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Die vorliegende Erfindung betrifft die Automatisierung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Off-Road-Fahrzeugs, das unabhängig von einer Straße eingesetzt werden kann.
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Ein Personenkraftwagen kann ein Steuervorrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, den Personenkraftwagen in Längs- und/oder Querrichtung zu steuern. Dazu sind üblicherweise verschiedene Sensoren zur Abtastung eines Umfelds vorgesehen, außerdem ein Positionssensor zur Bestimmung einer geographischen Position und ein Kartenspeicher mit Informationen über ein benutzbares Wegenetz. Derartige Steuervorrichtungen sind üblicherweise komplex und erfordern eine Vielzahl Verarbeitungseinrichtungen, Schnittstellen, Sensoren und/oder Aktoren, die jeweils an einen spezifischen Personenkraftwagen angepasst sein können. So ist auch die Steuervorrichtung insgesamt an den speziellen Personenkraftwagen angepasst.
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Ein Off-Road Fahrzeug, das von einem Straßennetz unabhängig bewegt werden kann, muss üblicherweise auf der Basis anderer Informationen gesteuert werden und die Steuerung muss andere Randbedingungen berücksichtigen. Ein Aufwand, der mit dem Anpassen einer bekannten Steuervorrichtung für einen Personenkraftwagen an das Off-Road Fahrzeug verbunden ist, ist dabei häufig unwirtschaftlich groß. Eine Neuentwicklung einer Steuervorrichtung für das Off-Road Fahrzeug kann hingegen einen großen Entwicklungsaufwand erfordern, der ebenfalls unwirtschaftlich sein kann.
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US 2015 / 0 032 293 A1 betrifft eine Fernsteuerung eines unbemannten Fahrzeugs.
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DE 10 2017 112 014 A1 schlägt eine Technik zum Steuern eines Anbaufahrzeugs in Abhängigkeit eines daran installierten Anbaugeräts vor.
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US 2017 / 0 146 995 A1 betrifft die Verwaltung einer Flotte miteinander vernetzter, unbemannter autonomer Vehikel.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer verbesserten Technik, die eine automatisierte Steuerung eines Off-Road Fahrzeugs mit verringertem Aufwand ermöglicht. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Eine Vorrichtung zur Automatisierung eines straßenunabhängigen Kraftfahrzeugs umfasst eine Abtasteinrichtung zur Abtastung eines Umfelds; eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs; und eine Verarbeitungseinrichtung zur Bereitstellung eines Steuerbefehls bezüglich einer Bewegung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Abtastung. Dabei ist die Vorrichtung zur Anbringung als Außenlast an dem Kraftfahrzeug ausgebildet. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Koppeleinrichtung zur werkzeuglosen Befestung an dem Kraftfahrzeug.
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Anders als an einem straßengebundenen Kraftfahrzeug können an einem straßenunabhängigen Kraftfahrzeug (Off-Road Kraftfahrzeug) größere konstruktive Freiheiten für die Vorrichtung ausgenutzt werden, beispielsweise ein Bauraum, ein Energieverbrauch oder ein Gewicht. Häufig werden außerdem eine Robustheit, Wirtschaftlichkeit oder Zuverlässigkeit einer Vorrichtung an einem Off-Road Fahrzeug höher bewertet als etwa eine optische Eleganz oder eine Windschlüpfrigkeit. So kann beispielsweise die Abtastungseinrichtung an einem Off-Road Fahrzeug derart an der Vorrichtung angebracht sein, dass sich ein technisch vorteilhafter Abtastbereich ergibt, ohne darauf zu achten, ob sich die Abtastungseinrichtung in das optische Gesamtbild des Kraftahrzeugs einfügt. Die Abtasteinrichtung kann aktiv bewegt werden, um ein gewünschtes Abtastfeld zu wählen. So kann die Vorrichtung verbessert an Anforderungen angepasst sein, die an einem straßenunabhängigen Kraftfahrzeug vorliegen.
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Außerdem kann ausgenutzt werden, dass das Off-Road Kraftfahrzeug üblicherweise eine mechanische Schnittstelle zur Anbringung von Außenlasten aufweist. Das Off-Road Kraftfahrzeug kann beispielsweise ein agrartechnisches Fahrzeug wie einen Traktor oder eine Erntemaschine umfassen. Auch beispielsweise eine Straßenbaumaschine, ein Expeditionsfahrzeug oder ein militärisches Fahrzeug können verwendet werden. Solche Fahrzeuge umfassen häufig eine nutzbare Schnittstelle zur Entgegennahme eines Steuerbefehls. Die Vorrichtung kann universell ausgelegt sein, um an einer Vielzahl unterschiedlicher straßenunabhängiger Kraftfahrzeuge eingesetzt werden zu können.
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Die Vorrichtung umfasst eine Koppelvorrichtung zur werkzeuglosen Befestigung an dem Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung kann zur Anbringung seitlich des Kraftfahrzeugs oder an einer vorderen oder hinteren Seite eingerichtet sein. Dazu kann das Kraftfahrzeug eine mechanische Schnittstelle bereitstellen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zur Anbringung an einem Anbau eingerichtet, der seitlich, vorne oder hinten am Kraftfahrzeug angebracht werden kann, z. B. unter Nutzung der mechanischen Schnittstelle. Der Anbau kann z. B. ein Arbeitsgerät umfassen, beispielsweise zur Bearbeitung eines Untergrunds. Besonders wenn die Vorrichtung zum Einsatz an verschiedenen Positionen des Kraftahrzeugs eingerichtet ist, oder wenn eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs häufig wechselt, kann eine Beweglichkeit der Abtasteinrichtung vorteilhaft ausgenutzt werden.
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In einer ersten Variante ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Objekt in dessen Umfeld zu vermeiden. Die Vorrichtung kann dann auch Kollisionsvermeidungsvorrichtung (Kollision Avoidance System, CAS) oder Sicherheitsvorrichtung (Safety Implement, SI) bezeichnet werden. Die Abtasteinrichtung kann in Fahrtrichtung oder nach unten gerichtet sein, um das Objekt zu erfassen. Die Abtasteinrichtung kann z. B. berührungslos ausgeführt sein, beispielsweise als Radar-, LiDAR-, oder Ultraschallsensor, als induktiver oder kapazitiver Näherungssensor oder als Kamera. Die Kamera kann im sichtbaren Bereich, im Infrarotbereich oder im ultravioletten Bereich arbeiten und als einfache Kamera oder als Tiefenkamera ausgeführt sein. Die Tiefenkamera kann als Stereokamera oder als TOF (Time of Flight) Kamera ausgebildet sein, die eine Lichtquelle umfasst und eine Entfernung auf der Basis einer Zeit bestimmen kann, die während der Ausbreitung von Licht aus der Lichtquelle zum Objekt und von dort zur Kamera vergeht.
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Die Vorrichtung kann ferner eine mechanische Abtastvorrichtung zur mechanischen Bestimmung einer Erhebung oder Absenkung eines Untergrunds umfassen. Die Abtastvorrichtung kann beispielsweise eine Tastsonde oder einen Ausleger mit einem Laufrad zum Abrollen auf einem Untergrund umfassen. So können ein sich vom Untergrund vertikal nach oben erstreckendes Hindernis (positives Hindernis) und/oder ein sich nach unten in den Untergrund hinein erstreckendes Hindernis (negatives Hindernis) erfasst werden. Die Erfassung mittels der mechanischen Abtastvorrichtung kann anderen Fehlerquellen als die Erfassung mittels einer ebenfalls möglichen berührungslosen Abtastvorrichtung unterliegen. In einer Ausführungsform werden eine mechanische und eine berührungslose Abtastvorrichtung zur Erfassung eines Hindernisses miteinander kombiniert.
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In einer zweiten Variante ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs zu automatisieren. Die Vorrichtung kann dann auch Automatisierungsvorrichtung (Automation Implement, Al) bezeichnet werden. Die Fahrfunktion kann z. B. das Folgen einer vorbestimmten Strecke oder Kurve, das möglichst flächendeckende Abfahren eines vorbestimmten geographischen Bereichs oder das Anfahren einer Serie vorbestimmter geographischer Punkte umfassen. Eine derartige Aufgabe kann z. B. im landwirtschaftlichen Bereich bestehen, wenn beispielsweise Pflanzen auf einem Feld vom Kraftfahrzeug aus behandelt werden sollen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, gleichermaßen als Kollisionsvermeidungsvorrichtung als auch als Automatisierungsvorrichtung zu arbeiten. Dabei können Komponenten mehrfach genutzt werden, beispielsweise die Abtasteinrichtung, die Verarbeitungseinrichtung oder eine mechanische Schnittstelle zur Anbringung am Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung kann so mit verringerten Kosten beiden Zwecken dienen.
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Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein Verlassen eines vorbestimmten geographischen Gebiets durch das Kraftfahrzeug zu verhindern. Diese Technik wird auch Geofencing genannt und kann das Bestimmen einer geographischen Position des Kraftfahrzeugs und des Vergleichens der bestimmten Position mit Grenzen des geographischen Gebiets umfassen. Gelangt das Kraftfahrzeug näher als vorbestimmt an eine Grenze des Gebiets, so kann die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet sein, einen Kurs zu ändern oder das Kraftfahrzeug anzuhalten. In einer weiteren Ausführungsform ist das geographische Gebiet mittels einer Markierung gekennzeichnet, wobei die Abtasteinrichtung dazu eingerichtet ist, die Markierung zu erfassen. Die Markierung kann optisch erfasst werden, beispielsweise mittels einer Kamera. Alternativ kann die Markierung beispielsweise auch induktiv, kapazitiv oder mittels Radar erfasst werden. Ein entsprechender Sensor kann in passender Weise mechanisch an der Vorrichtung angebracht sein.
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Die Vorrichtung kann ferner eine mechanische Entkoppelung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Abtasteinrichtung umfassen. Die Entkoppelung kann eine mechanische Führung oder Lagerung, ein elastisches Element und/oder eine Dämpfungseinrichtung umfassen. Die Entkoppelung kann linear entlang einer Achse oder rotatorisch um eine Rotationsachse vorgesehen sein. Die Vorrichtung kann auch bezüglich mehrerer Bewegungsrichtungen und/oder Rotationsachsen entkoppelt werden, wobei üblicherweise bis zu drei Bewegungsrichtungen und bis zu drei Rotationsachsen vorgesehen sind.
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Die Vorrichtung kann außerdem eine weitere Schnittstelle zur Verbindung mit einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs aufweisen. Eine derartige Schnittstelle kann beispielsweise als Anhängersteckdose ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen lokalen elektrischen Energiespeicher. Die Vorrichtung kann so autark arbeiten, was unter Sicherheitsaspekten gewünscht sein kann. Der Energiespeicher kann derart dimensioniert sein, dass die Vorrichtung wenigstens über eine vorbestimmte Dauer autark arbeiten kann. Die Dauer kann in Abhängigkeit einer Zeit bestimmt sein, die das Kraftfahrzeug zum Erreichen des Stillstands maximal benötigt, oder in Abhängigkeit einer üblichen Einsatzzeit der Vorrichtung. Der Energiespeicher kann optional über die Schnittstelle aufgeladen werden.
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Weiter kann die Vorrichtung eine drahtlose Schnittstelle zur Verbindung mit einem Notschalter im Bereich des Kraftfahrzeugs umfassen, wobei die Verarbeitungseinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet ist, das Kraftfahrzeug anzuhalten, falls eine Datenverbindung zum Notschalter gestört ist. Das Kraftfahrzeug kann natürlich auch angehalten werden, wenn der Notschalter betätigt wird. Dazu kann eine entsprechende Nachricht über die drahtlose Schnittstelle übermittelt werden oder die drahtlose Schnittstelle kann absichtlich deaktiviert werden. De Notschalter kann an Bord oder mobil im Bereich des Kraftfahrzeugs eingerichtet sein. Beispielsweise kann der Notschalter eine eigene Stromversorgung umfassen und vom Kraftfahrzeug entfernt werden. Ein Einsatzradius des Notschalters kann von einer Reichweite der drahtlosen Schnittstelle abhängig sein.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein System ein Kraftfahrzeug und eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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System, umfassend ein Arbeitsgerät zur Befestigung an einem straßenunabhängigen Kraftfahrzeug; und eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein System mit einem straßenunabhängigen Kraftfahrzeug;
- 2 eine Vorrichtung für ein straßenunabhängiges Kraftfahrzeug; und
- 3 eine weitere Ansicht eines Systems mit einem straßenunabhängigen Kraftfahrzeug
darstellt.
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1 zeigt ein System 100, das ein straßenunabhängiges Kraftfahrzeug 105 und eine Vorrichtung 110 zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 105 umfasst. In 1a und 1b sind Arten der Anbringung der Vorrichtung 110 am Kraftfahrzeug 105 dargestellt. Das dargestellte Kraftfahrzeug 105 ist beispielhaft als landwirtschaftliches Fahrzeug, beispielsweise als Traktor ausgeführt; in anderen Ausführungsformen kann aber auch ein anderes Kraftfahrzeug 105 verwendet werden, das bevorzugt unabhängig von einer Straße oder einem Weg fahren kann. Das Kraftfahrzeug 105 bewegt sich üblicherweise mit geringeren durchschnittlichen und maximalen Geschwindigkeiten als ein Kraftfahrzeug, das zum Einsatz auf einem üblichen Straßennetz vorgesehen ist. Eine Geländegängigkeit des Kraftfahrzeugs 105 ist gegenüber einem üblichen Kraftfahrzeug üblicherweise durch eine vergrößerte Bodenfreiheit, vergrößerte Federwege, größere Räder und/oder einen steileren maximalen Böschungswinkel verbessert. Auch ein Antriebssystem kann entsprechend ausgestattet sein, etwa durch höhere Antriebsleistung, Allradantrieb oder eine Differenzialsperre. Außerdem ist das Kraftfahrzeug 105 häufig robuster ausgelegt, wobei es größer oder schwerer sein kann als ein übliches Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug 105 ist bevorzugt dazu eingerichtet, während der Fahrt oder an einem Fahrziel eine vorbestimmte Aufgabe zu erfüllen, für die ein vorbestimmter Anbau 115 verwendet werden kann.
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1a zeigt das Kraftfahrzeug 105 mit einem Anbau 115, für dessen Befestigung am Kraftfahrzeug 105 bevorzugt eine mechanische Schnittstelle 120 vorgesehen ist, beispielsweise in Form einer Montageplatte oder einer anderen Systemverbindung, die optional bezüglich des Kraftfahrzeugs 105 bewegt werden kann, z. B. hydraulisch. Es können mehrere mechanische Schnittstellen 120 an unterschiedlichen Positionen des Kraftfahrzeugs 105 vorgesehen sein. Im Bereich einer mechanischen Schnittstelle 120 können eine elektrische Schnittstelle, eine hydraulische Schnittstelle und/oder ein mechanischer Antrieb des Anbaus 115 vorgesehen sein. Außerdem kann eine Datenschnittstelle zum Austauschen von Steuerdaten zwischen dem Kraftfahrzeug 105 und einem Anbau 115 vorgesehen sein. Fahrzeugseitig kann die Datenschnittstelle mit einer Steuervorrichtung zur Steuerung einer Bewegung des Kraftahrzeugs 105 verbunden sein. Eine Vielzahl unterschiedlicher Anbauten 115 für die Landwirtschaft ist bekannt; rein exemplarisch werden hier nur ein Pflug, ein Kartoffelroder, ein Kreiselmäher und ein Erdlochbohrer genannt. Für eine andere Anwendung kann auch ein nicht landwirtschaftlicher Anbau 115 vorgesehen sein.
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Es wird vorgeschlagen, eine Vorrichtung 110 zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 105 vorzusehen, die als Außenlast am Kraftfahrzeug 105 angebracht werden kann. Dazu wird eine werkzeuglose Anbringung bevorzugt, z. B. an der dafür vorgesehenen mechanischen Schnittstelle 120. Als Außenlast ist die Vorrichtung 110 nicht von einer Karosserie oder einer Abdeckung des Kraftfahrzeugs 105 gegen Umwelteinflüsse geschützt. Üblicherweise ragt die Vorrichtung über äußere Umrisse des Kraftfahrzeugs 105 hinaus. Die werkzeuglose Befestigung kann beispielsweise mittels eines Hakens, einem Riegel, einer Zange oder einer Bajonettverbindung erfolgen. Eine optionale Verriegelung kann beispielsweise manuell, elektrisch oder hydraulisch geschlossen oder geöffnet werden. Eine alternative Befestigung mittels Werkzeug kann beispielsweise eine Schraubverbindung umfassen. Die Vorrichtung 110 kann mit einer elektrischen oder der Datenschnittstelle des Kraftfahrzeugs 105 verbunden werden, wie unten noch genauer ausgeführt wird. Das Verbinden und Lösen kann separat erfolgen oder im Rahmen eines An- oder Abkoppelns der mechanischen Verbindung.
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In 1 a ist die Vorrichtung 110 exemplarisch an einem Anbau 115 angebracht, der hier an der mechanischen Schnittstelle 120 am Kraftfahrzeug 105 befestigt ist. In 1b sind Vorrichtungen 110 an einer Vorderseite und an einer Hinterseite des Kraftfahrzeugs 105 dargestellt. Die Vorrichtung 110 kann auch an einer anderen Stelle, etwa seitlich oder im Dachbereich des Kraftfahrzeugs 105 angebracht werden.
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2 zeigt eine Vorrichtung 110 für ein straßenunabhängiges Kraftfahrzeug 105 in einer weiteren Ausführungsform. Die Vorrichtung 110 ist in einer ersten Variante dazu eingerichtet, eine Kollision des Kraftfahrzeugs 105 mit einem Objekt zu vermeiden, und in einer zweiten Variante dazu, eine vorbestimmte Bewegung des Kraftfahrzeugs zu steuern. Die beiden Varianten können auch miteinander kombiniert sein.
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Die Vorrichtung 110 umfasst eine Abtasteinrichtung 205 zur Abtastung eines Umfelds, eine erste Schnittstelle 210 zur Verbindung mit einer Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs 105; und eine Verarbeitungsvorrichtung 215. Die Verarbeitungseinrichtung 215 ist dazu eingerichtet, auf der Basis einer Abtastung des Umfelds mittels der Abtasteinrichtung 205 einen Steuerbefehl bereitzustellen und mittels der ersten Schnittstelle 210 an das Kraftfahrzeug 105 zu übermitteln. Die erste Schnittstelle 210 kann drahtgebunden oder drahtlos ausgeführt sein. Zur Übermittlung des Steuerbefehls kann ein dediziertes Signal oder eine Nachricht übermittelt werden. Die Nachricht kann von der Gegenseite quittiert werden, um eine sichere Übertragung zu gewährleisten. Der Steuerbefehl kann unmittelbar auf einen Aktuator zur Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung des Kraftfahrzeugs 105 wirken, etwa einen Antriebsmotor, eine Bremseinrichtung oder eine Lenkung. Alternativ wird der Steuerbefehl von einer Steuervorrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs 105 ausgewertet, bevor dieser einen Aktuator betätigt.
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Mittels einer mechanischen Schnittstelle 220 kann die Vorrichtung 110 mit einem Anbau 115 oder dem Kraftfahrzeug 105 verbunden werden, z. B. an dessen mechanischer Schnittstelle 120. Bevorzugt ist ein Gehäuse 225 zur Aufnahme von Komponenten der Vorrichtung 110 vorgesehen. Das Gehäuse 225 kann einen Schutz vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit oder Schmutz bieten. Wenigstens eine Komponente der Vorrichtung 110 kann mittels eines Entkopplungselements 230 vom Kraftfahrzeug 105 mechanisch entkoppelt sein. Das Entkopplungselement 230 kann linear, rotatorisch oder entlang einer vorbestimmten Kurve wirken und ein elastisches Element und/oder ein Dämpfungselement umfassen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 110 ein Stützrad 235, das die Vorrichtung 110 nach unten abstützt und bevorzugt in vertikaler Richtung gefedert und/oder gedämpft gelagert ist. Ist das Stützrad 235 vorgesehen, so kann eine Verbindung zwischen den mechanischen Schnittstellen 120 und 210 eine vertikale Relativbewegung erlauben.
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Die Vorrichtung 110 kann mittels elektrischer Energie betrieben werden, die sie über eine zweite Schnittstelle 240 von außerhalb, beispielsweise von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs 105 erhalten kann. Ein optionaler lokaler Energiespeicher 245 kann einen zumindest vorübergehenden autarken Betrieb der Vorrichtung 110 ermöglichen. Der Energiespeicher 245 kann auch über die zweite Schnittstelle 240 aufgeladen werden. Bevorzugt ist eine dritte Schnittstelle 250 vorgesehen, über die ein Notschalter angebunden sein kann, wie mit Bezug auf 3 noch genauer beschrieben wird.
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An der Vorrichtung 110 können noch einer oder mehrere weitere Sensoren oder Abtasteinrichtungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine geographische Position der Vorrichtung 110 mittels einer Positioniereinrichtung 255 bestimmt werden, die z. B. einen Empfänger für ein satellitengestütztes Navigationssystem umfassen kann. Die Positioniereinrichtung 255 kann auch beispielsweise ein Inertialsystem oder ein Podometer unterstützen, außerdem kann die Position bezüglich einer vorbestimmten Landmarke bestimmt werden, die mittels der Abtasteinrichtung 205 erfasst wurde.
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Zusätzlich zur bevorzugt berührungslos arbeitenden Abtasteinrichtung 205 kann eine mechanische Abtastvorrichtung 260 vorgesehen sein, die sich von der Vorrichtung 12 aus bevorzugt nach vorne und/oder nach unten erstreckt. Eine Kollision der mechanischen Abtastvorrichtung 260 mit einem Objekt kann bestimmt werden. In einer Ausführungsform umfasst die mechanische Abtastvorrichtung 260 ein Rad 265, das an einem Ausleger gezogen oder geschoben werden kann. Dabei ist der Ausleger bevorzugt in vertikaler Richtung schwenkbar an der Vorrichtung 110 angebracht, sodass ein Schwenkwinkel abgetastet werden kann. Eine Senke in einem Untergrund kann beispielsweise anhand eines negativen Schwenkwinkels und eine Erhebung anhand eines positiven Schwenkwinkels bestimmt werden. So kann eine Unebenheit bestimmt werden, deren Überfahren durch das Kraftfahrzeug 105 verhindert werden kann.
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3 zeigt eine weitere Ansicht eines Systems 100 mit einem straßenunabhängigen Kraftfahrzeug 105 in einer Draufsicht. Beispielhaft ist die Vorrichtung 110 in einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs 105 angebracht. Mehrere Abtasteinrichtungen 205 sind zur Abtastung eines vor dem Kraftfahrzeugs 105 liegenden Bereichs eingerichtet. In einer Ausführungsform kann eine der Abtasteinrichtungen 205 bezüglich der Vorrichtung 110 bewegt werden, z. B. indem sie um eine Achse gedreht wird. Weiter bevorzugt können so eines Elevationswinkel und/oder ein Azimutwinkel der Abtasteinrichtung 205 verändert werden. Die Bewegung kann manuell oder mittels eines Aktuators erfolgen, der bevorzugt durch die Verarbeitungseinrichtung 215 ansteuerbar ist.
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Das Kraftfahrzeug 105 kann zum Einsatz auf einem vorbestimmten geographischen Bereich eingerichtet sein, beispielsweise ein Feld zum Anbau von Agrarpflanzen. In 3 ist dieser Bereich mit einer Markierung 305 gekennzeichnet. Die Markierung 305 kann eine durchgehende Begrenzung umfassen, beispielsweise in Form eines Zauns oder eines Bands, oder eine Reihe von punktuellen Hinweisen, etwa in Form von Schildern, Baken oder Pfosten, die entlang des Bereichs aufgestellt sind.
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In einer Ausführungsform ist die Markierung 305 optisch erfassbar und kann mittels einer optisch arbeitenden Abtasteinrichtung 205 bestimmt werden. In einer anderen Ausführungsform kann die Markierung 305 zur Erfassung durch einen speziellen Sensor eingerichtet sein. Beispielsweise kann die Markierung 305 einen Reflektor für Radarsignale umfassen, wobei die Abtasteinrichtung 205 einen Radarsensor umfasst. Die Markierung 305 kann auch beispielsweise einen Laserreflektor umfassen, wobei die Abtasteinrichtung 205 einen LiDAR-Sensor umfasst. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Markierung 305 einen Draht, der induktiv zur Bereitstellung eines schwachen elektromagnetischen Feldes angeregt werden kann. Die Vorrichtung 110 umfasst einen induktiven Sensor 310, der dazu eingerichtet ist, das Feld bei Annäherung an die Markierung 305 zu erfassen. Bevorzugt sind mehrere Sensoren 310 auf beiden Seiten des Kraftfahrzeugs 105 angebracht, um ein Entlangfahren an der Markierung zu erleichtern. Eine Reichweite eines induktiven Sensors 310 ist üblicherweise auf einige Dezimeter beschränkt, sodass bessere Ergebnisse erzielt werden können, wenn der Sensor 310 mittels eines Auslegers in einen Bereich eines Umrisses des Kraftfahrzeugs 105 oder noch weiter nach außen verlegt wird.
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Im Bereich des Kraftfahrzeugs 105 befindet sich beispielhaft eine Person 315, die exemplarisch als Hindernis angesehen werden kann, mit dem eine Kollision vermieden werden soll. Die Person 315 kann mittels der Abtasteinrichtung 205 erfasst werden und das Kraftfahrzeug 105 kann abgebremst oder um die Person 315 herum gesteuert werden. Im Bereich der Person 315 oder an Bord des Kraftfahrzeugs 105 kann ein Notschalter 320 vorgesehen sein, der mittels einer drahtlosen Schnittstelle mit der Vorrichtung 110 verbunden ist. Wird der Notschalter 320 betätigt, kann möglichst unverzüglich ein Steuerbefehl bereitgestellt werden, der das Kraftfahrzeug 105 anhält. Bevorzugt wird die drahtlose Schnittstelle permanent oder mit hoher Frequenz (z. B. > 1 Hz) benutzt, um eine Störung oder ein Abreißen der Verbindung bestimmen zu können. In diesem Fall kann der gleiche Steuerbefehl bereitgestellt werden.
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Bezugszeichen
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- 100
- System
- 105
- Kraftfahrzeug
- 110
- Vorrichtung
- 115
- Anbau
- 120
- mechanische Schnittstelle
- 205
- Abtasteinrichtung
- 210
- erste Schnittstelle
- 215
- Verarbeitungsvorrichtung
- 220
- Gehäuse
- 225
- mechanische Schnittstelle
- 230
- Entkopplungselement
- 235
- Stützrad
- 240
- zweite Schnittstelle
- 245
- Energiespeicher
- 250
- dritte Schnittstelle
- 255
- Positioniereinrichtung
- 260
- mechanische Abtastvorrichtung
- 265
- Rad
- 305
- Markierung
- 310
- induktiver Sensor
- 315
- Person (Objekt)
- 320
- Notschalter
