DE102020001267A1

DE102020001267A1 - Technik zur Quer- und Längsführung einer gesteuerten Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020001267A1
Application number: DE102020001267.1A
Authority: DE
Inventors: Fabian Vordermaier; Torsten Klein; Andreas Zimmermann
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-08-26
Also published as: CN115135571A; US20230121868A1; EP4110681A1; WO2021170335A1

Abstract

Eine Technik zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100)als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs (200) in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs (100) wird beschrieben. Das Nutzfahrzeug (100) umfasst mindestens einen Sensor (102) und/oder mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahrzeugs (100), wobei die erfasste Umgebung das Nutzfahrzeug (100) und/oder das Führungsfahrzeug (200) umfasst. Alternativ oder ergänzend umfasst das Nutzfahrzeug (100) mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung einer Steueranweisung der Quer- und Längsführung vom Führungsfahrzeug (200) in der Umgebung des Nutzfahrzeugs (100). Ferner umfasst das Nutzfahrzeug (100) eine Steuerungseinheit (108), die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) abhängig von den erfassten Daten der Umgebung und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs. Insbesondere wird ein Nutzfahrzeug als Folgefahrzeug, eine in ein Führungsfahrzeug eingebaute oder einbaubare Vorrichtung und ein System umfassend das Nutzfahrzeug und ein Führungsfahrzeug mit der Vorrichtung bereitgestellt.
Aus der Patentschrift DE 10 2010 012 402 B4 ist eine Verbesserung des Fahrkomforts durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Übermittlung von Sensordaten bekannt, die sich auf potentiell gefährliche Straßenzustände wie witterungsbedingte Zustände oder Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche oder auf Staus bezieht.
Gemäß der „Studie Mobilität 2025: Koexistenz oder Konvergenz von IKT für Automotive? Anforderungen der vernetzten Mobilität von morgen an Fahrzeuge, Verkehrs- und Mobilfunkinfrastruktur“ vom Januar 2016 im BMWi-Förderprogramm „IKT für Elektromobilität II“ fließen neben Sensordaten eines Fahrzeugs auch eine Kommunikation nicht nur mit umgebenden Fahrzeugen, sondern auch der Verkehrsinfrastruktur wie auch externen, cloudbasierten Diensten in eine Entscheidung für das Auslösen von geeigneten Maßnahmen im Fahrzeug ein.
Die Quer- und Längsführung eines Folgefahrzeugs durch ein vorausfahrendes Führungsfahrzeugs beschränkt sich beim herkömmlichen Platooning (d. h. dem Fahren im Fahrzeug-Verbund oder einer Folgeregelung) auf einen Betrieb in Vorwärtsfahrt sowohl des vorausfahrenden Führungsfahrzeugs als auch der hinterherfahrenden Folgefahrzeuge. In dem Artikel „Fahrzeug-Verbund auf normaler Autobahn vorgestellt“ vom 27. Juni 2012 in der Deutschen Verkehrszeitung wird beispielsweise eine Autobahnfahrt mit konstanter Geschwindigkeit und konstantem Abstand im Fahrzeug-Verbund mit Lastkraftwagen und Personenkraftwagen beschrieben.
Die herkömmliche Quer- und Längsführung eines Folgefahrzeugs beschränkt sich somit auf einen Betrieb ohne Fahrtrichtungsumkehr. Fahrmanöver, die eine Rückwärtsfahrt insbesondere eines Nutzfahrzeugs erfordern, wie beispielsweise zum Andocken des Hecks eines Lastkraftwagens an einer Laderampe zum Be- und/oder Entladen einer Fracht, können bisher nur durch eine Aktion im Nutzfahrzeug selbst (beispielsweise ohne eine Interaktion mit einem Führungsfahrzeug) durchgeführt werden.
Insbesondere die Suche nach und das Einparken an der vorgesehenen Parkposition auf unbekanntem Terrain erfordern die volle Aufmerksamkeit des Fahrers des Nutzfahrzeugs. Auf viel frequentierten Betriebshöfen kann die Verkehrssituation und Zielvorgabe dem Fahrer unübersichtlich erscheinen und sich die Lenkzeit durch eine langwierige Suche nach der vorgesehenen Parkposition verlängern.
Somit besteht die Aufgabe, eine Technik zur Quer- und Längsführung eines Nutzfahrzeugs bereitzustellen, welche das Nutzfahrzeug beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren, insbesondere ohne vorherige Ortskenntnis des Nutzfahrzeugs, unterstützt. Alternativ oder ergänzend besteht die Aufgabe, die Lenkzeit eines Berufskraftfahrers eines Nutzfahrzeugs zu verkürzen. Weiterhin alternativ oder ergänzend besteht die Aufgabe, die Verkehrssicherheit beim Rangieren eines Nutzfahrzeugs zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Nutzfahrzeug zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs bereitgestellt. Das Nutzfahrzeug umfasst mindestens einen Sensor und/oder mindestens eine Datenschnittstelle zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahrzeugs, wobei die erfasste Umgebung das Nutzfahrzeug und/oder das Führungsfahrzeug umfasst. Alternativ oder ergänzend umfasst das Nutzfahrzeug mindestens eine Datenschnittstelle zur Erfassung einer Steueranweisung der Quer- und Längsführung vom Führungsfahrzeug in der Umgebung des Nutzfahrzeugs. Ferner umfasst das Nutzfahrzeug eine Steuerungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs abhängig von den erfassten Daten der Umgebung und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern.
Die Quer- und Längsführung, die auch als Folgeregelung bezeichnet werden kann, kann eine Vorwärtsfahrt und die Rückwärtsfahrt umfassen. Vorzugsweise kann die Quer- und Längsführung eine Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahrzeugs umfassen.
Das Führungsfahrzeug kann auch als Leitfahrzeug bezeichnet werden. Das Führungsfahrzeug kann ein Personenkraftwagen sein. Das Nutzfahrzeug kann auch als Folgefahrzeug bezeichnet werden. Das Nutzfahrzeug kann ein Lastkraftwagen oder ein Bus sein.
Der mindestens eine Sensor kann einen Abstandssensor zur Bestimmung des Abstands zwischen dem Führungsfahrzeug und dem Folgefahrzeug, beispielsweise zwischen der Front oder dem Heck des Führungsfahrzeugs und der Front des Folgefahrzeugs, umfassen. Alternativ oder ergänzend kann der mindestens eine Sensor eine Position (auch: Lokalisierung) des Nutzfahrzeugs auf einer Nutzfläche bestimmen. Der mindestens eine Sensor kann einen Radarsensor, einen Lasersensor (LIDAR), einen Ultraschallsensor und/oder einen bildgebenden Sensor umfassen. Ein bildgebender Sensor kann auch als Kamera bezeichnet werden.
Aufgrund der Bestimmung des Abstands kann das Folgefahrzeug in einer Rückwärtsfahrt durch das Führungsfahrzeug, beispielsweise in eine vorbestimmte Parkposition, gelotst werden. Das Führungsfahrzeug kann dabei vorwärtsfahren, beispielsweise falls der Abstand zwischen der Front des Führungsfahrzeugs und der Front des Folgefahrzeugs bestimmt ist.
Eine Quer- und Längsführung, die auf einem vorbestimmten Abstand zwischen Führungsfahrzeug und Nutzfahrzeug basiert, kann auch als „virtuelle Deichsel“ bezeichnet werden.
Die mindestens eine Datenschnittstelle kann auch als Übertragungseinheit zwischen dem Leitfahrzeug und dem Folgefahrzeug bezeichnet werden. Die mindestens eine Datenschnittstelle kann eine Datenübertragung von Sensordaten umfassen. Die Sensordaten können mittels mindestens eines Sensors im Führungsfahrzeug erfasst sein. Alternativ oder ergänzend können die Sensordaten mittels eines stationären Sensors oder eines einen stationären Sensor umfassenden Umfelderfassungssystems, beispielsweise auf einer Nutzfläche, erfasst und über eine Sensorschnittstelle, die auch als weitere Datenschnittstelle bezeichnet werden kann, von dem stationären Sensor oder Umfelderfassungssystem an das Führungsfahrzeug übermittelt werden. Die Sensordaten können von dem Führungsfahrzeug über die Datenschnittstelle an das Folgefahrzeug übermittelt werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle zur Übertragung von gespeicherten Daten, insbesondere Kartendaten, der Umgebung des Nutzfahrzeuges ausgebildet sein. Die gespeicherten Daten können auch als „a priori Wissen“ bezeichnet werden. Die gespeicherten Daten können eine Karte, beispielsweise eine Straßenkarte oder eine Landkarte, umfassen.
Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten aktuelle und/oder geplante Belegungsdaten, Hindernisse, Freiflächen und/oder befahrbare Flächen der Nutzfläche umfassen. Die gespeicherten Daten können eine geplante Nutzung der Nutzfläche, beispielsweise eine geplante Parkposition für das Nutzfahrzeug, umfassen. Die geplante Parkposition kann eine Position zum Be- und/oder Entladen eines Lastkraftwagens umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die geplante Parkposition eine Position zum Füllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems eines Nutzfahrzeugs umfassen. Das Antriebssystem kann ein elektrisches Traktionsenergiespeichersystem, ein mit Brennstoff betriebenes Antriebssystem und/oder einen Hybridantrieb umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten eine vorgeplante Soll-Trajektorie und alternative Ausweich-Soll-Trajektorien des Nutzfahrzeugs umfassen. Eine alternative Ausweich-Soll-Trajektorie kann situationsabhängig, beispielsweise im Falle eines Hindernisses, auswählbar sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten Aktorbefehle und/oder Steueranweisungen für das Nutzfahrzeug, beispielsweise zum Blinker setzen, andere Verkehrsteilnehmer (beispielsweise Fußgänger) mittels Hupe warnen, Licht einschalten oder Tür entriegeln an einem festgelegten Ort umfassen. Ferner alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten zeitlich abgestimmte Stellgrößen für das Nutzfahrzeug umfassen. Die zeitlich abgestimmten Stellgrößen können ein Fahrzeugmanöver des Nutzfahrzeugs, beispielsweise abhängig von der Lokalisierung des Nutzfahrzeugs, beschreiben.
Durch die Übertragung von Daten bezüglich einer Umgebung oder der Übermittlung einer Steueranweisung vom Führungsfahrzeug an das Nutzfahrzeug als Folgefahrzeug kann ein (beispielsweise hinsichtlich digitaler Kartendaten oder eines Navigationssystems bezogen auf die Nutzfläche) ortsunkundiges Nutzfahrzeug verkehrssicher und zeiteffizient von einem ortskundigen Führungsfahrzeug über eine Nutzfläche, beispielsweise einen Betriebshof, und/oder zu einer Parkposition geführt werden. Insbesondere auf einer großen und/oder vielfrequentierten Nutzfläche kann so eine zielsichere Steuerung zum Bestimmungsort erfolgen. Ferner kann der Fahrer bereits beim Erreichen einer privaten Nutzfläche von seiner Fahraufgabe entbunden werden. Dadurch kann eine Einhaltung gesetzlich vorgeschriebener Pausenzeiten bei minimaler Verweildauer auf einer Nutzfläche zum Be- und/oder Entladen einer Fracht oder Auffüllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs sichergestellt werden.
Weiterhin alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle zur Übertragung von Daten betreffend das Nutzfahrzeug vom Nutzfahrzeug an das Führungsfahrzeug ausgebildet sein.
Daten betreffend das Nutzfahrzeug können beispielsweise eine aktuelle Beladung, eine geplante künftige Fahrtroute, einen geplanten Zeitplan zu künftigen Fahrten und/oder Be- und Entladezuständen oder einen Energiespeicherinhalt zum Antrieb des Nutzfahrzeugs umfassen. Alternativ oder ergänzend können Daten betreffend das Nutzfahrzeug eine Statusmeldung umfassen, beispielsweise das Einnehmen einer Halte- oder Parkposition oder die Bereitschaft zum Be- oder Entladen.
Durch die Übertragung von Daten betreffend das Nutzfahrzeug von dem Nutzfahrzeug an das Führungsfahrzeug kann das Führungsfahrzeug eine Parkposition und/oder eine Verweildauer des Nutzfahrzeugs auf einer Nutzfläche anpassen oder optimieren. Alternativ oder ergänzend kann das Führungsfahrzeug eine Weiterfahrt im Fahrzeug-Verbund zwischen mehreren Nutzfahrzeugen koordinieren. Durch die Zusammenstellung eines Fahrzeug-Verbunds zur Weiterfahrt nach dem Verweilen auf der Nutzfläche kann der Energieverbrauch der Nutzfahrzeuge verringert werden.
Die Steuerungseinheit (auch: Steuereinheit) kann mit einer Aktorik des Nutzfahrzeugs in Wirkverbindung stehen. Die Steuerungseinheit kann das Nutzfahrzeug abhängig von mindestens einer Steuergröße der Quer- und Längsführung steuern. Die mindestens eine Steuergröße der Quer- und Längsführung kann einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfassen. Die mindestens eine Steuergröße kann in der Steuerungseinheit abhängig von aus dem mindestens einen Sensor oder der mindestens einen Datenschnittstelle erhaltenen Sensordaten bestimmt werden. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Steuergröße abhängig von über die Datenschnittstelle vom Führungsfahrzeug erhaltenen Steueranweisungen bestimmt werden.
Die Steuerungseinheit kann das Nutzfahrzeug auf einer Soll-Trajektorie und/oder zu einer künftigen Soll-Position steuern. Die künftige Soll-Position kann eine Parkposition des Nutzfahrzeugs umfassen. Die Parkposition kann auch als Be- und/oder Entladeposition bezeichnet werden. Eine über die Datenschnittstelle vom Führungsfahrzeug empfangene Steueranweisung kann eine Soll-Trajektorie umfassen. Die Soll-Trajektorie kann eine Rückwärtsfahrt und/oder eine Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahrzeugs umfassen. Alternativ oder ergänzend kann eine vom Führungsfahrzeug empfangene Steueranweisung eine künftige Soll-Position umfassen. Die Soll-Position kann eine Orientierung des Nutzfahrzeugs umfassen. Beispielsweise kann die Soll-Position ein Einparken in Rückwärtsfahrt erfordern. Die Steuerungseinheit kann abhängig von der künftigen Soll-Position eine Soll-Trajektorie bestimmen.
Die Steuerungseinheit kann eine Bestimmungseinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs aufgrund der erfassten Umgebung und/oder Steueranweisung zu bestimmen. Die Steuerungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs abhängig von der bestimmten Soll-Trajektorie und/oder künftigen Soll-Position zu steuern.
Die Bestimmungseinheit kann auch als Planungseinheit bezeichnet werden. Die Bestimmung einer Soll-Trajektorie kann auch als Bahnplanung bezeichnet werden.
Die Bestimmungseinheit kann die Soll-Trajektorie und/oder die künftige Soll-Position ferner aufgrund mindestens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutzfahrzeug und dem Führungsfahrzeug bestimmen.
Der Sensor und/oder die Datenschnittstelle können mindestens zwei simultane Abstände zwischen einer Front des Nutzfahrzeugs und dem Führungsfahrzeug, vorzugsweise einem Heck des Führungsfahrzeugs, erfassen. Der mindestens eine vorbestimmte Abstand kann mindestens zwei simultane Abstände umfassen. Die Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs kann aufgrund eines Vergleichs der mindestens zwei erfassten simultanen Abstände und der mindestens zwei vorbestimmten simultanen Abstände eine Kurve der Rückwärtsfahrt und/oder der Vorwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs bestimmen.
Die mindestens zwei vorbestimmten simultanen Abstände können jeweils einen vorbestimmten Mindestabstand umfassen. Alternativ oder ergänzend können die mindestens zwei vorbestimmten simultanen Abstände jeweils einen Maximalabstand umfassen. Eine Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs aufgrund vorbestimmter simultaner Abstände kann als „virtuelle Deichsel“ bezeichnet werden.
Die mindestens zwei simultan erfassten Abstände können je einen Abstand der (beispielsweise längsseitigen) Außenkanten des Nutzfahrzeugs und des Führungsfahrzeugs umfassen. Der Mittelwert der beiden Abstände der Außenkanten kann der Länge der „virtuellen Deichsel“ entsprechen. Die Länge der „virtuellen Deichsel“ kann auf ein vorbestimmtes Abstandsintervall mit einem Mindestabstand und einem Maximalabstand begrenzt sein. Der Mindestabstand der Länge der „virtuellen Deichsel“ kann durch einen Mindestabstand der Außenkanten des Nutzfahrzeugs und des Führungsfahrzeugs bestimmt sein. Durch die „virtuelle Deichsel“ kann das Nutzfahrzeug vom Führungsfahrzeug rückwärts in einer Kurvenfahrt in eine Parkposition gesteuert werden. Eine Kurvenfahrt, insbesondere ein Lenkwinkel des Nutzfahrzeugs, kann aufgrund der Differenz der mindestens zwei simultan erfassten Abstände, bestimmt werden.
Alternativ oder ergänzend können die mindestens zwei simultan erfassten und simultan ermittelten Abstände jeweils einen Abstand in Längsrichtung (beispielsweise bezüglich einer Längsachse des Nutzfahrzeugs) und einen Abstand in Querrichtung (beispielsweise bezüglich einer Längsachse des Nutzfahrzeugs) umfassen. Die „virtuelle Deichsel“ kann einen Maximalabstand in Querrichtung und einen Mindestabstand in Längsrichtung zwischen dem Nutzfahrzeug und dem Führungsfahrzeug umfassen.
Die über die mindestens eine Datenschnittstelle empfangenen Daten der Umgebung können Daten zur aktuellen Position des Nutzfahrzeugs und zu einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs umfassen. Die künftige Soll-Position kann eine Parkposition (auch: Endposition) umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die künftige Soll-Position einen Punkt auf einer Soll-Trajektorie (auch: Zwischenposition) umfassen.
Die über die mindestens eine Datenschnittstelle empfangene Steueranweisung kann eine Vorgabe mindestens einer Steuergröße der Quer- und Längsführung durch das Führungsfahrzeug umfassen. Die mindestens eine Steuergröße kann einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfassen.
Die Vorgabe der Soll-Trajektorie und/oder der mindestens einen Steuergröße kann durch eine Betätigung einer Eingabeeinheit im Führungsfahrzeug, beispielsweise durch den Fahrer des Führungsfahrzeugs, erfolgen. Beispielsweise können das Lenkrad und die Pedale des Füh- . rungsfahrzeugs von der Aktorik des Führungsfahrzeugs entkoppelt und als Eingabeeinheit über die mindestens eine Datenschnittstelle an die Steuerungseinheit des Nutzfahrzeugs gekoppelt sein.
Das Nutzfahrzeug kann von dem Führungsfahrzeug Daten der Umgebung empfangen. Alternativ oder ergänzend kann das Nutzfahrzeug eine Steueranweisung in Reaktion auf die Erfüllung eines Kriteriums über die Datenschnittstelle empfangen.
Eine künftige Soll-Position, beispielsweise eine Parkposition, kann über die Datenschnittstelle an das Nutzfahrzeug übermittelt und eine Soll-Trajektorie und/oder mindestens eine Steuergröße im Nutzfahrzeug durch die Steuerungseinheit im Nutzfahrzeug bestimmt werden. Das Führungsfahrzeug kann die Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs übernehmen, wenn ein Kriterium erfüllt ist. Insbesondere kann das Führungsfahrzeug die Bestimmung der Soll-Trajektorie und/oder der mindestens einen Steuergröße übernehmen, wenn das Kriterium erfüllt ist. Das Kriterium kann einer Gefahrensituation entsprechen. Beispielsweise kann das Kriterium die Unterschreitung eines Mindestabstands zwischen dem Nutzfahrzeug und einem Objekt, beispielsweise einem Verkehrsteilnehmer oder einer Laderampe an einer Parkposition, in der Umgebung umfassen. Das Führungsfahrzeug kann als Steueranweisung insbesondere einen Stillstand des Nutzfahrzeugs bewirken, wenn das Kriterium erfüllt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist eine Vorrichtung zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs in einer Umgebung eines Führungsfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe des Führungsfahrzeugs bereitgestellt, wobei die Vorrichtung in dem Führungsfahrzeug eingebaut oder einbaubar ist. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Sensor und/oder mindestens eine Sensorschnittstelle zur Erfassung der Umgebung des Führungsfahrzeugs, wobei die erfasste Umgebung das Nutzfahrzeug und/oder das Führungsfahrzeug umfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Datenschnittstelle, die dazu ausgebildet ist, Sensordaten des mindestens einen Sensors und/oder der mindestens einen Sensorschnittstelle und/oder eine aufgrund der Sensordaten bestimmte Steueranweisung an eine Datenschnittstelle des Nutzfahrzeugs zu senden.
Der mindestens eine Sensor kann einen Sensor zur Bestimmung der Position (auch: Lokalisierung) des Nutzfahrzeugs umfassen. Der mindestens eine Sensor kann einen Radarsensor, einen Lasersensor (LIDAR), einen Ultraschallsensor und/oder einen bildgebenden Sensor umfassen. Ein bildgebender Sensor kann auch als Kamera bezeichnet werden.
Die Sensorschnittstelle kann auch als Übertragungseinheit zwischen Umgebung und Leitfahrzeug bezeichnet werden.
Die Vorrichtung kann ferner eine Bestimmungseinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs aufgrund der erfassten Umgebung zu bestimmen.
Die Bestimmungseinheit kann die Soll-Trajektorie und/oder die künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs ferner aufgrund mindestens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutzfahrzeug und dem Führungsfahrzeug bestimmen.
Die Bestimmungseinheit kann mindestenseine Steuergröße der Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs bestimmen. Die mindestens eine Steuergröße kann einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfassen.
Die über die Datenschnittstelle gesendeten Daten der erfassten Umgebung können Daten zur aktuellen Position des Nutzfahrzeugs und zu einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs umfassen. Die künftige Soll-Position kann eine Parkposition (auch: Endposition) umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die künftige Soll-Position einen Punkt auf einer Soll-Trajektorie (auch: Zwischenposition) umfassen.
Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle zur Übertragung von gespeicherten Daten, insbesondere Kartendaten, der Umgebung des Führungsfahrzeuges ausgebildet sein. Die gespeicherten Daten können auch als „a priori Wissen“ bezeichnet werden. Die gespeicherten Daten können eine Karte, beispielsweise eine Straßenkarte oder eine Landkarte, umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten aktuelle und/oder geplante Belegungsdaten, Hindernisse, Freiflächen und/oder befahrbare Flächen der Nutzfläche umfassen. Die gespeicherten Daten können eine geplante Nutzung der Nutzfläche, beispielsweise eine geplante Parkposition für das Nutzfahrzeug, umfassen. Die geplante Parkposition kann eine Position zum Be- und/oder Entladen eines Lastkraftwagens umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die geplante Parkposition eine Position zum Füllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems eines Nutzfahrzeugs umfassen. Das Antriebssystem kann ein elektrisches Traktionsenergiespeichersystem, ein mit Brennstoff betriebenes Antriebssystem und/oder einen Hybridantrieb umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten eine vorgeplante Soll-Trajektorie und alternative Ausweich-Soll-Trajektorien des Nutzfahrzeugs umfassen. Eine alternative Ausweich-Soll-Trajektorie kann situationsabhängig, beispielsweise im Falle eines Hindernisses, auswählbar sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten Aktorbefehle und/oder Steueranweisungen für das Nutzfahrzeug, beispielsweise zum Blinker setzen, andere Verkehrsteilnehmer (beispielsweise Fußgänger) mittels Hupe warnen, Licht einschalten oder Tür entriegeln an einem festgelegten Ort umfassen. Ferner alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten zeitlich abgestimmte Stellgrößen für das Nutzfahrzeug umfassen. Die zeitlich abgestimmten Stellgrößen können ein Fahrzeugmanöver des Nutzfahrzeugs, beispielsweise abhängig von der Lokalisierung des Nutzfahrzeugs, beschreiben.
Gemäß einem dritten Aspekt ist ein System zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs bereitgestellt. Das System umfasst ein Nutzfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt und ein Führungsfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt.
Das System kann ferner eine Nutzfläche umfassen. Die Nutzfläche kann mindestens eine Parkmöglichkeit zum gesteuerten Einparken des Nutzfahrzeugs, vorzugsweise an der künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs, umfassen.
Die Nutzfläche kann ein stationäres Umfelderfassungssystem umfassen. Das Umfelderfassungssystem kann mindestens einem Sensor zum Erfassen der Nutzfläche und/oder gespeicherte Kartendaten bezüglich der Nutzfläche umfassen. Ferner kann das Umfelderfassungssystem eine Sensorschnittstelle umfassen, die dazu ausgebildet ist, von dem mindestens einen Sensor erfasste Daten und/oder die (oder eine Teilmenge der) gespeicherten Kartendaten bezüglich der Nutzfläche an die Sensorschnittstelle des Führungsfahrzeugs zu senden.
Der mindestens eine Sensor des stationären Umfelderfassungssystems kann einen Radarsensor, einen Lasersensor (LIDAR), einen Ultraschallsensor und/oder einen bildgebenden Sensor umfassen. Der mindestens eine Sensor kann eine Position (auch: Lokalisierung) des Nutzfahrzeugs auf der Nutzfläche bestimmen.
Alternativ oder ergänzend kann das stationäre Umfelderfassungssystem gespeicherte Kartendaten (kurz: gespeicherte Daten) umfassen. Die gespeicherten Daten können auch als „a priori Wissen“ bezeichnet werden. Die gespeicherten Kartendaten können eine Karte der Nutzfläche, beispielsweise eine Straßenkarte oder eine Landkarte, umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten aktuelle und/oder geplante Belegungsdaten, Hindernisse, Freiflächen und/oder befahrbare Flächen der Nutzfläche umfassen. Die gespeicherten Daten können eine geplante Nutzung der Nutzfläche, beispielsweise eine geplante Parkposition für das Nutzfahrzeug, umfassen. Die geplante Parkposition kann eine Position zum Be- und/oder Entladen eines Lastkraftwagens umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die geplante Parkposition eine Position zum Füllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems eines Nutzfahrzeugs umfassen. Das Antriebssystem kann ein elektrisches Traktionsenergiespeichersystem, ein mit Brennstoff betriebenes Antriebssystem und/oder einen Hybridantrieb umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten eine vorgeplante Soll-Trajektorie und alternative Ausweich-Soll-Trajektorien des Nutzfahrzeugs umfassen. Eine alternative Ausweich-Soll-Trajektorie kann situationsabhängig, beispielsweise im Falle eines Hindernisses, auswählbar sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten Aktorbefehle und/oder Steueranweisungen für das Nutzfahrzeug, beispielsweise zum Blinker setzen, andere Verkehrsteilnehmer (beispielsweise Fußgänger) mittels Hupe warnen, Licht einschalten oder Tür entriegeln an einem festgelegten Ort umfassen. Ferner alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten zeitlich abgestimmte Stellgrößen für das Nutzfahrzeug umfassen. Die zeitlich abgestimmten Stellgrößen können ein Fahrzeugmanöver des Nutzfahrzeugs, beispielsweise abhängig von der Lokalisierung des Nutzfahrzeugs, beschreiben.
Die Sensorschnittstelle des Umfelderfassungssystems kann Daten bezüglich der Nutzfläche und/oder der Position des Nutzfahrzeugs an die Sensorschnittstelle des Führungsfahrzeugs senden. Die Daten können von mindestens einem Sensor (kurz: Sensordaten) erfasst sein. Alternativ oder ergänzend können die Daten vorab gespeichert sein, beispielsweise als Kartendaten der Nutzfläche (kurz: Kartendaten). Die Sensordaten und die Kartendaten können miteinander kombiniert und vorverarbeitet sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Sensorschnittstelle des Umfelderfassungssystems Daten betreffend das Nutzfahrzeug von dem Führungsfahrzeug empfangen. Daten betreffend das Nutzfahrzeug können beispielsweise eine aktuelle Position und/oder eine Ist-Trajektorie umfassen. Alternativ oder ergänzend können Daten betreffend das Nutzfahrzeug eine aktuelle Beladung, eine geplante künftige Fahrtroute, einen geplanten Zeitplan zu künftigen Fahrten und/oder Be- und Entladezuständen oder einen Energiespeicherinhalt zum Antrieb des Nutzfahrzeugs umfassen. Weiterhin alternativ oder ergänzend können Daten betreffend das Nutzfahrzeug eine Statusmeldung umfassen, beispielsweise das Einnehmen einer Halte- oder Parkposition oder die Bereitschaft des Nutzfahrzeugs zum Be- oder Entladen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Nutzfahrzeug zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs;
2 eine in ein Führungsfahrzeug eingebaute oder einbaubare Vorrichtung zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs gemäß 1; und
3 ein System zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs umfassend ein Nutzfahrzeug gemäß 1 und ein Führungsfahrzeug mit einer eingebauten Vorrichtung gemäß 2.

1 zeigt ein allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichnetes Nutzfahrzeug zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt und/oder einer Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahrzeugs 100 beim gesteuerten Einparken und/oder beim gesteuerten Rangieren des Nutzfahrzeugs 100 als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs 100. Das Nutzfahrzeug 100 umfasst mindestens einen Sensor 102 und/oder mindestens eine Datenschnittstelle 104 zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahrzeugs 100 und/oder des Führungsfahrzeugs. Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle 104 eine Steueranweisung der Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs 100 vom Führungsfahrzeug in der Umgebung umfassen. Optional kann das Nutzfahrzeug 100 über die Datenschnittstelle 104 Daten betreffend das Nutzfahrzeug 100 an das Führungsfahrzeug senden. Beispielsweise kann das Nutzfahrzeug 100 einen Beladezustand und/oder eine Füllmenge eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs 100 an das Führungsfahrzeug melden.
Das Nutzfahrzeug 100 umfasst ferner eine Steuerungseinheit 108, die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt und/oder Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahrzeugs 100 beim gesteuerten Einparken und/oder beim gesteuerten Rangieren des Nutzfahrzeugs 100 abhängig von den erfassten Daten und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern. Optional umfasst die Steuerungseinheit 108 des Nutzfahrzeugs 100 eine Bestimmungseinheit 106, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs 100 zu bestimmen und die Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs 100 entsprechend zu steuern.
Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Nutzfahrzeugs 100 wird mit Bezugszeichen 120 die Front des Nutzfahrzeugs 100 und mit Bezugszeichen 122 das Heck des Nutzfahrzeugs 100 bezeichnet Bei einem Lastkraftwagen als Nutzfahrzeug 100 kann das Heck 122 Hecktüren und/oder eine Ladebordwand (auch: Hubladebühne) umfassen. Eine Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs 100 als Lastkraftwagen kann eine Annäherung des Hecks 122 des Nutzfahrzeugs 100 an eine Laderampe einer Nutzfläche umfassen.
Alternativ oder ergänzend kann ein Nutzfahrzeug 100 einen Bus umfassen. Eine Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs 100, beispielsweise eines Lastkraftwagens oder eines Busses, kann dazu dienen, eine vorbestimmte Park- oder Halteposition einzunehmen. Beispielsweise kann die vorbestimmte Park- oder Halteposition, beispielsweise auf einem Betriebshof, eine Positionierung zum Befüllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs 100 umfassen.
2 zeigt eine allgemein mit Bezugszeichen 210 bezeichnete Vorrichtung zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt und/oder einer Fahrtrichtungsumkehr eines Nutzfahrzeugs in einer Umgebung eines Führungsfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder beim gesteuerten Rangieren des Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe des Führungsfahrzeugs. Die Vorrichtung 210 kann in dem Führungsfahrzeug eingebaut oder einbaubar sein. Die Vorrichtung 210 umfasst mindestens einen Sensor 212 und/oder mindestens eine Sensörschnittstelle 213 zur Erfassung der Umgebung des Führungsfahrzeugs. Die Umgebung des Führungsfahrzeugs kann das Nutzfahrzeug und/oder das Führungsfahrzeug umfassen. Die mindestens eine Sensorschnittstelle 213 kann dazu ausgebildet sein, Daten betreffend das Nutzfahrzeug von einem externen Sensor, beispielsweise einem stationären Sensor eines stationären Umfelderfassungssystems, zu empfangen. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Sensorschnittstelle 213 dazu ausgebildet sein, Daten betreffend das Nutzfahrzeug an eine externe Sensorschnittstelle, beispielsweise eine Sensorschnittstelle eines stationären Umfelderfassungssystems, zu senden.
Der Vorrichtung 210 umfasst ferner eine Datenschnittstelle 214, die dazu ausgebildet ist, Sensordaten des mindestens einen Sensors 212 und/oder der mindestens einen Sensorschnittstelle 213 an eine Datenschnittstelle des Nutzfahrzeugs, beispielsweise die Datenschnittstelle 104 des Nutzfahrzeugs 100 in 1, zu senden. Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle 214 dazu ausgebildet sein, eine Steueranweisung an die Datenschnittstelle des Nutzfahrzeugs, beispielsweise die Datenschnittstelle 104 des Nutzfahrzeugs 100, zu senden. Die Steueranweisung kann aufgrund der Sensordaten des mindestens einen Sensors 212 und/oder der mindestens einen Sensorschnittstelle 213 bestimmt sein. Optional kann die Vorrichtung 210 über die Datenschnittstelle 214 Daten betreffend das Nutzfahrzeug empfangen. Beispielsweise kann das Nutzfahrzeug Daten der Umgebung mindestens eines Sensors im Nutzfahrzeug und/oder Daten betreffend einen Beladezustand und/oder eine Füllmenge eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs an die Vorrichtung 210 des Führungsfahrzeugs senden.
3 zeigt ein allgemein mit Bezugszeichen 300 bezeichnetes System zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt und/oder einer Fahrtrichtungsumkehr eines Nutzfahrzeugs 100 beim gesteuerten Einparken und/oder beim gesteuerten Rangieren des Nutzfahrzeugs 100. Das System umfasst das Nutzfahrzeug 100 als Folgefahrzeug und ein Führungsfahrzeug 200 mit einer Vorrichtung 210. Mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 für das Nutzfahrzeug 100 und in 2 für die Vorrichtung 210 versehene Komponenten können den mit Bezug auf 1 und 2 beschriebenen Komponenten entsprechen.
Das Nutzfahrzeug 100 und das Führungsfahrzeug 200 können dazu ausgebildet sein, eine an sich bekannte Folgeregelung (auch: Platooning) zur Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs 100 als Folgefahrzeug bei einer Vorwärtsfahrt durchzuführen. Wie beim bekannten Platooning können das Führungsfahrzeug 200 und das Nutzfahrzeug 100 über die jeweiligen Datenschnittstellen 214, 104 kommunizieren.
Das in 3 dargestellte System 300 umfasst ferner eine Nutzfläche 310 mit einem stationären Umfelderfassungssystem 320. Das stationäre Umfelderfassungssystem 320 kann eine Umgebung, die das Nutzfahrzeug 100 und das Führungsfahrzeug 200 umfasst, erfassen. Das stationäre Umfelderfassungssystem 320 kann mindestens einen stationären Sensor 330, beispielsweise einen Radarsensor, einen Lasersensor (LIDAR), einen Ultraschallsensor oder einen bildgebenden Sensor (auch: Kamera) umfassen.
Kartendaten 340 (auch bezeichnet als: „a priori Wissen“) bezüglich der Nutzfläche 310 können von dem stationären Umfelderfassungssystem 320 gespeichert sein. Die gespeicherten Kartendaten 340 können einen Lageplan und/oder einen aktuellen und/oder künftigen Belegungsplan von Be- und/oder Entladestellen für eine Mehrzahl an Nutzfahrzeugen 100 umfassen.
Dieselben Kartendaten oder andere Daten 240 können (beispielsweise in einer Speichereinheit der Vorrichtung 210) im Führungsfahrzeug 200 hinterlegt sein oder über die jeweiligen Sensorschnittstellen 313, 213 vom stationären Umfelderfassungssystem 320 an das Führungsfahrzeug 200 gesendet werden. Ferner können Daten der Umgebung des mindestens einen stationären Sensor 330 von der Sensorschnittstelle 313 des stationären Umfelderfassungssystems 320 an die Sensorschnittstelle 213 im Führungsfahrzeug 200 gesendet werden.
In weiterführenden Ausführungsbeispielen kann die Erhebung von Daten des mindestens einen stationären Sensors 330 des stationären Umfelderfassungssystems 320 und/oder mindestens eines Sensors 212 im Führungsfahrzeug 200 und/oder mindestens eines Sensors 102 im Nutzfahrzeug 100 zur Bestimmung 332, 232, 132 einer aktuellen Position des Nutzfahrzeugs 100 auf der Nutzfläche 310 verwendet werden, wobei die Bestimmung der aktuellen Position bei Bezugszeichen 332durch das stationäre Umfelderfassungssystem, bei Bezugszeichen 232 durch das Führungsfahrzeug 200 und bei Bezugszeichen 132 durch das Nutzfahrzeug 100 selbst erfolgt.
Das Nutzfahrzeug 100 kann über seine mindestens eine Datenschnittstelle 104 mit der mindestens einen Datenschnittstelle 214 des Führungsfahrzeugs 200 Daten austauschen. Das Führungsfahrzeug 200 kann ferner über seine mindestens eine Sensorschnittstelle 213 mit der Sensorschnittstelle 313 des stationären Umfelderfassungssystems 320 Daten austauschen. Das Führungsfahrzeug 200 kann ferner als Weiterleitung oder „Adapter“ eines Datenaustauschs zwischen dem stationären Umfelderfassungssystem 320 und dem Nutzfahrzeug 100 fungieren.
Beispielsweise kann die aktuelle Position (auch: Lokalisierung) des Nutzfahrzeugs 100 auf einer Nutzfläche 310 durch mindestens einen stationären Sensor 330 ermittelt und über die Sensorschnittstellen 313, 213 an das Führungsfahrzeug 200 und von dort aus über die Datenschnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100 übermittelt werden. Bei der Übermittlung an das Nutzfahrzeug 100 können Daten aus der Bestimmung 332 der aktuellen Position des Nutzfahrzeugs durch das stationäre Umfelderfassungssystem 320 und aus der Bestimmung 232 durch das Führungsfahrzeug 200 kombiniert werden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel kann das Nutzfahrzeug 100 aufgrund der übermittelten Bestimmung 332, 232 der aktuellen Position, optional kombiniert mit einer eigenen Bestimmung 132 der aktuellen Position und/oder eigenen Kartendaten 140, durch die Bestimmungseinheit 106 eine Soll-Trajektorie bestimmen und in der Steuerungseinheit 108 Vorgaben für Steuergrößen regeln 109.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst das Führungsfahrzeug 200 eine Bestimmungseinheit 216, welche eine Soll-Trajektorie oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs 100 bestimmt und diese über die jeweiligen Datenschnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100 sendet.
In einem dritten Ausführungsbeispiel umfasst das stationäre Umfelderfassungssystem 320 eine Bestimmungseinheit 316, die eine Soll-Trajektorie oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs 100 bestimmt und diese über die jeweiligen Sensorschnittstellen 313, 213 an das Führungsfahrzeug 200 sendet. Das Führungsfahrzeug bestimmt wahlweise bei Bezugszeichen 219 mindestens eine Steuergröße und sendet diese Steuergröße über die jeweiligen Datenschnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100, oder es leitet die vom stationären Umfelderfassungssystem 320 generierten Daten bezüglich einer Soll-Trajektorie oder künftigen Soll-Position unverändert an das Nutzfahrzeug 100 weiter.
In einem vierten Ausführungsbeispiel bestimmt das stationäre Umfelderfassungssystem bei Bezugszeichen 319 Steuergrößen, beispielsweise eine Lenkwinkel- und/oder Beschleunigungsvorgabe, für das Nutzfahrzeug 100 und übermittelt die zugehörigen Daten über die Sensorschnittstellen 313, 213 an das Führungsfahrzeug und von dort über die Datenschnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100.
In jedem Ausführungsbeispiel kann das Nutzfahrzeug 100 die von dem stationären Umfelderfassungssystem 320 und/oder dem Führungsfahrzeug 200 zur Verfügung gestellten und über das Führungsfahrzeug 200 übermittelten Daten zur Durchführung von Manövern nutzen.
Das System ist beispielsweise hilfreich bei der Einfahrt eines platooningfähigen Warenlieferfahrzeugs als Nutzfahrzeug 100 in ein mit mindestens einem stationären Sensor 330 ausgestattetes Warendepot mit einer Nutzfläche 310. Auf der Nutzfläche 310 kann ein vom Warendepot betriebenes Führungsfahrzeug 200 vorübergehend ein Platoon mit dem Warenlieferfahrzeug (als Nutzfahrzeug) eingehen, das damit zum Folgefahrzeug 100 wird. Das Folgefahrzeug 100 kann nun dem Führungsfahrzeug 200 in die Nähe der Parkposition (auch: Zielhaltestelle) folgen. Dort angekommen wird der Platoon-Modus beendet, und das Führungsfahrzeug 200 versorgt das Folgefahrzeug 100 mindestens mit Daten des mindestens einen stationären Sensors 330 des Warenlagers, oder das Führungsfahrzeug 200 übernimmt sogar vollständig die Kontrolle des Folgefahrzeugs 100, um dieses in die Zielhaltestelle zu manövrieren.
Die Steuerung des Nutzfahrzeugs 100 kann mit Hilfe der Umgebungssensorik 102, 212, 330 auf verschiedene Arten vom Führungsfahrzeug 200 aus erfolgen. In einem ersten Ausführungsbeispiel sendet das Führungsfahrzeug 200 Steueranweisungen (auch: Steuervorgaben) zur Quer- und Längsführung an das Nutzfahrzeug 100 (z. B. Lenkradwinkel, Lenkwinkel, Geschwindigkeit, Beschleunigung). Die Generierung der Steueranweisungen kann auch durch Betätigung von Lenkrad und Pedalen im Führungsfahrzeug 200 durch einen Fahrer erfolgen.
Das Führungsfahrzeug 200 setzt die Steueranweisungen aber nicht selbst um, sondern verbleibt im Stillstand.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel leitet das Führungsfahrzeug 200 Sensordaten der Umgebung weiter an das Nutzfahrzeug und lässt das Nutzfahrzeug 100 die Sensordaten verarbeiten. Über Stopp- oder Abbruch-Signale kann das Führungsfahrzeug 200 in kritischen Situationen eingreifen.
In einem dritten Ausführungsbeispiel fährt das Führungsfahrzeug 200 vorwärts und rückwärts, wobei das Nutzfahrzeug 100 den Abstand zum Führungsfahrzeug 200, wie bei einem Anhänger („virtuelle Deichsel“), konstant hält. Das Führungsfahrzeug 200 kann mittels Umfeldsensorik 212, 330 der Umgebung den sicheren Betrieb insbesondere beim Rückwärtsfahren sicherstellen und/oder zielgenau das Nutzfahrzeug 100 manövrieren.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
Bezugszeichenliste

100: Nutzfahrzeug
102: Sensor im Nutzfahrzeug
104: Datenschnittstelle im Nutzfahrzeug
106: Bestimmungseinheit im Nutzfahrzeug
108: Steuerungseinheit im Nutzfahrzeug
109: Regelungseinheit der Steuereinheit im Nutzfahrzeug
120: Front des Nutzfahrzeugs
122: Heck des Nutzfahrzeugs
132: Position des Nutzfahrzeugs bestimmt durch Nutzfahrzeug
140: Gespeicherte Daten im Nutzfahrzeug
200: Führungsfahrzeug
210: Vorrichtung
212: Sensor im Führungsfahrzeug
213: Sensorschnittstelle im Führungsfahrzeug
214: Datenschnittstelle im Führungsfahrzeug
216: Bestimmungseinheit im Führungsfahrzeug
219: Regelungseinheit der Steuereinheit im Führungsfahrzeug
232: Position des Nutzfahrzeugs bestimmt durch Führungsfahrzeug
240: Gespeicherte Daten im Führungsfahrzeug
300: System
310: Nutzfläche
313: Sensorschnittstelle des stationären Umfelderfassungssystems
316: Bestimmungseinheit des stationären Umfelderfassungssystems
319: Regelungseinheit der Steuereinheit des stationären Umfelderfassungssystems
320: Stationäres Umfelderfassungssystem
330: Stationärer Sensor
332: Position des Nutzfahrzeugs bestimmt durch stationäres Umfelderfassungssystem
340: Gespeicherte Daten des stationären Umfelderfassungssystems

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010012402 B4 [0002]

Claims

Nutzfahrzeug (100) zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs (200) in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs (100), umfassend: - mindestens einen Sensor (102) und/oder mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahrzeugs (100), wobei die erfasste Umgebung das Nutzfahrzeug (100) und/oder das Führungsfahrzeug (200) umfasst, und/oder mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung einer Steueranweisung der Quer- und Längsführung vom Führungsfahrzeug (200) in der Umgebung des Nutzfahrzeugs (100); und - eine Steuerungseinheit (108), die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) abhängig von den erfassten Daten der Umgebung und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern.
Nutzfahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (108) eine Bestimmungseinheit (106) umfasst, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs (100) aufgrund der erfassten Umgebung und/oder Steueranweisung zu bestimmen, und wobei die Steuerungseinheit (108) ferner dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) abhängig von der bestimmten Soll-Trajektorie und/oder künftigen Soll-Position zu steuern.
Nutzfahrzeug (100) nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinheit (106) die Soll-Trajektorie und/oder die künftige Soll-Position ferner aufgrund mindestens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutzfahrzeug (100) und dem Führungsfahrzeug (200) bestimmt.
Nutzfahrzeug (100) nach Anspruch 3, wobei der Sensor (102) und/oder die Datenschnittstelle (104) mindestens zwei simultane Abstände zwischen einer Front des Nutzfahrzeugs (100) und dem Führungsfahrzeug (200), vorzugsweise einem Heck des Führungsfahrzeugs (200), erfasst, und wobei der mindestens eine vorbestimmte Abstand mindestens zwei simultane Abstände umfasst, und wobei die Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs (100) aufgrund eines Vergleichs der mindestens zwei erfassten simultanen Abstände und der mindestens zwei vorbestimmten simultanen Abstände eine Kurve der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) bestimmt.
Nutzfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die über die mindestens eine Datenschnittstelle (104) empfangenen Daten der Umgebung Daten zur aktuellen Position (232; 332) des Nutzfahrzeugs (100) und zu einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs (100) umfasst.
Nutzfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die über die mindestens eine Datenschnittstelle (104) empfangene Steueranweisung eine Vorgabe mindestens einer Steuergröße der Quer- und Längsführung durch das Führungsfahrzeug (200) umfasst, wobei die mindestens eine Steuergröße einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfasst.
Nutzfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Nutzfahrzeug (100) von dem Führungsfahrzeug (200) - Daten der Umgebung; und/oder - eine Steueranweisung in Reaktion auf die Erfüllung eines Kriteriums über die Datenschnittstelle (104) empfängt.
Vorrichtung (210) zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs (100) in einer Umgebung eines Führungsfahrzeugs (200) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) als Folgefahrzeug nach Maßgabe des Führungsfahrzeugs (200), wobei die Vorrichtung (210) in dem Führungsfahrzeug (200) eingebaut oder einbaubar ist, umfassend: - mindestens einen Sensor (212) und/oder mindestens eine Sensorschnittstelle (213) zur Erfassung der Umgebung des Führungsfahrzeugs (200), wobei die erfasste Umgebung das Nutzfahrzeug (100) und/oder das Führungsfahrzeug (200) umfasst; und - eine Datenschnittstelle (214), die dazu ausgebildet ist, Sensordaten des mindestens einen Sensors (212) und/oder der mindestens einen Sensorschnittstelle (213) und/oder eine aufgrund der Sensordaten bestimmte Steueranweisung an eine Datenschnittstelle (104) des Nutzfahrzeugs (100) zu senden.
Vorrichtung (210) nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Bestimmungseinheit (216), die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs (100) aufgrund der erfassten Umgebung zu bestimmen.
Vorrichtung (210) nach Anspruch 9, wobei die Bestimmungseinheit (216) die Soll-Trajektorie und/oder die künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs (100) ferner aufgrund mindestens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutzfahrzeug (100) und dem Führungsfahrzeug (200) bestimmt.
Vorrichtung (210) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Bestimmungseinheit (216) mindestens eine Steuergröße der Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs (100) bestimmt, wobei die mindestens eine Steuergröße einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfasst.
Vorrichtung (210) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die über die Datenschnittstelle (214) gesendeten Daten der erfassten Umgebung Daten zur aktuellen Position (232; 332) des Nutzfahrzeugs (100) und zu einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs (100) umfasst.
System (300) zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100), umfassend: - ein Nutzfahrzeug (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7; und - ein Führungsfahrzeug (200) mit einer Vorrichtung (210) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12.
System (300) nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Nutzfläche (310), wobei die Nutzfläche (310) mindestens eine Parkmöglichkeit zum gesteuerten Einparken des Nutzfahrzeugs (100), vorzugsweise an einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs (100), umfasst.
System (300) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Nutzfläche (310) ein stationäres Umfelderfassungssystem (320) umfasst mit - mindestens einem Sensor (330) zum Erfassen der Nutzfläche (310); und/oder - gespeicherten Kartendaten (340) bezüglich der Nutzfläche (310); und - einer Sensorschnittstelle (313), die dazu ausgebildet ist, von dem mindestens einen Sensor (330) erfasste Daten und/oder die gespeicherte Kartendaten (340) bezüglich der Nutzfläche (310) an die Sensorschnittstelle (213) des Führungsfahrzeugs (200) zu senden.