DE102022211436A1

DE102022211436A1 - Verfahren zur Erstellung eines Fahrzeugmodells für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen LKW

Info

Publication number: DE102022211436A1
Application number: DE102022211436.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Engel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2024-05-08
Also published as: CN117953674A

Abstract

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Erstellung eines Fahrzeugmodells für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen LKW vorgeschlagen, wobei mittels mindestens einem Infrastruktursensor Daten des Kraftahrzeugs erfasst werden, die Daten an ein Infrastruktursystem übermittelt werden und durch eine Recheneinheit des Infrastruktursystem ausgewertet werden, wobei Fahrzeugparameter ermittelt werden und basierend auf den ermittelten Fahrzeugparametern ein Fahrzeugmodell ausgewählt und parametrisiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines Fahrzeugmodells für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen LKW. Die Erfindung betrifft außerdem ein Infrastruktursystem. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Aktuell werden automatisierte Fahrzeuge typischerweise aus dem Fahrzeug heraus gesteuert, das heißt für die Fahrplanung sind im Fahrzeug ein Fahrzeug-Modell und dazu passende Fahrzeug-Parameter (z.B. Länge, Breite) hinterlegt. Dieses Vorgehen funktioniert, solange sich die Fahrzeugparameter nicht wesentlich ändern. Speziell bei LKW können sich die zur Fahrtwegplanung erforderlichen Modelle und Parameter durch die Verwendung unterschiedlicher Anhänger und Auflieger immer wieder ändern, so dass im Fahrzeug kein aktuelles und passendes Fahrzeug-Modell bzw. Parameter vorliegen.
Zudem ist bekannt, die Planung der Fahrwege in die Infrastruktur verlagern. Für Planung und Steuerung in der Infrastruktur sind detaillierte Modelle für jedes Fahrzeug in der Infrastruktur erforderlich. Ferner ist es beispielsweise bekannt, dass von Mautbrücken die Parameter der Größe und die Achsanzahl der Fahrzeuge erfasst wird (z.B. Toll Collect). Die Größe wird hierbei typischerweise zur Aussortierung von PKW verwendet. Die Achsanzahl geht in die Bestimmung der Höhe der Maut ein. Eine Erfassung hinsichtlich des Fahrzeug-Modells (Sattelzug, Gliederzug, Lang-LKW, u.a.) und deren spezieller Parameter erfolgt nicht.
Aus der WO 2020 259 892 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Umfeldmodells eines autonom gesteuerten Fahrzeuges bekannt. In dem Verfahren werden Messwerte von Sensoren, welche sich in der das Fahrzeug umgebenen Infrastruktur befinden aufgezeichnet, die Messdaten mehrerer Sensoren fusioniert und stationär gespeichert. Die Messwerte werden zur Erkennung und Klassifizierung von Objekten in der Infrastruktur ausgewertet. Aus den Ergebnissen der Auswertung der Messwerte und den Messwerten werden Umfeldmodelldaten erzeugt und an das Fahrzeug übermittelt. Das Fahrzeug erzeugt mittels einer Umfeldmodell-Erzeugungseinrichtung aus den übermittelten Umfeldmodelldaten ein Umfeldmodell. Insbesondere werden bei der Umfeldmodellerzeugung zusätzlich Sensordaten aus den Sensoren des Fahrzeuges verwendet. Eine Steuerung des autonom gesteuerten Fahrzeuges, kann auf Grundlage der Umfeldmodelldaten erfolgen.
Für LKWs lässt sich im Zug-Betrieb (LKW zieht die Last bei Vorwärtsfahrt; Haupt-Lenkachse in Fahrtrichtung am Bug es Fahrzeugs) der Fahrweg noch einigermaßen abschätzen. Im Schub-Betrieb (LKW schiebt die Ladung bei Rückwärtsfahrt; Haupt-Lenkachse in Fahrtrichtung am Heck des Fahrzeugs) ist dies nur bei Fahrzeugen ohne Anhänger oder Sattelauflieger möglich. Im Fall von Sattel- oder Anhänger-Betrieb entsteht bei der Rückwärtsfahrt eine Art instabiles inverses Doppel-Pendel. Hier ist eine genaue Parametrierung des Fahrzeugmodells erforderlich, um die verschiedenen Dreh- und Lenkungspunkte und den Fahrweg in rückwärtiger Fahrtrichtung exakt bestimmen zu können.
Offenbarung der Erfindung
Es kann daher als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein auf die aktuelle Konfiguration eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines LKWs, angepasstes Fahrzeugmodell und passende Fahrzeugparameter erstellt werden können.
Es kann als eine weitere Aufgabe der Erfindung angesehen werden, ein Infrastruktursystem zur Fahrunterstützung von zumindest teilautomatisiert geführten vernetzten Kraftfahrzeugen bereitzustellen, das derartig erstellte Fahrzeugmodelle zur zumindest teilautomatisierten Führung eines oder mehrerer Kraftfahrzeuge verwendet.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Erstellung eines Fahrzeugmodells für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen LKW vorgeschlagen, wobei mittels mindestens einem Infrastruktursensor Daten des Kraftahrzeugs erfasst werden, die Daten an ein Infrastruktursystem übermittelt werden und durch eine Recheneinheit des Infrastruktursystem ausgewertet werden, wobei Fahrzeugparameter ermittelt werden und basierend auf den ermittelten Fahrzeugparametern ein Fahrzeugmodell ausgewählt und parametrisiert wird.
Unter einem Fahrzeugmodell soll hierbei insbesondere ein mathematisches Modell verstanden werden, das die Bewegung eines Kraftfahrzeugs beschreibt und das von verschiedenen Modellparametern abhängt, die wiederrum von der Geometrie und dem Aufbau des betreffenden Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Mittels des Fahrzeugmodells lässt sich beispielsweise außerdem bestimmen, wieviel Platz ein Kraftfahrzeug bei der Durchführung eines bestimmten Fahrmanövers, z. B. einer Kurvenfahrt benötigt. Insbesondere bei LKW mit Anhängern sind hierbei zum Beispiel die Abstände und Lenkbarkeit der verschiedenen Achsen sowie die Dreh- und Lenkungspunkte als Parameter zu berücksichtigen.
Die Erfindung ermöglicht es, das zumindest teilautomatisierte Führen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von LKW mit wechselnden Anhängern/Aufliegern, durch ein dazu notwendiges Fahrzeugmodell derart durchzuführen, dass das Fahrzeugmodell mit Hilfe von Sensoren und Rechenlogik in der Infrastruktur (z.B. auf Logistikhöfen) automatisiert erzeugt wird. Die Fahrwegsplanung mit Hilfe des Fahrzeugmodells kann dabei in der Infrastruktur (das parametrisierte Fahrzeugmodell verbleibt in der Infrastruktur und kann dem betreffenden Kraftfahrzeug zugeordnet werden) oder im Kraftfahrzeug (das parametrisierte Fahrzeugmodell wird von der Infrastruktur an das Kraftfahrzeug übertragen) erfolgen.
Das parametrisierte Fahrzeugmodell kann darüber hinaus auch zur Vorhersage eines Fahrweges verwendet werden, um z.B. cloud-basierten kooperativen Systemen eine Verkehrskoordination zu ermöglichen (z.B. der Lastzug biegt erst links ab, wenn PKWs den Kreuzungsbereich verlassen haben oder andere Fahrzeuge halten etwas vor der Haltelinie, um einem Lastzug Raum für sein Manöver zu gewähren).
Bevorzugt umfassen die Fahrzeugparameter mindestens einen Achsabstand und/oder einen vorderen Überstand und/oder einen hinteren Überstand und/oder einen maximalen Einschlagwinkel und/oder eine Fahrzeugbreite und/oder die Position eines Hinterradpunkts und/oder die Position eines Einschlagpunkts und/oder oder daraus abgeleitete Größen.
Wenn es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen LKW mit mindestens einem Anhänger handelt, wird das Fahrzeugmodell bevorzugt alternativ oder zusätzlich durch mindestens eine Lenkbarkeit der einzelnen Achsen und/oder eine Deichsellänge und/oder einen Abstand zwischen einem Deichsel-Anschlagpunkt und einer Anhängerachse und/oder der Anzahl der Anhänger und/oder einer Position des Auflagepunktes eines Sattelaufliegers und/oder oder daraus abgeleiteten Größen parametrisiert.
Die Fahrzeugparameter können mittels mindestens eines Infrastruktursensors beispielsweise auf eine oder mehrere der folgenden Weisen bestimmt werden: Die Fahrzeugbreite kann beispielsweise mit bildgebenden Video-, Lidar- und/oder Radar-Sensoren z.B. aus einer Ansicht von (schräg-) oben bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugbreite während Durchfahrt durch eine Messbrücke mittels seitlich angeordneter, distanzmessender Sensoren (z.B. Ultraschallsensoren) bestimmt werden, indem der Abstand von beiden Seiten gemessen und die Fahrzugbreite aus den so bestimmten Abstandswerten und dem bekanntem Sensorabstand berechnet wird.
Die Fahrzeuglänge kann beispielsweise mit bildgebenden Video-, Lidar- und/oder Radar-Sensoren z.B. aus einer Ansicht von (schräg-) oben oder unten bestimmt werden.
Die Achs-Anzahl und -positionen können mit Hilfe von einer Bild-Analyse der kompletten Seitenansicht des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl und Position der Achsen bei der Durchfahrt durch eine Messbrücke mit Hilfe von Sensoren in der Fahrbahndecke (z.B. Drucksensoren) erfasst werden und/oder die Anzahl und Position der Achsen werden bei der Durchfahrt mit Hilfe von Lichtschranken, die wenige cm über der Fahrbahn angebracht sind, erfasst. Die Gesamtposition des Fahrzeugs wird dabei bevorzugt kontinuierlich erfasst (z. B. direkt mittels einer Distanzmessung oder indirekt über die Bestimmung der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit) und fließt in die Positionsbestimmung der Achsen ein.
Die Überstände lassen sich von den Positionen der ersten und letzten Achsen und der Gesamtlänge ableiten.
Einige Parameter lassen sich nicht bei Geradeausfahrten ermitteln, sondern nur durch Beobachtung des dynamischen Verhaltens des Kraftfahrzeugs, z.B. bei einer Kurvenfahrt unter definierten Bedingungen, mit Hilfe einer Sicht von (schräg-)oben, unten und/oder der Seite. So können die starren Elemente eines LKWs mit Längen, Abständen und Drehpunkten der einzelnen Elemente bestimmt werden. Lenkbare Achsen können durch eine jeweilige Auswertung der Radstellungen bei Kurvenfahrt von der Seite erkannt werden. Der maximale Einschlagwinkel kann z. B. durch Beobachtung des Verhaltens beim Fahren eines kleinsten Wendekreises bestimmt werden. Die Anzahl der Anhänger kann z. B. mittels Detektion der Unterbrechungen im Aufbau durch Auswertung der Kamera-Bilder von oben, unten oder Seite bestimmt werden.
Die Deichsellänge kann bevorzugt zum Beispiel durch Detektion der Unterbrechungen und Auswertung der Kamera-Bilder von unten (wie beschrieben in den DE 102012211791 A1 , DE 102012209327 A1 und DE 102011003553 A1 ) oder durch Schlussfolgerung des beispielsweise mit einem Videosensor detektierten Verhaltens der einzelnen Fahrzeugsegmente bei Kurvenfahrt unter Berücksichtigung der zuvor ermittelten Parameter erfolgen. Auflagepunkt eines Sattelaufliegers kann z.B. aus den zuvor bestimmten Dimensionen und Positionen starrer Fahrzeugelemente und Bestimmung der Drehpunkte aus dynamischem Verhalten abgeleitet werden.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann mittels der so bestimmten Fahrzeugparameter außerdem eine Schleppkurve für das Kraftfahrzeug ermittelt werden. Damit kann vorteilhaft der Platzbedarf des Kraftfahrzeugs beim Durchführen eines bestimmten Fahrmanövers (z.B. Wende, Kurvenfahrt, Rückwärtsfahrt) ermittelt werden.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Infrastruktursystem vorgeschlagen, das ausgebildet ist, ein Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen. Dazu umfasst das Infrastruktursystem mindestens einen Infrastruktursensor, der ausgebildet ist, Daten eines Kraftahrzeugs zu erfassen und die Daten an eine Recheneinheit des Infrastruktursystems zu übermitteln, wobei diese Recheneinheit ausgebildet ist, die Daten auszuwerten und daraus Fahrzeugparameter zu ermitteln und basierend auf den ermittelten Fahrzeugparametern ein Fahrzeugmodell auszuwählen und zu parametrisieren.
Bevorzugt ist mindestens ein Infrastruktursensor zur Erfassung von Daten eines Kraftahrzeugs als Lidarsensor und/oder als Ultraschallsensor und/oder als Radarsensor und/oder als Kamerasystem und/oder als Drucksensor und/oder als Lichtschranke ausgebildet ist.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines LKWs, vorgeschlagen, wobei das zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs basierend auf einem Fahrzeugmodell durchgeführt wird, wobei das Fahrzeugmodell gemäß einem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstellt wird.
Die Formulierung „zumindest teilautomatisiert“ umfasst einen oder mehrere der folgenden Fälle: assistiertes Führen, teilautomatisiertes Führen, hochautomatisiertes Führen, vollautomatisiertes Führen eines Kraftfahrzeugs.
Assistiertes Führen bedeutet, dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs dauerhaft entweder die Quer- oder die Längsführung des Kraftfahrzeugs ausführt. Die jeweils andere Fahraufgabe (also ein Steuern der Längs- oder der Querführung des Kraftfahrzeugs) wird automatisch durchgeführt. Das heißt also, dass bei einem assistierten Führen des Kraftfahrzeugs entweder die Quer- oder die Längsführung automatisch gesteuert wird.
Teilautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) und/oder für einen gewissen Zeitraum eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss aber das automatische Steuern der Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Der Fahrer muss jederzeit zur vollständigen Übernahme der Kraftfahrzeugführung bereit sein.
Hochautomatisiertes Führen bedeutet, dass für einen gewissen Zeitraum in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben, insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve ausgegeben. Der Fahrer muss also potenziell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. Bei einem hochautomatisierten Führen ist es nicht möglich, in jeder Ausgangssituation automatisch einen risikominimalen Zustand herbeizuführen.
Vollautomatisiertes Führen bedeutet, dass in einer spezifischen Situation (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs -und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Vor einem Beenden des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung erfolgt automatisch eine Aufforderung an den Fahrer zur Übernahme der Fahraufgabe (Steuern der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeugs), insbesondere mit einer ausreichenden Zeitreserve. Sofern der Fahrer nicht die Fahraufgabe übernimmt, wird automatisch in einen risikominimalen Zustand zurückgeführt. Grenzen des automatischen Steuerns der Quer- und Längsführung werden automatisch erkannt. In allen Situationen ist es möglich, automatisch in einen risikominimalen Systemzustand zurückzuführen.
Fahrerloses Steuern bzw. Führen bedeutet, dass unabhängig von einem spezifischen Anwendungsfall (zum Beispiel: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines Parkplatzes, Überholen eines Objekts, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert werden. Ein Fahrer des Kraftfahrzeugs muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs steuern. Der Fahrer muss das automatische Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. Die Längs- und Querführung des Fahrzeugs werden somit zum Beispiel bei allen Straßentypen, Geschwindigkeitsbereichen und Umweltbedingungen automatisch gesteuert. Die vollständige Fahraufgabe des Fahrers wird somit automatisch übernommen. Der Fahrer ist somit nicht mehr erforderlich. Das Kraftfahrzeug kann also auch ohne Fahrer von einer beliebigen Startposition zu einer beliebigen Zielposition fahren. Potenzielle Probleme werden automatisch gelöst, also ohne Hilfe des Fahrers.
Verfahren zur automatisierten Verkehrssteuerung mittels eines Infrastruktursystems nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei ein oder mehrere Fahrzeugmodelle für durch eine Recheneinheit des Infrastruktursystems gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erstellt werden und die Verkehrssteuerung basierend auf den Fahrzeugmodellen durchgeführt wird.
Durch das Konzept der vorliegenden Erfindung kann vorteilhaft das automatisierte Führen von Kraftfahrzeugen, insbesondere von LKW mit wechselnden Anhängern/Aufliegern, durch ein dazu notwendiges Fahrzeugmodell dadurch ermöglicht wird, dass das passende Fahrzeugmodell mit Hilfe von Sensoren und Rechenlogik in der Infrastruktur (z.B. auf Logistikhöfen) automatisiert erzeugt werden kann. Die Fahrwegsplanung mit Hilfe des Fahrzeugmodells kann dabei in der Infrastruktur (das parametrisierte Modell verbleibt in der Infrastruktur und kann dem betreffenden Fahrzeug zugeordnet werden) oder im Fahrzeug (das parametriete Modell wird von der Infrastruktur ins Fahrzeug übertragen) erfolgen.
Das parametrisierte Modell kann darüber hinaus auch zur Vorhersage eines Fahrweges verwendet werden, um z.B. cloud-basierten kooperativen Systemen eine Verkehrskoordination zu ermöglichen (z.B. der Lastzug biegt erst links ab, wenn die PKW den Kreuzungsbereich verlassen haben oder andere Fahrzeuge halten etwas vor der Haltelinie, um einem Lastzug Raum für sein Manöver zu gewähren)
Kurzbeschreibung der Figuren
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben.

1 zeigt mehrere Typen von Kraftfahrzeugen. 1 a) zeigt hierbei verschiedene Kraftfahrzeuge in Seitenansicht. 1 b) zeigt hierbei verschiedene Kraftfahrzeuge in Draufsicht.
2 zeigt ein Kraftfahrzeug in Draufsicht sowie ein das Kraftfahrzeug repräsentierendes Stabmodell.
3 a) und b) zeigen Schleppkurven eines Sattelzuges für zwei unterschiedliche Fahrmanöver.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung.
5 zeigt schematisch ein Infrastruktursystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
6 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem ein erfindungsgemäßes Computerprogramm gespeichert ist.
7 zeigt ein Kraftfahrzeug.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
In 1 a) sind mehrere unterschiedlich ausgebildete Kraftfahrzeuge 10a-h in Seitenansicht schematisch dargestellt. Die Kraftfahrzeuge 10a-h weisen jeweils unterschiedliche Ausbildungen der Zugfahrzeuge 3 , sowie der Anhänger 7, 8 auf. Weiterhin unterscheiden sich die Kraftfahrzeuge 10a-h beispielsweise in der Anzahl und/oder Position ihrer Achsen 13, der Anzahl und Position von lenkbaren Achsen, einem vorderen Überstand und/oder einen hinteren Überstand und/oder einem maximalen Einschlagwinkel und/oder der jeweiligen Fahrzeugbreite, einer Deichsellänge und/oder einen Abstand zwischen einem Deichsel-Anschlagpunkt und einer Anhängerachse und/oder der Anzahl der Anhänger und/oder einer Position des Auflagepunktes eines Sattelaufliegers. Im Beispiel des als zweispänniger LKW ausgebildeten Kraftfahrzeugs 10d, weist das Kraftfahrzeug 10d eine längenverstellbare Zugdeichsel 5 auf. All diese Parameter bzw. Angaben sind für die Auswahl und Parametrisierung eines Fahrzeugmodells für das entsprechende Kraftfahrzeug 10a-h nötig und werden gemäß der Erfindung durch eine infrastrukturseitig vorgesehene Sensorik erfasst. Hierzu werden Messdaten, beispielsweise Abstandswerte, Bilddaten und/oder Gewichtsdaten durch die Sensorik erfasst und ausgewertet. So können die entsprechenden Fahrzeugparameter bestimmt werden und darauf basierend kann das passende Fahrzeugmodell ausgewählt und parametrisiert werden.
In 1 b) sind drei weitere Kraftfahrzeuge 10i-k in Draufansicht schematisch dargestellt. Am Beispiel des Kraftfahrzeugs 10k sind bestimmte Parameter, wie der Abstand a vom Auflagepunktes S eines Sattelaufliegers zur Achse bemaßt.
In 2 ist ein Kraftfahrzeug 10 schematisch dargestellt, sowie ein aus ausgewählten Fahrzeugparametern dieses Kraftfahrzeugs 10 erstelltes Stabmodell 11. Das Kraftfahrzeug 10 weist zwei Achsen mit einem Achsabstand a auf. Die Vorderachse ist lenkbar ausgebildet mit einem maximalen Einschlagwinkel α. Das Kraftfahrzeug 10 weist einen hinteren Überstand Ü_H und einen vorderen Überstand Ü_v auf. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner und eine Breite b auf.
Aus dem vorderen Überstand Ü_v, dem hinteren Überstand Ü_H und dem Achsabstand a ergeben sich im Stabmodell 11 der Hinterradpunkt H und der Einschlagpunkt E. Das Stabmodell 11 kann mit den entsprechenden Parametern als Fahrzeugmodell für das Kraftfahrzeug 10 verwendet werden. Zusammen mit der bekannten fahrzeugbreite kann nun beispielsweise eine Schleppkurve des Kraftfahrzeugs 10 für verschiedene Fahrmanöver berechnet werden.
3 zeigt beispielhaft zwei Schleppkurven für einen Sattelzug 10'. 3 a) zeigt ein Einschermanöver, Fig, 3 b) zeigt eine Kurvenfahrt. Die Schleppkurve 70 stellt jeweils die von dem Sattelzug 10' während des Fahrmanövers überstrichene Fläche dar.
4 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird. In einem ersten Schritt 101 werden mittels mindestens einem Infrastruktursensor Daten eines Kraftahrzeugs erfasst. Dabei handelt es sich zum Beispiel um Messdaten. In einem zweiten Schritt 103 werden die Daten an ein Infrastruktursystem übermittelt und durch eine Recheneinheit des Infrastruktursystem ausgewertet, wobei Fahrzeugparameter ermittelt werden. Hierbei können beispielsweise ein Achsabstand und/oder ein vorderer Überstand und/oder einen hinterer Überstand und/oder ein maximaler Einschlagwinkel und/oder eine Fahrzeugbreite und/oder die Position eines Hinterradpunkts und/oder die Position eines Einschlagpunkts ermittelt werden. Handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen LKW mit mindestens einem Anhänger, so können als Fahrzeugparameter außerdem beispielsweise mindestens eine Lenkbarkeit der einzelnen Achsen und/oder eine Deichsellänge und/oder einen Abstand zwischen einem Deichsel-Anschlagpunkt und einer Anhängerachse und/oder der Anzahl der Anhänger und/oder einer Position des Auflagepunktes eines Sattelaufliegers bestimmt werden. In Schritt 105 wird basierend auf den ermittelten Fahrzeugparametern ein Fahrzeugmodell ausgewählt und parametrisiert. In Schritt 107 wird basierend auf dem parametrisierten Fahrzeugmodell das Kraftfahrzeug zumindest teilautomatisiert geführt. Hierbei wird insbesondere ein Fahrweg (Trajektorie) für das Kraftfahrzeug basierend auf dem parametrisierten Fahrzeugmodell bestimmt, und das Kraftfahrzeug entlang des Fahrwegs zumindest teilautomatisiert geführt.
5 zeigt eine Vorrichtung 201, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen. Die Vorrichtung 201 ist ein Infrastruktursystem und kann beispielsweise als Road-Side-Unit (RSU) ausgebildet sein.
Die Vorrichtung 201 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 203, welche eingerichtet ist, Daten von einem oder mehreren Infrastruktursensoren empfangen und basierend darauf einen oder mehrere Parameter eines Kraftfahrzeugs zu ermitteln, das durch den einen oder die mehreren Infrastruktursensoren erfasst wurde. Mittels des einen oder der mehreren Parameter kann die Vorrichtung 201 mittels einer entsprechend ausgebildeten Recheneinheit 207, ein Fahrzeugmodell ausgewählten und parametrisieren. Das parametrisierte Fahrzeugmodell kann von der Vorrichtung 201 weiterverwendet werden und/oder beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle 203 an das Kraftfahrzeug übermittelt werden.
Die Vorrichtung 201 in diesem Beispiel umfasst einen Datenspeicher 205, in dem eine Vielzahl von Fahrzeugmodellen abgespeichert sind, wobei die Recheneinheit 207 ausgebildet ist, basierend auf den Daten ein bestimmtes Fahrzeugmodell auszuwählen und zu parametrisieren. Dazu werden die Daten mittels der Recheneinheit 207 ausgewertet und Fahrzeugparameter wie z.B. einen Achsabstand und/oder einen vorderen Überstand und/oder einen hinteren Überstand und/oder einen maximalen Einschlagwinkel und/oder eine Fahrzeugbreite und/oder die Position eines Hinterradpunkts und/oder die Position eines Einschlagpunkts bestimmt. Handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen LKW mit mindestens einem Anhänger erstellt wird, so können als Fahrzeugparameter außerdem mindestens eine Lenkbarkeit der einzelnen Achsen und/oder eine Deichsellänge und/oder einen Abstand zwischen einem Deichsel-Anschlagpunkt und einer Anhängerachse und/oder der Anzahl der Anhänger und/oder einer Position des Auflagepunktes eines Sattelaufliegers bestimmt werden.
6 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 301, auf dem ein Computerprogramm 303 gespeichert ist. Das Computerprogramm 303 umfasst Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms 303 durch einen Computer, beispielsweise durch die erste RSU 201 der 2, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs 10 zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren. Das Kraftfahrzeug weist eine Steuereinheit 12 zum zumindest teilautomatisierten Bewegen des Kraftfahrzeugs 10 unter Verwendung eines Fahrmodells auf. Weiterhin umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Kommunikationsschnittstelle 14 zum drahtlosen Datenempfang, die mit der Steuereinheit 12 verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäß erstelltes Fahrzeugmodell drahtlos zu empfangen und an die Steuereinheit 12 weiterzugeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2020259892 A1 [0004]
DE 102012211791 A1 [0019]
DE 102012209327 A1 [0019]
DE 102011003553 A1 [0019]

Claims

Verfahren zur Erstellung eines Fahrzeugmodells für ein Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10'), insbesondere für einen LKW, wobei mittels mindestens eines Infrastruktursensors Daten des Kraftahrzeugs 10, 10a-k, 10') erfasst werden, die Daten an ein Infrastruktursystem (201) übermittelt werden und durch eine Recheneinheit (207) des Infrastruktursystems (201) ausgewertet werden, wobei Fahrzeugparameter ermittelt werden und basierend auf den ermittelten Fahrzeugparametern ein Fahrzeugmodell ausgewählt und parametrisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugparameter mindestens einen Achsabstand (a) und/oder einen vorderen Überstand (Üv) und/oder einen hinteren Überstand (U_H) und/oder einen maximalen Einschlagwinkel (α) und/oder eine Fahrzeugbreite (b) und/oder die Position eines Hinterradpunkts (H) und/oder die Position eines Einschlagpunkts (E) oder daraus abgeleitete Größen umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Fahrzeugmodell für einen LKW mit mindestens einem Anhänger erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugparameter mindestens eine Lenkbarkeit der einzelnen Achsen und/oder eine Deichsellänge und/oder einen Abstand zwischen einem Deichsel-Anschlagpunkt und einer Anhängerachse und/oder der Anzahl der Anhänger und/oder einer Position des Auflagepunktes eines Sattelaufliegers oder daraus abgeleitete Größen umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mittels der Fahrzeugparameter außerdem eine Schleppkurve (70) für das Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10') ermittelt wird.
Infrastruktursystem (201), ausgebildet ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen, umfassend mindestens einen Infrastruktursensor, der ausgebildet ist, Daten eines Kraftahrzeugs (10, 10a-k, 10') zu erfassen und die Daten an eine Recheneinheit (207) des Infrastruktursystems (201) zu übermitteln und eine Recheneinheit (207), die ausgebildet, die Daten auszuwerten, wobei Fahrzeugparameter ermittelt werden und basierend auf den ermittelten Fahrzeugparametern ein Fahrzeugmodell ausgewählt und parametrisiert wird.
Infrastruktursystem nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Infrastruktursensor zur Erfassung von Daten eines Kraftahrzeugs (10, 10a-k, 10') als Lidarsensor und/oder als Ultraschallsensor und/oder als Radarsensor und/oder als Kamerasystem und/oder als Drucksensor und/oder als Lichtschranke ausgebildet ist.
Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Kraftfahrzeugs (10, 10a-k, 10'), insbesondere eines LKWs, wobei das zumindest teilautomatisierte Führen des Kraftfahrzeugs (10, 10a-k, 10') basierend auf einem Fahrzeugmodell durchgeführt wird, wobei das Fahrzeugmodell nach einem der Ansprüche 2 bis 4 erstellt wird.
Verfahren zur automatisierten Verkehrssteuerung mittels eines Infrastruktursystems (201) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei ein oder mehrere Fahrzeugmodelle für durch eine Recheneinheit (207) des Infrastruktursystems (201) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erstellt werden und die Verkehrssteuerung basierend auf den Fahrzeugmodellen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei für mindestens ein Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10'), ein optimierter Fahrweg mittels dem diesem Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10') zugeordneten Fahrzeugmodell bestimmt wird und dem Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10') übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei für mindestens ein Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10')ein Fahrweg mittels dem diesem Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10') zugeordneten Fahrzeugmodell vorhergesagt wird und der vorhergesagte Fahrweg bei der Verkehrssteuerung berücksichtigt wird.
Infrastruktursystem (201) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Infrastruktursystem ausgebildet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10 auszuführen.
Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10') zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10') eine Steuereinheit (12) zum zumindest teilautomatisierten Bewegen des Kraftfahrzeugs (10, 10a-k, 10') unter Verwendung eines Fahrmodells beinhaltet, und wobei das Kraftfahrzeug (10, 10a-k, 10') eine Kommunikationsschnittstelle (14) zum drahtlosen Datenempfang umfasst, die mit der Steuereinheit (12) verbunden ist udn dazu eingerichtet ist, ein nach einem der Ansprüche 1 bis 4 erstelltes Fahrzeugmodell drahtlos zu empfangen und an die Steuereinheit (12) weiterzugeben.
Computerprogramm (303), umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms (303) durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 7 bis 10 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium (301), auf dem das Computerprogramm (303) nach Anspruch 13 gespeichert ist.