nebenroboterteil kann somit besonders einfach ausgebildet sein und benötigt beispielsweise keine eigene Sensoreinrichtung zum Erfassen der Umgebung des Parkroboters. Über die Kommunikationsverbindung zwischen dem Hauptroboterteil und dem Nebenroboterteil können entsprechende Ansteuerbefehle an das Nebenroboterteil übermittelt werden. Diese Ansteuerbefehle können beispielsweise auch Informationen dazu enthalten, wie weit sich der Nebenroboter beim Abspalten vom Hauptroboterteil von dem Hauptroboterteil entfernen muss, um sich im Bereich der anderen Radachse des Kraftfahrzeugs zu positionieren, um deren Räder durch Ausklappen seiner Radauflagearme anzuheben. Mit der Steuereinrichtung im Hauptroboterteil kann somit ein besonders intelligenter autonom gesteuerter zweiteiliger Parkroboter realisiert werden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, dass der Nebenroboterteil eine flache Oberfläche aufweist, die auf zumindest einer ansteuerbaren Rolle gelagert ist. Der Nebenroboterteil ist somit vollständig als Komponente mit einem flachen Aufbau ausgebildet. Der Nebenroboterteil, der ebenfalls zwei Paar Radauflagearme an zwei gegenüberliegenden Seiten aufweist, kann hierbei beispielsweise auf zwei ansteuerbaren Rollen, die jeweils an den zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, beweglich gelagert sein. Der Nebenroboterteil umfasst zudem eine elektrische Nebenantriebsmaschine, die von einer Batterie mit elektrischer Energie versorgt wird und zumindest dazu ausgelegt ist, den Nebenroboterteil vom Hauptroboterteil bis zu einer der Radachsen des Kraftfahrzeugs und wieder zurück zum Hauptroboterteil zu fahren. Der Nebenroboterteil muss somit nicht dazu ausgelegt sein, im Rahmen des Transportierens des Kraftfahrzeugs mit dem Parkroboter zumindest einen Teil der Antriebsleistung des Parkroboters beizusteuern. Denn die elektrische Nebenantriebsmaschine muss lediglich dazu ausgelegt sein, vor dem Anheben des Kraftfahrzeugs nach dem Abspalten vom Hauptroboterteil bis zu der gewünschten Position im Bereich einer der Radachsen unterhalb des Kraftfahrzeugs zu fahren und umgekehrt dazu beim Absetzen des Kraftfahrzeugs wieder zurück zum Hauptroboterteil zurückzufahren. Daraufhin wird der Nebenroboterteil zusammen mit dem Hauptroboterteil als einteiliger Parkroboter beispielsweise zu einem nächsten Kraftfahrzeug, das ebenfalls vom Parkroboter transportiert werden soll, gefahren. Zudem umfasst der Nebenroboterteil eine Kommunikationsschnittstelle für eine Kommunikationsverbindung mit dem Hauptroboterteil.
-
Die elektrische Nebenantriebsmaschine wird mit der Batterie zum Versorgen der elektrischen Nebenantriebsmaschine mit elektrischer Energie, die ebenfalls vom Nebenroboterteil umfasst wird, mit elektrischer Energie versorgt. Die Batterie zum Versorgen der elektrischen Nebenantriebsmaschine mit elektrischer Energie kann somit im Vergleich zur Batterie zum Versorgen der elektrischen Hauptantriebsmaschine mit elektrischer Energie des Hauptroboterteils eine geringere maximale Ladung aufweisen. Während das Kraftfahrzeug mit dem Parkroboter transportiert wird, wird nämlich jegliche Antriebsleistung von der Hauptantriebsmaschine des erhöhten Teilbereichs des Hauptroboterteils bereitgestellt. Der Nebenroboterteil, der ebenfalls auf Rollen gelagert ist, muss lediglich hinsichtlich einer Fahrrichtung bei der Bewegung des Parkroboters mitwirken, beispielsweise durch entsprechendes Ansteuern der zumindest einen ansteuerbaren Rolle des Nebenroboterteils. Hierdurch wird ermöglicht, dass nicht zwei komplett ausgestattete Roboterteile möglich sind, damit der Parkroboter das Kraftfahrzeug anheben, transportieren sowie wieder abstellen kann. Denn stattdessen ist nur ein Roboterteil, der Hauptroboterteil, nötig, der über die Steuereinrichtung, die Sensoreinrichtung sowie die Hauptantriebsmaschine und die Batterie zum Versorgen dieser elektrischen Hauptantriebsmaschine mit elektrischer Energie sowie das zumindest eine Antriebsrad zum Fortbewegen des Parkroboters verfügt. Der Parkroboter kann somit besonders kostengünstig realisiert werden, da nicht jeder Roboterteil über die gleiche aufwendige Ausstattung an Komponenten verfügen muss.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die jeweiligen Radauflagearme jeweilige Abgleitrollen aufweisen, die in einer ausgeklappten Stellung der jeweiligen Radauflagearme in einer Längsrichtung der jeweiligen Abgleitrollen parallel zu den Radachsen des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die jeweilige Drehachse der jeweiligen Abgleitrolle ist in einer ausgeklappten Stellung nach dem Anheben des Rades des Kraftfahrzeugs also parallel zu einer Radachse des Kraftfahrzeugs angeordnet. Durch Drücken der Radauflagearme bei deren Ausklappen gegen das jeweilige Rad des Kraftfahrzeugs kann dieses an den Abgleitrollen abgleiten, wobei letztendlich das Rad, wenn die jeweiligen Radauflagearme ihre Endposition erreicht haben, in der sie parallel zu den Radachsen des Kraftfahrzeugs stehen, vom Fahrzeugboden angehoben ist. Die jeweiligen Abgleitrollen sind also als passive Rollen ausgestaltet, die stets drehbar sind. Durch das beidseitige Drücken mit jeweiligen Radauflagearmen gegen das jeweilige Rad wird erreicht, dass bei dem Anheben sowie gegebenenfalls dem Absetzen des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug nicht wegrollt und zudem das Anheben und das Absetzen besonders effizient hinsichtlich erforderlicher Energie zum Anheben beziehungsweise Absetzen des Kraftfahrzeugs ist.
-
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben eines Parkroboters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kraftfahrzeug mittels des Parkroboters angehoben wird. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Parkroboter vorgestellten bevorzugten Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des Parkroboters. Das Verfahren zum Betreiben eines Parkroboters umfasst die folgenden Schritte: Fahren mit eingeklappten jeweiligen Radauflagearm des Parkroboters unter das Kraftfahrzeug, dortiges Abspalten des Nebenroboterteils vom Hauptroboterteil, Positionieren des Hauptroboterteils und des Nebenroboterteils jeweils in einem Bereich einer der Radachsen unterhalb des Kraftfahrzeugs und Anheben jeweiliger Räder der jeweiligen Radachse des Kraftfahrzeugs durch Ausklappen der jeweiligen Paare der Radauflagearme. Hierbei ist es bevorzugt vorgesehen, dass zunächst das Hauptroboterteil durch Ausklappen seiner Paare an Radauflagearme die eine Radachse des Kraftfahrzeugs anhebt und zeitversetzt, nachdem der Nebenroboter vom Hauptroboterteil abgespalten und zu der anderen Radachse des Kraftfahrzeugs gefahren ist, dieser seine jeweiligen Radauflagearme ausklappt und somit auch die Räder der anderen Radachse des Kraftfahrzeugs angehoben werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass zunächst beide Roboterteile, das heißt der Hauptroboterteil sowie der Nebenroboterteil, an ihren jeweiligen gewünschten Positionen unterhalb des Kraftfahrzeugs positioniert werden und daraufhin beispielsweise gleichzeitig durch Ausklappen der jeweiligen Paare der Radlauflagearme alle vier Räder der beiden Radachsen des Kraftfahrzeugs gleichzeitig anheben.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels der Steuereinrichtung des Hauptroboterteils eine jeweilige Fahrtrajektorie für den Hauptroboterteil und den Nebenroboterteil zu einer vorgegebenen Zielposition bestimmt wird, die Fahrtrajektorie für den Nebenroboterteil über die Kommunikationsverbindung dem Nebenroboterteil bereitgestellt wird und der Hauptroboterteil und der Nebenroboterteil, die das angehobene Kraftfahrzeug tragen, in Übereinstimmung der jeweiligen Fahrtrajektorie zur Zielposition fahren und dort das Kraftfahrzeug absetzen. Nachdem das Kraftfahrzeug angehoben wurde, wird beispielsweise basierend auf den von der Sensoreinrichtung bereitgestellten Daten zur erfassten Umgebung sowie den in der Umgebung lokalisierten Hindernissen sowie unter Berücksichtigung der bereitgestellten Kartendaten der Umgebung für beide Roboterteile jeweilige Fahrtrajektorien bestimmt, die daraufhin von den jeweiligen Roboterteilen abgefahren werden. Somit ist es möglich, dass beispielsweise von einer Startposition in einem Erdgeschoss eines Parkhauses das angehobene Kraftfahrzeug mit dem Parkroboter zu einer Zielposition in einem Obergeschoss des Parkhauses transportiert wird. Dort wird das Kraftfahrzeug an der gewünschten Parkpositionsstelle abgesetzt. Der Parkroboter kann daraufhin wieder zurück ins Erdgeschoss des Parkhauses fahren und dort beispielsweise ein zweites Kraftfahrzeug anheben, transportieren und an einer weiteren gewünschten Parkposition absetzen. Der Parkroboter kann somit Kraftfahrzeuge auf verschiedenen Etagen einer Infrastruktureinrichtung wie einem Parkhaus transportieren, was insbesondere dadurch ermöglicht wird, dass der zweiteilige Parkroboter rampentauglich ist.
-
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Parkroboters beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
-
Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinrichtung des Hauptroboterteils. Diese Steuereinrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, den Parkroboter anzusteuern. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung einen Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, das Annehmen, Befördern sowie das Abstellen des Kraftfahrzeugs mittels des entsprechenden Ansteuerns des Parkroboters durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung der Steuereinrichtung gespeichert sein.
-
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Parkroboters, der sich einem Kraftfahrzeug nähert; und
- 2 eine schematische Darstellung eines Parkroboters, der mit einem Hauptroboterteil und einem Nebenroboterteil unter zwei jeweiligen Achsen eines Kraftfahrzeugs positioniert ist.
-
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die im Ausführungsbeispiel dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
-
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 skizziert, das zumindest zwei Radachsen 12 sowie insgesamt vier Räder 14 umfasst. Diesem Kraftfahrzeug 10 nähert sich von hinten ein Parkroboter 20. Der Parkroboter 20 umfasst ein Hauptroboterteil 22 sowie ein Nebenroboterteil 24. Der Hauptroboterteil 22 sowie der Nebenroboterteil 24 weisen jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Paar Radauflagearme 36 auf. Diese Radauflagearme 36 sind in 1 eingeklappt skizziert, das heißt eine Längsrichtung der jeweiligen Radauflagearme 36 verläuft parallel zu den jeweiligen Seiten des Hauptroboterteils 22 sowie des Nebenroboterteils 24 und ist somit senkrecht zu den Radachsen 12 des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet, wenn sich das Hauptroboterteil 22 und das Nebenroboterteil 24 unterhalb des Kraftfahrzeugs 10 positionieren. Die jeweiligen Radauflagearme 36 weisen zudem Abgleitrollen 38 auf. Jeweilige Klapprichtungen 35 der jeweiligen Radauflagearme 36 sind mit Pfeilen skizziert.
-
Der Hauptroboterteil 22 weist einen flachen Teilbereich 30 auf, in dem das jeweilige Paar Radauflagearme 36 an den zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet ist. In diesem flachen Teilbereich 30 weist das Hauptroboterteil 22 eine flache Oberfläche 32 auf und ist auf zumindest einer Rolle 34 beweglich gelagert.
-
Das Hauptroboterteil 22 weist zudem einen erhöhten Teilbereich 40 auf. Dieser erhöhte Teilbereich 40 weist eine elektrische Hauptantriebsmaschine 42, eine Batterie 43 zum Versorgen der elektrischen Hauptantriebsmaschine 42 mit elektrischer Energie sowie zumindest zwei Antriebsräder 44 zum Fortbewegen des Hauptroboterteils 22 und des mit dem Hauptroboterteil 22 verbundenen Nebenroboterteils 24 auf. Der erhöhte Teilbereich 40 des Hauptroboterteils 22 weist außerdem eine Kommunikationsschnittstelle 46 für eine Kommunikationsverbindung 47 mit einer Kommunikationsschnittstelle 46 des Nebenroboterteils 24, eine Sensoreinrichtung 48 sowie eine Steuereinrichtung 49 auf.
-
Bei der Sensoreinrichtung 48 handelt es sich beispielsweise um eine Kamera, ein Radargerät, ein Ultraschallgerät, einen Laserscanner oder ein Lidargerät. Mit der Sensoreinrichtung 48 wird eine Umgebung des Parkroboters 20 erfasst. Zudem können mittels der Steuereinrichtung 49 Hindernisse für den Parkroboter 20 in der erfassten Umgebung lokalisiert werden.
-
Die Steuereinrichtung 49 ist dazu ausgelegt, eine jeweilige Fahrtrajektorie für den Hauptroboterteil 22 und den Nebenroboterteil 24 zu einer vorgegebenen Zielposition zu bestimmen. Hierbei werden von der Steuereinrichtung 49 der Steuereinrichtung 49 bereitgestellte Kartendaten, die erfasste Umgebung sowie die lokalisierten Hindernisse berücksichtigt. Die Steuereinrichtung 49 ist zudem dazu ausgelegt, die derart bestimmte Fahrtrajektorie für den Nebenroboterteil 24 über die Kommunikationsverbindung 47 dem Nebenroboterteil 24 bereitzustellen sowie in Übereinstimmung mit der Fahrtrajektorie für den Hauptroboterteil 22 die elektrische Hauptantriebsmaschine 42 des Hauptroboterteils 22 anzusteuern.
-
Der Nebenroboterteil 24 weist ebenfalls wie der flache Teilbereich 30 des Hauptroboterteils 22 eine flache Oberfläche 32 auf. Diese flache Oberfläche 32 ist auf zumindest einer ansteuerbaren Rolle 34 gelagert. Der Nebenroboterteil 24 weist zudem eine elektrische Nebenantriebsmaschine 26, eine Batterie 43 zum Versorgen der elektrischen Nebenantriebsmaschine 26 mit elektrischer Energie sowie eine Kommunikationsschnittstelle 46 für die Kommunikationsverbindung 47 mit dem Hauptroboterteil 22 auf.
-
Der Parkroboter 20 ist dazu ausgelegt, mit eingeklappten jeweiligen Radauflagearmen 36 unter das Kraftfahrzeug 10 zu fahren. Der Parkroboter 20 wird somit in den Zwischenraum zwischen einem Kraftfahrzeugboden 16 des Kraftfahrzeugs 10 und einem Fahrboden 17 bewegt. Hierbei wird der Parkroboter 20 bevorzugt so weit unter das Kraftfahrzeug 10 bewegt, bis der Hauptroboterteil 22 im Bereich der hinteren Radachse 12 des Kraftfahrzeugs 10 positioniert ist. Dort wird der Nebenroboterteil 24 vom Hauptroboterteil 22 abgespalten und der Nebenroboterteil 24 wird, angetrieben von der elektrischen Nebenantriebsmaschine 26, zu der vorderen Radachse 12 des Kraftfahrzeugs 10 bewegt. Daraufhin werden beispielsweise zunächst die jeweiligen Räder 14 der hinteren Radachse 12 des Kraftfahrzeugs 10 durch Ausklappen der jeweiligen Radauflagearme 36 des Hauptroboterteils 22 angehoben. Kurz danach oder gegebenenfalls gleichzeitig werden durch Ausklappen der jeweiligen Radauflagearme 36 des Nebenroboterteils 24 auch die Räder 14 der anderen Radachse 12 des Kraftfahrzeugs 10 angehoben.
-
In 2 ist ein Kraftfahrzeug 10 skizziert, das von dem zweiteiligen Parkroboter 20 angehoben ist. Hierbei erfolgt die Kommunikationsverbindung 47 zwischen den entsprechenden Kommunikationsschnittstellen 46 des Nebenroboterteils 24 und des Hauptroboterteils 22 mittels einer optischen Kommunikationsverbindung 47. Alternativ dazu kann zwischen diesen beiden Teilen, das heißt zwischen dem Hauptroboterteil 22 und dem Nebenroboterteil 24, wie in 1 skizziert, eine Kommunikationsverbindung 47 per Funkverbindung bestehen.
-
Die Steuereinrichtung 49 bestimmt nun, nachdem das Kraftfahrzeug 10 angehoben wurde, die jeweiligen Fahrtrajektorien für den Hauptroboterteil 22 sowie den Nebenroboterteil 24 zu der vorgegebenen Zielposition. Diese befindet sich beispielsweise auf einem anderen Parkdeck innerhalb eines Parkhauses. Die dafür benötigten Kartendaten können der Steuereinrichtung 49 von einer Parkhaussteuereinrichtung über eine entsprechende Kommunikationsverbindung 47 zwischen der Parkhaussteuereinrichtung und der Steuereinrichtung 49 des Hauptroboterteils 22 übermittelt werden. Die Fahrtrajektorien für den Nebenroboterteil 24 werden daraufhin dem Nebenroboterteil 24 über die Kommunikationsverbindung 47 bereitgestellt. Der Hauptroboterteil 22 sowie der Nebenroboterteil 24, die das angehobene Kraftfahrzeug 10 tragen, fahren daraufhin in Übereinstimmung mit der jeweiligen Fahrtrajektorie zu der vorgegebenen Zielposition und setzen dort das Kraftfahrzeug 10 wieder ab. Zum Absetzen des Kraftfahrzeugs 10 werden die Radauflagearme 36 wieder eingeklappt, wodurch das Kraftfahrzeug 10 wieder auf den Fahrboden 17 abgesetzt wird. Daraufhin fährt der Nebenroboterteil 24 zurück zum Hauptroboterteil 22 und der nun wieder einteilige Parkroboter 20 fährt unter dem Kraftfahrzeug 10 wieder hervor.
-
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie mit dem zweiteiligen Parkroboter 20 mit besonders geringem Aufwand, da lediglich der Hauptroboterteil 22 die zum Ansteuern des Parkroboters 20 dringend benötigte Hauptantriebsmaschine 42, Batterie 43, Antriebsrad 44, Sensoreinrichtung 48 und Steuereinrichtung 49 umfasst. Der Nebenroboterteil 24 ist folglich als relativ einfache zusätzliche Komponente ausgebildet, wodurch der gesamte Parkroboter 20 besonders kostengünstig wird, wobei dieser durchaus in der Lage ist, diejenigen Rampen und Steigen zu überwinden, die auch das Kraftfahrzeug 10, ohne von einem Parkroboter 20 getragen zu werden, überwinden könnte. Durch dieses Zusammenspiel aus Sensoreinrichtung 48 und Steuereinrichtung 49 können zudem Hindernisse wie Schwellen und kleine Schlaglöcher, aber auch sich bewegende Personen oder andere Fahrzeuge in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 mit dem Parkroboter 20 überwunden beziehungsweise umfahren werden. Der Hauptroboterteil 22 fungiert hier somit als eine Art Leitroboter und der Nebenroboterteil 24 als ein diesem Leitroboter folgender Folgeroboter.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Radachse
- 14
- Rad
- 16
- Fahrzeugboden
- 17
- Fahrboden
- 20
- Parkroboter
- 22
- Hauptroboterteil
- 24
- Nebenroboterteil
- 26
- Nebenantriebsmaschine
- 30
- flacher Teilbereich
- 32
- Oberfläche
- 34
- Rolle
- 35
- Klapprichtung
- 36
- Radauflagearm
- 38
- Abgleitrolle
- 40
- erhöhter Teilbereich
- 42
- Hauptantriebsmaschine
- 43
- Batterie
- 44
- Antriebsrad
- 46
- Kommunikationsschnittstelle
- 47
- Kommunikationsverbindung
- 48
- Sensoreinrichtung
- 49
- Steuereinrichtung
