DE102021130169A1

DE102021130169A1 - Rangiersystem und Verfahren zum Aufzeichnen einer Fahrtrajektorie für ein automatisiertes Rangiermanöver eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021130169A1
Application number: DE102021130169.6A
Authority: DE
Inventors: Alexandra Zoderer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Es wird ein Rangiersystem zum automatisierten Rangieren eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Rangiersystem ist eingerichtet, in einem Aufzeichnungsmodus basierend auf einem mit dem Kraftfahrzeug zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrweg eine Fahrtrajektorie aufzuzeichnen. Das Rangiersystem ist ferner eingerichtet, in einem Automatisierungsmodus basierend auf der aufgezeichneten Fahrtrajektorie das Kraftfahrzeug ab einem möglichen Aktivierungspunkt zum automatisierten Rangieren automatisiert zu rangieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rangiersystem und ein entsprechendes Verfahren zum automatisierten Rangieren eines Kraftfahrzeugs, und insbesondere zum Aufzeichnen einer Fahrtrajektorie für ein automatisiertes Rangiermanöver eines Kraftfahrzeugs.
Ein Fahrzeug kann ein Rangiersystem aufweisen, das es den Nutzer des Fahrzeugs ermöglicht, das Fahrzeug auf Basis einer im Vorfeld gespeicherten Fahrtrajektorie automatisiert zu rangieren, z.B. automatisiert entlang der gespeicherten Fahrtrajektorie auf einen Parkplatz einer Parkfläche längs- und/oder querzuführen. In diesem Zusammenhang kann das Rangiersystem ausgebildet sein, z.B. auf Basis von GNSS-Sensordaten und/oder auf Basis von Odometrie-Daten automatisch zu erkennen, dass sich das Fahrzeug in unmittelbarer Nähe zu der gespeicherten Fahrtrajektorie befindet. Basierend darauf kann dem Nutzer über eine Benutzerschnittstelle ein Angebot zum automatisierten Rangieren des Fahrzeugs gemacht werden.
Die gespeicherte Fahrtrajektorie für ein Rangiermanöver wird typischerweise von dem Fahrer des Fahrzeugs im Rahmen einer manuellen Fahrt aufgezeichnet, und steht dann für ein nachfolgendes automatisiertes Rangiermanöver zur Verfügung. Das Aufzeichnen einer Fahrtrajektorie kann von dem Fahrer als unangenehm empfunden werden, insbesondere bei Vorliegen eines relativ komplexen Rangiermanövers.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, den Komfort eines Rangiersystems, insbesondere in Bezug auf das Aufzeichnen einer Fahrtrajektorie für ein Rangiermanöver, zu erhöhen.
Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird ein Rangiersystem zum automatisierten Rangieren eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Bei einem derartigen Rangiersystem kann der Fahrer ein gefahrenes Rangiermanöver aufzeichnen. Über eine Eigenlokalisierung kann das Rangiersystem beispielsweise erkennen, wenn sich das Kraftfahrzeug an einem möglichen Aktivierungspunkt für ein abgespeichertes Rangiermanöver befindet und dem Fahrer ein Angebot machen, das abgespeicherte Manöver automatisch abzufahren. Es kann vorgesehen sein, dass das System sich bei dem automatisiert gefahrenen Manöver (auch als Replikation bezeichnet) so exakt wie möglich an das vom Fahrer vorgegebenen Rangiermanöver (insbesondere an eine aufgezeichnete Fahrtrajektorie) hält, sofern das Fahrzeugumfeld dies zulässt.
Der Automatisierungsmodus kann dabei ggf. nur an einem möglichen Aktivierungspunkt gestartet werden, ab dem dann das automatisierte Rangieren basierend auf der aufgezeichneten Fahrtrajektorie beginnen kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein möglicher Aktivierungspunkt vorliegt, wenn sich das Kraftfahrzeug genau auf einer aufgezeichneten Trajektorie befindet. In einer dazu alternativen Ausführungsform liegt ein möglicher Aktivierungspunkt vor, wenn der aktuelle Abstand des Kraftfahrzeugs zu einer aufgezeichneten Trajektorie kleiner als oder gleich wie ein Schwellwert (z. B. 0,5 m) ist; hierbei kann dann für die aufgezeichnete Trajektorie eine Ergänzungstrajektorie ermittelt werden, um das Kraftfahrzeug automatisiert von dem Aktivierungspunkt auf die aufgezeichnete Trajektorie zu führen und von dort der aufgezeichneten Trajektorie zu folgen.
Unter dem Begriff „automatisiertes Rangieren“ oder „automatisiertes Fahren“ wird im Rahmen des Dokuments Rangieren bzw. Fahren mit automatisierter Längs- und/oder Querführung verstanden. Der Begriff „automatisiertes Rangieren“ oder „automatisiertes Fahren“ umfasst automatisiertes Rangieren bzw. Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes, vollautomatisiertes und autonomes Fahren (mit jeweils zunehmendem Automatisierungsgrad). Die vorstehend genannten fünf Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 5 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beim assistierten Fahren (SAE-Level 1) führt das System die Längs- oder Querführung in bestimmten Fahrsituationen durch. Beim teilautomatisierten Fahren (SAE-Level 2) übernimmt das System die Längs- und Querführung in bestimmten Fahrsituationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (SAE-Level 3) übernimmt das System die Längs- und Querführung in bestimmten Fahrsituationen, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung auf Anforderung durch das System zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (SAE-Level 4) übernimmt das System die Fahrzeugführung in bestimmten Fahrsituationen, selbst wenn der Fahrer auf eine Anforderung zum Eingreifen nicht reagiert, so dass der Fahrer als Rückfallebene entfällt. Beim autonomen Fahren (SAE-Level 5) können vom System alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter jeder Fahrbahn- und Umgebungsbedingung durchgeführt werden, welche auch von einem menschlichen Fahrer beherrscht werden.
Das Rangiersystem ist eingerichtet, in einem Aufzeichnungsmodus basierend auf einem mit dem Kraftfahrzeug zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrweg eine Fahrtrajektorie aufzuzeichnen. In diesem Zusammenhang kann das Rangiersystem eingerichtet sein, für eine Vielzahl von Abtastpunkten des zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrwegs jeweils Trajektoriendaten zu ermitteln und aufzuzeichnen. Die Trajektoriendaten für einen Abtastpunkt des Fahrweges können dabei umfassen: GNSS-basierte Fahrzeug-Ortskoordinaten; odometriebasierte Fahrzeug-Ortskoordinaten; eine Fahrzeug-Ausrichtung; und/oder Kameradaten einer Kamera des Fahrzeugs. Die Fahrtrajektorie kann somit durch die Trajektoriendaten für die Vielzahl von Abtastpunkten des Fahrweges beschrieben werden.
Dabei ermöglicht es das Rangiersystem eine Fahrtrajektorie für einen Fahrweg aufzuzeichnen, auf dem das Fahrzeug zumindest teilweise automatisiert längs- und/oder quergeführt wurde, d.h. auf dem das Fahrzeug zumindest abschnittweise in einem automatisierten Fahrmodus (mit automatisierter Längs- und/oder Querführung) betrieben wurde (z.B. gemäß SAE-Level 2). So kann der Komfort für den Fahrer des Fahrzeugs erhöht werden, da der Fahrweg nicht bzw. nicht vollständig von dem Fahrer manuell gefahren werden muss.
Wie bereits weiter oben dargelegt, kann das Rangiersystem ausgebildet sein, in einem Automatisierungsmodus basierend auf der aufgezeichneten Fahrtrajektorie das Kraftfahrzeug ab einem möglichen Aktivierungspunkt zum automatisierten Rangieren automatisiert zu rangieren. Es kann somit basierend auf der aufgezeichneten Fahrtrajektorie bei einer nachfolgenden Fahrt ein automatisiertes Rangiermanöver auf Basis der aufgezeichneten Fahrtrajektorie durchgeführt werden. Zu diesem Zweck kann das Rangiersystem eingerichtet sein, in dem Automatisierungsmodus, bei einer erneuten Fahrt des Fahrzeugs zu erkennen, dass sich das Fahrzeug in einem Annäherungsbereich (oder in einem Nahbereich oder in einem Aktivierungsbereich) der aufgezeichneten Fahrtrajektorie befindet. In Reaktion darauf kann dann über eine Benutzerschnittstelle ein Angebot an den Fahrer des Fahrzeugs zur Durchführung eines automatisierten Rangiermanövers anhand der aufgezeichneten Fahrtrajektorie ausgegeben werden. So kann der Komfort für den Fahrer des Fahrzeugs weiter erhöht werden.
Das Rangiersystem kann eingerichtet sein, in dem Aufzeichnungsmodus, zumindest einen ersten Abschnitt der Fahrtrajektorie (mit einer bestimmten Menge an Abtastpunkten des Fahrweges) basierend auf einem ersten Fahrwegabschnitt aufzuzeichnen, auf dem das Kraftfahrzeug in dem automatisierten Fahrbetrieb automatisierte längs- und/oder quergeführt wurde. Ferner kann das Rangiersystem eingerichtet sein, in dem Aufzeichnungsmodus, zumindest einen zweiten Abschnitt der Fahrtraj ektorie (mit einer bestimmten Menge an Abtastpunkten des Fahrweges) basierend auf einem zweiten Fahrwegabschnitt aufzuzeichnen, auf dem das Kraftfahrzeug von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs in dem manuellen Fahrbetrieb (d.h. manuell) gefahren wurde.
Es kann somit dem Fahrer ermöglicht werden, eine Fahrtrajektorie für einen Fahrweg aufzuzeichnen, bei dem zwischen manuellem Fahrbetrieb und automatisiertem Fahrbetrieb gewechselt wurde (ggf. mehrfach). So kann eine besonders komfortable Aufzeichnung einer Fahrtrajektorie ermöglicht werden. Dabei kann eine Fahrtrajektorie ggf. mehrere unterschiedliche Abschnitte mit automatisiertem Fahrbetrieb und/oder mehrere unterschiedliche Abschnitte mit manuellem Fahrbetrieb umfassen.
Das Rangiersystem kann eingerichtet sein, es einem Fahrer des Kraftfahrzeugs in dem Aufzeichnungsmodus während der Aufzeichnung der Fahrtrajektorie zu ermöglichen, den automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeugs (ggf. mehrfach) zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Dabei kann die Aktivierung des automatisierten Fahrbetriebs zu einem Übergang von dem manuellen Fahrbetrieb zu dem automatisierten Fahrbetrieb führen. Andererseits kann die Deaktivierung des automatisierten Fahrbetriebs zu dem Übergang von dem automatisierten Fahrbetrieb in den manuellen Fahrbetrieb führen.
Die Aktivierung und/oder Deaktivierung des automatisierten Fahrbetriebs kann dabei erfolgen, ohne dass der Aufzeichnungsmodus, insbesondere ohne dass die Aufzeichnung der Fahrtrajektorie, unterbrochen wird. Ggf. kann bei dem Wechsel zwischen dem manuellen Fahrbetrieb und dem automatisierten Fahrbetrieb jeweils eine (ggf. kurze) Unterbrechung der Aufzeichnung der Fahrtrajektorie erfolgen. Die Aufzeichnung der Fahrtrajektorie kann dann nach einer Unterbrechung wieder automatisch fortgeführt werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Aktivierung und/oder Deaktivierung des automatisierten Fahrbetriebs derart erfolgen, dass der Aufzeichnungsmodus, insbesondere dass die Aufzeichnung der Fahrtrajektorie, infolge und/oder trotz der Aktivierung und/oder Deaktivierung des automatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs fortgeführt wird.
Mit anderen Worten, bei einer fahrerseitigen Aktivierung oder Deaktivierung einer Fahrfunktion zum automatisierten Fahrbetrieb während des Aufzeichnungsmodus, insbesondere während der Aufzeichnung der Fahrtrajektorie, kann der Aufzeichnungsmodus fortgesetzt werden.
Es kann somit eine durchgängige Aufzeichnung der Fahrtrajektorie ermöglicht werden, unabhängig davon, ob der automatisierte Fahrbetrieb aktiviert und/oder deaktiviert wird. Die Aufzeichnung der Fahrtrajektorie kann von dem Fahrer des Fahrzeugs (ggf. über ein Bedienelement des Fahrzeugs) aktiviert bzw. deaktiviert werden. Dabei kann eine durchgängige Aufzeichnung der Fahrtrajektorie erfolgen, unabhängig davon, ob das Fahrzeug in dem automatisierten Fahrbetrieb oder in dem manuellen Fahrbetrieb betrieben wird. Der Fahrer kann somit während der Aufzeichnung der Fahrtrajektorie in flexibler Weise ein oder mehrere automatisierte Fahrfunktionen aktivieren und/oder deaktivieren, ohne dass davon der Aufzeichnungsmodus, insbesondere die Aufzeichnung der Fahrtrajektorie, beeinträchtigt wird. So kann der Komfort für den Fahrer weiter erhöht werden.
Das Rangiersystem kann z.B. eingerichtet sein, es dem Fahrer des Fahrzeugs in dem Aufzeichnungsmodus während der Aufzeichnung der Fahrtrajektorie zu ermöglichen, einen Einparkassistenten zu aktivieren, der ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug zumindest teilweise automatisiert, insbesondere mit einer automatisierten Querführung, in einem Parkplatz einzuparken. Es kann somit ein ggf. als komplex empfundener Teil eines Rangiermanövers bereits bei der Aufzeichnung der Fahrtrajektorie automatisiert durch das Fahrzeug bewirkt werden. So kann der Komfort für den Fahrer weiter erhöht werden.
Das Rangiersystem kann eingerichtet sein, in dem Aufzeichnungsmodus für einen Abtastpunkt (insbesondere für jeden Abtastpunkt) des Fahrweges die Trajektoriendaten unabhängig davon zu ermitteln und/oder aufzuzeichnen, ob das Kraftfahrzeug an dem jeweiligen Abtastpunkt in dem manuellen Fahrbetrieb oder in dem automatisierten Fahrbetrieb betrieben wird. Alternativ oder ergänzend kann das Rangiersystem eingerichtet sein, für einen Abtastpunkt (insbesondere für jeden Abtastpunkt) des Fahrweges die Trajektoriendaten derart aufzuzeichnen, dass es anhand der Trajektoriendaten (insbesondere anhand der spezifischen Trajektoriendaten für den jeweiligen Abtastpunkt) nicht erkennbar ist, ob das Kraftfahrzeug an dem jeweiligen Abtastpunkt in dem manuellen Fahrbetrieb oder in dem automatisierten Fahrbetrieb betrieben wurde. So kann eine besonders durchgängige und einheitliche Aufzeichnung der Fahrtrajektorie bewirkt werden.
Ggf. kann bei der Aufzeichnung der Fahrtrajektorie Information darüber abgespeichert werden, ob ein bestimmter Fahrwegabschnitt in dem manuellen Fahrbetrieb oder in dem automatisierten Fahrbetrieb gefahren wurde. Die eigentlichen Trajektoriendaten zur Beschreibung, insbesondere zur geographischen Lokalisierung, der einzelnen Abtastpunkte können jedoch unabhängig davon sein, ob die einzelnen Abtastpunkte in dem manuellen Fahrbetrieb oder in dem automatisierten Fahrbetrieb aufgezeichnet wurden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das das in diesem Dokument beschriebene Rangiersystem umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Ermöglichen eines automatisierten Rangiermanövers eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Aufzeichnen, basierend auf einem mit dem Kraftfahrzeug zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrweg, einer Fahrtrajektorie. Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen der aufgezeichneten Fahrtrajektorie für ein nachfolgendes automatisiertes Rangiermanöver des Kraftfahrzeugs.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einem Rangiersystem;
2a und 2b ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Durchführung eines automatisierten Rangiermanövers;
3 einen beispielhaften Annäherungsbereich, einen beispielhaften Nahbereich und einen beispielhaften Aktivierungsbereich;
4a und 4b eine im Kraftfahrzeug angezeigte beispielhafte Anzeige des Rangiersystems; und
5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb eines Rangiersystems (in einem Aufzeichnungsmodus).

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung des Komforts eines Fahrzeug-Rangiersystems, insbesondere in Bezug auf die Aufzeichnung einer Fahrtrajektorie. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100, das ein oder mehrere Umfeldsensoren 102 zum Erfassen von Umfelddaten, d.h. Sensordaten, in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 umfasst. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 102 können umfassen: eine aus Fahrersicht nach vorne gerichtete Front-Umfeldsensorik, eine nach links gerichtete Seiten-Umfeldsensorik, eine nach rechts gerichtete Seiten-Umfeldsensorik und/oder eine nach hinten gerichtete Rück-Umfeldsensorik. Die Front- und Rückumfeldsensoriken können jeweils mehrere Ultraschallsensoren sowie vorzugsweise ein oder mehrere Kameras umfassen. Gegebenenfalls kann auch eine Radarsensorik und/oder eine Lidarsensorik vorhanden sein. Die Seiten-Umfeldsensoriken können jeweils ein oder mehrere Ultraschallsensoren sowie vorzugsweise ein oder mehrere Kameras umfassen.
Die Umfelddaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 102 können von einer elektronischen Steuereinheit 101 zum automatisierten Rangieren entgegengenommen werden. Die elektronische Steuereinheit 101 zum automatisierten Rangieren kann eine elektronische Headunit 103 ansteuern und kann von dieser Information entgegenneben, wobei die Headunit 103 wiederum zur Ansteuerung eines zentralen berührungsempfindlichen Bildschirms im Fahrzeugcockpit und zur Entgegennahme von über dem berührungsempfindlichen Bildschirm getätigten Eingabesignalen dienen kann. Die Steuereinheit 101 zum automatisierten Rangieren kann ausgebildet sein, eine Getriebesteuereinheit, eine Lenksteuereinheit und/oder eine Motorsteuereinheit (d.h. ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungsaktoren 104) des Fahrzeugs 100 anzusteuern, insbesondere um das Fahrzeug 100 zumindest teilweise automatisiert längs- und/oder querzuführen.
Das Rangiersystem ist eingerichtet, in einem Aufzeichnungsmodus basierend auf einem von dem Fahrer mit dem Kraftfahrzeug 100 im manuellen Fahrbetrieb gefahrenen Fahrweg eine Fahrtrajektorie aufzuzeichnen. Hierbei wird in regelmäßigen Streckenabständen (z. B. alle 50 cm) auf dem manuell gefahrenen Fahrweg für die jeweilige Fahrzeugposition (beispielsweise bezogen auf die Mitte der Hinterachse des Fahrzeugs 100 als Referenzposition) als Abtastpunkt der Trajektorie beispielsweise Folgendes aufgezeichnet:

• GNSS-basierte Fahrzeug-Ortskoordinaten (GNSS - global navigation satellite system); und/oder
• Odometriebasierte Fahrzeug-Ortskoordinaten und/oder die Fahrzeug-Ausrichtung; und/oder
• Kameradaten (z.B. Bilddaten von ein oder mehreren Kameras des Fahrzeugs 100).

Das Rangiersystem ist ferner eingerichtet, in einem Automatisierungsmodus basierend auf der aufgezeichneten Fahrtrajektorie das Kraftfahrzeug 100 ab einem möglichen Aktivierungspunkt zum automatisierten Rangieren automatisiert zu rangieren.
Das Rangiersystem kann ferner einen Heranführmodus zum Unterstützen des manuellen Heranführens des Kraftfahrzeugs 100 an die (im manuellen Fahrbetrieb) aufgezeichnete Fahrtrajektorie umfassen, wobei im Rahmen des Heranführmodus Unterstützungsinformation betreffend die aktuelle Lage der aufgezeichneten Fahrtrajektorie in Relation zum Kraftfahrzeug 100 an den Fahrer ausgegeben werden kann, sodass im manuellen Fahrbetrieb das Kraftfahrzeug 100 an die aufgezeichnete Fahrtrajektorie und dadurch an einen möglichen Aktivierungspunkt zum automatisierten Rangieren unter Verwendung der Unterstützungsinformation heranführbar ist.
2a und 2b zeigen ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 betreffend die Aktivierung und Funktion des Rangiersystems, insbesondere in Zusammenhang mit dem Heranführmodus.
In Schritt 201 wird wiederholt der Abstand d_GNSS zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug 100 und einer im Fahrzeug 100 aufgezeichneten Fahrtrajektorie bestimmt (sofern mehrere Fahrtrajektorien für verschiedene Fahrmanöver aufgezeichnet wurden, erfolgt dies für jede Fahrtrajektorie). Die Abstandsbestimmung wird vorzugsweise erst bei Unterschreiten einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit (z. B. 30 km/h) gestartet. Der Abstand d_GNSS kann hierbei basierend auf den abgespeicherten GNSS-basierten Ortskoordinaten sämtlicher Punkte der Trajektorie und/oder basierend auf den aktuellen GNSS-basierten Ortskoordinaten des Kraftfahrzeugs 100 ermittelt werden, wobei der Abstand d_GNSS z.B. der minimale Abstand zu den Punkten der Trajektorie ist.
Wenn in Schritt 202 festgestellt wird, dass der Abstand d_GNSS zu einem aufgezeichneten Manöver kleiner als oder gleich wie ein vorgegebener Schwellwert s₁ ist (z. B. s₁ = 10 m), kann das System mit der genaueren Lokalisierung beginnen. Dieser Annäherungsbereich in einem Umkreis von beispielsweise s₁ = 10 m um die Wegstrecke eines aufgezeichneten Fahrmanövers 5 ist in 3 mit dem Bezugszeichen 1 dargestellt.
Im Rahmen der genaueren Lokalisierung wird in Schritt 203 die aufgezeichnete Fahrtrajektorie im Fahrzeug-Koordinatensystem positioniert. In Schritt 204 wird dann ein sich (im Vergleich zum GNSS-basierten Abstand d_GNSS) durch höhere Genauigkeit kennzeichnender Odometrie-basierter Abstand d_ODO zwischen dem eigenen Fahrzeug 100 und der aufgezeichneten Trajektorie 5 im Fahrzeug-Koordinatensystem bestimmt, wobei der Abstand d_ODO bevorzugt der minimale Abstand zu den Punkten der aufgezeichneten Trajektorie 5 ist. Bei der Bestimmung des Abstands d_ODO wird vorzugsweise zusätzlich Kamerainformation von ein oder mehrere Kameras 102 des Fahrzeugs 100 verwendet.
In der Abfrage 205 wird geprüft, ob der Odometrie-basierte Abstand d_ODO zwischen dem eigenen Fahrzeug 100 und der aufgezeichneten Trajektorie 5 kleiner als oder gleich wie der Schwellwert s₂ ist (z. B. mit s₂ = 1,0 m). Wenn dies der Fall ist, befindet sich das Kraftfahrzeug 100 bereits in einer möglichen Aktivierungsposition und damit in einem in 3 mit dem Bezugszeichen 3 markierten Aktivierungsbereich um die aufgezeichnete Trajektorie 5, wobei in dem Aktivierungsbereich 3 ein automatisiertes Rangiermanöver gestartet werden kann.
Sofern der Odometrie-basierte Abstand d_ODO größer als der Schwellwert s₂ ist, wird geprüft, ob das Kraftfahrzeug 100 sich bereits in einem Nahbereich um die aufgezeichnete Trajektorie 5 befindet. Hierzu wird geprüft, ob bereits zumindest n₁ (z. B. n₁ = 3) oder mehr Abtastpunkte der aufgezeichneten Trajektorie auf einer auf dem Bildschirm angezeigten Umgebungsanzeige darstellbar sind (s. Abfrage 206). Der Nahbereich, der in 3 durch das Bezugszeichen 2 markiert wird, beginnt beispielsweise je nach Situation typischerweise in einem Abstand in der Größenordnung von ca. 2 - 3 m um die abgespeicherte Trajektorie 5. Wenn sich das Kraftfahrzeug 100 im Nahbereich 2 befindet, kann der Nutzer über den Bildschirm ein Vorangebot zum automatisierten Rangieren (s. Schritt 207) erhalten, und das gespeicherte Manöver kann auf dem Bildschirm angezeigt werden, so dass der Fahrer das Fahrzeug 100 bis zum Aktivierungsbereich 3 manuell herangefahren kann.
Dies ist beispielhaft in 4a dargestellt. Die Anzeige 400 in 4a weist eine (in 4a nicht weiter detailliert dargestellte) Ego-Umgebungsanzeige 401 mit kamerabasierter Anzeige der Umgebung in Fahrtrichtung aus der Ego-Perspektive sowie eine aus mehreren Kamerabildern zusammengesetzte Draufsicht-Umgebungsanzeige 402 in der Draufsicht auf. In der Draufsicht-Umgebungsanzeige 402 ist die unmittelbare Umgebung dargestellt, beispielsweise begrenzt durch die Reichweite der Ultraschall-Sensoren. Statt einer kamerabasierten Darstellung wäre auch eine nicht kamerabasierte Darstellung denkbar, bei der beispielsweise die Umrisse der Objekte oder Symbole für die Objekte darstellt werden. Ferner können in einer Manöveranzeige 403 mögliche Rangiermanöver angezeigt werden. In 4a wird als Vorangebot ein Auswahlfeld 404 mit der Anzeige des Manövernamens eines abgespeicherten Manövers angezeigt. Der Nutzer kann das Vorangebot durch Berühren des Auswahlfelds 404 oder durch Bedienen eines zentralen Bedienelements annehmen.
Sofern in der Abfrage 208 in 2a festgestellt wird, dass der Fahrer das Vorangebot angenommen hat, kann in Schritt 209 der Heranführmodus mit Ausgabe von Unterstützungsinformation betreffend die aktuelle Lage der aufgezeichneten Fahrtrajektorie 5 in Relation zum Kraftfahrzeug 100 an den Fahrer aktiviert werden, so dass im manuellen Fahrbetrieb das Kraftfahrzeug 100 an die aufgezeichnete Fahrtrajektorie und dadurch an einen möglichen Aktivierungspunkt zum automatisierten Rangieren unter Verwendung der Unterstützungsinformation heranführbar ist. In 4b wird als Unterstützungsinformation 407 in der Umgebungsanzeige 402 die aufgezeichnete Fahrtrajektorie (oder zumindest ein Teil der Fahrtrajektorie) in Relation zur Lage des Kraftfahrzeugs 100 ortsrichtig ausgegeben. Auch in der Ego-Umgebungsanzeige 401 wird vorzugsweise die Fahrtrajektorie angezeigt (nicht dargestellt in 4b). Ferner erhält der Fahrer durch eine Texteinblendung 406 die Aufforderung, näher an die aufgezeichnete Trajektorie heranzufahren, um das automatisierte Rangieren zu starten (z. B. „Zum Starten des Manövers, bitte näher an den aufgezeichneten Pfad heranfahren“). Die angezeigte Lage der Traj ektorie wird laufend an die Veränderung der Lage des Kraftfahrzeugs 100 angepasst.
Wenn in der Abfrage 210 festgestellt wird, dass durch das Heranfahren an die Trajektorie der Odometrie-basierte Abstand d_ODO zwischen dem eigenen Fahrzeug 100 und der aufgezeichneten Trajektorie 5 kleiner als oder gleich wie der Schwellwert s₂ ist, befindet sich das Kraftfahrzeug 100 im Aktivierungsbereich 3, und der Fahrer erhält in Schritt 211 eine Stopp-Aufforderung in Form einer entsprechenden Texteinblendung 406 (z. B. „Zum Starten des aufgezeichneten Rangiermanövers, bitte Fahrzeug stoppen.“). Ferner wird in Schritt 212 die Darstellung der Unterstützungsinformation 407 umgeschaltet. Hierzu wird beispielsweise die Farbe der angezeigten Trajektorie verändert und ferner die Distanz entlang der aufgezeichneten Trajektorie bis zum Endpunkt der Trajektorie angezeigt. Ferner wird ggf. zusätzlich eine vom Rangiersystem berechnete Ergänzungstrajektorie angezeigt (sofern diese nicht ohnehin durch die Darstellung des Ego-Fahrzeugs 100 verdeckt würde), die das Fahrzeug 100 von dem Aktivierungspunkt bis zu der abgespeicherten Trajektorie automatisiert durchfährt.
Es wird in der Abfrage 213 in 2b geprüft, ob das Fahrzeug in den Stillstand abgebremst wurde.
In der Abfrage 214 wird abgefragt, ob sämtliche Aktivierungsbedingungen zum automatisierten Rangieren erfüllt sind.
Die Aktivierungsbedingungen umfassen in dem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein oder mehrere der folgenden Bedingungen:

• das Kraftfahrzeug 100 befindet sich (im Wesentlichen) im Stillstand,
• das Bremspedal des Kraftfahrzeugs 100 wurde vom Fahrer losgelassen,
• das Lenkrad des Kraftfahrzeugs 100 wurde vom Fahrer losgelassen,
• der Fahrergurt ist angelegt,
• für das Lenk- und das Bremssystem des Fahrzeugs 100 liegt eine Fahrfreigabe für das automatisierte Rangieren vor, und/oder
• die Fahrzeugtüren sind geschlossen.

Wenn die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind, kann ggf. ohne weitere Bedieneingabe des Fahrers der Automatisierungsmodus aktiviert und das Fahrzeug 100 rangiert entlang der aufgezeichneten Trajektorie werden (s. Schritt 215). Hierbei kann in der Anzeige 400 die Trajektorie weiterhin angezeigt werden, wobei die Trajektorien-Anzeige laufend an die Bewegung des Kraftfahrzeugs 100 während des automatisierten Rangierens angepasst wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass in 3 der Annäherungsbereich 1, der Nahbereich 2 und/oder der Aktivierungsbereich 3 beispielhaft als Kreise um einen bestimmten möglichen Aktivierungspunkt auf der Fahrtrajektorie 5 dargestellt sind. Typischerweise sind mehrere Punkte, insbesondere alle Punkte, auf der Fahrtrajektorie 5 mögliche Aktivierungspunkte. Um jeden möglichen Aktivierungspunkt kann ein kreisförmiger Annäherungsbereich 1, Nahbereich 2 und/oder Aktivierungsbereich 3 angeordnet werden. Durch die Überlagerung der kreisförmigen Bereiche 1, 2, 3 für mehrere mögliche Aktivierungspunkte ergeben sich dann schlauchförmige Bereiche 1, 2, 3 entlang der Fahrtrajektorie 5. Der Annäherungsbereich 1, der Nahbereich 2 und/oder der Aktivierungsbereich 3 können somit jeweils als Schläuche entlang der Fahrtrajektorie 5 ausgebildet sein (mit einer jeweils unterschiedlichen Schlauchbreite quer zu der Fahrtrajektorie 5).
Wie weiter oben dargelegt, kann es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglicht werden, im Rahmen des Aufzeichnungsmodus des Rangiersystems im manuellen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 100 eine Fahrtrajektorie 5 für ein bestimmtes Rangiermanöver aufzuzeichnen. Dabei kann das Rangiermanöver ggf. ein oder mehrere komplexe Fahrabschnitte aufweisen, die der Fahrer bevorzugt automatisiert fahren möchte. Beispielsweise kann es für den Fahrer des Fahrzeugs 100 wünschenswert sein, das eigentliche Einparkmanöver in eine Parklücke automatisiert durch einen Einparkassistenten des Fahrzeugs 100 durchführen zu lassen. Andererseits kann es von dem Fahrer bevorzugt sein, das Fahrzeug 100 manuell bis zu der Parklücke fahren.
Das Rangiersystem kann ausgebildet sein, im Rahmen des Aufzeichnungsmodus zumindest abschnittsweise eine automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen. Insbesondere kann es dem Fahrer ermöglicht werden, während des Aufzeichnungsmodus des Rangiersystems eine Fahrfunktion des Fahrzeugs 100 zu aktivieren (und ggf. wieder zu deaktivieren), durch die eine automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 bewirkt wird. Der von der Fahrfunktion automatisiert gefahrene Fahrweg kann dann als Teil der gesamten Fahrtrajektorie 5 des Rangiersystems aufgezeichnet werden.
Das Rangiersystem kann somit in dem Aufzeichnungsmodus ausgebildet sein, eine Fahrtrajektorie 5 aufzuzeichnen, bei der der Fahrweg des Fahrzeugs 100 zumindest teilweise in einem automatisierten Fahrbetrieb zurückgelegt wird. Die aufgezeichnete Fahrtrajektorie 5 kann insbesondere ein oder mehrere Abschnitte 51 aufweisen, die in dem manuellen Fahrbetrieb aufgezeichnet wurden, und ein oder mehrere Abschnitte 52 aufweisen, die in dem automatisierten Fahrbetrieb aufgezeichnet wurden. Dabei kann es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 während des Aufzeichnungsmodus ermöglicht werden, in flexibler Weise ein oder mehrere Fahrfunktionen zum automatisierten Fahren des Fahrzeugs 100 zu aktivieren und/oder zu deaktivieren.
Der automatisierte Fahrbetrieb kann ein Fahrbetrieb des Fahrzeugs 100 sein, bei dem das Fahrzeug 100 zumindest teilweise automatisiert längs- und/oder quergeführt wird. Andererseits kann der manuelle Fahrbetrieb ein Fahrbetrieb des Fahrzeugs 100 sein, bei dem das Fahrzeug 100 vollständig manuell durch den Fahrer längs- und/oder quergeführt wird.
Das Rangiersystem kann somit im Aufzeichnungsmodus derart ausgebildet sein, dass jegliche automatisierte Fahrfunktionen des Fahrzeugs 100 genutzt und ausgeführt werden können. Während die ein oder mehreren automatisierten Fahrfunktionen aktiv sind, können anhand der Sensoren (z.B. Odometrie-, GNSS- und/oder Kamerasensoren) die erforderlichen Trajektoriendaten für die Aufzeichnung des Fahrweges ausgewertet und/oder abgespeichert werden. Es kann während der Aufzeichnung flexibel zwischen manueller Fahrt und automatisierter Fahrt gewechselt werden. Anschließend kann die aufgezeichnete Fahrtrajektorie 5 in dem Automatisierungsmodus des Rangiersystems automatisiert abgefahren werden.
Beispielsweise kann es vorkommen, dass der Fahrer des Fahrzeugs 100 das Fahrzeug 100 auf einem Tiefgaragenstellplatz parken möchte. Dabei kann der Fahrer zur Aufzeichnung der Fahrtraj ektorie 5 das Fahrzeug 100 in dem manuellen Fahrbetrieb von dem Eingang der Tiefgarage bis zu dem Stellplatz fahren. An dem Stellplatz kann der Fahrer dann die Parkassistenzfunktion des Fahrzeugs 100 aktivieren, durch die das Fahrzeug 100 dann automatisiert, z.B. automatisiert in Bezug auf die Querführung des Fahrzeugs 100, auf den Stellplatz gefahren wird. Es werden während der manuellen und der automatisierten Fahrt jeweils die erforderlichen Informationen (z.B. Odometrie-, GNSS- und Kameradaten) in Bezug auf den gesamten Fahrweg von dem Eingang der Tiefgarage bis in den abgestellten Zustand auf dem Stellplatz gespeichert. Anschließend kann die gespeicherte Trajektorie 5 für die automatisierte Fahrt von dem Eingang bis auf den Stellplatz (und ggf. in umgekehrter Richtung von dem Stellplatz bis zu dem Eingang) genutzt werden. So kann der Komfort für den Fahrer des Fahrzeugs 100 weiter erhöht werden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 500 zum Ermöglichen eines automatisierten Rangiermanövers eines Kraftfahrzeugs 100. Das Verfahren 500 kann von einem Rangiersystem des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden.
Das Verfahren 500 umfasst das Aufzeichnen 501, basierend auf einem mit dem Kraftfahrzeug 100 zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrweg, einer Fahrtrajektorie 5. Insbesondere können dabei für eine Vielzahl von Abtastpunkten des Fahrwegs jeweils Trajektoriendaten aufgezeichnet werden. Die Trajektoriendaten können dabei GNSS- und/oder odometriebasierte Positionskoordinaten des Fahrzeugs 100 und/oder Kameradaten von ein oder mehreren Kameras des Fahrzeugs 100 umfassen. Die Vielzahl von Abtastpunkten kann dabei eine Teilmenge von ein oder mehreren Abtastpunkten umfassen, an denen das Fahrzeug 100 zumindest teilweise automatisiert anhand einer Fahrfunktion des Fahrzeugs 100 längs- und/oder quergeführt wurde.
Das Verfahren 500 kann ferner das Bereitstellen 502 der aufgezeichneten Fahrtrajektorie 5 für ein nachfolgendes automatisiertes Rangiermanöver des Kraftfahrzeugs 100 umfassen. Zu diesem Zweck kann die Fahrtrajektorie 5 (mit den Trajektoriendaten) auf einer Speichereinheit des Fahrzeugs 100 gespeichert werden.
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann der Komfort eines Rangiersystems, insbesondere während des Aufzeichnungsmodus, erhöht werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Rangiersystem zum automatisierten Rangieren eines Kraftfahrzeugs (100), wobei das Rangiersystem eingerichtet ist, - in einem Aufzeichnungsmodus eine Fahrtrajektorie (5) aufzuzeichnen; und - in einem Automatisierungsmodus basierend auf der aufgezeichneten Fahrtrajektorie (5) das Kraftfahrzeug (100) ab einem möglichen Aktivierungspunkt zum automatisierten Rangieren automatisiert zu rangieren; dadurch gekennzeichnet, dass das Rangiersystem eingerichtet ist, in dem Aufzeichnungsmodus die Fahrtrajektorie (5) basierend auf einem mit dem Kraftfahrzeug (100) zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrweg aufzuzeichnen.
Rangiersystem gemäß Anspruch 1, wobei das Rangiersystem eingerichtet ist, in dem Aufzeichnungsmodus, zumindest einen ersten Abschnitt (52) der Fahrtrajektorie (5) basierend auf einem ersten Fahrwegabschnitt aufzuzeichnen, auf dem das Kraftfahrzeug (100) in einem automatisierten Fahrbetrieb automatisiert längs- und/oder quergeführt wurde.
Rangiersystem gemäß Anspruch 2, wobei das Rangiersystem eingerichtet ist, in dem Aufzeichnungsmodus, zumindest einen zweiten Abschnitt (51) der Fahrtrajektorie (5) basierend auf einem zweiten Fahrwegabschnitt aufzuzeichnen, auf dem das Kraftfahrzeug (100) von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs (100) in einem manuellen Fahrbetrieb gefahren wurde.
Rangiersystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rangiersystem eingerichtet ist, in dem Aufzeichnungsmodus eine fahrerseitige Aktivierung und/oder Deaktivierung eines automatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs (100) zu ermöglichen, insbesondere - ohne dass dabei die Aufzeichnung der Fahrtrajektorie (5) unterbrochen wird; und/oder - sodass die Aufzeichnung der Fahrtrajektorie (5) infolge der Aktivierung und/oder Deaktivierung des automatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs (100) fortgeführt wird.
Rangiersystem gemäß Anspruch 4, wobei das Rangiersystem eingerichtet ist, es in dem Aufzeichnungsmodus zu ermöglichen, einen Einparkassistenten zu aktivieren, der ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug (100) zumindest teilweise automatisiert, insbesondere mit einer automatisierten Querführung, in einem Parkplatz einzuparken.
Rangiersystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Rangiersystem eingerichtet ist, in dem Aufzeichnungsmodus für eine Vielzahl von Abtastpunkten des zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrwegs jeweils Trajektoriendaten zu ermitteln und aufzuzeichnen; und - die Trajektoriendaten insbesondere umfassen, - GNSS-basierte Fahrzeug-Ortskoordinaten; - odometriebasierte Fahrzeug-Ortskoordinaten; - eine Fahrzeug-Ausrichtung; und/oder - Kameradaten einer Kamera des Fahrzeugs (100).
Rangiersystem gemäß Anspruch 6, wobei das Rangiersystem eingerichtet ist, in dem Aufzeichnungsmodus - für einen Abtastpunkt des Fahrweges die Trajektoriendaten unabhängig davon zu ermitteln und/oder aufzuzeichnen, ob das Kraftfahrzeug (100) an dem jeweiligen Abtastpunkt in einem manuellen Fahrbetrieb oder in einem automatisierten Fahrbetrieb betrieben wird; und/oder - für einen Abtastpunkt des Fahrweges die Trajektoriendaten derart aufzuzeichnen, dass es anhand der Trajektoriendaten für den Abtastpunkt nicht erkennbar ist, ob das Kraftfahrzeug (100) an dem jeweiligen Abtastpunkt in einem manuellen Fahrbetrieb oder in einem automatisierten Fahrbetrieb betrieben wurde.
Rangiersystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rangiersystem eingerichtet ist, in dem Automatisierungsmodus, - bei einer erneuten Fahrt des Fahrzeugs (100) zu erkennen, dass sich das Fahrzeug (100) in einem Annäherungsbereich (1) der aufgezeichneten Fahrtrajektorie (5) befindet, und - in Reaktion darauf, über eine Benutzerschnittstelle ein Angebot an den Fahrer des Fahrzeugs (100) zur Durchführung eines automatisierten Rangiermanövers anhand der aufgezeichneten Fahrtrajektorie (5) auszugeben.
Verfahren (500) zum Ermöglichen eines automatisierten Rangiermanövers eines Kraftfahrzeugs (100), wobei das Verfahren (500) umfasst, - Aufzeichnen (501), basierend auf einem mit dem Kraftfahrzeug (100) zumindest teilweise automatisiert gefahrenen Fahrweg, einer Fahrtrajektorie (5); und - Bereitstellen (502) der aufgezeichneten Fahrtrajektorie (5) für ein nachfolgendes automatisiertes Rangiermanöver des Kraftfahrzeugs (100).