WO2020165056A1 - Zustandserfassungsvorrichtung, verfahren zum erfassen eines zustands sowie fahrzeug - Google Patents

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Definitions

  • Condition recording device method for recording a condition
  • the application relates to a condition detection device, a method for detecting a condition and a vehicle.
  • a state detection device This comprises an image capturing device which is arranged on a vehicle and is designed to capture an area of an exterior space of the vehicle in an image, the area of the exterior space comprising part of the ground of the vehicle and part of the vehicle itself.
  • the state detection device further comprises an evaluation device which is designed to evaluate the captured image and to detect a drive state of the vehicle.
  • the state detection device further comprises a control device which is designed to change a drive parameter of the vehicle in response to the detected drive state of the vehicle.
  • the image capturing device can be arranged partially or completely outside of the vehicle, namely on the outside of a body or cladding element. Alternatively or additionally, the image capturing device can also be arranged inside the vehicle, for example behind a window of the vehicle and thus in a passenger compartment of the vehicle.
  • the vehicle is, for example, a motor vehicle, for example a passenger car, a truck or an agricultural or construction machine.
  • the vehicle includes at least two wheels, at least one of which is driven. The at least one wheel is driven, for example, by an electric motor and / or an internal combustion engine.
  • the image capturing device is designed to capture an area of the exterior of the vehicle in at least one image.
  • the image acquisition device is designed, for example, to record one or more, preferably digital, images.
  • the image capturing device is connected to the power supply of the vehicle and is designed to continuously record images of an area of the exterior of the vehicle with the ignition switched on and / or during ferry operation.
  • the area of the exterior of the vehicle includes a part or a section of the ground of the vehicle and a part or section of the vehicle itself.
  • the area of the exterior of the vehicle can also cover a further part, for example a section above the ground in the direction of travel of the vehicle, opposite to the direction of travel of the vehicle or to one side of the vehicle.
  • the subsurface from which a part or a section is recorded includes, for example, the ground, for example a road, a dirt road, a lane or the like.
  • the part or section of the vehicle that is captured by the image capturing device includes, for example, at least a section of a wheel or tire of the vehicle, in particular a driven wheel or a driven tire of the vehicle, and / or part of a drive axle of the vehicle.
  • the area of the outside space can additionally include part of an attachment, in particular also a wheel or tire of the attachment.
  • the evaluation device is designed to evaluate the captured image and to recognize a drive state of the vehicle. To this end, the evaluation device evaluates at least one image, in particular several images, which are provided to it by the image capture device.
  • the Ausußsvor device is designed to identify part of a driven wheel or tire and the ground on images and differentiate them from one another.
  • the evaluation device is further designed, for example, to identify the drive state by comparing two individual images recorded in a short time sequence to determine whether a wheel or tire loses slip, spins, or blocks with respect to the ground on which the vehicle is standing or driving or slips. This is done by image recognition or image evaluation algorithms that are applied to the at least one captured image.
  • the wheel rotation of the wheel between two images changes more than the ground between two or more captured images, this indicates a slip or spinning as a drive condition.
  • the ground changes between two or more captured images compared to the wheel rotation, or if the ground changes and the wheel rotation does not, this indicates the vehicle is slipping or the wheel or tire is blocked as the drive state.
  • the background does not change approximately proportionally to a steering wheel, this indicates that the vehicle is understeering or oversteering.
  • the control device is designed to change a drive parameter of the vehicle in response to the detected drive state of the vehicle.
  • the control device has, for example, access to a drive of the vehicle, for example a drive train.
  • the control device is designed to reduce or increase the power of an internal combustion engine or electric motor on the at least one driven wheel.
  • the control device can disengage or engage the driven wheel or an axle or switch a differential or another driven wheel on or off.
  • This state detection device has the advantage that one or more drive states, as described above, can be recognized by a simple camera, and thus to replace one or more sensors such as ABS, ASR, ESP or to provide their function.
  • this type of detection of the drive state (s) is particularly low in maintenance and wear, since the proposed solution eliminates the need to arrange one or more physical sensors in the drive train, which are usually exposed to high loads and thus wear.
  • the evaluation device is further designed to recognize an environmental condition of the surroundings of the vehicle and the control device is further designed to change a drive parameter of the vehicle in response to the recognized environmental condition of the vehicle.
  • the evaluation device is designed to evaluate an image captured by the image capture device and to recognize an environmental condition thereon. This is done by image recognition or image evaluation algorithms that are applied to the at least one captured image.
  • An environmental condition that the evaluation device can recognize is, for example, a type of surface of the vehicle on which it is standing or driving, such as sand, asphalt, grass, fields, earth, gravel.
  • Another environmental condition that the evaluation device can detect is the nature of the surface of the vehicle on which it is standing or driving, for example wetness, ice, dryness, for example whether the vehicle is standing or driving on wet grass, muddy earth or icy asphalt .
  • Another environmental condition is, for example, an obstacle in or on the path of the vehicle, for example a large stone, a boundary post such as an iron bar or a wild animal.
  • An environmental condition can also be a cutting edge of a field to be mowed.
  • the control device is then designed to change a drive parameter of the vehicle in response to the recognized environmental condition of the vehicle. If, for example, it is recognized that the vehicle is standing or driving on wet grass, the power output to the drive train can be reduced by the control device in order to prevent or reduce the wheels from spinning on the wet grass when starting or accelerating. As an alternative or in addition, the power delivered to the drive train can be increased or maximized by the control device when a dry asphalt is detected from a previously reduced level of performance. Alternatively or additionally, the control device can throttle the power delivered to the drive train or completely reduce it, for example if a stone is on or on the path with which the vehicle would otherwise collide.
  • the evaluation device is further designed to detect a vehicle state of the vehicle and the control device is further designed to change a drive parameter of the vehicle in response to the detected vehicle state of the vehicle.
  • the evaluation device is designed to evaluate an image captured by the image capture device and to recognize a vehicle state thereon. This is done by image recognition or image evaluation algorithms that are applied to the at least one captured image.
  • a vehicle state that the evaluation device can recognize is, for example, whether a certain attachment that can be attached to the vehicle is properly attached.
  • Another exemplary vehicle condition is whether the vehicle is leaking oil that drips from the underside of the vehicle.
  • Another exemplary vehicle condition is a wheel condition, for example a present wear of a tire, wear, how deep the tire or the wheel is currently sinking into the ground, a loss of air or punctures of the tire or a rim damage of the wheel.
  • a vehicle state can also include a tilt or tilt angle of the vehicle with respect to a horizontal or planar orientation.
  • the control device is then designed to change a drive parameter of the vehicle in response to the recognized vehicle state. If, for example, the evaluation device detects that an attachment is not properly attached to the vehicle, the vehicle is losing oil, a wheel or tire is no longer suitable, or the vehicle has a tilt or tilt angle that threatens to tip over , the power delivered to the drive train can be throttled or completely withdrawn by the control device.
  • control device is further designed to brake at least one wheel of the vehicle in response to the detected drive state. Additionally or alternatively, the control device is designed to brake at least one wheel of the vehicle in response to the recognized environmental condition of the vehicle. Additionally or alternatively, the control device is designed to brake at least one wheel of the vehicle in response to the recognized vehicle state.
  • control device has access to the vehicle's braking system and can not only throttle or reduce the drive, but also actively brake it in addition or as an alternative. This is particularly useful if the speed of the vehicle has to be reduced very significantly, for example in the event of an uncontrolled slide, immediately before a collision with an obstacle or if an attachment unexpectedly detaches from the vehicle.
  • This development has the advantage that it is possible to react particularly effectively to recognized states. In particular, this can effectively initiate an emergency braking.
  • the image capturing device is designed to capture the area of the exterior of the vehicle in an image by means of an imaging radar and / or lidar.
  • Imaging radar uses electromagnetic waves or their reflection on objects to capture one or more images.
  • An imaging lidar uses laser beams for this.
  • This development has the advantage that, in contrast to a camera, it does not require an optical system with a clear view of the exterior of the vehicle to be imaged and of the vehicle itself.
  • the imaging radar and / or lidar or the state The detection device is therefore completely insusceptible to contamination and is particularly maintenance-free
  • the image acquisition device, the evaluation device and the control device as well as the entire condition acquisition device can be partially or fully designed as integrated circuits that are electrically connected to one another and have mutual access to the processed, acquired or provided data.
  • the object mentioned at the beginning is also achieved by a method for detecting a state, comprising the steps of detecting an area of an outer space of a vehicle in an image, the area of the outer space comprising part of the ground of the vehicle and part of the vehicle itself; Evaluating the captured image and recognizing a drive state of the vehicle; and changing a propulsion parameter of the vehicle in response to the detected propulsion condition of the vehicle.
  • the step of capturing is carried out, for example, by an image capturing device as described above.
  • the step of evaluating is carried out, for example, by an evaluation device as described above.
  • the step of changing can also be called controlling and is carried out, for example, by a control device as described above.
  • the method further comprises the steps of recognizing an environmental condition of the surroundings of the vehicle and changing a drive parameter of the vehicle in response to the recognized environmental condition of the vehicle.
  • the method further comprises the steps of recognizing a vehicle state of the vehicle and changing a drive parameter of the vehicle in response to the recognized vehicle state of the vehicle.
  • the step of changing a drive parameter includes braking at least one wheel of the vehicle.
  • the area of the exterior of the vehicle is recorded by means of an imaging radar and / or lidar.
  • the object mentioned at the beginning is also achieved by a vehicle comprising one of the above-mentioned state detection devices.
  • FIG. 1 initially shows a vehicle 1 according to one embodiment.
  • This is shown as an agricultural machine for example, but can also be a passenger car or truck.
  • the vehicle 1 shows a front wheel, including a front tire 2 and a front rim 3, and a rear wheel, including a rear tire 5 and a rear rim 4.
  • an attachment 6, which is exemplified here as a dem Vehicle 1 attached plowing device is shown.
  • the vehicle 1 comprises a state detection device according to one embodiment.
  • the state detection device is not shown in full detail and comprises image detection device 7, an evaluation device and a control device.
  • the image capturing device 7 is arranged centrally and / or in the middle under the vehicle 1 on the underbody 8 and is shown by way of example as an imaging radar.
  • the imaging radar continuously emits electromagnetic waves 9 and continuously generates an image of a region 100 of an exterior 1000 of the vehicle 1 from the waves reflected on objects.
  • the vehicle 1 is traveling on a ground 10, the rear tire 5 being partially sunk into the ground 10 due to the nature of the ground.
  • the area 100 of the outside space captured in the image here includes, for example, parts of the front tire 2 and the front rim 3 of the front wheel and of the rear tire 5 and the rear rim 4 of the rear wheel.
  • the area 100 also includes a part, in this case a wheel of the attachment 6 and also the coupling of the attachment 6 to the vehicle 1 covered by the rear wheel.
  • the area 100 also includes a rear differential and parts of a rear drive axle of the vehicle.
  • the captured image is continuously provided to the evaluation device by the image capturing device 7, for example at one, 10 or 100 images per second, whereupon it evaluates the provided images individually.
  • the evaluation device can, for example, recognize an environmental condition of the environment.
  • the stone 11 represents an obstacle. If the evaluation device detects such an obstacle, it provides this to the control device, which then sends an drive parameters of the vehicle 1 changed.
  • the change by the control device represents a reduction in the power provided to a drive train of the vehicle 1.
  • the control device can also brake one or more wheels.
  • the evaluation device can further recognize a drive state of the vehicle 1, for example, by means of image recognition or image evaluation algorithms.
  • the evaluation device can further recognize, for example, a vehicle state of vehicle 1. If, for example, the evaluation device detects that the coupling of the attachment 6 on the vehicle 1 is released, it can provide this to the control device, whereupon the control device then, as above, reduce the power and, if necessary, additionally brake one or more wheels.
  • the evaluation device can recognize the iron rod 12 as an environmental condition on the images continuously captured while the vehicle is in motion, whereupon the control device, analogously to recognizing the stone, can also reduce the power and brake. Likewise, the evaluation device can recognize the grass 13 and possibly also its moisture as an environmental condition, whereupon the control device, analogously to the detected slip, can reduce the power.
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Abstract

Zustandserfassungsvorrichtung, umfassend eine Bilderfassungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug angeordnet ist und ausgebildet ist, einen Bereich eines Außenraums des Fahrzeugs in einem Bild zu erfassen, wobei der Bereich des Außenraums einen Teil des Untergrunds des Fahrzeugs und einen Teil des Fahrzeugs selbst umfasst, eine Auswertungsvorrichtung, die ausgebildet ist, das erfasste Bild auszuwerten und einen Antriebszustand des Fahrzeugs zu erkennen, und eine Steuervorrichtung, die ausgebildet ist, einen Antriebsparameter des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Antriebszustand des Fahrzeugs zu verändern.

Description

Zustandserfassunqsvorrichtunq, Verfahren zum Erfassen eines Zustands sowie
Fahrzeug
Die Anmeldung betrifft eine Zustandserfassungsvorrichtung, ein Verfahren zum Er fassen eines Zustands sowie ein Fahrzeug.
Vorrichtungen und Verfahren zum Erfassen eines Zustands sind prinzipiell bekannt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine verbesserte Zustand serfassungsvorrichtung, ein verbessertes Verfahren zum Erfassen eines Zustands sowie ein verbessertes Fahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zustandserfassungsvorrichtung. Diese umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug angeordnet ist und ausgebil det ist, einen Bereich eines Außenraums des Fahrzeugs in einem Bild zu erfassen, wobei der Bereich des Außenraums einen Teil des Untergrunds des Fahrzeugs und einen Teil des Fahrzeugs selbst umfasst. Die Zustandserfassungsvorrichtung um fasst weiter eine Auswertungsvorrichtung, die ausgebildet ist, das erfasste Bild aus zuwerten und einen Antriebszustand des Fahrzeugs zu erkennen. Weiter umfasst die Zustandserfassungsvorrichtung eine Steuervorrichtung, die ausgebildet ist, einen Antriebsparameter des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Antriebszustand des Fahrzeugs zu verändern.
Die Bilderfassungsvorrichtung kann teilweise oder vollständig außerhalb des Fahr zeugs angeordnet sein, nämlich außen an einem Karosserie- oder Verkleidungsele ment. Alternativ oder zusätzlich kann die Bilderfassungsvorrichtung auch innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein, beispielsweise hinter einer Scheibe des Fahrzeugs und somit in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder eine Land- oder Baumaschine. Das Fahrzeug umfasst zumindest zwei Räder, von denen zumindest eines angetrieben wird. Das zumindest eine Rad wird beispielswei se durch einen Elektromotor und/oder einen Verbrennungsmotor angetrieben. Die Bilderfassungsvorrichtung ist dabei ausgebildet, einen Bereich des Außenraums des Fahrzeugs in zumindest einem Bild zu erfassen. Die Bilderfassungsvorrichtung ist dabei beispielsweise ausgebildet, ein oder mehrere, vorzugsweise digitale, Bilder aufnehmen. Beispielsweise ist die Bilderfassungsvorrichtung mit der Spannungsver sorgung des Fahrzeugs verbunden und ist ausgebildet, dauerhaft, mit eingeschalte ter Zündung und/oder im Fährbetrieb kontinuierlich Bilder eines Bereichs des Außen raums des Fahrzeugs aufzunehmen.
Der Bereich des Außenraums des Fahrzeugs umfasst dabei einen Teil bzw. einen Ausschnitt des Untergrunds des Fahrzeugs und einen Teil bzw. einen Ausschnitt des Fahrzeugs selbst. Der Bereich des Außenraums des Fahrzeugs kann auch einen weiteren Teil erfassen, beispielsweise einen Ausschnitt über dem Untergrund in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder zu einer Seite des Fahrzeugs. Der Untergrund, von dem ein Teil bzw. ein Ausschnitt erfasst wird, umfasst beispielsweise den Boden, beispielsweise eine Straße, ein Feldweg, eine Fahrspur oder dergleichen. Der Teil bzw. der Ausschnitt des Fahr zeugs, der durch die Bilderfassungsvorrichtung erfasst wird umfasst beispielsweise zumindest einen Ausschnitt eines Rades oder Reifens des Fahrzeugs, insbesondere ein angetriebenes Rad oder ein angetriebener Reifen des Fahrzeugs, und/oder einen Teil einer Antriebsachse des Fahrzeugs. Der Bereich des Außenraums kann zusätz lich auch einen Teil eines Anbaugeräts erfassen, insbesondere auch ein Rad oder Reifen des Anbaugeräts.
Die Auswertungsvorrichtung ist ausgebildet, das erfasste Bild auszuwerten und einen Antriebszustand des Fahrzeugs zu erkennen. Die Auswertungsvorrichtung wertet dazu mindestens ein Bild, insbesondere mehrere Bilder aus, die ihr von der Bilder fassungsvorrichtung bereitgestellt werden. Beispielsweise ist die Auswertungsvor richtung ausgebildet, auf Bildern einen Teil eines angetriebenen Rades bzw. Reifens sowie den Untergrund zu identifizieren und voneinander zu differenzieren. Die Aus wertungsvorrichtung ist beispielsweise weiter ausgebildet, den Antriebszustand durch den Vergleich von zwei einzelnen in kurzer zeitlicher Abfolge aufgenommenen Bil dern zu erkennen, ob ein Rad oder Reifen gegenüber dem Untergrund, auf dem das Fahrzeug steht oder fährt, den Schlupf verliert, durchdreht, blockiert oder rutscht. Dies geschieht durch Bilderkennungs- bzw. Bildauswertungsalgorithmen, die auf das zumindest eine erfasste Bild angewendet werden. Wenn sich beispielsweise zwi schen zwei oder mehreren erfassten Bildern die Radumdrehung des Rades zwischen zwei Bildern stärker verändert als der Untergrund, deutet dies auf einen Schlupf oder ein Durchdrehen als Antriebszustand hin. Wenn sich hingegen beispielsweise zwi schen zwei oder mehreren erfassten Bildern der Untergrund stärker gegenüber der Radumdrehung verändert oder sich der Untergrund verändert und die Radumdre hung nicht, deutet dies auf ein Rutschen des Fahrzeugs oder ein Blockieren des Ra des oder Reifens als Antriebszustand hin. Wenn sich alternativ oder zusätzlich zwi schen zwei Bildern der Untergrund nicht näherungsweise proportional zu einem Len keinschlag ändert, deutet dies darauf hin, dass das Fahrzeug unter- oder übersteu ert.
Die Steuervorrichtung ist ausgebildet, einen Antriebsparameter des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Antriebszustand des Fahrzeugs zu verändern. Die Steuervorrichtung hat dabei beispielsweise Zugriff auf einen Antrieb des Fahrzeugs, beispielsweise einen Antriebsstrang. Beispielsweise ist die Steuervorrichtung ausge bildet, die Leistung eines Verbrennungsmotors oder Elektromotors auf das zumindest eine angetrieben Rad zu reduzieren oder zu erhöhen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung das angetriebene Rad oder eine Achse aus- oder einkuppeln oder ein Differential oder ein weiteres angetriebenes Rad zu- oder abschalten.
Diese Zustandserfassungsvorrichtung hat den Vorteil, dass durch eine einfache Ka mera ein oder mehrere Antriebszustände, wie oben beschrieben, erkannt werden können, und somit auf einen oder mehrere Sensoren, wie ABS, ASR, ESP zu erset zen bzw. deren Funktion bereitzustellen. Darüber hinaus ist diese Art der Erfassung des oder der Antriebszustände besonders Wartungs- und Verschleißarm, da durch die vorgeschlagene Lösung darauf verzichtet werden kann, einen oder mehrere phy sische Sensoren in dem Antriebsstrang anzuordnen, die dort üblicherweise hohen Belastungen und damit Verschleiß ausgesetzt sind. Gemäß einer Weiterbildung ist die Auswertungsvorrichtung weiter ausgebildet, einen Umweltzustand der Umgebung des Fahrzeugs zu erkennen und die Steuervorrich tung weiter ausgebildet, einen Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Umweltzustand des Fahrzeugs zu verändern.
Die Auswertungsvorrichtung ist ausgebildet, ein von der Bilderfassungsvorrichtung erfasstes Bild auszuwerten und einen Umweltzustand darauf zu erkennen. Dies ge schieht durch Bilderkennungs- bzw. Bildauswertungsalgorithmen, die auf das zumin dest eine erfasste Bild angewendet werden. Ein Umweltzustand, den die Auswer tungsvorrichtung erkennen kann, ist beispielsweise eine Art des Untergrunds des Fahrzeugs, auf dem es steht oder fährt, wie beispielsweise Sand, Asphalt, Gras, Acker, Erde, Schotter. Ein weiterer Umweltzustand, den die Auswertungsvorrichtung erkennen kann, ist die Beschaffenheit des Untergrunds des Fahrzeugs, auf dem es steht oder fährt, beispielsweise Nässe, Eis, Trockenheit, beispielsweise ob das Fahr zeug auf nassem Gras, schlammiger Erde oder eisglattem Asphalt steht bzw. fährt. Ein weiterer Umweltzustand ist beispielsweise ein Hindernis im oder auf dem Weg des Fahrzeugs, beispielsweise ein größerer Stein, ein Begrenzungspfosten, wie eine Eisenstange oder ein Wildtier. Ein Umweltzustand kann auch eine Schnittkante eines zu mähenden Feldes sein.
Die Steuervorrichtung ist dann ausgebildet, einen Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Umweltzustand des Fahrzeugs zu verändern. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass das Fahrzeug auf nassem Gras steht oder fährt, kann die auf den Antriebsstrang abgegebene Leistung durch die Steuervorrichtung reduziert werden, um ein Durchdrehen der Räder auf dem nassen Gras beim Anfah ren oder Beschleunigen zu verhindern oder zu reduzieren. Alternativ oder zusätzlich kann von einem vorher reduzierten Leistungsgrad die auf den Antriebsstrang abge gebene Leistung durch die Steuervorrichtung beim Erkennen eines trockenen As phalts erhöht oder maximiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Steu ervorrichtung die auf den Antriebsstrang abgegebene Leistung gedrosselt oder voll ständig zurückgenommen werden, beispielsweise wenn ein Stein auf oder an dem Weg liegt, mit dem das Fahrzeug anderweitig kollidieren würde. Diese Weiterbildung hat zusätzlich den Vorteil, dass im Stand und/oder im Fährbe trieb aktiv auf die Umwelt um das Fahrzeug herum reagiert werden kann und somit unerwünschte Fahrsituationen vermieden oder verhindert werden können. Weiter ist es durch diese Weiterbildung auch sich in der Zukunft auf dem Fahrtweg ergebende Probleme oder Hindernisse zu erkennen und frühzeitig darauf zu reagieren.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Auswertungsvorrichtung weiter ausgebildet, einen Fahrzeugzustand des Fahrzeugs zu erkennen und die Steuervorrichtung weiter aus gebildet, einen Antriebsparameter des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Fahrzeugzustand des Fahrzeugs zu verändern.
Die Auswertungsvorrichtung ist ausgebildet, ein von der Bilderfassungsvorrichtung erfasstes Bild auszuwerten und einen Fahrzeugzustand darauf zu erkennen. Dies geschieht durch Bilderkennungs- bzw. Bildauswertungsalgorithmen, die auf das zu mindest eine erfasste Bild angewendet werden. Ein Fahrzeugzustand, den die Aus wertungsvorrichtung erkennen kann, ist beispielsweise ob ein bestimmtes Anbauge rät, das an dem Fahrzeug befestigt werden kann, ordnungsgemäß befestigt ist. Ein weiterer beispielhafter Fahrzeugzustand ist, ob das Fahrzeug Öl verliert, das von der Unterseite des Fahrzeugs heruntertropft. Ein weiterer beispielhafter Fahrzeugzustand ist ein Radzustand, beispielsweise eine vorliegende Abnutzung eines Reifens, ein Verschleiß, wie tief der Reifen bzw. das Rad gegenwärtig in den Boden einsinkt, ein Luftverlust bzw. Platten des Reifens oder ein Felgenschaden des Rades. Ein Fahr zeugzustand kann auch ein Neige- oder Kippwinkel des Fahrzeugs gegenüber einer horizontalen bzw. planaren Ausrichtung umfassen.
Die Steuervorrichtung ist dann ausgebildet, einen Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Fahrzeugzustand zu verändern. Wenn beispiels weise die Auswertungsvorrichtung erkennt, dass ein Anbaugerät nicht ordnungsge mäß an dem Fahrzeug befestigt ist, das Fahrzeug Öl verliert, ein Rad oder Reifen nicht mehr tauglich ist oder ein Neige- oder Kippwinkel des Fahrzeugs erreicht wird, bei dem ein Umkippen des Fahrzeugs droht, kann durch die Steuervorrichtung die auf den Antriebsstrang abgegebene Leistung gedrosselt oder vollständig zurückge nommen werden Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass auch Umstände, die das Fahrzeug betref fen einfach und günstig mit einer einzelnen Bilderfassungsvorrichtung erfasst werden können, ohne mehrere verschleißbehaftete Sensoren einsetzen zu müssen.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Steuervorrichtung weiter ausgebildet, in Erwide rung auf den erkannten Antriebszustand zumindest ein Rad des Fahrzeugs abzu bremsen. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuervorrichtung ausgebildet in Erwide rung auf den erkannten Umweltzustand des Fahrzeugs zumindest ein Rad des Fahr zeugs abzubremsen. Zusätzlich oder alternativ ist die Steuervorrichtung ausgebildet in Erwiderung auf den erkannten Fahrzeugzustand zumindest ein Rad des Fahr zeugs abzubremsen.
Dazu hat die Steuervorrichtung Zugriff auf das Bremssystem des Fahrzeugs und kann nicht nur den Antrieb drosseln oder reduzieren, sondern darüber hinaus zusätz lich oder alternativ aktiv bremsen. Dies ist besonders nützlich, wenn die Geschwin digkeit des Fahrzeugs sehr stark reduziert werden muss, beispielsweise bei einem unkontrollierten Rutschen, unmittelbar vor einer Kollision mit einem Hindernis oder wenn sich ein Anbaugerät unvorhergesehen von dem Fahrzeug löst.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass besonders effektiv auf erkannte Zustände reagiert werden kann. Insbesondere kann hierdurch eine Notbremsung effektiv ein geleitet werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Bilderfassungsvorrichtung ausgebildet, den Be reich des Außenraums des Fahrzeug mittels eines bildgebenden Radars und/oder Lidars in einem Bild zu erfassen. Ein bildgebendes Radar nutzt elektromagnetische Wellen bzw. deren Reflektion an Objekten, ein oder mehrere Bilder zu erfassen. Ein bildgebendes Lidar nutzt hierfür Laserstrahlen.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu einer Kamera keine Optik mit freier Sicht auf den abzubildenden Außenraum des Fahrzeugs und des Fahrzeugs selbst benötigt. Das bildgebende Radar und/oder Lidar bzw. die Zustand- serfassungsvorrichtung ist dadurch völlig unanfällig für Verschmutzung und beson ders wartungsfrei
Die Bilderfassungsvorrichtung, die Auswertungsvorrichtung und die Steuervorrich tung sowie die gesamte Zustandserfassungsvorrichtung können teilweise oder voll ständig als integrierte Schaltkreise ausgebildet sein, die elektrisch miteinander ver bunden sind und gegenseitigen Zugriff auf die verarbeiteten, erfassten oder bereitge stellten Daten haben.
Die Eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Er fassen eines Zustands, umfassend die Schritte Erfassen eines Bereichs eines Au ßenraums eines Fahrzeugs in einem Bild, wobei der Bereich des Außenraums einen Teil des Untergrunds des Fahrzeugs und einen Teil des Fahrzeugs selbst umfasst; Auswerten des erfassten Bildes und Erkennen eines Antriebszustands des Fahr zeugs; und Verändern eines Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Antriebszustand des Fahrzeugs.
Der Schritt des Erfassens wird beispielsweise durch eine Bilderfassungsvorrichtung wie oben beschrieben durchgeführt.
Der Schritt des Auswertens wird beispielsweise durch eine Auswertungsvorrichtung wie oben beschrieben durchgeführt.
Der Schritt des Veränderns kann auch Steuern genannt werden und wird beispiels weise durch eine Steuervorrichtung wie oben beschrieben durchgeführt.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Verfahren weiter die Schritte Erkennen ei nes Umweltzustands der Umgebung des Fahrzeugs und Verändern eines Antriebs parameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Umweltzustand des Fahrzeugs. Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Verfahren weiter die Schritte Erkennen ei nes Fahrzeugzustands des Fahrzeugs und Verändern eines Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Fahrzeugzustand des Fahrzeugs.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst der Schritt des Veränderns eines Antriebspara meters ein abbremsen zumindest eines Rads des Fahrzeugs.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Bereich der Außenraums des Fahrzeug mittels eines bildgebenden Radars und/oder Lidars erfasst.
Es versteht sich, dass einzelne oder sämtliche Teile oder Schritte der oben beschrie benen Verfahren durch die oben beschriebene Zustandserfassungsvorrichtung aus- bzw. durchgeführt werden können.
Die Eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Fahrzeug, umfas send eine der oben genannten Zustandserfassungsvorrichtungen.
Bezüglich der Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails des Verfah rens und des Fahrzeugs wird auf die auf vorangegangene Beschreibung zu den ent sprechenden Merkmalen und Weiterbildungen der Zustandserfassungsvorrichtung verwiesen.
Die Ausführungsformen der Anmeldung werden nun beispielhaft anhand der beilie genden Figur 1 beschrieben, die eine schematische Ansicht von Ausführungsformen der Anmeldung zeigen.
Figur 1 zeigt zunächst ein Fahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform. Dies ist bei spielhaft als Landmaschine abgebildet, kann aber ebenso ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen sein. Abgebildet sind von dem Fahrzeug 1 ein Vorderrad, um fassend einen vorderen Reifen 2 und eine vordere Felge 3, sowie ein Hinterrad, um fassend einen hinteren Reifen 5 und eine hintere Felge 4. Weiter abgebildet ist ein Anbaugerät 6, das hier beispielhaft als eine dem Fahrzeug 1 angehängte Umpflüg- vorrichtung dargestellt ist. Das Fahrzeug 1 umfasst dabei eine Zustandserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Die Zustandserfassungsvorrichtung ist nicht vollständig im Detail gezeigt und umfasst Bilderfassungsvorrichtung 7, eine Auswertungsvorrichtung und eine Steuervorrichtung. Die Bilderfassungsvorrichtung 7 ist dabei zentral und/oder mittig unter dem Fahrzeug 1 an dem Unterboden 8 angeordnet und beispielhaft als bildgebendes Radar gezeigt. Das bildgebende Radar sendet kontinuierlich elektro magnetische Wellen 9 aus und erzeugt aus den an Objekten reflektierten Wellen kontinuierlich ein Bild eines Bereichs 100 eines Außenraums 1000 des Fahrzeugs 1.
Das Fahrzeug 1 fährt auf einem Untergrund 10, wobei der hintere Reifen 5 aufgrund der Beschaffenheit des Bodens teilweise in den Untergrund 10 eingesunken ist. Auf dem Untergrund 10 befindet sich auf dem Fahrtweg des Fahrzeugs 1 weiter mehrere Hindernisse, wie beispielsweise ein Stein 11 und eine Eisenstange 12. Weiter ent fernt auf dem Fahrtweg befindet sich hohes Gras 13.
Der in dem Bild erfasste Bereich 100 des Außenraums umfasst hier beispielhaft Teile des vorderen Reifens 2 und der vorderen Felge 3 des Vorderrads sowie des hinteren Reifens 5 und der hinteren Felge 4 des Hinterrads. Ebenso umfasst der Bereich 100 einen Teil, vorliegend ein Rad des Anbaugeräts 6 sowie durch das Hinterrad ver deckt auch die Ankupplung des Anbaugeräts 6 an das Fahrzeug 1. Ebenso nicht ab gebildet umfasst der Bereich 100 ein hinteres Differential sowie Teile einer hinteren Antriebsachse des Fahrzeugs.
Das erfasste Bild wird der Auswertungsvorrichtung durch die Bilderfassungsvorrich tung 7 kontinuierlich, beispielsweise mit einem, 10 oder 100 Bildern pro Sekunde be reitgestellt, worauf diese die bereitgestellten Bilder einzeln auswertet.
Durch Bilderkennungs- bzw. Bildauswertungsalgorithmen kann die Auswertungsvor richtung beispielsweise einen Umweltzustand der Umgebung erkennen. In dem Vor liegenden Beispiel stellt beispielsweise in dem auf dem Bild erfassten Bereich 100 der Stein 11 ein Hindernis dar. Wenn die Auswertungsvorrichtung ein solches Hin dernis erkennt, stellt sie dies der Steuervorrichtung bereit, welche dann einen An- triebsparameter des Fahrzeugs 1 verändert. Vorliegend stellt die Änderung durch die Steuervorrichtung eine Verringerung einer an einen Antriebsstrang des Fahrzeugs 1 bereitgestellte Leistung dar. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung noch ein oder mehrere Räder abbremsen.
Durch Bilderkennungs- bzw. Bildauswertungsalgorithmen kann die Auswertungsvor richtung weiter beispielsweise einen Antriebszustand des Fahrzeugs 1 erkennen.
Dies geschieht durch Vergleichen von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Bil dern. Darauf kann identifiziert werden, dass sich beispielsweise zwischen zwei oder mehreren erfassten Bildern die Radumdrehung des Rades zwischen zwei Bildern stärker verändert als der Untergrund 10. Wenn die Auswertungsvorrichtung dies er kennt, stellt sie dies der Steuervorrichtung bereit. Diese kann dann, wie oben be schrieben, die Leistung reduzieren.
Durch Bilderkennungs- bzw. Bildauswertungsalgorithmen kann die Auswertungsvor richtung weiter beispielsweise einen Fahrzeugzustand des Fahrzeugs 1 zu erkennen. Wenn beispielsweise die Auswertungsvorrichtung erkennt, dass die Kupplung des Anbaugeräts 6 an dem Fahrzeug 1 gelöst ist, kann sie dies der Steuervorrichtung bereitstellen, worauf diese dann, wie oben die Leistung reduzieren und ggf. zusätz lich eines oder mehrere Räder abbremsen.
Im weitere Fahrtverlauf des Fahrzeugs in Fahrtrichtung kann die Auswertungsvorrich tung auf den während des Fahrtbetriebs kontinuierlich erfassten Bildern die Eisen stange 12 als Umweltzustand erkennen, worauf die Steuervorrichtung, analog zum Erkennen des Steins, ebenfalls die Leistung reduzieren und bremsen kann. Ebenso kann die Auswertungsvorrichtung das Gras 13 und ggf. auch dessen Feuchtigkeit als Umweltzustand erkennen, worauf die Steuervorrichtung, analog zum erkannten Schlupf, die Leistung reduzieren kann. Bezuqszeichen Fahrzeug
vorderer Reifen
vordere Felge
hintere Felge
hinterer Reifen
Anbaugerät
Bilderfassungsvorrichtung
Unterboden
elektromagnetische Welle
Untergrund
Stein
Eisenstange
Gras

Claims

Patentansprüche
1. Zustandserfassungsvorrichtung, umfassend:
eine Bilderfassungsvorrichtung (7), die an einem Fahrzeug (1 ) angeordnet ist und ausgebildet ist, einen Bereich (100) eines Außenraums (1000) des Fahrzeugs (1 ) in einem Bild zu erfassen, wobei der Bereich des Außenraums einen Teil des Unter grunds (10) des Fahrzeugs und einen Teil des Fahrzeugs selbst umfasst;
eine Auswertungsvorrichtung, die ausgebildet ist, das erfasste Bild auszuwerten und einen Antriebszustand des Fahrzeugs zu erkennen; und
eine Steuervorrichtung, die ausgebildet ist, einen Antriebsparameter des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Antriebszustand des Fahrzeugs zu verändern.
2. Zustandserfassungsvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Aus wertungsvorrichtung weiter ausgebildet ist, einen Umweltzustand der Umgebung des Fahrzeugs zu erkennen und die Steuervorrichtung weiter ausgebildet ist, einen An triebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Umweltzustand des Fahrzeugs zu verändern.
3. Zustandserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auswertungsvorrichtung weiter ausgebildet ist, einen Fahrzeugzustand des Fahr zeugs zu erkennen und die Steuervorrichtung weiter ausgebildet ist, einen Antriebs parameter des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkannten Fahrzeugzustand des Fahrzeugs zu verändern.
4. Zustandserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung weiter ausgebildet ist, in Erwiderung auf den erkannten Antriebs zustand zumindest ein Rad des Fahrzeugs abzubremsen.
5. Zustandserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bilderfassungsvorrichtung ausgebildet ist, den Bereich des Außenraums des Fahr zeug mittels eines bildgebenden Radars und/oder Lidars in einem Bild zu erfassen.
6. Verfahren zum Erfassen eines Zustands, umfassend die Schritte: - Erfassen eines Bereichs (100) eines Außenraums (1000) eines Fahrzeugs (1 ) in einem Bild, wobei der Bereich des Außenraums einen Teil des Untergrunds (10) des Fahrzeugs und einen Teil des Fahrzeugs selbst umfasst;
- Auswerten des erfassten Bildes und Erkennen eines Antriebszustands des Fahr zeugs; und
- Verändern eines Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkann ten Antriebszustand des Fahrzeugs.
7. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 6, weiter umfassend die Schritte:
- Erkennen eines Umweltzustands der Umgebung des Fahrzeugs; und
- Verändern eines Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkann ten Umweltzustand des Fahrzeugs.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 6 oder 7, weiter umfassend die Schritte:
- Erkennen eines Fahrzeugzustands des Fahrzeugs; und
- Verändern eines Antriebsparameters des Fahrzeugs in Erwiderung auf den erkann ten Fahrzeugzustand des Fahrzeugs.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 8, wobei der Schritt des Veränderns eines Antriebsparameters ein abbremsen zumindest eines Rads des Fahrzeugs umfasst.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9, wobei der Bereich der Außenraums des Fahrzeug mittels eines bildgebenden Radars und/oder Lidars er fasst wird.
1 1 . Fahrzeug (1 ), umfassend eine Zustandserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5.
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