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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positionsbestimmungsvorrichtung zum Ermitteln eines Abstandes einer ersten Steckverbindungseinheit zu einer zweiten Steckverbindungseinheit. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer Positionsbestimmungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Ermitteln eines Abstandes einer ersten Steckverbindungseinheit zu einer zweiten Steckverbindungseinheit.
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Für die Elektrifizierung des Straßenverkehrs werden vermehrt Elektrofahrzeuge statt bisher übliche Verbrennerfahrzeuge eingesetzt. Dies erfordert ein entsprechendes Ladekonzept für Elektrofahrzeuge. Gegenüber dem induktiven Laden bietet das konduktive Laden von Elektrofahrzeugen eine größere Effizienz. Beim Aufladen von Elektrofahrzeugen können höhere Spannungswerte beziehungsweise höhere Stromstärkewerte als im Vergleich zur herkömmlichen Hauselektronik auftreten. Insofern ist es vorteilhaft, das konduktive Laden von Elektrofahrzeugen automatisiert zu gestalten, das heißt ein menschliches Eingreifen sollte so weit wie möglich vermieden werden. Vorzugsweise wird dazu ein Roboterarm oder ein Roboter eingesetzt, welcher einen Stecker oder einen Steckkopf in die entsprechende Steckdose am Elektrofahrzeug einführt. Für diesen Steckvorgang ist es nötig einen Bewegungsweg für den Roboterarm in Richtung der Steckdose des Elektrofahrzeugs zu bestimmen. Dazu ist es nötig eine Position des Steckers oder des Steckkopfs relativ zu der Steckdose am Elektrofahrzeug zu ermitteln.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2017 121 854 A1 beschreibt ein Positionierungsverfahren für eine Fahrzeugladevorrichtung und eine Ladevorrichtungsbaugruppe. Eine beispielhafte Ladevorrichtungsbaugruppe schließt ein Sendersystem, das einer konduktiven Ladevorrichtung zugeordnet ist, ein Empfängersystem, das der konduktiven Ladevorrichtung zugeordnet ist sowie einen Stellantrieb ein. Zwischen einem Ladeport und einem Ladestecker werden drahtlos Informationen übertragen.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2018 006 749 A1 betrifft ein Steckverbindungssystem zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Dieses Steckverbindungssystem weist eine erste Steckverbindungseinheit mit einer Kamera sowie eine zweite Steckverbindungseinheit auf. Auf einer Oberfläche der zweiten Steckverbindungseinheit ist ein charakteristisches Merkmal angeordnet. Mithilfe eines von der zweiten Steckverbindungseinheit erfassten Bildes durch die Kamera kann eine Position der zweiten Steckverbindungseinheit in Relation zur ersten Steckverbindungseinheit ermitteln werden. Basierend auf der Position wird ein Kontaktierungssignal zum automatischen Verbindung der ersten Steckverbindungseinheit mit der zweiten Steckverbindungseinheit erzeugt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Ermitteln eines Abstandes zweier Steckverbindungseinheiten zueinander beziehungsweise zum Ermitteln einer Position einer Steckverbindungseinheit in Relation zu der anderen Steckverbindungseinheit zu ermitteln.
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Diese Aufgabe wird mithilfe der unabhängigen Ansprüche gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen und alternative Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, den Figuren sowie der Beschreibung genannt.
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Die Erfindung schlägt eine Positionsbestimmungsvorrichtung zum Ermitteln eines Abstandes einer ersten Steckverbindungseinheit zu einer zweiten Steckverbindungseinheit vor. Die Positionsbestimmungsvorrichtung weist die erste Steckverbindungseinheit, welche ein Ultraschallsender zum Erzeugen eines Ultraschallsignals und eine Lichtquelle aufweist, auf. Die erste Steckverbindungseinheit ist an einem Fahrzeug anbringbar beziehungsweise kann an einem Fahrzeug angeordnet sein. Die Positionsbestimmungsvorrichtung weist die zur ersten Steckverbindungseinheit komplementäre zweite Steckverbindungseinheit auf, welche einen Ultraschallempfänger und einen Lichtsensor aufweist.
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Die Lichtquelle ist dabei ausgestaltet, zeitgleich zu jedem Zeitpunkt, wenn der UltraschallSender das Ultraschallsignal generiert, ein optisches Signal für eine Laufzeitmessung des Ultraschallsignals vom Ultraschallsender zum Ultraschallempfänger zu erzeugen. Dies bedeutet insbesondere, dass der Ultraschallsender sowie die Lichtquelle gleichzeitig ihre jeweiligen Signale erzeugen können. Dabei ist der Begriff zeitgleich beziehungsweise gleichzeitig im Rahmen der technisch üblichen Toleranzen zu verstehen.
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Dabei ist der Lichtsensor eingerichtet, das optische Signal als einen Startzeitpunkt für die Laufzeitmessung zu erfassen. Die Positionsbestimmungsvorrichtung ist ferner dazu eingerichtet, mittels des Ultraschallempfängers das Ultraschallsignal als Endzeitpunkt für die Laufzeitmessung zu erfassen und basierend auf der Laufzeitmessung, den Abstand der ersten Steckverbindungseinheit zur zweiten Steckverbindungseinheit zu ermitteln.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass Lichtsignale sich deutlich schneller ausbreiten als Schallsignale. Da die Lichtgeschwindigkeit die Schallgeschwindigkeit um ein Deutliches übersteigt, kann näherungsweise davon ausgegangen werden, dass das optische Signal von der Lichtquelle sofort am Lichtsensor ankommt. Diese Näherung kann hinsichtlich des Ultraschallsenders nicht oder nur unzureichend angenommen werden. Mithilfe der Lichtquelle und dem Lichtsensor kann der Startzeitpunkt für die Laufzeitmessung präziser ermittelt werden. Dies führt zu einer erheblich genaueren Laufzeitmessung und somit zu einer präziseren Abstandsermittlung. Dadurch kann ein verbesserter automatisierter Steckvorgang für ein Elektrofahrzeug bereitgestellt werden. Aufgrund eines präziseren automatischen Steckvorgangs können Beschädigungen an der ersten und/oder zweiten Steckverbindungseinheit vermieden beziehungsweise reduziert werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer Positionsbestimmungsvorrichtung. Dabei ist die erste Steckverbindungseinheit am Fahrzeug angeordnet. Das Fahrzeug verfügt als Elektrofahrzeug über eine Hochvoltbatterie. Mithilfe der Positionsbestimmungsvorrichtung kann ein automatisierter Steckvorgang ausgeführt werden. Dadurch kann die Hochvoltbatterie des Elektrofahrzeugs geladen werden. Nach dem Ladevorgang kann die erste Steckverbindungseinheit von der zweiten Steckverbindungseinheit wieder gelöst werden.
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Die Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zum Ermitteln eines Abstandes einer ersten Steckverbindungseinheit zu einer zweiten Steckverbindungseinheit bereit. Die erste Steckverbindungseinheit weist einen Ultraschallsender zum Erzeugen eines Ultraschallsignals und eine Lichtquelle auf. Die zur ersten Steckverbindungseinheit komplementäre zweite Steckverbindungseinheit weist einen Ultraschallempfänger und einen Lichtsensor auf. Die erste Steckverbindungseinheit ist zur zweiten Steckverbindungseinheit derart ausgebildet, dass diese beiden Steckverbindungseinheiten miteinander verbunden werden können. Sie können ineinander gesteckt werden, um eine Steckverbindung herzustellen. Das Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus:
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Zunächst wird ein Ultraschallsignal mittels des Ultraschallsenders generiert und gleichzeitig wird ein optisches Signal mittels der Lichtquelle erzeugt. Dazu können der Ultraschallsender sowie die Lichtquelle miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt sein. Das optische Signal wird durch den Lichtsensor erfasst. Dabei wird das optische Signal als ein Startzeitpunkt für eine Laufzeit des Ultraschallsignals vom Ultraschallsender zum Ultraschallempfänger erfasst. Das generierte Ultraschallsignal wird durch den Ultraschallempfänger erfasst. Das generierte Ultraschallsignal wird dabei als Endzeitpunkt zum Ermitteln der Laufzeit erfasst, wenn das Ultraschallsignal vom Ultraschallempfänger erfasst wird. In Abhängigkeit von der ermittelten Laufzeit wird der Abstand der ersten Steckverbindungseinheit zur zweiten Steckverbindungseinheit ermittelt. Die in dieser Anmeldung genannten Vorteile, Beispiele und sinnvollen Ausführungsformen bezüglich der Positionsbestimmungsvorrichtung gelten sinngemäß und analog für das Verfahren. Ebenso können vorteilhafte Verfahrensmerkmale auf die Positionsbestimmungsvorrichtung übertragen werden.
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Die Erfindung wird nun mithilfe der beigefügten Figuren näher erläutert. Die Figuren sowie die dazugehörige Beschreibung erläutern bevorzugte Ausführungsbeispiele. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind als Bespiele zu verstehen, welche das Umsetzen beziehungsweise das Realisieren der Erfindung erleichtern sollen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf zwei komplementär zueinander ausgebildete Steckverbindungseinheiten;
- 2 eine beispielhafte Positionsbestimmungsvorrichtung, wobei seitlich von einem Fahrzeug eine Robotereinheit angeordnet ist;
- 3 eine beispielhafte Positionsbestimmungsvorrichtung, wobei die Robotereinheit unterhalb des Fahrzeugs angeordnet ist.
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1 zeigt beispielhaft eine Draufsicht einer Positionsbestimmungsvorrichtung 100. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 100 weist eine erste Steckverbindungseinheit 10 sowie eine zweite Steckverbindungseinheit 20 auf. Die in 1 dargestellten Oberflächen der beiden Steckverbindungseinheiten 10, 20 beinhalten jeweils mehrere Komponenten. Die erste Steckverbindungseinheit 10 weist einen Ultraschallsender 12, eine Lichtquelle 13 sowie eine Steckdose 11 auf. Die zweite Steckverbindungseinheit 20 weist mehrere Ultraschallempfänger 22, einen Stecker 21 sowie einen Lichtsensor 23 auf. Der Ultraschallsender 12 kann ein Ultraschallsignal 15 erzeugen. Der Ultraschallempfänger 22 kann das Ultraschallsignal 15 erfassen oder registrieren.
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Die erste Steckverbindungseinheit 10 ist zur zweiten Steckverbindungseinheit 20 komplementär ausgebildet. Dies bedeutet, dass die in 1 dargestellten Oberflächen der beiden Steckverbindungseinheiten ineinander gesteckt werden können, sodass eine elektrische Verbindung zum Laden eines Fahrzeugs 40 hergestellt werden kann. Somit kann mittels eines Zusammenführens dieser beiden Steckverbindungseinheiten die elektrische Verbindung hergestellt werden. Insbesondere können die Steckdose 11 und der Stecker 21 jeweils elektrische Verbindungen beziehungsweise Adern aufweisen, welche elektrische Energie leiten können.
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Die Lichtquelle 13 kann als LED ausgebildet sein. Die LED 13 und/oder der Lichtsensor 23 können eingerichtet sein, sichtbares Licht 33 und/oder Licht 33 im Infrarotbereich zu erzeugen und/oder zu erfassen. Damit kann der Anwendungsbereich der LED jeweils an die gewünschten Anforderungen angepasst werden. Die Lichtquelle 13 und der Lichtsensor 23 können vertauscht angeordnet sein. Dasselbe gilt zusätzlich oder alternativ für den Ultraschallsender 12 und den Ultraschallempfänger 22.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, bisher übliche Methoden zur Positionsbestimmung zu verbessern. Für eine präzise Laufzeitmessung ist eine entsprechende Zeitsynchronisation erforderlich. Dazu ist es erforderlich, dass der Ultraschallsender 12 einen Sendezeitpunkt beziehungsweise den Startzeitpunkt dem Ultraschallempfänger 22 übermittelt. Im Rahmen dieser Erfindung wird dies mithilfe der Erzeugung des optischen Signals 33 realisiert, welches vom Lichtsensor 23 erfasst wird. Bisher ist bekannt, dass diese Zeitsynchronisation mithilfe eines drahtlosen Funksystems wie zum Beispiel WiFi, Bluetooth etc. durchgeführt wird. Dabei wird ein entsprechendes Synchronisationssignal generiert. In diesem Fall müssen entsprechende Funkmodule sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Steckverbindungseinheit angebracht werden.
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Bei dieser zeitlichen Synchronisation sind die variablen Latenzzeiten, die bei der Signalübertragung entstehen, von großem Nachteil. Diese Latenzzeiten liegen beispielsweise bei einer WiFi-Übertragung im zweistelligen Millisekundenbereich. Da die Genauigkeit der Abstandsmessung stark von der Genauigkeit der Zeitmessung abhängig ist, führen Varianzen in der Latenzzeit der Signalübertragung zur Synchronisation zu erheblichen Fehlern in der Abstandsmessung. Folgende Überschlagsrechnung - Gleichung 1 - soll dies verdeutlichen:
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Beträgt t beispielsweise eine Millisekunde, so ergibt sich daraus eine Distanz d von etwa 33 Zentimeter.
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Somit führt bereits eine Latenzzeit von einer Millisekunde zu einer Abweichung bei dem berechneten Abstand von 33 Zentimeter. In diesem Fall könnte vermutlich keine elektrische Steckverbindung hergestellt werden.
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Aus diesem Grund schlägt die vorliegende Erfindung die Positionsbestimmungsvorrichtung 100 vor, welche für die Zeitsynchronisation einen optischen Ansatz verwendet. Dabei werden eine LED 13 als Lichtquelle 13 bei der ersten Steckverbindungseinheit 10 angebracht. Ein Lichtsensor 23 wird auf der Empfängerseite, der zweiten Steckverbindungseinheit 20, angebracht. Zum Zeitpunkt der Generierung des Ultraschallsignals 15 durch den Ultraschallsender 12, erzeugt das LED-Element 13 das optische Signal 33. Das optische Signal 33 ist in 3 mithilfe eines Pfeils schematisch angedeutet. Dieses optische Signal 33 beziehungsweise Lichtsignal 33 wird von dem Lichtsensor 23 aufgenommen und registriert. Der Zeitpunkt, an dem der Lichtsensor 23 das Licht 33 registriert, wird zur Zeitsynchronisation verwendet. Insbesondere wird der Zeitpunkt des registrierten Lichts 33 als Startzeitpunkt für die Laufzeitmessung verwendet.
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Die zweite Steckverbindungseinheit 20 weist bevorzugt mehrere Ultraschallempfänger 22 auf. Insbesondere sind bei der zweiten Steckverbindungseinheit 20 mindestens drei Ultraschallempfänger 22 vorgesehen. Mithilfe der mehreren Ultraschallempfänger 22 kann jeweils das erzeugte Ultraschallsignal 15 erfasst werden. Basierend auf dem jeweils erfassten Ultraschallsignal 15 kann ein jeweiliger Abstand des jeweiligen Ultraschallempfängers 22 zum Ultraschallsender 12 ermittelt werden. In Abhängigkeit von den jeweilig ermittelten Abständen kann mittels einer Trilateration eine räumliche Position der beiden Steckverbindungseinheiten zueinander ermittelt werden. So kann eine räumliche Position der zweiten Steckverbindungseinheit 20 in Bezug auf die erste Steckverbindungseinheit 10 ermittelt werden. Somit kann nicht nur der Abstand, sondern eine dreidimensionale Position oder eine dimensionale Koordinate der zweiten Steckverbindungseinheit 20 in Bezug auf die erste Steckverbindungseinheit 10 ermittelt werden.
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In 2 ist beispielhaft die Positionsbestimmungsvorrichtung 100 mit einem Fahrzeug 40 und einer Robotereinheit 30 gezeigt. Die Robotereinheit 30 weist einen Roboterarm 31 auf. Der Roboterarm 31 trägt dabei die zweite Steckverbindungseinheit 20. Die erste Steckverbindungseinheit 10 ist im Beispiel der 2 links am Fahrzeug 40 angeordnet. Die LED 13 sowie der Ultraschallsender 12 sind beispielhaft im Bereich der ersten Steckverbindungseinheit 10 angedeutet. Das Fahrzeug 40 befindet auf einem Boden 50. Bevorzugt ist das Fahrzeug 40 stationär ausgebildet während des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist vorzugsweise währenddessen unbeweglich. Bei einem Ladevorgang bewegt sich das Fahrzeug 40 in der Regel nicht. Das Fahrzeug 40 ist bevorzugt als Elektrofahrzeug ausgebildet. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 100 dient insbesondere dazu, mithilfe der Robotereinheit 30 eine elektrische Verbindung zwischen der zweiten und ersten Steckverbindungseinheit herzustellen. Damit kann über eine elektrische Leitung 41 eine Hochvoltbatterie 42 des Elektrofahrzeugs 40 aufgeladen werden.
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Die Positionsbestimmungsvorrichtung 100 ist bevorzugt ausgebildet, mithilfe der Robotereinheit 30 die zweite Steckverbindungseinheit 20 in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand oder der ermittelten räumlichen Position so zu verfahren, sodass eine elektrische Verbindung zwischen der ersten und zweiten Steckverbindungseinheit hergestellt wird. Nach einem Aufladen der Hochvoltbatterie 42 des Fahrzeugs 40 kann die Steuereinheit die beiden Steckverbindungseinheiten 10, 20 voneinander lösen.
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Die Positionsbestimmungsvorrichtung 100 kann eine Steuereinheit umfassen. Diese Steuereinheit ist bevorzugt in der Lage, den Ultraschallsender 12, alle Ultraschallempfänger 22, die beiden Steckverbindungseinheiten 10 und 20, die Lichtquelle 13 sowie den Lichtsensor 23 anzusteuern. Damit können optische Signale 33 und Ultraschallsignale 15 erzeugt werden. Die Steuereinheit kann diese Signale 15, 33 erfassen und/oder hinsichtlich des Abstandes oder der räumlichen Position der zweiten Steckverbindungseinheit 20 in Bezug auf die erste Steckverbindungseinheit 10 auswerten.
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In 3 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt. Hier ist die Robotereinheit 30 auf einer Unterseite des Elektrofahrzeugs 40 angeordnet. In 3 ist beispielhaft das optische Signal 33 sowie das Ultraschallsignal 15 gezeigt. Ein beispielhaftes Verfahren zur Bestimmung der Position der zweiten Steckverbindungseinheit 20 in Bezug auf die erste Steckverbindungseinheit 10 basiert in erster Linie auf die Kombination der mehreren Ultraschallempfänger 22 mit dem Ultraschallsender 12. Der Ultraschallsender 12 wird dabei bevorzugt im Bereich der Steckdose 11 beziehungsweise am Fahrzeug 40 angebracht. Mindestens drei Ultraschallempfänger 22 sind in 3 an der zweiten Steckverbindungseinheit 20 oder im Bereich des Steckers 21 angebracht. Die mehreren Ultraschallempfänger 22 können zusätzlich oder alternativ an der Robotereinheit 30 angebracht sein. Für eine Positionsbestimmung werden durch den Ultraschallsender 12 die Ultraschallsignale 15 generiert. Diese Ultraschallsignale 15 werden durch den Ultraschallempfänger 22 aufgenommen. Mithilfe einer Laufzeitmessung kann der Abstand der mehreren Ultraschallempfänger 22 zum Ultraschallsender 12 bestimmt werden.
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Die 2 und 3 zeigen zwei beispielhafte Ausführungsformen, bei denen der Ultraschallsender 12 und die LED 13 an der ersten Steckverbindungseinheit 10 beziehungsweise an der Steckdose 11 angebracht sind. Mehrere Ultraschallempfänger 22 und der Lichtsensor 23 sind an der zweiten Steckverbindungseinheit 20 beziehungsweise im Bereich des Steckers 21 angebracht. Alternativ können die mehreren Ultraschallempfänger 22 mit dem Lichtsensor 23 am Korpus der Robotereinheit 30 angebracht sein. Im Beispiel der 2 wird die Steckdose 11 an der Karosserie des Fahrzeugs 40 angebracht.
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Dagegen ist im Beispiel der 3 die Steckdose 11 an einer Unterseite des Fahrzeugs 40 angeordnet. Die mehreren Ultraschallempfänger 22 können für eine Trilateration eingesetzt werden. Die Trilateration ist ein Messverfahren zur Positionsbestimmung. Die Trilateration basiert auf Entfernungs- beziehungsweise Abstandsmessungen zu mehreren Punkten. Insbesondere können für jeden der mehreren Ultraschallempfänger 22 ein jeweiliger Abstand zum Ultraschallsender 12 ermittelt werden. Sind beispielsweise genau drei Ultraschallempfänger 22 an der zweiten Steckverbindungseinheit 20 angeordnet, so können ein erster, zweiter und dritter Abstand der jeweiligen der drei Ultraschallempfänger 22 ermittelt werden. Somit können drei Abstandswerte für die Ultraschallempfänger 22 bestimmt werden. Jeder einzelne Abstandswert bezieht sich dabei auf genau einen der mehreren Ultraschallempfänger 22. Mithilfe dieser mehreren Abstandswerte kann der Abstand der ersten Steckverbindungseinheit 10 zur zweiten Steckverbindungseinheit 20 ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Trilateration dreidimensional ausgeführt werden. In diesem Fall kann eine räumliche Position der ersten Steckverbindungseinheit 10 zur zweiten Steckverbindungseinheit 20 bestimmt werden.
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Bevorzugt werden die Lichtquelle 13 beziehungsweise die LED 13 sowie der Lichtsensor 23 gegen Verschmutzungen sowie Umwelteinflüssen geschützt. Dies kann beispielsweise mithilfe einer entsprechenden Abdeckung geschehen. In Abhängigkeit von der benutzten LED oder dem benutzten Lichtsensor 23 kann entweder das visuelle Lichtspektrum oder ein spezieller Bereich des Lichtspektrums verwendet werden. Als mögliches Lichtspektrum kommt beispielsweise ein Nah-Infrarot oder ein Mittel-Infrarotbereich infrage.
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Im Gegensatz zu drahtlosen Funksystemen, bei denen die Übertragungszeit von der Auslastung der Funkverbindung abhängt, bietet die in dieser Anmeldung beschriebene Positionsbestimmungsvorrichtung 100 auf optischer Basis eine reproduzierbar konstante Übertragungszeit. Der Startzeitpunkt für das Bestimmen der Laufzeit kann präzise und zuverlässig festgelegt werden. Mithilfe der Positionsbestimmungsvorrichtung 100 wird eine hochgenaue Laufzeitmessung und somit eine genaue Abstands- beziehungsweise Positionsbestimmung unter Verwendung des Ultraschallsenders 12 und der mehreren Ultraschallempfänger 22 ermöglicht. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 100 ist relativ leicht zu realisieren, da die LED 13 und Lichtsensoren 23 als Massenware kostengünstig sind und keine hohen Package-Anforderungen darstellen.
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Weiterhin lässt sich das optische Signal 33 der Lichtquelle 13 gegenüber einer funkbasierten Übertragung räumlich besser begrenzen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn zwei benachbarte Fahrzeuge 40 gleichzeitig eine Abstandsermittlung vornehmen. Die jeweiligen Ortungsvorgänge der beiden Fahrzeuge 40 sollen sich gegenseitig nicht beeinflussen. Mithilfe der optisch basierten Laufzeitmessung können diese beiden Fahrzeuge 40 unabhängig voneinander die jeweilige zweite Steckverbindungseinheit 20 orten. Darüber hinaus kann die Kombination aus LED 13 und Lichtsensor 23 ein Einparkvorgang für eine Bestätigung der Erreichung der Zielposition benutzt werden.
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Die Beispiele dieser Erfindung zeigen, dass die räumliche Position der zweiten Steckverbindungseinheit 20 zuverlässig und präzise ermittelt werden kann. Das Erfassen der Ultraschallsignale, das Auslesen sowie Verarbeiten dieser Signale kann durch eine Steuereinheit erfolgen. Diese Steuereinheit kann die zweite Steckverbindungseinheit 20 so verfahren, dass sie in die erste Steckverbindungseinheit 10 eingeführt wird. Somit kann letztendlich eine elektrische Steckverbindung zum Aufladen der Hochvoltbatterie 42 hergestellt werden. Nachdem der Ladevorgang der Hochvoltbatterie 42 abgeschlossen ist, kann die Steuereinheit die zweite Steckverbindungseinheit 20 von der ersten Steckverbindungseinheit 10 lösen. Ein manuelles Eingreifen ist dabei nicht erforderlich. Somit kann ein praktisches und effizientes Verfahren zum automatisierten Aufladen von Elektrofahrzeugen 40 bereitgestellt werden. Zugleich kann das Aufladen von Elektrofahrzeugen ohne die Gefahr eines Stromschlags für Personen ausgeführt werden, da keine manuellen Verfahrensschritte nötig sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erste Steckverbindungseinheit
- 11
- Steckdose
- 12
- Ultraschallsender
- 13
- Lichtquelle, LED
- 20
- zweite Steckverbindungseinheit
- 21
- Stecker
- 22
- Ultraschallempfänger
- 23
- Lichtsensor
- 15
- Ultraschallsignal
- 30
- Robotereinheit
- 31
- Roboterarm
- 33
- optisches Signal, Licht
- 40
- Fahrzeug, Elektrofahrzeug
- 41
- elektrische Leitung
- 42
- Hochvoltbatterie
- 50
- Boden
- 100
- Positionsbestimmungsvorrichtung
- t
- Zeit
- v
- Schallgeschwindigkeit
- d
- Distanz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017121854 A1 [0003]
- DE 102018006749 A1 [0004]
