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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung eines Fahrzeugs mit einer induktiven Ladespule an einer ortsfesten induktiven Ladestation, wobei ein Steuersignal an die induktive Ladestation in Abhängigkeit eines ermittelten geeigneten Leuchtsignals gesendet wird. Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät für ein Fahrzeug, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Steuergerät.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Steuerung einer induktiven Ladestation und ein Steuergerät für eine induktive Ladestation. Die Erfindung betrifft ferner eine induktive Ladestation mit dem Steuergerät für die induktive Ladestation.
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Stand der Technik
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Eine manuelle Führung eines Fahrzeugs zu einer induktiven Ladestation würde zur gewünschten effizienten Energieübertragung in vielen Fällen die erforderliche zentimetergenaue Parkposition des Fahrzeugs nicht erzielen. Folglich ist für das induktive Laden eines Fahrzeugs an einer induktiven Ladestation eine automatische Positionierung des Fahrzeugs sinnvoll. Zur automatischen Positionierung des Fahrzeugs mit der erforderlichen Genauigkeit muss allerdings eine Referenzposition des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation hochgenau bekannt sein beziehungsweise ermittelt oder erfasst werden. Die Toleranzen beziehungsweise die Genauigkeit der sattelitengestützten Positionsbestimmung sind nicht ausreichend. Deswegen werden beispielsweise kamerabasierte Lokalisationsverfahren angewendet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatische Positionierung eines Fahrzeugs an einer stationären induktiven Ladestation zu verbessern.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß der unabhängigen Ansprüche 1, 4 und 5 sowie gemäß der unabhängigen Ansprüche 7, 9 und 10 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionierung eines Fahrzeugs mit einer induktiven Ladespule an einer ortsfesten induktiven Ladestation. Das Verfahren umfasst eine erste Erfassung eines ersten Kamerabilds beziehungsweise einer ersten Abfolge von ersten Kamerabildern von einer Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Kameravorrichtung am Fahrzeug. Die erste Erfassung des ersten Kamerabilds kann vorteilhafterweise mittels eines Steuergeräts durchgeführt werden, welches ein erstes elektrisches Signal von der Kameravorrichtung empfängt, wobei das erste elektrische Signal das erste Kamerabild repräsentiert. Die Kameravorrichtung kann vorteilhafterweise vom Fahrzeug aus wenigstens eine Blickrichtung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach vorne, nach hinten und/oder zur Seite aufweisen. Anschließend wird wenigstens ein Betriebszustand des Fahrzeugs und/oder ein Zustand der Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit des erfassten ersten Kamerabildes beziehungsweise in Abhängigkeit der ersten Abfolge von ersten Kamerabildern erkannt. Als Betriebs- oder Umgebungszustand wird beispielsweise eine aktuelle Blendung der Kameravorrichtung durch eine andere Lichtquelle in dem ersten Kamerabild, beispielsweise die Sonne oder Scheinwerfer eines entgegenkommenden anderen Fahrzeugs, und/oder eine Vielzahl an anderen Lichtquellen in der im ersten Kamerabild abgebildeten Umgebung und/oder eine aktuelle Helligkeit in der im ersten Kamerabild abgebildeten erfassten Umgebung und/oder ein aktuelles Wetter in der im ersten Kamerabild abgebildeten Umgebung, beispielsweise Regen und/oder Wind, erkannt. Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, als Betriebs- oder Umgebungszustand Bildartefakte in dem aktuellen ersten Kamerabild und/oder in der ersten Abfolge von ersten Kamerabildern zu erkennen, beispielsweise Flickerartefakte. Es kann ferner alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, als Betriebszustand eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit eines ermittelten optischen Flusses in Abhängigkeit der ersten Abfolge von ersten Kamerabildern zu ermitteln. Danach wird ein geeignetes Leuchtsignal für wenigsten ein Leuchtmittel eines Referenzelements der induktiven Ladestation in Abhängigkeit des mindestens einen erkannten Betriebs- oder Umgebungszustands ermittelt, insbesondere durch Anpassung eines Parameters des Leuchtsignals, wobei das geeignete Leuchtsignal beziehungsweise der angepasste Parameter des geeigneten Leuchtsignals vorteilhafterweise besonders einfach in einem mittels der Kameravorrichtung erfassten aktuellen Kamerabild beziehungsweise in einer Abfolge von Kamerabildern der Umgebung zu erkennen beziehungsweise zu ermitteln und zu lokalisieren ist. Vorzugsweise werden als Parameter eine von anderen Lichtquellen abweichende Farbe beziehungsweise abweichendes Emissionsspektrum und/oder eine Blinkcharakteristik des Leuchtmittels als geeignetes Leuchtsignal ermittelt beziehungsweise angepasst, beispielsweise wird als geeignetes Leuchtsignal ein schnell wiederkehrendes rotes Blitzlicht oder ein abwechselnd für jeweils 1 Sekunde rot und gelb blinkendes Leuchtsignal ermittelt. Eine Liste zur Ermittlung des geeigneten Leuchtsignales umfasst insbesondere die aus der Schifffahrt bekannten möglichen Kennungen eines Leuchtfeuers. Mit anderen Worten wird beispielsweise ein Leuchtsignal beziehungsweise eine Kennung aus einer Liste möglicher Leuchtsignale als geeignetes Leuchtsignal in Abhängigkeit des erkannten Betriebs- oder Umgebungszustands ausgewählt beziehungsweise ermittelt, wobei das geeignete Leuchtsignal beziehungsweise der ermittelte Parameter des geeigneten Leuchtsignals vorteilhafterweise leicht von anderen, insbesondere im ersten Kamerabild erfassten, Lichtquellen in der erfassten Umgebung zu unterscheiden ist. In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Steuersignal an die induktive Ladestation in Abhängigkeit des geeigneten Leuchtsignals ausgesendet, insbesondere mittels eines Funksignals, welches vorteilhafterweise mittels einer Sendevorrichtung des Fahrzeugs ausgesendet wird. Mit anderen Worten repräsentiert vorteilhafterweise das an die induktive Ladestation ausgesendete Steuersignal das ermittelte geeignete Leuchtsignal. Anschließend wird eine zweite Erfassung eines zweiten Kamerabildes beziehungsweise einer zweiten Abfolge von zweiten Kamerabildern von der Umgebung des Fahrzeugs mittels der Kameravorrichtung am Fahrzeug durchgeführt. Die zweite Erfassung des zweiten Kamerabilds kann vorteilhafterweise mittels des Steuergeräts durchgeführt werden, welches ein zweites elektrisches Signal von der Kameravorrichtung empfängt, wobei das zweite elektrische Signal das zweite Kamerabild repräsentiert. Die zweite Erfassung erfolgt bevorzugt nach Ablauf einer Zeitspanne von der ersten Erfassung und/oder nach Ablauf einer Zeitspanne von der Aussendung des Steuersignals an die induktive Ladestation beziehungsweise zeitlich versetzt zur ersten Erfassung. Mit anderen Worten kann sich ein erster Ort des Fahrzeugs an dem die erste Erfassung durchgeführt wird zu einem zweiten Ort des Fahrzeugs an dem die zweite Erfassung durchgeführt wird unterscheiden, insbesondere da sich das Fahrzeug während des Ablaufs der Zeitspanne weiterbewegen kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die erste und zweite Erfassung an dem gleichen Ort durchgeführt werden beziehungsweise das Fahrzeug von der ersten Erfassung bis wenigstens zur zweiten Erfassung nicht bewegt wird beziehungsweise nicht fährt. In einem anschließenden Verfahrensschritt erfolgt eine Erkennung des wenigstens einen Referenzelements der induktiven Ladestation in Abhängigkeit des erfassten zweiten Kamerabildes und des ermittelten geeigneten Leuchtsignals. Mit anderen Worten wird in dem zweiten Kamerabild beziehungsweise in der zweiten Abfolge von zweiten Kamerabildern vorzugsweise nach dem ermittelten geeigneten Leuchtsignal gesucht, welches vorteilhafterweise leicht in dem zweiten Kamerabild der erfassten Umgebung zu erkennen ist, da es sich deutlich von anderen Lichtquellen unterscheidet, und das Referenzelement basierend auf dem ermittelten geeigneten Leuchtsignal in dem zweiten Kamerabild erkannt. Dadurch wird vorteilhafterweise die benötigte Rechenleistung zur Erkennung des geeigneten Leuchtsignals des Referenzelements reduziert. Vorteilhafterweise werden mindestens zwei Referenzelemente der induktiven Ladestation erkannt, wobei für das mindestens eine Leuchtmittel des jeweiligen Referenzelements besonders bevorzugt unterschiedliche geeignete Leuchtsignale ermittelt und die Erkennung des jeweiligen Referenzelements basierend auf den unterschiedlichen jeweiligen ermittelten geeigneten Leuchtsignalen und dem erfassten zweiten Kamerabild erfolgt. Danach wird eine Relativposition und/oder eine Orientierung des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation in Abhängigkeit des mindestens eines erkannten Referenzelements bestimmt, insbesondere wird eine Relativposition und eine Ausrichtung der Fahrtrichtung beziehungsweise der Orientierung des Fahrzeugs im Raum bestimmt. In einem weiteren Schritt wird eine Steuerung des Fahrzeugs in Längs- und/oder Querrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Relativposition und/oder der bestimmten Orientierung des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation durchgeführt, wobei die Steuerung insbesondere automatisch und vorteilhafterweise durch eine Ansteuerung eines Lenkungsmotors und eines Antriebsmotors erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung des Fahrzeugs in Längs- und/oder Querrichtung zusätzlich in Abhängigkeit von erfassten Odometriedaten des Fahrzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit von einer erfassten Drehzahl eines Rades beziehungsweise einer erfassten Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von einem erfassten Lenkwinkel des Fahrzeugs. Durch das Verfahren resultiert der Vorteil, dass das Referenzelement der induktiven Ladestation beziehungsweise die Relativposition des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation zuverlässig bei einer Vielzahl an Wetter- oder Sichtbedingungen, genau und schnell ermittelt werden kann. Ein Ablauf des Verfahrens kann vorteilhafterweise einmalig, mehrmalig oder kontinuierlich wiederholt werden um einerseits die Genauigkeit zu verbessern und andererseits um auf sich ändernde Umgebungsbedingungen zu reagieren.
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In einer bevorzugten Weiterführung erfolgt die Ermittlung des geeigneten Leuchtsignals durch eine Anpassung beziehungsweise Auswahl aus wenigstens einem der folgenden Parameter. Das geeignete Leuchtsignals umfasst als Parameter eine Position des Referenzelements auf der induktiven Ladestation und/oder eine Helligkeit des Leuchtmittels, und/oder eine Farbe beziehungsweise ausgesendete Emissionsspektrum des Leuchtmittels, und/oder eine Blinkcharakteristik des Leuchtmittels, und/oder eine Polarisation des auszusendenden Lichtes des Leuchtmittels. Durch die Ermittlung beziehungsweise Anpassung der Position des Referenzelements und/oder der Helligkeit und/oder der Farbe beziehungsweise des Emissionsspektrums und/oder der Blinkcharakteristik und/oder der Polarisation ist das ermittelte Leuchtsignal vorteilhafterweise dazu eingerichtet, in dem zweiten Kamerabild leicht von anderen Lichtquellen unterschieden beziehungsweise ermittelt zu werden. Dadurch erfolgt die spätere Erkennung des Referenzelements basierend auf dem geeigneten Leuchtsignal und dem zweiten Kamerabild vorteilhafterweise sehr schnell und sehr zuverlässig.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Anpassung einer Einstellung der Kameravorrichtung in Abhängigkeit des ermittelten geeigneten Leuchtsignals durchgeführt. Vorzugsweise wird eine Bilderfassungsrate der Kameravorrichtung an eine Blinkcharakteristik beziehungsweise eine Blinkfrequenz des ermittelten geeigneten Leuchtsignals angepasst. Anschließend erfolgt die zweite Erfassung des aktuellen Kamerabildes beziehungsweise der zweiten Abfolge von zweiten Kamerabildern von der Umgebung des Fahrzeugs mittels der Kameravorrichtung in Abhängigkeit der angepassten Einstellung beziehungsweise mit angepasster Einstellung. Dadurch resultiert der Vorteil, dass im ersten Kamerabild und/oder in der ersten Abfolge von ersten Kamerabildern erfasste Bildartefakte im zweiten Kamerabild beziehungsweise in der zweiten Abfolge von zweiten Kamerabildern reduziert oder vermieden werden, beispielsweise werden in der zweiten Abfolge von zweiten Kamerabildern Flickerartefakte vermieden.
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In einer Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass in einem weiteren Schritt der Erfindung der Abstand zwischen dem Fahrzeug und der induktiven Ladestation mittels eines Abstandssensors erfasst beziehungsweise ermittelt wird. Der Abstandssensor ist beispielsweise wenigstens ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor und/oder ein Lidarsensor und/oder eine WLAN - Sende- und Empfangsvorrichtung mit mehreren Antennen, welche dazu eingerichtet ist, einen Abstand beziehungsweise eine Position des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation zu bestimmen. Anschließend wird die Ermittlung des geeigneten Leuchtsignals zusätzlich in Abhängigkeit des erfassten beziehungsweise ermittelten Abstands durchgeführt. Dadurch resultiert der Vorteil, dass das Verfahren an den Abstand des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation angepasst werden kann, beispielsweise kann vorteilhafterweise die Helligkeit des geeigneten Leuchtsignals in Abhängigkeit des Abstands ermittelt beziehungsweise angepasst werden. Dadurch erhöht sich die Akzeptanz des Nutzers und/oder anderer Verkehrsteilnehmer für das Verfahren.
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Die Erfindung betrifft auch ein Steuergerät für ein Fahrzeug, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zur Positionierung eines Fahrzeugs durchzuführen. Das Steuergerät ist insbesondere dazu eingerichtet, Daten beziehungsweise elektrische Signale von einer Kameravorrichtung zu erfassen, welche ein aktuelles erstes und/oder zweites Kamerabild beziehungsweise eine erste und/oder zweite Abfolge von ersten beziehungsweise zweiten Kamerabildern repräsentieren. Das Steuergerät ist ferner vorteilhafterweise dazu eingerichtet, ein Steuersignal an eine induktive Ladestation in einer Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Sendevorrichtung in Abhängigkeit der von der Kameravorrichtung erfassten Daten, repräsentierend das erste Kamerabild beziehungsweise die erste Abfolge von ersten Kamerabildern, zu senden, vorteilhafterweise erfolgt die Aussendung durch eine Funkverbindung. Das Steuersignal repräsentiert mindestens ein, insbesondere leicht in einem aktuellen Kamerabild durch das Steuergerät zu erkennendes, geeignetes Leuchtsignal für ein Leuchtmittel eines Referenzelements. Das Weiteren ist das Steuergerät vorteilhafterweise dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der Daten der Kameravorrichtung, repräsentierend das zweite Kamerabild beziehungsweise die zweite Abfolge von zweiten Kamerabildern, wenigstens eine Stellgröße zur automatischen Steuerung eines Fahrzeugs in Längs- und/oder Querrichtung zu erzeugen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Steuerung einer induktiven Ladestation. Das Verfahren umfasst einen Empfang eines Steuersignals von einem Fahrzeug, wobei das Steuersignal ein geeignetes Leuchtsignal für ein Leuchtmittel eines Referenzelements der induktiven Ladestation repräsentiert. Das Steuersignal wird insbesondere mittels einer Empfangsmittels als Funksignal empfangen. Anschließend wird eine Anpassung wenigstens eines Parameters eines ausgesendeten Lichtes beziehungsweise Leuchtsignals des Leuchtmittels in Abhängigkeit des empfangenen Steuersignals durchgeführt. Als Parameter wird insbesondere eine Position des Referenzelements auf der induktiven Ladestation und/oder eine Helligkeit des Leuchtmittels und/oder eine Farbe beziehungsweise ein Emissionsspektrum des Leuchtmittels und/oder eine Blinkcharakteristik des Leuchtmittels, insbesondere eine Blinkfrequenz, und/oder eine Polarisation des ausgesendeten Lichtes des Leuchtmittels geändert. Durch das Verfahren ist das mindestens eine Referenzelement der induktiven Ladestation leicht in einem mittels einer Kameravorrichtung an einem Fahrzeug erfassten Kamerabild beziehungsweise erfassten Abfolge von Kamerabildern zu erkennen, so dass durch ein Fahrzeug eine Relativposition und/oder eine Orientierung zwischen einem sich nähernden Fahrzeug und der induktiven Ladestation relativ leicht zur automatischen und ausgerichteten Positionierung des Fahrzeugs an der induktiven Ladestation bestimmt werden kann. Vorteilhafterweise kann das Verfahren zur Steuerung der induktiven Ladestation wiederholt oder kontinuierlich durchgeführt werden.
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Es kann in einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Steuerung der induktiven Ladestation vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel des Referenzelements der induktiven Ladestation in Abhängigkeit des empfangenen Steuersignals eingeschaltet wird, insbesondere erfolgt die Einschaltung des Leuchtmittels erst nach dem Empfang des Steuersignals. Vorteilhafterweise wird das Leuchtmittel in Abhängigkeit des empfangenen Steuersignals eingeschaltet. Bevorzugt sendet das Leuchtmittel anschließend das geeignete Leuchtsignal aus. Dadurch wird Energie zum Betrieb der induktiven Ladestation gespart und die allgemeine Akzeptanz der induktiven Ladestation beziehungsweise des Verfahrens zur, insbesondere automatischen, Positionierung eines Fahrzeugs erhöht.
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Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein Steuergerät für eine induktive Ladestation. Das Steuergerät für die induktive Ladestation ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der induktiven Ladestation durchzuführen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine induktive Ladestation, aufweisend wenigstens ein Referenzelement mit einem Leuchtmittel. Die induktive Ladestation ist dazu eingerichtet, ein mittels des Leuchtmittels des Referenzelements ausgesendetes Lichtsignal beziehungsweise Leuchtsignal in Abhängigkeit eines empfangenen Steuersignals anzupassen. Die induktive Ladestation umfasst des Weiteren ein erfindungsgemäßes Steuergerät für eine induktive Ladestation.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Figuren.
- 1: Ansicht eines Fahrzeugs bei Annäherung an eine induktive Ladestation
- 2: induktive Ladestation mit Referenzelementen
- 3: Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Positionierung eines Fahrzeugs als Blockschaltbild
- 4: Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer induktiven Ladestation als Blockschaltbild
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Ausführungsbeispiele
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In 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 100 mit einer induktiven Ladespule 110 bei Annäherung an eine induktive Ladestation 200 in Aufsicht bzw. von oben dargestellt. Die induktive Ladestation 200 ist beispielsweise im oder auf dem Untergrund einer Fahrbahn eines Parkplatzes angeordnet, so dass ein Fahrzeug 100 mit einer induktiven Ladespule 110, welche vorteilhafterweise am Fahrzeugboden des Fahrzeugs 100 angeordnet ist, über beziehungsweise oberhalb der induktiven Ladestation geparkt beziehungsweise positioniert werden kann. Das Fahrzeug 100 befindet sich in 1 an einer ersten Position 101 und weist eine Ausrichtung beziehungsweise Orientierung 102 einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf. Sowohl die Position 101 als auch die Ausrichtung 102 sollen zur effizienten induktiven Energieübertragung zwischen dem Fahrzeug 100 und der Ladestation 200 verändert werden, wobei das Fahrzeug automatisch entlang einer zu bestimmenden Trajektorie 104 in eine energieeffiziente, in 1 gestrichelt dargestellte, Parkposition 103 geführt wird. Diese Parkposition 103 soll möglichst genau erreicht werden, da dadurch die Effizienz der induktiven Energieübertragung steigt. Eine Kamera beziehungsweise Kameravorrichtung 120 des Fahrzeugs 100 ist dazu eingerichtet, ein Kamerabild oder eine Abfolge von Kamerabildern der Umgebung 10 des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Die Kameravorrichtung 120 kann eine Ausrichtung beziehungsweise Blickrichtung in Fahrtrichtung nach vorne, nach hinten und/oder zur rechten und/oder zur linken Fahrzeugseite aufweisen. Beispielsweise umfasst die Kameravorrichtung 120 eine Frontkamera. Bevorzugt umfasst die Kameravorrichtung 120 des Fahrzeugs 100 an jeder Seite eine Weitwinkelkamera, das heißt vier Kameras, so dass sowohl der vordere, rückwärtige, rechte und linke Umgebungsbereich um das Fahrzeug 100 herum erfasst werden. Zusätzlich kann das Fahrzeug 100 zumindest einen optionalen Abstandssensor, beispielsweise eine Monokamera, eine Stereokamera, einen Lidar-, einen Radar- und/oder Ultraschallsensoren zur Erfassung eines Abstands zwischen Objekten, beispielsweise der induktiven Ladestation 200, und dem Fahrzeug 100 aufweisen. Das Fahrzeug umfasst ferner eine Funkeinrichtung 180 des Fahrzeugs 100, wobei diese Funkeinrichtung 180 dazu eingerichtet ist, ein Funksignal, insbesondere ein Steuersignal, an die induktive Ladestation zu senden. Funksignale beziehungsweise Funkverbindungen im Sinne dieser Erfindung sind beispielsweise eine WLAN-Verbindung, eine Bluetooth-Verbindung, eine Infrarot-Verbindung oder eine Mobilfunkverbindung. Mit anderen Worten ist das Fahrzeug dazu eingerichtet, mit der induktiven Ladestation zu kommunizieren beziehungsweise Daten per Funk auszutauschen. Dieser Austausch kann optional über beziehungsweise mittels einer Servervorrichtung erfolgen. Ein Steuergerät 130 des Fahrzeugs 100 ist dazu eingerichtet, anhand von wenigstens zwei in wenigstens einem Kamerabild erkannten Referenzelementen 220 der induktiven Ladestation 200 im zweiten Kamerabild beziehungsweise in der zweiten Abfolge von zweiten Kamerabildern und basierend auf einer bekannten oder erfassten Anordnung der Referenzelemente 220 die relative Position 101 des Fahrzeugs 100 und/oder die Orientierung beziehungsweise Ausrichtung 102 des Fahrzeugs 100 zu der induktiven Ladestation 200 zu ermitteln. Diese relative Position 101 und/oder die Orientierung 102 des Fahrzeugs 100 weist eine hohe Genauigkeit auf, so dass das Fahrzeug darauf basierend hochgenau auf der induktiven Ladestation automatisch positioniert werden kann. Die bekannte oder erfasste Anordnung der Referenzelemente 220 umfasst insbesondere die Abstände 221, 222 und 223 zwischen den Referenzelementen 220 auf der induktiven Ladestation 200 und/oder die Winkelbeziehungen beziehungsweise den Winkel 224 zwischen den die Referenzelemente 220 verbindenden Graden. Die Anordnung der Referenzelemente 220 kann alternativ oder zusätzlich per Funk von der induktiven Ladestation 200 an das Fahrzeug 100 gesendet beziehungsweise von dem Fahrzeug 100 empfangen werden.
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In 2 ist eine induktive Ladestation 200 auf einem Untergrund 290 einer Fahrbahn, insbesondere eines Parkplatzes, dreidimensional in seitlicher Aufsicht dargestellt. Die induktive Ladestation 200 umfasst eine, insbesondere ortsfeste Spule 210 zur Energieübertragung. Die induktive Ladestation 200 weist ferner in diesem Beispiel drei Referenzelemente 220 auf. Jedes Referenzelement 220 umfasst mindestens ein Leuchtmittel 230, bevorzugt ist das Leuchtmittel 230 eine Leuchtdiode. Das Referenzelement 220 kann weitere optionale Komponenten umfassen, beispielsweise einen nicht schaltbaren oder schaltbaren Spiegel, wenigstens einen nicht schaltbaren oder schaltbaren Farbfilter und/oder wenigstens einen nicht schaltbaren oder schaltbaren Polarisationsfilter. Die Referenzelemente 220 sind dazu eingerichtet, mittels des Leuchtmittels 230 ein Leuchtsignal auszusenden. Ein Steuergerät 240 der induktiven Ladestation 200 ist dazu eingerichtet, das Leuchtmittel 230 beziehungsweise das Referenzelement 220 zur Aussendung eines Leuchtsignals einzuschalten und/oder ein ausgesendetes Leuchtsignal des Leuchtmittels 230 beziehungsweise des Referenzelements 220 anzupassen. Das Steuergerät 240 der induktiven Ladestation 200 kann ferner dazu eingerichtet sein, die weiteren optionalen Komponenten anzusteuern, beispielsweise den Spiegel, und/oder schaltbare Farbfilter und/oder schaltbare Polarisationsfilter. Die induktive Ladestation 200 beziehungsweise das Steuergerät 240 der induktiven Ladestation 200 ist des Weiteren dazu eingerichtet, ein Leuchtsignal in Abhängigkeit eines von dem Fahrzeug 100 empfangenen Steuersignals zu erzeugen, wobei das Steuersignal insbesondere ein geeignetes Leuchtsignal repräsentiert. Zum Empfang des Steuersignals weist die induktive Ladestation 200 eine Sende- und Empfangsvorrichtung 250 auf. Die Sende- und Empfangsvorrichtung 250 ist dazu eingerichtet, eine Funkverbindung zwischen dem Fahrzeug 100 und der induktiven Ladestation 200 aufzubauen beziehungsweise ein Funksignal das Fahrzeug 100 zu empfangen. Die Referenzelemente 220 beziehungsweise deren Positionen weisen einen variablen oder festen Abstand 221, 222 und 223 und beispielsweise einen Winkel 224 zueinander auf, wobei das Fahrzeug 100 die Positionen beziehungsweise die Anordnung der Referenzelemente 220 auf der induktiven Ladestation 200 kennt oder per Funk oder visuell erfassen kann, insbesondere sind die Abstände 221, 222 und/oder 223 der Referenzelemente 220 zueinander und/oder die Winkelbeziehungen beziehungsweise beispielsweise der Winkel 224 zwischen zwei oder allen der Referenzelemente 220 bekannt oder werden per Funk oder visuell erfasst. Die induktive Ladestation 200 kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Anordnung der Referenzelemente 220 zueinander an das Fahrzeug 100 zu senden, insbesondere per Funkverbindung. Die induktive Ladestation 200 kann des Weiteren beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Anordnung der Referenzelemente 220 zueinander an einem Display der induktiven Ladestation 200 oder mittels eines Datamatrixcodes, welcher an einer Außenfläche der induktiven Ladestation 200 angeordnet ist, visuell anzuzeigen.
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In 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Positionierung eines Fahrzeugs mit einer induktiven Ladespule an einer ortsfesten induktiven Ladestation als Blockschaltbild dargestellt, wobei dieses Verfahren insbesondere mittels des Fahrzeugs durchgeführt wird. Das Verfahren weist eine erste Erfassung 310 eines aktuellen ersten Kamerabildes von einer Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Kameravorrichtung am Fahrzeug auf. Anschließend wird im Schritt 320 mindestens ein Betriebszustand des Fahrzeugs und/oder ein Zustand der Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit des erfassten ersten Kamerabildes erkannt. Optional kann es vorgesehen sein, einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und der induktiven Ladestation im Schritt 325 mittels eines Abstandssensors und/oder mittels eines sattelitenbasierten Ortssensors zu erfassen beziehungsweise zu ermitteln. In einem weiteren Schritt 330 wird ein geeignetes Leuchtsignal für wenigsten ein Leuchtmittel eines Referenzelements der induktiven Ladestation in Abhängigkeit des erkannten Betriebs- oder Umgebungszustands ermittelt. Die Ermittlung 330 des geeigneten Leuchtsignals erfolgt durch eine Auswahl einer Position des Referenzelements auf der induktiven Ladestation und/oder einer Helligkeit des Leuchtmittels und/oder einer Farbe des Leuchtmittels und/oder einer Blinkcharakteristik des Leuchtmittels und/oder einer Polarisation des auszusendenden Lichtes des Leuchtmittels. Optional erfolgt die Ermittlung 330 des geeigneten Leuchtsignals zusätzlich in Abhängigkeit des erfassten Abstands. Danach erfolgt eine Aussendung 340 eines Steuersignals an die induktive Ladestation in Abhängigkeit des ermittelten geeigneten Leuchtsignals. In einem optionalen Schritt 350 wird eine Anpassung einer Einstellung der Kameravorrichtung in Abhängigkeit des ermittelten geeigneten Leuchtsignals durchgeführt, insbesondere erfolgt die Anpassung einer Bilderfassungsrate an eine als geeignetes Leuchtsignal ermittelte Blinkfrequenz. Vorteilhafterweise werden die Ermittlung 330 des geeigneten Leuchtsignals, die Aussendung 340 des Steuersignals und optional die Anpassung 350 der Einstellung der Kameravorrichtung wiederholt oder kontinuierlich durchgeführt. Anschließend wird eine zweite Erfassung 360 eines weiteren aktuellen zweiten Kamerabildes von der Umgebung des Fahrzeugs mittels der Kameravorrichtung am Fahrzeug durchgeführt. Die zweite Erfassung 360 des aktuellen zweiten Kamerabildes erfolgt optional zusätzlich in Abhängigkeit der angepassten Einstellung. Eine Erkennung 370 des wenigstens einen Referenzelements erfolgt in Abhängigkeit des erfassten zweiten Kamerabildes und des ermittelten geeigneten Leuchtsignals. Im Schritt 380 wird eine Bestimmung einer Relativposition und/oder einer Orientierung des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation in Abhängigkeit des erkannten Referenzelements im zweiten Kamerabild durchgeführt. Die Bestimmung 380 der Relativposition und/oder der Orientierung des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation erfolgt insbesondere zusätzlich in Abhängigkeit der bekannten, per Funk empfangenen und/oder visuell erfassten Anordnung der Referenzelemente 220 auf der induktiven Ladestation beziehungsweise in Abhängigkeit der Abstände 221, 222, 223 zwischen den Referenzelementen 220. Im Schritt 390 wird eine Steuerung des Fahrzeugs 100 in Längs- und/oder Querrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Relativposition und/oder der Orientierung des Fahrzeugs zur induktiven Ladestation durchgeführt, wobei die Steuerung 390 insbesondere entlang einer in Abhängigkeit der ermittelten Relativposition und/oder der Orientierung des Fahrzeugs bestimmten Trajektorie zwischen dem Fahrzeug 100 und der induktiven Ladestation 200 erfolgt. Das Verfahren zur Positionierung des Fahrzeugs mit der induktiven Ladespule an der ortsfesten induktiven Ladestation kann einmalig, wiederholt oder kontinuierlich durchgeführt werden.
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In 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer induktiven Ladestation 200 als Blockschaltbild dargestellt, wobei dieses Verfahren insbesondere mittels der induktiven Ladestation durchgeführt wird. Das Verfahren weist einen Empfang 410 eines Steuersignals von einem Fahrzeug 100 auf, wobei das Steuersignal ein geeignetes Leuchtsignal für ein Leuchtmittel eines Referenzelements der induktiven Ladestation repräsentiert. In einem optionalen Schritt 420 des Verfahrens zur Steuerung der induktiven Ladestation wird das Leuchtmittel des Referenzelements der induktiven Ladestation in Abhängigkeit des empfangenen Steuersignals eingeschaltet. Anschließend wird im Schritt 430 wenigstens ein Parameter eines ausgesendeten Lichtes beziehungsweise eines Leuchtsignals des Leuchtmittels des Referenzelements der induktiven Ladestation in Abhängigkeit des empfangenen Steuersignals angepasst beziehungsweise geändert. Das ausgesendete beziehungsweise auszusendende Licht beziehungsweise das Leuchtsignal des Leuchtmittels umfasst als Parameter eine Position des Referenzelements auf der induktiven Ladestation und/oder eine Helligkeit des Leuchtmittels und/oder eine Farbe des Leuchtmittels und/oder eine Blinkcharakteristik des Leuchtmittels, insbesondere eine Blinkfrequenz, und/oder eine Polarisation des ausgesendeten Lichtes des Leuchtmittels. Das Verfahren zur Steuerung der induktiven Ladestation 200 kann einmalig, wiederholt oder kontinuierlich durchgeführt werden.
