DE102020200894A1

DE102020200894A1 - Codierung von Informationen in Fahrbahnmarkierungen

Info

Publication number: DE102020200894A1
Application number: DE102020200894.9A
Authority: DE
Inventors: Zhihu Chen
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2021-07-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Auswerteinheit, die ausgebildet ist, anhand eines Sensorsignals mindestens eine auf einem Untergrund erlaufende Linie (107) zu erkennen und einen in der Linie (107) enthaltenen Code zu entziffern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auswerteinheit nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme autonom fahrenden Fahrzeugen bekannt, die in der Lage sind, Fahrbahnmarkierungen zu erkennen.
Im Fertigungsumfeld werden Markierungen des Untergrunds eingesetzt, um Flurförderzeugen die Orientierung zu ermöglichen. Beispielsweise werden die Routen von Flurförderzeugen mittels durchgehender Linien markiert. Die Flurförderzeuge sind ausgebildet, die Linien durch Bilderkennung zu erfassen und ihnen zu folgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die sensorbasierte Übermittlung von Informationen zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Auswerteinheit nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
Die Auswerteinheit ist ausgebildet, ein Signal eines Sensors als Eingabe zu erhalten. Dazu muss die Auswerteinheit signalleitend mit dem Sensor verbunden sein.
Die Auswerteinheit ist ausgebildet, anhand des Sensorsignals mindestens eine auf einem Untergrund verlaufende Linie zu erkennen. Entsprechende Algorithmen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist es möglich, neuronale Netze so zu trainieren, dass sie Linien in einem Sensorsignal erkennen.
Bei dem Sensor handelt es sich um einen Umfeldsensor. Ein Umfeldsensor ist ein Sensor, der ausgebildet ist, Objekte, die sich in seinem Umfeld befinden, zu erfassen. Als Umfeldsensoren werden etwa Radar-, Laser- und/oder Lidarsensoren verwendet. Vorliegend kommt bevorzugt eine optische Kamera als Sensor zum Einsatz. Der Sensor ist also so ausgerichtet, dass mindestens ein Teil des Untergrunds im Erfassungsbereich des Sensors liegt.
Der Untergrund ist bevorzugt von einem Fahrzeug befahrbar, welches die Auswerteinheit enthält. In dem Fall handelt es sich bei dem Untergrund um eine Fahrbahn. Vorzugsweise verläuft der Untergrund eben.
Eine Linie ist eine längliche Markierung. Die Linie verläuft entlang einer Kurve. Jeder zwischen einem Anfangs- und einem Endpunkt liegende Punkt dieser Verlaufskurve bildet einen Flächenschwerpunkt eines Teils der Linie. Die Linie verläuft weiterhin zwischen zwei parallel zueinander ausgerichteten Begrenzungskurven. Vorzugsweise verläuft die Verlaufskurve parallel zu den Begrenzungskurven. Insbesondere kann die Verlaufskurve mittig zwischen den Begrenzungskurven orientiert sein. Vorliegend handelt es sich bei der Linie um eine Markierung des Untergrunds.
Die Erfindung sieht vor, dass die Linie einen Code enthält. Dies bedeutet, dass die Linie Zeichen einer Urbildmenge enthält. Die Zeichen sind derart ausgestaltet, dass sie anhand des Sensorsignals erkennbar sind Insbesondere sind die Zeichen anhand des Sensorsignals voneinander unterscheidbar.
Die Auswerteinheit ist ausgebildet, den in der Linie enthaltenen Code zu entziffern. Der Code wird entziffert, indem den in der Linie enthaltenen Zeichen der Urbildmenge jeweils ein Zeichen einer Bildmenge zugeordnet wird. Über den Code lassen sich Informationen übermitteln. Beispielsweise können Positionsinformationen in der Linie codiert sein. Vorzugsweise handelt es sich um eine Position relativ zu einem Referenzpunkt, etwa zu einem Anfang der Linie.
Vorzugsweise enthält die Bildmenge ausschließlich 0 und 1. In dem Fall handelt es sich bei der Bildmenge um die Menge {0,1}.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bestehende Systeme zur Erkennung von Linien auf einfache Weise um eine Zusatzfunktionalität zur Informationsübermittlung erweiterbar sind.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden die in der Linie enthaltenen Zeichen der Urbildmenge durch Segmente gebildet. Die Linie besteht also mindestens teilweise aus Segmenten. Dies sind eindeutig voneinander abgrenzbare Teilstücke der Linie.
Vorzugsweise sind die Teilstücke anhand des Sensorsignals voneinander abgrenzbar. Dies bedeutet, dass die Grenze zwischen jeweils zwei aneinander angrenzenden Segmenten anhand des Sensorsignals identifizierbar ist. Die Grenze ist also in dem Sensorsignal enthalten.
Alternativ können die Segmente so aufgebaut sein, dass die Grenzen zwischen den Segmenten einen vordefinierten Verlauf haben. Dann ist der Verlauf der Grenzen vorbekannt und muss nicht anhand des Sensorsignals ermittelt werden.
Weiterbildungsgemäß ist die Auswerteinheit ausgebildet, die Segmente der Linie zu erkennen - anhand des Sensorsignals oder eines vordefinierten Verlaufs der Segmentgrenzen - und jedem Segment ein Zeichen zuzuordnen. Bei dem Zeichen handelt es sich um ein Zeichen der Bildmenge.
Bevorzugt ist die Auswerteinheit weitergebildet, gleichartigen Segmenten der Linie ein gleiches Zeichen der Bildmenge zuzuordnen. Verschiedenartigen Segmenten ordnet die Auswerteinheit weiterbildungsgemäß verschiedene Zeichen der Bildmenge zu.
Gleichartige Segmente sind Segmente, die sich hinsichtlich mindestens eines Unterscheidungskriteriums gleichen. Unterscheiden sie sich hinsichtlich dieses mindestens einen Unterscheidungskriteriums, handelt es sich um verschiedenartige Segmente.
Als Unterscheidungskriterien eignen sich etwa die Form, die Farbe, die Helligkeit, der Ort und/oder die Lage eines Segments. Beispielsweise kann die Linie aus Strichen bestehen, die entlang des Verlaufs der Linie beabstandet voneinander angeordnet sind und unterschiedliche Längen aufweisen. Die Länge der einzelnen Striche bildet ein Unterscheidungskriterium. Ebenso kann der Abstand zwischen zwei hintereinander folgenden Strichen ein Unterscheidungskriterium darstellen. Auch ist es möglich, dass die Linie QR-Codes enthält, die jeweils verschiedene Segmente in sich vereinen.
Die Auswerteinheit eignet sich bevorzugt zur Verwendung in einem Fahrzeug. Dieses enthält neben der Auswerteinheit den obengenannten Sensor. Der Sensor erfasst mindestens einen Teil der Fahrbahn, d.h. des Untergrunds, auf dem das Fahrzeug fährt. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, etwa einen PKW oder LKW, oder um ein Flurförderzeug handeln.
Der Sensor ist signalleitend mit der Auswerteinheit verbunden. Sind in der Linie Positionsangaben codiert, kann die Auswerteinheit diese zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs verwenden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Auswerteinheit ausgebildet, das Fahrzeug derart zu steuern, dass es der Linie folgt. Das Fahrzeug wird also weiterbildungsgemäß von der Auswerteinheit gesteuert. Dabei orientiert sich die Auswerteinheit an der Linie. Die Weiterbildung hat den Vorteil, dass sich, wie oben beschrieben, Synergieeffekte ergeben.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

1 ein Terminal mit Laderampen.

Das in 1 dargestellte Terminal 101 weist insgesamt 18, von 1 bis 18 durchnummerierte Laderampen 103 auf. Dargestellt ist weiterhin ein LKW 105, der die Laderampe 103 mit der Nummer 7 anfahren soll, um dort Ware umzuschlagen.
Auf einem befahrbaren Platz 106 vor dem Terminal 101 ist eine gestrichelte Linie 107 aufgebracht. Die Linie 107 verläuft parallel zu den Laderampen 103, d.h. hat zu jeder Laderampe 103 denselben Abstand. Sie dient autonom fahrenden LKWs zur Orientierung.
Der Lkw 105 weist einen Umfeldsensor auf. Dieser ist in Fahrtrichtung des LKW nach vorne ausgerichtet. Im Erfassungsbereich 109 des Sensors befindet sich ein Anfangsstück der Linie 107.
Die Linie 107 besteht aus einzelnen Strichen 111a,111b. Diese sind unterschiedlich lang. Es gibt lange Striche 111a und kurze Striche 111b. Dadurch lassen sich in der Linie 107 Informationen codieren. So lässt sich ein Abstand des jeweiligen Teilstücks der Linie 107 von einem Bezugspunkt, beispielsweise dem Anfang der Linie 107, codieren.
Die Striche 111a,111b stellen eine Urbildmenge dar. Als Unterscheidungskriterium dient die Länge der Striche. Die Urbildmenge wird auf eine Bildmenge {0,1} abgebildet. Fährt der LKW 105 die Linie 107 ab, ergibt sich aus der Folge der Striche 111a, 111b durch die Abbildung eine Folge von Zeichen der Bildmenge. In dieser Folge sind die obengenannten Informationen enthalten. Ein entsprechender Erkennungs- und Abbildungsmechanismus ist in einem Steuergerät des LKW 105 implementiert.
Um die Laderampe 103 mit der Nummer 7 zu erreichen, muss der Lkw 105 zunächst der Linie 107 folgen und in einem Wendepunkt 113 halten, um dann rückwärts die Laderampe 103 anzufahren. Der Umkehrpunkt 113 lässt sich anhand der in der Linie 107 codierten Abstandsinformationen identifizieren.
Bezugszeichenliste

101: Terminal
103: Laderampe
105: LKW
106: Platz
107: Linie
109: Erfassungsbereich
111a: langer Strich
111b: kurzer Strich
113: Wendepunkt

Claims

Auswerteinheit, die ausgebildet ist, anhand eines Sensorsignals mindestens eine auf einem Untergrund erlaufende Linie (107) zu erkennen; dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit ausgebildet ist, einen in der Linie (107) enthaltenen Code zu entziffern.
Auswerteinheit nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit ausgebildet ist, Segmente (111a,111b) der Linie (107) zu erkennen und jedem Segment (111a,111b) ein Zeichen zuzuordnen.
Auswerteinheit nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit ausgebildet ist, gleichartigen Segmenten (111a, 111b) ein gleiches Zeichen und verschiedenartigen Segmenten (111a,111b) verschiedene Zeichen zuzuordnen.
Fahrzeug (105) mit mindestens einem Sensor, der mindestens einen Teil der Fahrbahn erfasst; gekennzeichnet durch eine Auswerteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche; wobei der Sensor signalleitend mit der Auswerteinheit verbunden ist.
Fahrzeug (105) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit ausgebildet ist, das Fahrzeug (105) derart zu steuern, dass es der Linie (107) folgt.