DE102020201391A1 - Electronic drawbar with ground penetrating radar - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine elektronische Deichsel zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug (101) und einem nachfolgenden Fahrzeug (103); mit den Schritten Anfertigen eines ersten Bodenradarbilds durch das vorausfahrende Fahrzeug (101); Anfertigen eines zweiten Bodenradarbilds durch das nachfolgende Fahrzeug (103); und Abbilden der Bodenradarbilder mindestens teilweise aufeinander, sodass ein größtmöglicher Grad der Übereinstimmung zwischen einem Bild und einem Urbild erzielt wird.The invention relates to a method for an electronic drawbar between a preceding vehicle (101) and a following vehicle (103); with the steps of producing a first ground penetrating radar image of the vehicle traveling ahead (101); Production of a second ground penetrating radar image by the following vehicle (103); and mapping the ground penetrating radar images at least partially to one another, so that the greatest possible degree of correspondence between an image and an original image is achieved.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Steuergerät nach Anspruch 6, ein Computerprogramm nach Anspruch 7 und ein Fahrzeug nach Anspruch 8.The invention relates to a method according to claim 1, a control device according to claim 6, a computer program according to claim 7 and a vehicle according to claim 8.

Die Druckschrift „Localizing Road Penetrating Radar: A Step Towards Robust Autonomous Ground Vehicle Localization‟ (M. Cornick, J. Koechling, B. Stanley, B. Zhang; Journal of Field Robotics 33 (1), 82-102, 2016) beschreibt die Lokalisierung eines Fahrzeugs mittels Bodenradar. Die Lokalisierung erfolgt auf Basis einer vorgefertigten Karte, in der einem Radargramm Ortskoordinaten zugeordnet sind. Die Lokalisierung des Fahrzeugs erfolgt durch einen Abgleich von Radargrammen, die das Fahrzeug aufgenommen hat, mit der Karte.The pamphlet "Localizing Road Penetrating Radar: A Step Towards Robust Autonomous Ground Vehicle Localization" (M. Cornick, J. Koechling, B. Stanley, B. Zhang; Journal of Field Robotics 33 (1), 82-102, 2016) describes the localization of a vehicle using ground penetrating radar. The localization takes place on the basis of a prefabricated map in which a radar gram is assigned location coordinates. The vehicle is localized by comparing radar programs recorded by the vehicle with the map.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin eine sogenannte elektronische Deichsel bekannt. Mittels einer elektronischen Deichsel werden hintereinanderfahrende Fahrzeuge derart gekoppelt, dass ein nachfolgendes Fahrzeug jeweils einem vorausfahrenden Fahrzeug unter Beibehaltung eines bestimmten Abstands folgt. Das nachfolgende Fahrzeug orientiert sich dabei sowohl an dem vorausfahrenden Fahrzeug als auch an Markierungen der Straße. Die elektronische Deichsel versagt, wenn keine Markierungen der Fahrspur vorhanden sind, oder wenn die vorhandenen Markierungen etwa bei nassen Straßenverhältnissen schwer erkennbar sind. Auch kann es passieren, dass ein anderes Fahrzeug zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem mittels der elektronischen Deichsel verbundenen nachfolgenden Fahrzeug einschert. Dies hat zur Folge, dass das nachfolgende Fahrzeug den Kontakt zum vorausfahrenden Fahrzeug verliert.A so-called electronic drawbar is also known from the prior art. Vehicles traveling one behind the other are coupled by means of an electronic tiller in such a way that a following vehicle follows a vehicle in front while maintaining a certain distance. The following vehicle is based both on the vehicle in front and on the markings on the road. The electronic drawbar fails if there are no markings in the lane or if the existing markings are difficult to see in wet road conditions, for example. It can also happen that another vehicle cuts in between the vehicle in front and the vehicle behind which is connected by means of the electronic tiller. As a result, the following vehicle loses contact with the vehicle in front.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektronische Deichsel verfügbar zu machen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Steuergerät nach Anspruch 6, ein Computerprogramm nach Anspruch 7 und ein Fahrzeug nach Anspruch 8. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung sowie den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.The invention is based on the object of making an improved electronic drawbar available. This object is achieved by a method according to claim 1, a control device according to claim 6, a computer program according to claim 7 and a vehicle according to claim 8. Preferred developments are contained in the subclaims and result from the following description and the exemplary embodiments shown in the figures.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, ein nachfolgendes Fahrzeug mittels einer elektronischen Deichsel an ein vorausfahrendes Fahrzeug zu koppeln. Bei den Fahrzeugen handelt es sich bevorzugt um Kraftfahrzeuge. Insbesondere kann es sich um PKW oder LKW handeln.The method according to the invention is used to couple a following vehicle to a vehicle traveling ahead by means of an electronic drawbar. The vehicles are preferably motor vehicles. In particular, it can be a car or truck.

Eine elektronische Deichsel ist ein System, um zwei hintereinanderfahrende Fahrzeuge berührungslos aneinander zu koppeln. Ein nachfolgendes Fahrzeug wird mittels einer elektronischen Deichsel derart an ein vorausfahrendes Fahrzeug gekoppelt, dass ein Abstand zwischen beiden Fahrzeugen gleichbleibend ist oder möglichst konstant gehalten wird, sodass eine vorgegebene Abweichung von einem Sollwert des Abstands nicht überschritten wird.An electronic drawbar is a system to couple two vehicles driving one behind the other without contact. A following vehicle is coupled to a vehicle driving ahead by means of an electronic tiller in such a way that a distance between the two vehicles is constant or kept as constant as possible so that a specified deviation from a setpoint value of the distance is not exceeded.

Da die Kopplung mittels der elektronischen Deichsel berührungslos erfolgt, muss das nachfolgende Fahrzeug mit einem eigenen Antrieb und einer eigenen Lenkung ausgestattet sein. Die elektronische Deichsel steuert den Antrieb derart, dass der vorgegebene Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug wird. Auch die Lenkung des nachfolgenden Fahrzeugs wird durch die elektronische Deichsel gesteuert.Since the coupling is contactless by means of the electronic tiller, the following vehicle must be equipped with its own drive and steering. The electronic tiller controls the drive in such a way that the specified distance to the vehicle in front is maintained. The steering of the vehicle behind is also controlled by the electronic tiller.

Die Steuerung der Lenkung erfolgt vorliegend derart, dass das nachfolgende Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfährt. Die Steuerung des nachfolgenden Fahrzeugs erfolgt also derart, dass eine Bewegungstrajektorie des nachfolgenden Fahrzeugs an eine Bewegungstrajektorie des vorausfahrenden Fahrzeugs angeglichen wird. Insbesondere kann die Steuerung derart erfolgen, dass beide Bewegungstrajektorien übereinstimmen.In the present case, the steering is controlled in such a way that the following vehicle follows the vehicle in front. The following vehicle is therefore controlled in such a way that a movement trajectory of the following vehicle is matched to a movement trajectory of the vehicle driving ahead. In particular, the control can take place in such a way that the two movement trajectories coincide.

Die Erfindung sieht vor, dass die beiden Fahrzeuge jeweils mit einem Bodenradar ausgestattet sind. Ein Bodenradar (Ground Penetrating Radar), auch Georadar genannt, ist eine Anordnung mit einem Sender und einem Empfänger. Der Sender ist ausgebildet, Radarsignale in den Boden einzuleiten. Reflexionen dieser Signale werden von dem Empfänger erfasst. Die von dem Empfänger erfassten Reflexionen werden im Folgenden Messungen genannt.The invention provides that the two vehicles are each equipped with a ground penetrating radar. Ground penetrating radar, also known as ground penetrating radar, is an arrangement with a transmitter and a receiver. The transmitter is designed to introduce radar signals into the ground. Reflections of these signals are detected by the receiver. The reflections recorded by the receiver are referred to below as measurements.

Die Fahrzeuge sind vorliegend jeweils mit einem solchen Sender und einem solchen Empfänger ausgerüstet. Der Sender ist ausgebildet, einen von dem jeweiligen Fahrzeug befahrenen Untergrund mit den Radarwellen zu beaufschlagen. Insbesondere kann es sich bei dem Untergrund um eine Straße handeln, die von dem Fahrzeug befahren wird.In the present case, the vehicles are each equipped with such a transmitter and such a receiver. The transmitter is designed to apply the radar waves to a surface on which the respective vehicle is traveling. In particular, the ground can be a road on which the vehicle is traveling.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein erstes Bodenradarbild durch das vorausfahrende Fahrzeug und ein zweites Bodenradarbild durch das nachfolgende Fahrzeug angefertigt wird. Die Anfertigung der Bodenradarbilder erfolgt mittels des Bodenradars, mit dem die Fahrzeuge jeweils ausgerüstet sind.According to the method according to the invention, a first ground radar image is produced by the vehicle traveling in front and a second ground radar image is produced by the vehicle behind. The ground penetrating radar images are produced using the ground penetrating radar with which the vehicles are each equipped.

Ein Bodenradarbild, auch Radargramm genannt, ist Bild des Untergrunds, das auf Messungen von Reflexion der Radarsignale Empfängers basiert. In einem Bodenradarbild sind eine oder mehrere Messungen zusammengefasst. Jeder Messung ist dabei eine Ortsangabe, vorzugsweise in Form von Koordinaten, zugeordnet. Die Ortsangabe gibt den Ort, an dem die Messung aufgenommen wurde, in einem Bezugssystem an. Vorliegend handelt es sich um ein lokales, d.h. relativ zu dem jeweiligen Fahrzeug fixes bzw. unbewegliches Bezugssystem.A ground penetrating radar image, also known as a radar gram, is an image of the subsurface that is based on measurements of reflection from the receiver's radar signals. One or more measurements are combined in a ground penetrating radar image. Each measurement is assigned a location, preferably in the form of coordinates. The location gives the Place where the measurement was recorded in a reference system. In the present case, it is a local reference system, ie a reference system that is fixed or immovable relative to the respective vehicle.

In dem ersten Radarbild werden den Messungen die entsprechenden Orte bezüglich eines lokalen Bezugssystems des vorausfahrenden Fahrzeugs zugeordnet. Entsprechend werden in dem zweiten Radarbild den Messungen die jeweiligen Orte bezüglich eines lokalen Bezugssystems des nachfolgenden Fahrzeugs zugeordnet.In the first radar image, the measurements are assigned the corresponding locations with respect to a local reference system of the vehicle traveling ahead. Correspondingly, in the second radar image, the measurements are assigned the respective locations with respect to a local reference system of the following vehicle.

Als Radarbilder werden vorzugsweise sogenannte C-Scans verwendet. Diese zeichnen sich durch zweidimensionale Ortsangaben aus, denen jeweils eine Messung zugeordnet wird. Die Orte bilden vorzugsweise eine bezüglich des Untergrunds parallele, das heißt horizontal verlaufende Ebene.So-called C-scans are preferably used as radar images. These are characterized by two-dimensional location information, each of which is assigned a measurement. The locations preferably form a plane that is parallel to the subsurface, that is to say horizontally.

Um die Position des nachfolgenden Fahrzeugs relativ zu dem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmen zu können, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass das erste Bodenradarbild und das zweiten Bodenradarbild miteinander verglichen werden. Durch den Vergleich werden korrespondierende Bereiche des ersten Bodenradarbilds und des zweiten Bodenradarbilds identifiziert.In order to be able to determine the position of the following vehicle relative to the vehicle traveling in front, the method according to the invention provides that the first ground radar image and the second ground radar image are compared with one another. Corresponding areas of the first ground penetrating radar image and the second ground penetrating radar image are identified by the comparison.

In den korrespondierenden Bereichen zeigen die Messungen größtmögliche Übereinstimmung. Die Identifizierung der korrespondierenden Bereiche gestaltet sich derart, dass das erste Bodenradarbild und das zweite Bodenradarbild so übereinandergelegt bzw. aufeinander abgebildet werden, dass eine größtmögliche Übereinstimmung der Messungen in den beiden Bildern erzielt wird. Die Bereiche, in denen die Messungen übereinstimmen, sind die korrespondierende Bereiche.In the corresponding areas, the measurements show the greatest possible agreement. The identification of the corresponding areas is designed in such a way that the first ground penetrating radar image and the second ground penetrating radar image are superimposed or mapped onto one another in such a way that the measurements in the two images match as closely as possible. The areas in which the measurements agree are the corresponding areas.

Die Umrisse der korrespondierenden Bereiche des ersten Bodenradarbilds und des zweiten Bodenradarbilds entsprechen einander. Dies bedeutet, dass die Umrisse entweder identisch sind oder im Hinblick auf die Abbildungseigenschaften der Radargeräte einander entsprechen. Identisch sind die Bereiche, wenn in beiden Fahrzeugen ein Bodenradar mit gleichen Abbildungseigenschaften verbaut ist. Sind die Abbildungseigenschaften unterschiedlich, wird dies bei der Abbildung der Bodenradarbilder aufeinander berücksichtigt.The outlines of the corresponding areas of the first ground penetrating radar image and the second ground penetrating radar image correspond to one another. This means that the outlines are either identical or correspond to one another with regard to the imaging properties of the radar devices. The areas are identical if a ground penetrating radar with the same imaging properties is installed in both vehicles. If the imaging properties are different, this is taken into account when the ground penetrating radar images are mapped onto one another.

Unbeschadet der Abbildungseigenschaften werden die Bodenradarbilder mindestens teilweise derart aufeinander abgebildet, dass ein größtmöglicher Grad der Übereinstimmung zwischen einem Bild und einem Abbild einer entsprechenden Funktion erzielt wird. Abgebildet aufeinander werden im Einzelnen die Ortsangaben bzw. Ortskoordinaten der beiden Bodenradarbilder. Es wird mindestens ein Teil des ersten Bodenradarbilds bzw. von dessen Ortskoordinaten auf mindestens einen Teil des zweiten Bodenradarbilds bzw. dessen Ortskoordinaten abgebildet, oder mindestens ein Teil des zweiten Bodenradarbilds bzw. dessen Ortskoordinaten wird auf mindestens einen Teil des ersten Bodenradarbilds bzw. dessen Ortsangaben abgebildet.Irrespective of the imaging properties, the ground penetrating radar images are at least partially mapped onto one another in such a way that the greatest possible degree of correspondence between an image and an image of a corresponding function is achieved. The location information or location coordinates of the two ground penetrating radar images are mapped onto one another in detail. At least part of the first ground penetrating radar image or its location coordinates is mapped onto at least part of the second ground penetrating radar image or its location coordinates, or at least part of the second ground penetrating radar image or its location coordinates is mapped onto at least part of the first ground penetrating radar image or its location information .

Die Bodenradarbilder können direkt, das heißt in nicht weiter bearbeiteter Rohform, oder in weiterbearbeiteter Form aufeinander abgebildet werden. Eine Weiterbearbeitung der Bodenradarbilder ist als Teil der Abbildung anzusehen. So kann beispielsweise eine Weiterbearbeitung erfolgen, indem Objekte in den Bodenradarbildern erkannt und gekennzeichnet werden. Entsprechende Algorithmen kann der Fachmann dem Stand der Technik entnehmen. Beispielsweise ist es möglich, mittels entsprechend trainierter neuronaler Netze Objekte in den Bodenradarbildern zu erkennen und zu markieren.The ground penetrating radar images can be mapped onto one another directly, that is to say in a raw form that has not been processed further, or in a further processed form. Further processing of the ground penetrating radar images is to be regarded as part of the figure. For example, further processing can take place by recognizing and marking objects in the ground penetrating radar images. The person skilled in the art can find appropriate algorithms in the prior art. For example, it is possible to use appropriately trained neural networks to recognize and mark objects in the ground penetrating radar images.

Ein Bodenradar zeichnet sich dadurch aus, dass es nicht von den oberhalb herrschenden Umgebungsbedingungen beeinflusst wird. Insbesondere wird das Bodenradar nicht von Wetterbedingungen beeinflusst. Daher lässt sich mittels der Erfindung eine robuste elektronische Deichsel realisieren, die unabhängig von den herrschenden Umgebungsbedingungen, insbesondere unabhängig von den Witterungsbedingungen, zuverlässig funktioniert. Auch wird die elektronische Deichsel nicht durch Fahrzeuge, die zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug einscheren, gestört. Das nachfolgende Fahrzeug hält stets den Kontakt zu dem vorausfahrenden Fahrzeug.A ground penetrating radar is characterized by the fact that it is not influenced by the ambient conditions prevailing above. In particular, the ground penetrating radar is not affected by weather conditions. Therefore, by means of the invention, a robust electronic drawbar can be implemented which functions reliably regardless of the prevailing ambient conditions, in particular regardless of the weather conditions. The electronic tiller is also not disturbed by vehicles that cut in between the vehicle in front and the vehicle behind. The vehicle behind always maintains contact with the vehicle in front.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens übermittelt das vorausfahrende Fahrzeug das erste Bodenradarbild dem nachfolgenden Fahrzeug. Die Übermittlung erfolgt vorzugsweise über eine Funkverbindung zwischen den beiden Fahrzeugen.In a preferred development of the method, the vehicle traveling ahead transmits the first ground penetrating radar image to the vehicle behind. The transmission is preferably carried out via a radio link between the two vehicles.

Durch die Übermittlung wird das nachfolgende Fahrzeug in die Lage versetzt die Bodenradarbilder aufeinander abzubilden. Dies entspricht einer weiterhin bevorzugten Weiterbildung. Das nachfolgende Fahrzeug kann, wie oben beschrieben, anhand der aufeinander abgebildeten Bodenradarbilder, seine Position bezüglich des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmen und durch Antriebs- und Steuerungseingriffe angleichen.The transmission enables the following vehicle to map the ground penetrating radar images onto one another. This corresponds to a further preferred development. As described above, the following vehicle can determine its position with respect to the vehicle ahead using the surface radar images mapped onto one another and adjust it by means of drive and control interventions.

Eine elektronische Deichsel erfordert die Bestimmung eines Abstands zwischen dem vorausfahrenden und dem nachfolgenden Fahrzeug sowie eine Bestimmung der lateralen Position des nachfolgenden Fahrzeugs. Die im Folgenden beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen dienen der Bestimmung dieser beiden Größen. Es ist möglich, beide Größen weiterbildungsgemäß zu bestimmen, den Abstand weiterbildungsgemäß zu bestimmen, während die laterale Position mittels konventioneller Systeme bestimmt wird, oder die laterale Position weiterbildungsgemäß zu bestimmen, während der Abstand konventionell bestimmt wird.An electronic drawbar requires the determination of a distance between the vehicle in front and the vehicle behind, as well as a determination of the lateral position of the vehicle behind. The preferred developments described below are used to determine these two variables. It is possible both sizes to determine according to further training, to determine the distance according to further training, while the lateral position is determined by means of conventional systems, or to determine the lateral position according to further training, while the distance is conventionally determined.

Eine Weiterbildung zur Bestimmung des Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug zieht als Maß für den Abstand eine zeitliche Differenz zwischen korrespondierenden Messungen heran. Im Einzelnen wird eine Differenz zwischen dem Zeitpunkt einer Messung des ersten Bodenradarbilds und dem Zeitpunkt einer Messung des zweiten Bodenradarbilds ermittelt. Bei den beiden Messungen handelt es sich um korrespondierende Messungen, das heißt die beiden Messungen bzw. die Orte, an denen die entsprechenden Messwerte aufgenommen wurden, werden erfindungsgemäß aufeinander abgebildet.A further development for determining the distance between the vehicle traveling in front and the vehicle following uses a time difference between corresponding measurements as a measure of the distance. In detail, a difference is determined between the point in time of a measurement of the first ground penetrating radar image and the point in time of a measurement of the second ground penetrating radar image. The two measurements are corresponding measurements, that is to say the two measurements or the locations at which the corresponding measured values were recorded are mapped onto one another according to the invention.

Die laterale Position des nachfolgenden Fahrzeugs wird in einer bevorzugten Weiterbildung in Gestalt eines lateralen Versatzes des nachfolgenden Fahrzeugs gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug ermittelt. Mit lateralem Versatz wird ein Versatz orthogonal zur Längsachse des nachfolgenden Fahrzeugs bezeichnet, Dies ist gleichbedeutende mit einem seitlichen Versatz im Bezugssystem des nachfolgenden Fahrzeugs.In a preferred development, the lateral position of the following vehicle is determined in the form of a lateral offset of the following vehicle with respect to the vehicle traveling in front. Lateral offset denotes an offset orthogonal to the longitudinal axis of the following vehicle. This is synonymous with a lateral offset in the reference system of the following vehicle.

Der laterale Versatz ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Abbildung. Im Einzelnen wird der Versatz anhand eines lateralen Versatzes des Bilds und des Urbilds der erfindungsgemäßen Abbildung ermittelt. Hinweise zur Realisierung erhält der Fachmann etwa aus der Druckschrift „Localizing Road Penetrating Radar: A Step Towards Robust Autonomous Ground Vehicle Localization‟ (M. Cornick, J. Koechling, B. Stanley, B. Zhang; Journal of Field Robotics 33 (1), 82-102, 2016) .The lateral offset results from the figure according to the invention. In detail, the offset is determined on the basis of a lateral offset of the image and the original image of the imaging according to the invention. The person skilled in the art can obtain information on implementation from the publication, for example "Localizing Road Penetrating Radar: A Step Towards Robust Autonomous Ground Vehicle Localization" (M. Cornick, J. Koechling, B. Stanley, B. Zhang; Journal of Field Robotics 33 (1), 82-102, 2016) .

Ein erfindungsgemäßes Steuergerät ist ausgebildet, mindestens einen Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung auszuführen. Handelt es sich um ein Steuergerät für das vorausfahrende Fahrzeug, so ist dieses ausgebildet, das erste Bodenradarbild anzufertigen bzw. dessen Anfertigung zu steuern und gegebenenfalls das erste Bodenradarbild dem nachfolgenden Fahrzeug zu übermitteln bzw. die Übermittlung zu steuern.A control device according to the invention is designed to carry out at least part of the method according to the invention or a preferred development. If it is a control device for the vehicle traveling ahead, it is designed to produce the first ground radar image or to control its production and, if necessary, to transmit the first ground radar image to the following vehicle or to control the transmission.

Handelt es sich um ein Steuergerät für das nachfolgende Fahrzeug, so ist dieses ausgebildet, das zweite Bodenradarbild anzufertigen bzw. die Anfertigung zu steuern und die Bodenradarbilder aufeinander abzubilden. Bevorzugt ist das Steuergerät für das nachfolgende Fahrzeug darüber hinaus weitergebildet, die zeitliche Differenz zwischen den Zeitpunkten von Messungen des ersten Bodenradarbilds und des zweiten Bodenradarbilds zu ermitteln und die Messungen aufeinander abzubilden und/oder aus der erfindungsgemäßen Abbildung einen lateralen Versatz der beiden Fahrzeuge zu ermitteln.If it is a control device for the following vehicle, then this is designed to produce the second ground radar image or to control the production and to map the ground radar images onto one another. Preferably, the control unit for the following vehicle is further developed to determine the time difference between the times of measurements of the first ground penetrating radar image and the second ground penetrating radar image and to map the measurements to one another and / or to determine a lateral offset of the two vehicles from the image according to the invention.

Ein Steuergerät ist eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die ausgebildet ist, in einem Fahrzeug verbaut zu werden.A control unit is a device for data processing that is designed to be installed in a vehicle.

Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm kann auf einem Steuergerät ausgeführt werden. Bei Ausführung auf dem Steuergerät veranlasst das Computerprogramm das Steuergerät zur Ausführung mindestens einen Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung. Ein mit dem erfindungsgemäßen Computerprogramm ausgestattetes Steuergerät wird zu einem erfindungsgemäßen Steuergerät. Das Computerprogramm kann auf einem Datenträger gespeichert sein oder mittels eines Signals übertragen werden.A computer program according to the invention can be executed on a control device. When executed on the control device, the computer program causes the control device to execute at least part of the method according to the invention or a preferred development. A control device equipped with the computer program according to the invention becomes a control device according to the invention. The computer program can be stored on a data carrier or transmitted by means of a signal.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist mit einem Bodenradar ausgestattet. Es weist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Steuergerät auf, das signalleitend mit dem Bodenradar verbunden ist. Insbesondere sind der Sender und der Empfänger des Bodenradars signalleitend mit dem Steuergerät verbunden.A vehicle according to the invention is equipped with a ground radar. It also has a control device according to the invention, which is connected to the ground radar in a signal-conducting manner. In particular, the transmitter and the receiver of the ground penetrating radar are connected to the control unit in a signal-conducting manner.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

  • 1 ein Lkw-Platoon; und
  • 2 ein Komponentendiagramm.
Preferred embodiments of the invention are shown in the figures. Corresponding reference numbers identify features that are the same or have the same function. In detail shows:
  • 1 a truck platoon; and
  • 2 a component diagram.

Das in 1 dargestellte Platoon umfasst einen ersten Lkw 101 und einen zweiten Lkw 103. Beide Lkw 101, 103 sind mit einem Bodenradar 105a, 105b ausgestattet. Weiterhin besteht zwischen beiden Lkw 101, 103 eine Funkverbindung 107.This in 1 The platoon shown includes a first truck 101 and a second truck 103 . Both trucks 101 , 103 are using a ground penetrating radar 105a , 105b fitted. Furthermore there is between the two trucks 101 , 103 a radio link 107 .

Über die Funkverbindung 107 sendet der erste Lkw 101 Daten zum dem zweiten Lkw 103, die er mittels seines Bodenradars 105a aufgezeichnet hat. Der zweite LKW 103 vergleicht die empfangenen Daten mit Daten seines eigenen Bodenradars 105b. Daraus lassen sich Abweichungen der räumlichen Position des zweiten Lkw 103 von dem ersten Lkw 101 ermitteln.Via the radio link 107 sends the first truck 101 Data on the second truck 103 , which he uses his ground penetrating radar 105a recorded. The second truck 103 compares the received data with data from its own ground penetrating radar 105b . This reveals deviations in the spatial position of the second truck 103 from the first truck 101 determine.

Eine elektronische Deichsel des zweiten Lkw 103 steuert diesen so, dass die ermittelten Abweichungen in seitlicher Richtung minimiert werden. Somit folgt der zweite Lkw 103 der Spur des ersten Lkw 101.An electronic tiller of the second truck 103 controls this in such a way that the determined deviations in the lateral direction are minimized. The second truck follows 103 the track of the first truck 101 .

Entsprechende Softwarekomponente sind in 2 dargestellt. Dargestellt sind im Einzelnen ein Softwaresystem 201 des ersten Lkw 101 und ein Softwaresystem 203 des zweiten Lkw 103. Das Softwaresystem 201 des ersten Lkw 101 umfasst eine Komponente 205 zum Auslesen der Daten des Bodenradars 105a, einen Präprozessor 207, eine Codiereinheit 209 und einen Sender 211.Corresponding software components are in 2 shown. A software system is shown in detail 201 of the first truck 101 and a software system 203 of the second truck 103 . The software system 201 of the first truck 101 includes a component 205 for reading out the data from the ground penetrating radar 105a , a preprocessor 207 , a coding unit 209 and a transmitter 211 .

Die ausgelesenen Daten werden in Rohform weitergeleitet an den Präprozessor 207. In dem Präprozessor 207 ist eine Merkmalserkennung implementiert. Der Präprozessor 207 ist also ausgebildet, in den Radardaten Merkmale zu erkennen.The read out data is forwarded in raw form to the preprocessor 207 . In the preprocessor 207 feature recognition is implemented. The preprocessor 207 is thus designed to recognize features in the radar data.

Die Daten des Präprozessors 207, das heißt die Radardaten mit den von dem Präprozessor erkannten Merkmalen werden weitergeleitet an die Codiereinheit 209. Diese verschlüsselt die Daten, bevor sie von dem Sender 211 an den zweiten Lkw 103 bzw. dessen Softwaresystem 203 übertragen werden.The preprocessor data 207 , that is, the radar data with the features recognized by the preprocessor are forwarded to the coding unit 209 . This encrypts the data before it is sent by the sender 211 to the second truck 103 or its software system 203 be transmitted.

Das Softwaresystem 203 des zweiten LKW 103 umfasst einen Empfänger 213, eine Decodiereinheit 215, einen Datenspeicher 217, eine Komponente 219 zum Auslesen der Daten des Bodenradars, einen Präprozessor 221, eine Vergleichseinheit 223 und eine Planungseinheit 225.The software system 203 of the second truck 103 includes a recipient 213 , a decoding unit 215 , a data store 217 , a component 219 to read out the data from the ground penetrating radar, a preprocessor 221 , a comparison unit 223 and a planning unit 225 .

Die übertragenen Daten werden von dem Empfänger 213 empfangen und and die Decodiereinheit 215 weitergeleitet. Diese macht die Codierung der Codiereinheit 209 rückgängig und leitet die decodierten Daten weiter an den Datenspeicher 217. Dort werden die decodierten Daten gesammelt und für einen späteren Zugriff abgespeichert.The transmitted data is used by the recipient 213 received and to the decoding unit 215 forwarded. This does the coding of the coding unit 209 undo and forwards the decoded data to the data memory 217 . The decoded data is collected there and saved for later access.

Die Funktion der Radarkomponente 219 zum Auslesen der Daten des Bodenradars und des Präprozessors 221 des Softwaresystems 205 des zweiten LKW 103 entspricht der Funktion der entsprechenden Komponenten der Softwareeinheit 201 des ersten LKW 101.The function of the radar component 219 for reading out the data from the ground penetrating radar and the preprocessor 221 of the software system 205 of the second truck 103 corresponds to the function of the corresponding components of the software unit 201 of the first truck 101 .

Die von dem Präprozessor 221 bearbeiteten Radardaten werden der Vergleichseinheit 223 zur Verfügung gestellt. Diese vergleicht die Daten mit den Daten des ersten Lkw 101, welche die Speichereinheit 217 gesammelt hat. Die Vergleichseinheit 223 sucht dabei nach größtmöglicher Übereinstimmung der Daten. Daraus lässt sich auf die Position des zweiten LKW 103 relativ zum ersten LKW 101 schließen.The ones from the preprocessor 221 processed radar data are the comparison unit 223 made available. This compares the data with the data from the first truck 101 , which is the storage unit 217 has collected. The comparison unit 223 searches for the greatest possible consistency of the data. This can be used to determine the position of the second truck 103 relative to the first truck 101 shut down.

Anhand der Position des zweiten LKW kann schließlich die Planungseinheit 225 die Bewegungstrajektorie des zweiten LKW 103 planen.Based on the position of the second truck, the planning unit can finally 225 the movement trajectory of the second truck 103 to plan.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

101101
erster LKWfirst truck
103103
zweiter LKWsecond truck
105a105a
BodenradarGround radar
105b105b
BodenradarGround radar
107107
FunkverbindungRadio link
201201
Softwaresystem des ersten LKWSoftware system of the first truck
203203
Softwaresystem des zweiten LKWSoftware system of the second truck
205205
Komponente zum Auslesen der Daten des BodenradarsComponent for reading out the data from the ground penetrating radar
207207
PräprozessorPreprocessor
209209
CodiereinheitCoding unit
211211
SenderChannel
213213
Empfängerrecipient
215215
DecodiereinheitDecoding unit
217217
DatenspeicherData storage
219219
Komponente zum Auslesen der Daten des BodenradarsComponent for reading out the data from the ground penetrating radar
221221
PräprozessorsPreprocessor
223223
VergleichseinheitComparison unit
225225
PlanungseinheitPlanning unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • „Localizing Road Penetrating Radar: A Step Towards Robust Autonomous Ground Vehicle Localization‟ (M. Cornick, J. Koechling, B. Stanley, B. Zhang; Journal of Field Robotics 33 (1), 82-102, 2016) [0002, 0026]"Localizing Road Penetrating Radar: A Step Towards Robust Autonomous Ground Vehicle Localization" (M. Cornick, J. Koechling, B. Stanley, B. Zhang; Journal of Field Robotics 33 (1), 82-102, 2016) [0002, 0026]

Claims (8)

Verfahren für eine elektronische Deichsel zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug (101) und einem nachfolgenden Fahrzeug (103); mit den Schritten - Anfertigen eines ersten Bodenradarbilds durch das vorausfahrende Fahrzeug (101); - Anfertigen eines zweiten Bodenradarbilds durch das nachfolgende Fahrzeug (103); und - Abbilden der Bodenradarbilder mindestens teilweise aufeinander, sodass ein größtmöglicher Grad der Übereinstimmung zwischen einem Bild und einem Urbild erzielt wird.Method for an electronic drawbar between a preceding vehicle (101) and a following vehicle (103); with the steps - Production of a first ground radar image by the vehicle traveling in front (101); - Production of a second ground radar image by the following vehicle (103); and - Mapping of the ground penetrating radar images at least partially on top of one another, so that the greatest possible degree of correspondence between an image and an original image is achieved. Verfahren nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bodenradarbild von dem vorausfahrenden Fahrzeug (101) zu dem nachfolgenden Fahrzeug (103) übermittelt wird.Procedure according to Claim 1 ; characterized in that the first ground penetrating radar image is transmitted from the vehicle (101) in front to the vehicle (103) behind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das nachfolgende Fahrzeug (103) die Bodenradarbilder aufeinander abbildet.Method according to one of the preceding claims; characterized in that the following vehicle (103) maps the ground penetrating radar images onto one another. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Differenz zwischen dem Zeitpunkt einer Messung des ersten Bodenradarbilds und dem Zeitpunkt einer korrespondierenden Messung des zweiten Bodenradarbilds ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims; characterized in that at least one difference is determined between the time of a measurement of the first ground penetrating radar image and the time of a corresponding measurement of the second ground penetrating radar image. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass aus der Abbildung ein lateraler Versatz des nachfolgenden Fahrzeugs (103) gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug (101) ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims; characterized in that a lateral offset of the following vehicle (103) with respect to the preceding vehicle (101) is determined from the mapping. Steuergerät, das ausgebildet ist, mindestens einen Teil eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control device which is designed to carry out at least part of a method according to one of the preceding claims. Computerprogramm zur Ausführung auf einem Steuergerät; dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät durch Ausführung des Computerprogramms veranlasst wird, mindestens einen Teil eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche auszuführen.Computer program for execution on a control device; characterized in that the control device is caused by executing the computer program to execute at least part of a method according to one of the preceding method claims. Fahrzeug (101, 103) mit einem Bodenradar (105a, 105b); gekennzeichnet durch ein Steuergerät nach Anspruch 6; wobei das Bodenradar (105a, 105b) signalleitend mit dem Steuergerät verbunden ist.Vehicle (101, 103) with a ground radar (105a, 105b); characterized by a control unit according to Claim 6 ; wherein the ground penetrating radar (105a, 105b) is connected to the control unit in a signal-conducting manner.
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