WO2021170335A1 - Technik zur quer- und längsführung einer gesteuerten rückwärtsfahrt eines nutzfahrzeugs als folgefahrzeug nach massgabe eines führungsfahrzeugs - Google Patents

Technik zur quer- und längsführung einer gesteuerten rückwärtsfahrt eines nutzfahrzeugs als folgefahrzeug nach massgabe eines führungsfahrzeugs Download PDF

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sensor
commercial vehicle
commercial
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Fabian Vordermaier
Torsten Klein
Andreas Zimmermann
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Man Truck & Bus Se
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for transverse and longitudinal guidance of reverse travel of a commercial vehicle during controlled parking and / or maneuvering of the commercial vehicle as a follower vehicle in accordance with a lead vehicle in the vicinity of the commercial vehicle.
  • a utility vehicle is provided as a follower vehicle, a device that is installed or can be built into a guide vehicle, and a system comprising the utility vehicle and a guide vehicle with the device.
  • the search for and parking at the intended parking position on unfamiliar terrain require the full attention of the driver of the commercial vehicle.
  • the traffic situation and the target setting can appear confusing to the driver and the driving time can be extended by a lengthy search for the intended parking position.
  • the object is therefore to provide a technology for transverse and longitudinal guidance of a commercial vehicle which supports the commercial vehicle in controlled parking and / or maneuvering, in particular without prior knowledge of the location of the commercial vehicle.
  • Another alternative or additional task is to improve road safety when maneuvering a commercial vehicle.
  • a utility vehicle for transverse and longitudinal guidance of a reverse travel of the utility vehicle during controlled parking and / or maneuvering of the utility vehicle is provided as a follower vehicle in accordance with a guide vehicle in the vicinity of the utility vehicle.
  • the utility vehicle comprises at least one sensor and / or at least one data interface for capturing data on the surroundings of the utility vehicle, the captured surroundings including the utility vehicle and / or the lead vehicle.
  • the utility vehicle comprises at least one data interface for recording a control instruction for the transverse and longitudinal guidance of the guide vehicle in the vicinity of the utility vehicle.
  • the utility vehicle also includes a control unit which is designed to control the transverse and longitudinal guidance of the reverse travel of the utility vehicle during controlled parking and / or maneuvering of the utility vehicle depending on the captured data of the environment and / or the captured control instruction.
  • the transverse and longitudinal guidance which can also be referred to as follow-up control, can include forward travel and reverse travel.
  • the transverse and longitudinal guidance can preferably include a reversal of the direction of travel of the utility vehicle.
  • the lead vehicle can also be referred to as the lead vehicle.
  • the lead vehicle can be a passenger car.
  • the utility vehicle can also be designated as a follower vehicle.
  • the utility vehicle can be a truck or a bus.
  • the at least one sensor can comprise a distance sensor for determining the distance between the leading vehicle and the following vehicle, for example between the front or the rear of the leading vehicle and the front of the following vehicle. Alternatively or in addition, the at least one sensor can determine a position (also: localization) of the utility vehicle on a usable area.
  • the at least one sensor can comprise a radar sensor, a laser sensor (LIDAR), an ultrasonic sensor and / or an imaging sensor.
  • An imaging sensor can also be referred to as a camera.
  • the following vehicle can be guided by the lead vehicle while reversing, for example into a predetermined parking position.
  • the lead vehicle can drive forward, for example if the distance between the front of the lead vehicle and the front of the follower vehicle is determined.
  • a transverse and longitudinal guide based on a predetermined distance between the leading vehicle and the utility vehicle can also be referred to as a “virtual tiller”.
  • the at least one data interface can also be referred to as a transmission unit between the lead vehicle and the follower vehicle.
  • the at least one data interface can include a data transmission of sensor data.
  • the sensor data can be recorded by means of at least one sensor in the lead vehicle.
  • the sensor data can be recorded by means of a stationary sensor or a surroundings detection system comprising a stationary sensor, for example on a usable area, and transmitted from the stationary sensor or surroundings detection system to the lead vehicle via a sensor interface, which can also be referred to as a further data interface will.
  • the sensor data can be transmitted from the lead vehicle to the following vehicle via the data interface.
  • the data interface can be designed for the transmission of stored data, in particular map data, of the surroundings of the commercial vehicle.
  • the stored data can also be referred to as “a priori knowledge”.
  • the stored data can include a map, for example a road map or a map.
  • the stored data can include current and / or planned occupancy data, obstacles, open spaces and / or drivable areas of the usable area.
  • the stored data can include a planned use of the usable area, for example a planned parking position for the utility vehicle.
  • the planned parking position can include a position for loading and / or unloading a truck.
  • the planned parking position can include a position for filling an energy store of a drive system of a commercial vehicle.
  • the drive system can comprise an electrical traction energy storage system, a fuel-operated drive system and / or a hybrid drive.
  • the stored data can include a pre-planned target trajectory and alternative alternative target trajectories of the utility vehicle. An alternative evasive target trajectory can be selected as a function of the situation, for example in the case of an obstacle.
  • the stored data can include actuator commands and / or control instructions for the commercial vehicle, for example to set the blinker, warn other road users (e.g. pedestrians) by means of a horn, switch on the light or unlock the door at a specified location.
  • the stored data can include time-coordinated manipulated variables for the commercial vehicle. The time-coordinated manipulated variables can describe a vehicle maneuver of the utility vehicle, for example as a function of the location of the utility vehicle.
  • a utility vehicle that is unfamiliar with the location can be safely and time-efficiently transferred from a locally knowledgeable guide vehicle across a usable area, for example a depot and / or to a parking position.
  • a usable area for example a depot and / or to a parking position.
  • an accurate control to the destination can take place in this way.
  • the driver can be released from his driving task as soon as he reaches a private usable area.
  • compliance with legally prescribed break times with a minimal dwell time on a usable area for loading and / or unloading freight or filling an energy store of a drive system of the commercial vehicle can be ensured.
  • the data interface can be designed to transmit data relating to the utility vehicle from the utility vehicle to the lead vehicle.
  • Data relating to the commercial vehicle can include, for example, a current load, a planned future route, a planned schedule for future journeys and / or loading and unloading states or an energy storage content for driving the commercial vehicle.
  • data relating to the utility vehicle can include a status message, for example the assumption of a stopping or parking position or the readiness for loading or unloading.
  • the lead vehicle can adapt or optimize a parking position and / or a dwell time of the utility vehicle on a usable area.
  • the lead vehicle can coordinate a continuation of the journey in the vehicle group between several commercial vehicles. The energy consumption of the commercial vehicles can be reduced by putting together a vehicle group to continue driving after staying on the usable area.
  • the control unit (also: control unit) can be in operative connection with an actuator system of the commercial vehicle.
  • the control unit can control the utility vehicle as a function of at least one control variable for the transverse and longitudinal guidance.
  • the at least one control variable of the transverse and longitudinal guidance can include a steering wheel angle and / or a steering angle and / or a speed and / or an acceleration.
  • the at least one control variable can be determined in the control unit as a function of sensor data obtained from the at least one sensor or the at least one data interface.
  • the at least one control variable can be determined as a function of control instructions received from the lead vehicle via the data interface.
  • the control unit can control the utility vehicle on a target trajectory and / or to a future target position.
  • the future target position can include a parking position of the utility vehicle.
  • the parking position can also be referred to as the loading and / or unloading position.
  • a control instruction received from the lead vehicle via the data interface can include a target trajectory.
  • the target trajectory can include reversing and / or reversing the direction of travel of the utility vehicle.
  • a control instruction received from the lead vehicle can include a future target position.
  • the target position can include an orientation of the utility vehicle. For example, the target position can require parking in reverse.
  • the control unit can determine a target trajectory as a function of the future target position.
  • the control unit can comprise a determination unit which is designed to determine a target trajectory and / or a future target position of the utility vehicle on the basis of the detected environment and / or control instruction.
  • the control unit can also be designed to control the transverse and longitudinal guidance of the reverse travel of the utility vehicle as a function of the determined target trajectory and / or future target position.
  • the determination unit can also be referred to as a planning unit.
  • the determination of a target trajectory can also be referred to as path planning.
  • the determination unit can furthermore determine the target trajectory and / or the future target position on the basis of at least one predetermined distance between the utility vehicle and the leading vehicle.
  • the sensor and / or the data interface can detect at least two simultaneous distances between a front of the utility vehicle and the lead vehicle, preferably a rear of the lead vehicle.
  • the at least one predetermined distance can comprise at least two simultaneous distances.
  • the transverse and longitudinal guidance of the commercial vehicle can determine a curve of the reverse travel and / or the forward travel of the commercial vehicle on the basis of a comparison of the at least two recorded simultaneous distances and the at least two predetermined simultaneous distances.
  • the at least two predetermined simultaneous distances can each comprise a predetermined minimum distance. Alternatively or in addition, the at least two predetermined simultaneous distances can each include a maximum distance.
  • a transverse and longitudinal guidance of the commercial vehicle based on predetermined simultaneous distances can be referred to as a “virtual tiller”.
  • the at least two simultaneously recorded distances can each include a distance between the (for example, longitudinal) outer edges of the utility vehicle and the guide vehicle.
  • the mean value of the two distances between the outer edges can correspond to the length of the "virtual drawbar".
  • the length of the “virtual drawbar” can be limited to a predetermined distance interval with a minimum distance and a maximum distance.
  • the minimum distance of the length of the “virtual drawbar” can be determined by a minimum distance between the outer edges of the commercial vehicle and the lead vehicle. This can be done with the “virtual drawbar”
  • Commercial vehicle can be controlled backwards by the lead vehicle in a cornering ge in a parking position. Cornering, in particular a steering angle of the utility vehicle, can be determined on the basis of the difference between the at least two simultaneously recorded distances.
  • the at least two simultaneously recorded and simultaneously determined distances can each include a distance in the longitudinal direction (for example with respect to a longitudinal axis of the commercial vehicle) and a distance in the transverse direction (for example with respect to a longitudinal axis of the commercial vehicle).
  • the “virtual drawbar” can include a maximum distance in the transverse direction and a minimum distance in the longitudinal direction between the utility vehicle and the lead vehicle.
  • the data of the environment received via the at least one data interface can include data on the current position of the commercial vehicle and on a future target position for parking the commercial vehicle.
  • the future target position can include a parking position (also: end position).
  • the future target position can include a point on a target trajectory (also: intermediate position).
  • the control instruction received via the at least one data interface can include a specification of at least one control variable for the transverse and longitudinal guidance by the guide vehicle.
  • the at least one control variable can include a steering wheel angle and / or a steering angle and / or a speed and / or an acceleration.
  • the target trajectory and / or the at least one control variable can be specified by actuating an input unit in the lead vehicle, for example by the driver of the lead vehicle.
  • the steering wheel and the pedals of the lead vehicle can be decoupled from the actuators of the lead vehicle and coupled as an input unit to the control unit of the utility vehicle via the at least one data interface.
  • the utility vehicle can receive data on the surroundings from the lead vehicle.
  • the commercial vehicle can receive a control instruction in response to the fulfillment of a criterion via the data interface.
  • a future target position for example a parking position
  • a target trajectory and / or at least one control variable in the commercial vehicle can be determined by the control unit in the commercial vehicle.
  • the lead vehicle can take over the transverse and longitudinal guidance of the utility vehicle, if a criterion is met.
  • the lead vehicle can determine the target trajectory and / or the at least one control variable if the criterion is met.
  • the criterion can correspond to a dangerous situation.
  • the criterion can include falling below a minimum distance between the utility vehicle and an object, for example a road user or a loading ramp at a parking position, in the vicinity.
  • the lead vehicle can in particular bring the utility vehicle to a standstill if the criterion is met.
  • a device for transverse and longitudinal guidance of a reverse drive of a commercial vehicle in the vicinity of a leading vehicle during controlled parking and / or maneuvering of the commercial vehicle as a following vehicle in accordance with the leading vehicle, the device being installed or mountable in the leading vehicle .
  • the device comprises at least one sensor and / or at least one sensor interface for detecting the surroundings of the leading vehicle, the surrounding area comprising the utility vehicle and / or the leading vehicle.
  • the device comprises a data interface which is designed to send sensor data from the at least one sensor and / or the at least one sensor interface and / or a control instruction determined on the basis of the sensor data to a data interface of the commercial vehicle.
  • the at least one sensor can comprise a sensor for determining the position (also: localization) of the commercial vehicle.
  • the at least one sensor can include a radar sensor, a laser sensor (LIDAR), an ultrasonic sensor and / or an imaging sensor.
  • An imaging sensor can also be referred to as a camera.
  • the sensor interface can also be referred to as a transmission unit between the environment and the control vehicle.
  • the device can furthermore comprise a determination unit which is designed to determine a target trajectory and / or a future target position of the utility vehicle on the basis of the detected surroundings.
  • the determination unit can furthermore determine the target trajectory and / or the future target position of the utility vehicle on the basis of at least one predetermined distance between the utility vehicle and the leading vehicle.
  • the determination unit can determine at least one control variable for the transverse and longitudinal guidance of the utility vehicle.
  • the at least one control variable can include a steering wheel angle and / or a steering angle and / or a speed and / or an acceleration.
  • the data of the captured environment sent via the data interface can include data on the current position of the commercial vehicle and on a future target position for parking the commercial vehicle.
  • the future target position can include a parking position (also: Endposi tion).
  • the future target position can include a point on a target trajectory (also: intermediate position).
  • the data interface can be designed for the transmission of stored data, in particular map data, of the surroundings of the lead vehicle.
  • the stored data can also be referred to as “a priori knowledge”.
  • the stored data can include a map, for example a road map or a map.
  • the stored data can include current and / or planned occupancy data, obstacles, open spaces and / or drivable areas of the usable area.
  • the stored data can include a planned use of the usable area, for example a planned parking position for the utility vehicle.
  • the planned parking position can include a position for loading and / or unloading a truck.
  • the planned parking position can include a position for filling an energy store of a drive system of a commercial vehicle.
  • the drive system can comprise an electrical traction energy storage system, a fuel-operated drive system and / or a hybrid drive.
  • the stored data can include a pre-planned target trajectory and alternative alternative target trajectories of the utility vehicle. An alternative evasive target trajectory can be selected as a function of the situation, for example in the case of an obstacle.
  • the stored data can include actuator commands and / or control instructions for the commercial vehicle, for example to set the blinker, warn other road users (e.g. pedestrians) by means of a horn, switch on the light or unlock the door at a specified location.
  • the stored data can include time-coordinated manipulated variables for the commercial vehicle. The time-coordinated manipulated variables can describe a vehicle maneuver of the utility vehicle, for example as a function of the location of the utility vehicle. ok
  • a system for transverse and longitudinal guidance of reverse travel of a commercial vehicle during controlled parking and / or maneuvering of the commercial vehicle comprises a utility vehicle according to the first aspect and a management vehicle with a device according to the second aspect.
  • the system can further comprise a usable area.
  • the usable area can include at least one parking facility for the controlled parking of the utility vehicle, preferably at the future target position for parking the utility vehicle.
  • the usable area can comprise a stationary environment detection system.
  • the environment detection system can include at least one sensor for detecting the usable area and / or stored map data relating to the usable area.
  • the surroundings detection system can comprise a sensor interface which is designed to send data recorded by the at least one sensor and / or the (or a subset of) stored map data relating to the usable area to the sensor interface of the lead vehicle.
  • the at least one sensor of the stationary environment detection system can comprise a radar sensor, a laser sensor (LIDAR), an ultrasonic sensor and / or an imaging sensor.
  • the at least one sensor can determine a position (also: localization) of the commercial vehicle on the usable area.
  • the stationary environment detection system can comprise stored map data (in short: stored data).
  • stored data can also be referred to as “a priori knowledge”.
  • the stored map data can include a map of the usable area, for example a road map or a map.
  • the stored data can include current and / or planned occupancy data, obstacles, open spaces and / or drivable areas of the usable area.
  • the stored data can include a planned use of the usable area, for example a planned parking position for the utility vehicle.
  • the planned parking position can include a position for loading and / or unloading a truck.
  • the planned parking position can include a position for filling an energy store of a drive system of a commercial vehicle.
  • the drive system can comprise an electrical traction energy storage system, a fuel-operated drive system and / or a hybrid drive.
  • the stored data can include a pre-planned target trajectory and alternative alternative target trajectories of the utility vehicle.
  • An alternative evasive target trajectory can be situation-dependent, for example in the case of a Obstacle, be selectable.
  • the stored data can also include actuator commands and / or control instructions for the commercial vehicle, for example to turn on the blinker, to warn other road users (for example pedestrians) by means of a horn, to switch on the light or to unlock the door at a specified location.
  • the stored data can include time-coordinated manipulated variables for the commercial vehicle.
  • the time-coordinated manipulated variables can be a vehicle maneuver of the utility vehicle, for example depending on the location of the utility vehicle.
  • the sensor interface of the environment detection system can send data relating to the usable area and / or the position of the utility vehicle to the sensor interface of the lead vehicle.
  • the data can be recorded by at least one sensor (in short: sensor data).
  • the data can be stored in advance, for example as map data of the usable area (in short: map data).
  • map data of the usable area
  • the sensor data and the map data can be combined and preprocessed with one another.
  • the sensor interface of the environment detection system can receive data relating to the utility vehicle from the lead vehicle.
  • Data relating to the utility vehicle can include, for example, a current position and / or an actual trajectory.
  • data relating to the commercial vehicle can include a current load, a planned future route, a planned schedule for future journeys and / or loading and unloading states or an energy storage content for driving the commercial vehicle.
  • data relating to the utility vehicle can also include a status message, for example the assumption of a stopping or parking position or the readiness of the utility vehicle for loading or unloading.
  • FIG. 1 shows a utility vehicle for transverse and longitudinal guidance of reverse travel during controlled parking and / or maneuvering as a following vehicle in accordance with a guide vehicle;
  • FIG. 2 shows a device that is installed or can be installed in a guide vehicle for transverse and longitudinal guidance of reverse travel of a utility vehicle according to FIG. 1; and
  • FIG. 3 shows a system for transverse and longitudinal guidance of reverse travel of a commercial vehicle during controlled parking and / or maneuvering of the commercial vehicle, comprising a commercial vehicle according to FIG. 1 and a guide vehicle with a built-in device according to FIG. 2.
  • the utility vehicle 100 comprises at least one sensor 102 and / or at least one data interface 104 for recording data from the surroundings of the utility vehicle 100 and / or the lead vehicle.
  • the data interface 104 can include a control instruction for the transverse and longitudinal guidance of the utility vehicle 100 from the guide vehicle in the vicinity.
  • the utility vehicle 100 can send data relating to the utility vehicle 100 to the lead vehicle via the data interface 104.
  • the utility vehicle 100 can report a load status and / or a filling amount of an energy store of a drive system of the utility vehicle 100 to the management vehicle.
  • the commercial vehicle 100 further comprises a control unit 108, which is designed to control the transverse and longitudinal guidance of the reverse travel and / or reversal of the direction of travel of the commercial vehicle 100 during controlled parking and / or controlled maneuvering of the commercial vehicle 100 depending on the recorded data and / or to control the recorded control instruction.
  • the control unit 108 of the commercial vehicle 100 optionally includes a determination unit 106 which is designed to determine a target trajectory and / or a future target position of the commercial vehicle 100 and to control the transverse and longitudinal guidance of the commercial vehicle 100 accordingly.
  • the front of the utility vehicle 100 is designated with the reference number 120 and the rear of the utility vehicle 100 is designated with the reference number 122.
  • the rear 122 can comprise rear doors and / or a tail lift (also: tail lift).
  • Reverse travel of the commercial vehicle 100 as a truck may include the rear 122 of the commercial vehicle 100 approaching a loading ramp of a usable area.
  • a commercial vehicle 100 can comprise a bus. Reversing a commercial vehicle 100, for example a truck or a bus, can serve to assume a predetermined parking or stopping position.
  • the predetermined parking or stopping position for example in a depot, can include a positioning for filling an energy store of a drive system of the commercial vehicle 100.
  • Fig. 2 shows a device, generally designated by reference numeral 210, for transverse and longitudinal guidance of reverse travel and / or a reversal of the direction of travel of a utility vehicle in the vicinity of a lead vehicle during controlled parking and / or during controlled maneuvering of the utility vehicle as a follower vehicle according to the lead vehicle.
  • the device 210 can be built into the lead vehicle or be buildable.
  • the device 210 comprises at least one sensor 212 and / or at least one sensor interface 213 for detecting the surroundings of the lead vehicle.
  • the surroundings of the lead vehicle can include the utility vehicle and / or the lead vehicle.
  • the at least one sensor interface 213 can be designed to receive data relating to the utility vehicle from an external sensor, for example a stationary sensor of a stationary environment detection system.
  • the at least one sensor interface 213 can be designed to send data relating to the utility vehicle to an external sensor interface, for example a sensor interface of a stationary environment detection system.
  • the device 210 further comprises a data interface 214, which is designed to send sensor data from the at least one sensor 212 and / or the at least one sensor interface 213 to a data interface of the commercial vehicle, for example the data interface 104 of the commercial vehicle 100 in FIG. 1 .
  • the data interface 214 can be designed to send a control instruction to the data interface of the commercial vehicle, for example the data interface 104 of the commercial vehicle 100.
  • the control instruction can be determined on the basis of the sensor data of the at least one sensor 212 and / or the at least one sensor interface 213.
  • the device 210 can receive data relating to the utility vehicle via the data interface 214.
  • the utility vehicle can send data on the surroundings of at least one sensor in the utility vehicle and / or data relating to a load status and / or a capacity of an energy store of a drive system of the utility vehicle to the device 210 of the management vehicle.
  • 3 shows a system, generally designated by reference numeral 300, for transverse and longitudinal guidance of reverse travel and / or a reversal of the direction of travel of a commercial vehicle 100 during controlled parking and / or controlled maneuvering of the commercial vehicle 100 Guide vehicle 200 with a device 210.
  • Components provided with the same reference numerals as in FIG. 1 for the utility vehicle 100 and in FIG. 2 for the device 210 can correspond to the components described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the utility vehicle 100 and the guide vehicle 200 can be designed to carry out a sequence control known per se (also: platooning) for transverse and longitudinal guidance of the utility vehicle 100 as a follower vehicle when traveling forward.
  • a sequence control known per se also: platooning
  • the lead vehicle 200 and the utility vehicle 100 can communicate via the respective data interfaces 214, 104.
  • the system 300 shown in FIG. 3 further comprises a usable area 310 with a stationary environment detection system 320.
  • the stationary environment detection system 320 can detect an environment that includes the utility vehicle 100 and the guide vehicle 200.
  • the stationary environment detection system 320 can comprise at least one stationary sensor 330, for example a radar sensor, a laser sensor (LI DAR), an ultrasound sensor or an imaging sensor (also: camera).
  • LI DAR laser sensor
  • imaging sensor also: camera
  • Map data 340 (also referred to as: “a priori knowledge”) relating to the usable area 310 can be stored by the stationary surroundings detection system 320.
  • the stored map data 340 can include a site plan and / or a current and / or future occupancy plan of loading and / or unloading points for a plurality of utility vehicles 100.
  • the same map data or other data 240 can be stored in the guide vehicle 200 (for example in a memory unit of the device 210) or sent from the stationary environment detection system 320 to the guide vehicle 200 via the respective sensor interfaces 313, 213. Furthermore, data of the surroundings of the at least one stationary sensor 330 can be sent from the sensor interface 313 of the stationary surroundings detection system 320 to the sensor interface 213 in the leading vehicle 200.
  • the collection of data from the at least one stationary sensor 330 of the stationary surroundings detection system 320 and / or at least one sensor 212 in the guide vehicle 200 and / or at least one sensor 102 can be used in the commercial vehicle 100 to determine 332, 232, 132 a current position of the commercial vehicle 100 on the usable area 310, with the determination of the current position at reference number 332 by the stationary environment detection system, at reference number 232 by the guide vehicle 200 and at reference number 132 takes place by the utility vehicle 100 itself.
  • the utility vehicle 100 can exchange data via its at least one data interface 104 with the at least one data interface 214 of the lead vehicle 200.
  • the lead vehicle 200 can also exchange data via its at least one sensor interface 213 with the sensor interface 313 of the stationary environment detection system 320.
  • the guide vehicle 200 can also function as a relay or “adapter” for a data exchange between the stationary environment detection system 320 and the commercial vehicle 100.
  • the current position (also: localization) of the commercial vehicle 100 on a usable area 310 can be determined by at least one stationary sensor 330 and via the sensor interfaces 313, 213 to the lead vehicle 200 and from there via the data interfaces 214, 104 to the commercial vehicle 100 be transmitted.
  • data from the determination 332 of the current position of the commercial vehicle by the stationary environment detection system 320 and from the determination 232 by the guide vehicle 200 can be combined.
  • the utility vehicle 100 can determine a target trajectory by the determination unit 106 based on the transmitted determination 332, 232 of the current position, optionally combined with its own determination 132 of the current position and / or its own map data 140, and in the Control unit 108 regulate specifications for control variables 109.
  • the guide vehicle 200 includes a determination unit 216 which determines a target trajectory or a future target position of the commercial vehicle 100 and sends this to the commercial vehicle 100 via the respective data interfaces 214, 104.
  • the stationary surroundings detection system 320 comprises a determination unit 316 which determines a target trajectory or a future target position of the commercial vehicle 100 and displays this via the respective sensor interfaces 313, 213 the leading vehicle 200 sends.
  • the lead vehicle optionally determines at least one control variable at reference number 219 and sends this control variable to the commercial vehicle 100 via the respective data interfaces 214, 104, or it feeds the data generated by the stationary surrounding field detection system 320 with regard to a target trajectory or future target position unchanged the commercial vehicle 100 continues.
  • the stationary environment detection system at reference number 319 determines control variables, for example a steering angle and / or acceleration specification, for the commercial vehicle 100 and transmits the associated data via the sensor interfaces 313, 213 to the lead vehicle and from there via the data interfaces 214, 104 to the commercial vehicle 100.
  • control variables for example a steering angle and / or acceleration specification
  • the utility vehicle 100 can use the data made available by the stationary environment detection system 320 and / or the lead vehicle 200 and transmitted via the lead vehicle 200 to carry out maneuvers.
  • the system is helpful, for example, when a platooning-capable goods delivery vehicle as a commercial vehicle 100 drives into a goods depot equipped with at least one stationary sensor 330 with a usable area 310.
  • a guide vehicle 200 operated by the goods depot can temporarily move a platoon with the goods delivery vehicle (as a commercial vehicle), which thus becomes the following vehicle 100.
  • the following vehicle 100 can now follow the lead vehicle 200 in the vicinity of the parking position (also: destination stop).
  • the platoon mode is ended, and the lead vehicle 200 supplies the following vehicle 100 with at least data from the at least one stationary sensor 330 of the warehouse, or the lead vehicle 200 even completely takes over the control of the following vehicle 100 in order to bring it to the destination stop maneuver.
  • the control of the utility vehicle 100 can take place in various ways from the guide vehicle 200 with the aid of the environmental sensors 102, 212, 330.
  • the guide vehicle 200 sends control instructions (also: control specifications) for transverse and longitudinal guidance to the utility vehicle 100 (e.g. steering wheel angle, steering angle, speed, acceleration).
  • the control instructions can also be generated by a driver actuating the steering wheel and pedals in the guide vehicle 200.
  • the lead vehicle 200 does not implement the control instructions itself, but remains at a standstill.
  • the lead vehicle 200 forwards sensor data from the environment to the utility vehicle and allows the utility vehicle 100 to process the sensor data.
  • the guide vehicle 200 can intervene in critical situations via stop or abort signals.
  • the guide vehicle 200 drives forwards and backwards, the utility vehicle 100 keeping the distance from the guide vehicle 200 constant, as in the case of a trailer (“virtual drawbar”).
  • the guide vehicle 200 can use environment sensors 212, 330 to ensure safe operation of the environment, in particular when reversing, and / or maneuver the utility vehicle 100 in a targeted manner.

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Abstract

Eine Technik zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs (200) in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs (100) wird beschrieben. Das Nutzfahrzeug (100) umfasst mindestens einen Sensor (102) und/oder mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahrzeugs (100), wobei die erfasste Umgebung das Nutzfahrzeug (100) und/oder das Führungsfahrzeug (200) umfasst. Alternativ oder ergänzend umfasst das Nutzfahrzeug (100) mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung einer Steueranweisung der Quer- und Längsführung vom Führungsfahrzeug (200) in der Umgebung des Nutzfahrzeugs (100). Ferner umfasst das Nutzfahrzeug (100) eine Steuerungseinheit (108), die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) abhängig von den erfassten Daten der Umgebung und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern.

Description

Technik zur Quer- und Längsführung einer gesteuerten Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zur Quer- und Längsführung einer Rückwärts fahrt eines Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahr zeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs. Insbesondere wird ein Nutzfahrzeug als Folgefahrzeug, eine in ein Führungs fahrzeug eingebaute oder einbaubare Vorrichtung und ein System umfassend das Nutzfahr zeug und ein Führungsfahrzeug mit der Vorrichtung bereitgestellt.
Aus der Patentschrift DE 10 2010 012 402 B4 ist eine Verbesserung des Fahrkomforts durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Übermittlung von Sensordaten bekannt, die sich auf potentiell ge fährliche Straßenzustände wie witterungsbedingte Zustände oder Unebenheiten der Fahr bahnoberfläche oder auf Staus bezieht.
Gemäß der „Studie Mobilität 2025: Koexistenz oder Konvergenz von IKT für Automotive? An forderungen der vernetzten Mobilität von morgen an Fahrzeuge, Verkehrs- und Mobilfunkinf rastruktur“ vom Januar 2016 im BMWi-Förderprogramm „IKT für Elektromobilität II“ fließen ne ben Sensordaten eines Fahrzeugs auch eine Kommunikation nicht nur mit umgebenden Fahr zeugen, sondern auch der Verkehrsinfrastruktur wie auch externen, cloudbasierten Diensten in eine Entscheidung für das Auslösen von geeigneten Maßnahmen im Fahrzeug ein.
Die Quer- und Längsführung eines Folgefahrzeugs durch ein vorausfahrendes Führungsfahr zeugs beschränkt sich beim herkömmlichen Platooning (d. h. dem Fahren im Fahrzeug-Ver bund oder einer Folgeregelung) auf einen Betrieb in Vorwärtsfahrt sowohl des vorausfahren den Führungsfahrzeugs als auch der hinterherfahrenden Folgefahrzeuge. In dem Artikel „Fahr zeug-Verbund auf normaler Autobahn vorgestellt“ vom 27. Juni 2012 in der Deutschen Ver kehrszeitung wird beispielsweise eine Autobahnfahrt mit konstanter Geschwindigkeit und kon stantem Abstand im Fahrzeug-Verbund mit Lastkraftwagen und Personenkraftwagen be schrieben.
Die herkömmliche Quer- und Längsführung eines Folgefahrzeugs beschränkt sich somit auf einen Betrieb ohne Fahrtrichtungsumkehr. Fahrmanöver, die eine Rückwärtsfahrt insbeson- dere eines Nutzfahrzeugs erfordern, wie beispielsweise zum Andocken des Hecks eines Last kraftwagens an einer Laderampe zum Be- und/oder Entladen einer Fracht, können bisher nur durch eine Aktion im Nutzfahrzeug selbst (beispielsweise ohne eine Interaktion mit einem Füh rungsfahrzeug) durchgeführt werden.
Insbesondere die Suche nach und das Einparken an der vorgesehenen Parkposition auf un bekanntem Terrain erfordern die volle Aufmerksamkeit des Fahrers des Nutzfahrzeugs. Auf viel frequentierten Betriebshöfen kann die Verkehrssituation und Zielvorgabe dem Fahrer un übersichtlich erscheinen und sich die Lenkzeit durch eine langwierige Suche nach der vorge sehenen Parkposition verlängern.
Somit besteht die Aufgabe, eine Technik zur Quer- und Längsführung eines Nutzfahrzeugs bereitzustellen, welche das Nutzfahrzeug beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren, insbesondere ohne vorherige Ortskenntnis des Nutzfahrzeugs, unterstützt. Alternativ oder er gänzend besteht die Aufgabe, die Lenkzeit eines Berufskraftfahrers eines Nutzfahrzeugs zu verkürzen. Weiterhin alternativ oder ergänzend besteht die Aufgabe, die Verkehrssicherheit beim Rangieren eines Nutzfahrzeugs zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Nutzfahrzeug zur Quer- und Längsführung einer Rück wärtsfahrt des Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahr zeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs in einer Umgebung des Nutzfahrzeugs bereitgestellt. Das Nutzfahrzeug umfasst mindestens einen Sensor und/oder mindestens eine Datenschnittstelle zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahr zeugs, wobei die erfasste Umgebung das Nutzfahrzeug und/oder das Führungsfahrzeug um fasst. Alternativ oder ergänzend umfasst das Nutzfahrzeug mindestens eine Datenschnittstelle zur Erfassung einer Steueranweisung der Quer- und Längsführung vom Führungsfahrzeug in der Umgebung des Nutzfahrzeugs. Ferner umfasst das Nutzfahrzeug eine Steuerungseinheit, die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs abhängig von den erfass ten Daten der Umgebung und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern.
Die Quer- und Längsführung, die auch als Folgeregelung bezeichnet werden kann, kann eine Vorwärtsfahrt und die Rückwärtsfahrt umfassen. Vorzugsweise kann die Quer- und Längsfüh rung eine Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahrzeugs umfassen. Das Führungsfahrzeug kann auch als Leitfahrzeug bezeichnet werden. Das Führungsfahrzeug kann ein Personenkraftwagen sein. Das Nutzfahrzeug kann auch als Folgefahrzeug bezeich net werden. Das Nutzfahrzeug kann ein Lastkraftwagen oder ein Bus sein.
Der mindestens eine Sensor kann einen Abstandssensor zur Bestimmung des Abstands zwi schen dem Führungsfahrzeug und dem Folgefahrzeug, beispielsweise zwischen der Front o- derdem Heck des Führungsfahrzeugs und der Front des Folgefahrzeugs, umfassen. Alternativ oder ergänzend kann der mindestens eine Sensor eine Position (auch: Lokalisierung) des Nutzfahrzeugs auf einer Nutzfläche bestimmen. Der mindestens eine Sensor kann einen Ra darsensor, einen Lasersensor (LIDAR), einen Ultraschallsensor und/oder einen bildgebenden Sensor umfassen. Ein bildgebender Sensor kann auch als Kamera bezeichnet werden.
Aufgrund der Bestimmung des Abstands kann das Folgefahrzeug in einer Rückwärtsfahrt durch das Führungsfahrzeug, beispielsweise in eine vorbestimmte Parkposition, gelotst wer den. Das Führungsfahrzeug kann dabei vorwärtsfahren, beispielsweise falls der Abstand zwi schen der Front des Führungsfahrzeugs und der Front des Folgefahrzeugs bestimmt ist.
Eine Quer- und Längsführung, die auf einem vorbestimmten Abstand zwischen Führungsfahr zeug und Nutzfahrzeug basiert, kann auch als „virtuelle Deichsel“ bezeichnet werden.
Die mindestens eine Datenschnittstelle kann auch als Übertragungseinheit zwischen dem Leit fahrzeug und dem Folgefahrzeug bezeichnet werden. Die mindestens eine Datenschnittstelle kann eine Datenübertragung von Sensordaten umfassen. Die Sensordaten können mittels mindestens eines Sensors im Führungsfahrzeug erfasst sein. Alternativ oder ergänzend kön nen die Sensordaten mittels eines stationären Sensors oder eines einen stationären Sensor umfassenden Umfelderfassungssystems, beispielsweise auf einer Nutzfläche, erfasst und über eine Sensorschnittstelle, die auch als weitere Datenschnittstelle bezeichnet werden kann, von dem stationären Sensor oder Umfelderfassungssystem an das Führungsfahrzeug über mittelt werden. Die Sensordaten können von dem Führungsfahrzeug über die Datenschnitt stelle an das Folgefahrzeug übermittelt werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle zur Übertragung von gespeicherten Da ten, insbesondere Kartendaten, der Umgebung des Nutzfahrzeuges ausgebildet sein. Die ge speicherten Daten können auch als „a priori Wissen“ bezeichnet werden. Die gespeicherten Daten können eine Karte, beispielsweise eine Straßenkarte oder eine Landkarte, umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten aktuelle und/oder geplante Bele gungsdaten, Hindernisse, Freiflächen und/oder befahrbare Flächen der Nutzfläche umfassen. Die gespeicherten Daten können eine geplante Nutzung der Nutzfläche, beispielsweise eine geplante Parkposition für das Nutzfahrzeug, umfassen. Die geplante Parkposition kann eine Position zum Be- und/oder Entladen eines Lastkraftwagens umfassen. Alternativ oder ergän zend kann die geplante Parkposition eine Position zum Füllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems eines Nutzfahrzeugs umfassen. Das Antriebssystem kann ein elektrisches Traktionsenergiespeichersystem, ein mit Brennstoff betriebenes Antriebssystem und/oder ei nen Hybridantrieb umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten eine vorgeplante Soll-Trajektorie und alternative Ausweich-Soll-Trajektorien des Nutzfahrzeugs umfassen. Eine alternative Ausweich-Soll-Trajektorie kann situationsabhängig, beispielsweise im Falle eines Hindernisses, auswählbar sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten Aktorbefehle und/oder Steueranweisungen für das Nutzfahrzeug, bei spielsweise zum Blinker setzen, andere Verkehrsteilnehmer (beispielsweise Fußgänger) mit tels Hupe warnen, Licht einschalten oder Tür entriegeln an einem festgelegten Ort umfassen. Ferner alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten zeitlich abgestimmte Stell größen für das Nutzfahrzeug umfassen. Die zeitlich abgestimmten Stellgrößen können ein Fahrzeugmanöver des Nutzfahrzeugs, beispielsweise abhängig von der Lokalisierung des Nutzfahrzeugs, beschreiben.
Durch die Übertragung von Daten bezüglich einer Umgebung oder der Übermittlung einer Steueranweisung vom Führungsfahrzeug an das Nutzfahrzeug als Folgefahrzeug kann ein (beispielsweise hinsichtlich digitaler Kartendaten oder eines Navigationssystems bezogen auf die Nutzfläche) ortsunkundiges Nutzfahrzeug verkehrssicher und zeiteffizient von einem orts kundigen Führungsfahrzeug über eine Nutzfläche, beispielsweise einen Betriebshof, und/oder zu einer Parkposition geführt werden. Insbesondere auf einer großen und/oder vielfrequentier ten Nutzfläche kann so eine zielsichere Steuerung zum Bestimmungsort erfolgen. Ferner kann der Fahrer bereits beim Erreichen einer privaten Nutzfläche von seiner Fahraufgabe entbun den werden. Dadurch kann eine Einhaltung gesetzlich vorgeschriebener Pausenzeiten bei mi nimaler Verweildauer auf einer Nutzfläche zum Be- und/oder Entladen einer Fracht oder Auf füllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs sichergestellt wer den.
Weiterhin alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle zur Übertragung von Daten betreffend das Nutzfahrzeug vom Nutzfahrzeug an das Führungsfahrzeug ausgebildet sein. Daten betreffend das Nutzfahrzeug können beispielsweise eine aktuelle Beladung, eine ge plante künftige Fahrtroute, einen geplanten Zeitplan zu künftigen Fahrten und/oder Be- und Entladezuständen oder einen Energiespeicherinhalt zum Antrieb des Nutzfahrzeugs umfas sen. Alternativ oder ergänzend können Daten betreffend das Nutzfahrzeug eine Statusmel dung umfassen, beispielsweise das Einnehmen einer Halte- oder Parkposition oder die Bereit schaft zum Be- oder Entladen.
Durch die Übertragung von Daten betreffend das Nutzfahrzeug von dem Nutzfahrzeug an das Führungsfahrzeug kann das Führungsfahrzeug eine Parkposition und/oder eine Verweildauer des Nutzfahrzeugs auf einer Nutzfläche anpassen oder optimieren. Alternativ oder ergänzend kann das Führungsfahrzeug eine Weiterfahrt im Fahrzeug-Verbund zwischen mehreren Nutz fahrzeugen koordinieren. Durch die Zusammenstellung eines Fahrzeug-Verbunds zur Weiter fahrt nach dem Verweilen auf der Nutzfläche kann der Energieverbrauch der Nutzfahrzeuge verringert werden.
Die Steuerungseinheit (auch: Steuereinheit) kann mit einer Aktorik des Nutzfahrzeugs in Wirk verbindung stehen. Die Steuerungseinheit kann das Nutzfahrzeug abhängig von mindestens einer Steuergröße der Quer- und Längsführung steuern. Die mindestens eine Steuergröße der Quer- und Längsführung kann einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfassen. Die mindestens eine Steuergröße kann in der Steuerungseinheit abhängig von aus dem mindestens einen Sensor oder der min destens einen Datenschnittstelle erhaltenen Sensordaten bestimmt werden. Alternativ oder ergänzend kann die mindestens eine Steuergröße abhängig von über die Datenschnittstelle vom Führungsfahrzeug erhaltenen Steueranweisungen bestimmt werden.
Die Steuerungseinheit kann das Nutzfahrzeug auf einer Soll-Trajektorie und/oder zu einer künftigen Soll-Position steuern. Die künftige Soll-Position kann eine Parkposition des Nutz fahrzeugs umfassen. Die Parkposition kann auch als Be- und/oder Entladeposition bezeichnet werden. Eine über die Datenschnittstelle vom Führungsfahrzeug empfangene Steueranwei sung kann eine Soll-Trajektorie umfassen. Die Soll-Trajektorie kann eine Rückwärtsfahrt und/oder eine Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahrzeugs umfassen. Alternativ oder ergänzend kann eine vom Führungsfahrzeug empfangene Steueranweisung eine künftige Soll-Position umfassen. Die Soll-Position kann eine Orientierung des Nutzfahrzeugs umfassen. Beispiels weise kann die Soll-Position ein Einparken in Rückwärtsfahrt erfordern. Die Steuerungseinheit kann abhängig von der künftigen Soll-Position eine Soll-Trajektorie bestimmen. Die Steuerungseinheit kann eine Bestimmungseinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/odereine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs aufgrund der erfassten Umgebung und/oder Steueranweisung zu bestimmen. Die Steuerungseinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs abhän gig von der bestimmten Soll-Trajektorie und/oder künftigen Soll-Position zu steuern.
Die Bestimmungseinheit kann auch als Planungseinheit bezeichnet werden. Die Bestimmung einer Soll-Trajektorie kann auch als Bahnplanung bezeichnet werden.
Die Bestimmungseinheit kann die Soll-Trajektorie und/oder die künftige Soll-Position ferner aufgrund mindestens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutzfahrzeug und dem Führungsfahrzeug bestimmen.
Der Sensor und/oder die Datenschnittstelle können mindestens zwei simultane Abstände zwi schen einer Front des Nutzfahrzeugs und dem Führungsfahrzeug, vorzugsweise einem Heck des Führungsfahrzeugs, erfassen. Der mindestens eine vorbestimmte Abstand kann mindes tens zwei simultane Abstände umfassen. Die Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs kann aufgrund eines Vergleichs der mindestens zwei erfassten simultanen Abstände und der mindestens zwei vorbestimmten simultanen Abstände eine Kurve der Rückwärtsfahrt und/oder der Vorwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs bestimmen.
Die mindestens zwei vorbestimmten simultanen Abstände können jeweils einen vorbestimm ten Mindestabstand umfassen. Alternativ oder ergänzend können die mindestens zwei vorbe stimmten simultanen Abstände jeweils einen Maximalabstand umfassen. Eine Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs aufgrund vorbestimmter simultaner Abstände kann als „vir tuelle Deichsel“ bezeichnet werden.
Die mindestens zwei simultan erfassten Abstände können je einen Abstand der (beispiels weise längsseitigen) Außenkanten des Nutzfahrzeugs und des Führungsfahrzeugs umfassen. Der Mittelwert der beiden Abstände der Außenkanten kann der Länge der „virtuellen Deichsel“ entsprechen. Die Länge der „virtuellen Deichsel“ kann auf ein vorbestimmtes Abstandsintervall mit einem Mindestabstand und einem Maximalabstand begrenzt sein. Der Mindestabstand der Länge der „virtuellen Deichsel“ kann durch einen Mindestabstand der Außenkanten des Nutz fahrzeugs und des Führungsfahrzeugs bestimmt sein. Durch die „virtuelle Deichsel“ kann das Nutzfahrzeug vom Führungsfahrzeug rückwärts in einer Kurvenfahrt in eine Parkposition ge steuert werden. Eine Kurvenfahrt, insbesondere ein Lenkwinkel des Nutzfahrzeugs, kann auf grund der Differenz der mindestens zwei simultan erfassten Abstände, bestimmt werden.
Alternativ oder ergänzend können die mindestens zwei simultan erfassten und simultan ermit telten Abstände jeweils einen Abstand in Längsrichtung (beispielsweise bezüglich einer Längs achse des Nutzfahrzeugs) und einen Abstand in Querrichtung (beispielsweise bezüglich einer Längsachse des Nutzfahrzeugs) umfassen. Die „virtuelle Deichsel“ kann einen Maximalab stand in Querrichtung und einen Mindestabstand in Längsrichtung zwischen dem Nutzfahr zeug und dem Führungsfahrzeug umfassen.
Die über die mindestens eine Datenschnittstelle empfangenen Daten der Umgebung können Daten zur aktuellen Position des Nutzfahrzeugs und zu einer künftigen Soll-Position des Ein parkens des Nutzfahrzeugs umfassen. Die künftige Soll-Position kann eine Parkposition (auch: Endposition) umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die künftige Soll-Position einen Punkt auf einer Soll-Trajektorie (auch: Zwischenposition) umfassen.
Die über die mindestens eine Datenschnittstelle empfangene Steueranweisung kann eine Vor gabe mindestens einer Steuergröße der Quer- und Längsführung durch das Führungsfahrzeug umfassen. Die mindestens eine Steuergröße kann einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenk winkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfassen.
Die Vorgabe der Soll-Trajektorie und/oder der mindestens einen Steuergröße kann durch eine Betätigung einer Eingabeeinheit im Führungsfahrzeug, beispielsweise durch den Fahrer des Führungsfahrzeugs, erfolgen. Beispielsweise können das Lenkrad und die Pedale des Füh rungsfahrzeugs von der Aktorik des Führungsfahrzeugs entkoppelt und als Eingabeeinheit über die mindestens eine Datenschnittstelle an die Steuerungseinheit des Nutzfahrzeugs ge koppelt sein.
Das Nutzfahrzeug kann von dem Führungsfahrzeug Daten der Umgebung empfangen. Alter nativ oder ergänzend kann das Nutzfahrzeug eine Steueranweisung in Reaktion auf die Erfül lung eines Kriteriums über die Datenschnittstelle empfangen.
Eine künftige Soll-Position, beispielsweise eine Parkposition, kann über die Datenschnittstelle an das Nutzfahrzeug übermittelt und eine Soll-Trajektorie und/oder mindestens eine Steuer größe im Nutzfahrzeug durch die Steuerungseinheit im Nutzfahrzeug bestimmt werden. Das Führungsfahrzeug kann die Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs übernehmen, wenn ein Kriterium erfüllt ist. Insbesondere kann das Führungsfahrzeug die Bestimmung der Soll- Trajektorie und/oder der mindestens einen Steuergröße übernehmen, wenn das Kriterium er füllt ist. Das Kriterium kann einer Gefahrensituation entsprechen. Beispielsweise kann das Kri terium die Unterschreitung eines Mindestabstands zwischen dem Nutzfahrzeug und einem Objekt, beispielsweise einem Verkehrsteilnehmer oder einer Laderampe an einer Parkposi tion, in der Umgebung umfassen. Das Führungsfahrzeug kann als Steueranweisung insbe sondere einen Stillstand des Nutzfahrzeugs bewirken, wenn das Kriterium erfüllt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist eine Vorrichtung zur Quer- und Längsführung einer Rück wärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs in einer Umgebung eines Führungsfahrzeugs beim gesteuer ten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe des Führungsfahrzeugs bereitgestellt, wobei die Vorrichtung in dem Führungsfahrzeug eingebaut oder einbaubar ist. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Sensor und/oder mindestens eine Sensorschnittstelle zur Erfassung der Umgebung des Führungsfahrzeugs, wobei die er fasste Umgebung das Nutzfahrzeug und/oder das Führungsfahrzeug umfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Datenschnittstelle, die dazu ausgebildet ist, Sensordaten des mindestens einen Sensors und/oder der mindestens einen Sensorschnittstelle und/oder eine aufgrund der Sensordaten bestimmte Steueranweisung an eine Datenschnittstelle des Nutzfahrzeugs zu senden.
Der mindestens eine Sensor kann einen Sensor zur Bestimmung der Position (auch: Lokali sierung) des Nutzfahrzeugs umfassen. Der mindestens eine Sensor kann einen Radarsensor, einen Lasersensor (LIDAR), einen Ultraschallsensor und/oder einen bildgebenden Sensor um fassen. Ein bildgebender Sensor kann auch als Kamera bezeichnet werden.
Die Sensorschnittstelle kann auch als Übertragungseinheit zwischen Umgebung und Leitfahr zeug bezeichnet werden.
Die Vorrichtung kann fernereine Bestimmungseinheit umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/odereine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs aufgrund der erfassten Umgebung zu bestimmen.
Die Bestimmungseinheit kann die Soll-Trajektorie und/oder die künftige Soll-Position des Nutz fahrzeugs ferner aufgrund mindestens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutz fahrzeug und dem Führungsfahrzeug bestimmen. Die Bestimmungseinheit kann mindestens eine Steuergröße der Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs bestimmen. Die mindestens eine Steuergröße kann einen Lenkradwinkel und/odereinen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung um fassen.
Die über die Datenschnittstelle gesendeten Daten der erfassten Umgebung können Daten zur aktuellen Position des Nutzfahrzeugs und zu einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs umfassen. Die künftige Soll-Position kann eine Parkposition (auch: Endposi tion) umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die künftige Soll-Position einen Punkt auf einer Soll-Trajektorie (auch: Zwischenposition) umfassen.
Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle zur Übertragung von gespeicherten Da ten, insbesondere Kartendaten, der Umgebung des Führungsfahrzeuges ausgebildet sein. Die gespeicherten Daten können auch als „a priori Wissen“ bezeichnet werden. Die gespeicherten Daten können eine Karte, beispielsweise eine Straßenkarte oder eine Landkarte, umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten aktuelle und/oder geplante Bele gungsdaten, Hindernisse, Freiflächen und/oder befahrbare Flächen der Nutzfläche umfassen. Die gespeicherten Daten können eine geplante Nutzung der Nutzfläche, beispielsweise eine geplante Parkposition für das Nutzfahrzeug, umfassen. Die geplante Parkposition kann eine Position zum Be- und/oder Entladen eines Lastkraftwagens umfassen. Alternativ oder ergän zend kann die geplante Parkposition eine Position zum Füllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems eines Nutzfahrzeugs umfassen. Das Antriebssystem kann ein elektrisches Traktionsenergiespeichersystem, ein mit Brennstoff betriebenes Antriebssystem und/oder ei nen Hybridantrieb umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten eine vorgeplante Soll-Trajektorie und alternative Ausweich-Soll-Trajektorien des Nutzfahrzeugs umfassen. Eine alternative Ausweich-Soll-Trajektorie kann situationsabhängig, beispielsweise im Falle eines Hindernisses, auswählbar sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten Aktorbefehle und/oder Steueranweisungen für das Nutzfahrzeug, bei spielsweise zum Blinker setzen, andere Verkehrsteilnehmer (beispielsweise Fußgänger) mit tels Hupe warnen, Licht einschalten oder Tür entriegeln an einem festgelegten Ort umfassen. Ferner alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten zeitlich abgestimmte Stell größen für das Nutzfahrzeug umfassen. Die zeitlich abgestimmten Stellgrößen können ein Fahrzeugmanöver des Nutzfahrzeugs, beispielsweise abhängig von der Lokalisierung des Nutzfahrzeugs, beschreiben. io
Gemäß einem dritten Aspekt ist ein System zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs be reitgestellt. Das System umfasst ein Nutzfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt und ein Füh rungsfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt.
Das System kann ferner eine Nutzfläche umfassen. Die Nutzfläche kann mindestens eine Parkmöglichkeit zum gesteuerten Einparken des Nutzfahrzeugs, vorzugsweise an der künfti gen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs, umfassen.
Die Nutzfläche kann ein stationäres Umfelderfassungssystem umfassen. Das Umfelderfas sungssystem kann mindestens einem Sensor zum Erfassen der Nutzfläche und/oder gespei cherte Kartendaten bezüglich der Nutzfläche umfassen. Ferner kann das Umfelderfassungs system eine Sensorschnittstelle umfassen, die dazu ausgebildet ist, von dem mindestens ei nen Sensor erfasste Daten und/oder die (oder eine Teilmenge der) gespeicherten Kartendaten bezüglich der Nutzfläche an die Sensorschnittstelle des Führungsfahrzeugs zu senden.
Der mindestens eine Sensor des stationären Umfelderfassungssystems kann einen Radar sensor, einen Lasersensor (LIDAR), einen Ultraschallsensor und/oder einen bildgebenden Sensor umfassen. Der mindestens eine Sensor kann eine Position (auch: Lokalisierung) des Nutzfahrzeugs auf der Nutzfläche bestimmen.
Alternativ oder ergänzend kann das stationäre Umfelderfassungssystem gespeicherte Karten daten (kurz: gespeicherte Daten) umfassen. Die gespeicherten Daten können auch als „a priori Wissen“ bezeichnet werden. Die gespeicherten Kartendaten können eine Karte der Nutzflä che, beispielsweise eine Straßenkarte oder eine Landkarte, umfassen. Alternativ oder ergän zend können die gespeicherten Daten aktuelle und/oder geplante Belegungsdaten, Hinder nisse, Freiflächen und/oder befahrbare Flächen der Nutzfläche umfassen. Die gespeicherten Daten können eine geplante Nutzung der Nutzfläche, beispielsweise eine geplante Parkposi tion für das Nutzfahrzeug, umfassen. Die geplante Parkposition kann eine Position zum Be- und/oder Entladen eines Lastkraftwagens umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die ge plante Parkposition eine Position zum Füllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems eines Nutzfahrzeugs umfassen. Das Antriebssystem kann ein elektrisches Traktionsenergie speichersystem, ein mit Brennstoff betriebenes Antriebssystem und/oder einen Hybridantrieb umfassen. Alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten eine vorgeplante Soll- Trajektorie und alternative Ausweich-Soll-Trajektorien des Nutzfahrzeugs umfassen. Eine al ternative Ausweich-Soll-Trajektorie kann situationsabhängig, beispielsweise im Falle eines Hindernisses, auswählbar sein. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten Aktorbefehle und/oder Steueranweisungen für das Nutzfahrzeug, beispielsweise zum Blinker setzen, andere Verkehrsteilnehmer (beispielsweise Fußgänger) mittels Hupe warnen, Licht einschalten oder Tür entriegeln an einem festgelegten Ort umfassen. Ferner alternativ oder ergänzend können die gespeicherten Daten zeitlich abgestimmte Stellgrößen für das Nutzfahrzeug umfassen. Die zeitlich abgestimmten Stellgrößen können ein Fahrzeugmanöver des Nutzfahrzeugs, beispielsweise abhängig von der Lokalisierung des Nutzfahrzeugs, be schreiben.
Die Sensorschnittstelle des Umfelderfassungssystems kann Daten bezüglich der Nutzfläche und/oder der Position des Nutzfahrzeugs an die Sensorschnittstelle des Führungsfahrzeugs senden. Die Daten können von mindestens einem Sensor (kurz: Sensordaten) erfasst sein. Alternativ oder ergänzend können die Daten vorab gespeichert sein, beispielsweise als Kar tendaten der Nutzfläche (kurz: Kartendaten). Die Sensordaten und die Kartendaten können miteinander kombiniert und vorverarbeitet sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Sensorschnittstelle des Umfelderfassungssystems Daten betreffend das Nutzfahrzeug von dem Führungsfahrzeug empfangen. Daten betreffend das Nutzfahrzeug können beispielsweise eine aktuelle Position und/oder eine Ist-Trajektorie um fassen. Alternativ oder ergänzend können Daten betreffend das Nutzfahrzeug eine aktuelle Beladung, eine geplante künftige Fahrtroute, einen geplanten Zeitplan zu künftigen Fahrten und/oder Be- und Entladezuständen oder einen Energiespeicherinhalt zum Antrieb des Nutz fahrzeugs umfassen. Weiterhin alternativ oder ergänzend können Daten betreffend das Nutz fahrzeug eine Statusmeldung umfassen, beispielsweise das Einnehmen einer Halte- oder Parkposition oder die Bereitschaft des Nutzfahrzeugs zum Be- oder Entladen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein Nutzfahrzeug zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt beim gesteu erten Einparken und/oder Rangieren als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Füh rungsfahrzeugs;
Figur 2 eine in ein Führungsfahrzeug eingebaute oder einbaubare Vorrichtung zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs gemäß Fig. 1 ; und Figur 3 ein System zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs umfassend ein Nutzfahrzeug gemäß Fig. 1 und ein Führungsfahrzeug mit einer eingebauten Vorrichtung gemäß Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichnetes Nutzfahrzeug zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt und/oder einer Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahrzeugs 100 beim gesteuerten Einparken und/oder beim gesteuerten Rangieren des Nutzfahrzeugs 100 als Folgefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs in einer Umgebung des Nutz fahrzeugs 100. Das Nutzfahrzeug 100 umfasst mindestens einen Sensor 102 und/oder min destens eine Datenschnittstelle 104 zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahr zeugs 100 und/oder des Führungsfahrzeugs. Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnitt stelle 104 eine Steueranweisung der Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs 100 vom Führungsfahrzeug in der Umgebung umfassen. Optional kann das Nutzfahrzeug 100 über die Datenschnittstelle 104 Daten betreffend das Nutzfahrzeug 100 an das Führungsfahrzeug sen den. Beispielsweise kann das Nutzfahrzeug 100 einen Beladezustand und/oder eine Füll menge eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs 100 an das Füh rungsfahrzeug melden.
Das Nutzfahrzeug 100 umfasst ferner eine Steuerungseinheit 108, die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt und/oder Fahrtrichtungsumkehr des Nutzfahr zeugs 100 beim gesteuerten Einparken und/oder beim gesteuerten Rangieren des Nutzfahr zeugs 100 abhängig von den erfassten Daten und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern. Optional umfasst die Steuerungseinheit 108 des Nutzfahrzeugs 100 eine Bestim mungseinheit 106, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll- Position des Nutzfahrzeugs 100 zu bestimmen und die Quer- und Längsführung des Nutzfahr zeugs 100 entsprechend zu steuern.
Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Nutzfahrzeugs 100 wird mit Bezugszeichen 120 die Front des Nutzfahrzeugs 100 und mit Bezugszeichen 122 das Heck des Nutzfahrzeugs 100 bezeichnet. Bei einem Lastkraftwagen als Nutzfahrzeug 100 kann das Heck 122 Hecktü ren und/oder eine Ladebordwand (auch: Hubladebühne) umfassen. Eine Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs 100 als Lastkraftwagen kann eine Annäherung des Hecks 122 des Nutzfahr zeugs 100 an eine Laderampe einer Nutzfläche umfassen. Alternativ oder ergänzend kann ein Nutzfahrzeug 100 einen Bus umfassen. Eine Rückwärts fahrt eines Nutzfahrzeugs 100, beispielsweise eines Lastkraftwagens odereines Busses, kann dazu dienen, eine vorbestimmte Park- oder Halteposition einzunehmen. Beispielsweise kann die vorbestimmte Park- oder Halteposition, beispielsweise auf einem Betriebshof, eine Positi onierung zum Befüllen eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs 100 umfassen.
Fig. 2 zeigt eine allgemein mit Bezugszeichen 210 bezeichnete Vorrichtung zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt und/oder einer Fahrtrichtungsumkehr eines Nutzfahrzeugs in einer Umgebung eines Führungsfahrzeugs beim gesteuerten Einparken und/oder beim ge steuerten Rangieren des Nutzfahrzeugs als Folgefahrzeug nach Maßgabe des Führungsfahr zeugs. Die Vorrichtung 210 kann in dem Führungsfahrzeug eingebaut oder einbaubar sein. Die Vorrichtung 210 umfasst mindestens einen Sensor 212 und/oder mindestens eine Sensor schnittstelle 213 zur Erfassung der Umgebung des Führungsfahrzeugs. Die Umgebung des Führungsfahrzeugs kann das Nutzfahrzeug und/oder das Führungsfahrzeug umfassen. Die mindestens eine Sensorschnittstelle 213 kann dazu ausgebildet sein, Daten betreffend das Nutzfahrzeug von einem externen Sensor, beispielsweise einem stationären Sensor eines sta tionären Umfelderfassungssystems, zu empfangen. Alternativ oder ergänzend kann die min destens eine Sensorschnittstelle 213 dazu ausgebildet sein, Daten betreffend das Nutzfahr zeug an eine externe Sensorschnittstelle, beispielsweise eine Sensorschnittstelle eines stati onären Umfelderfassungssystems, zu senden.
Der Vorrichtung 210 umfasst ferner eine Datenschnittstelle 214, die dazu ausgebildet ist, Sen sordaten des mindestens einen Sensors 212 und/oder der mindestens einen Sensorschnitt stelle 213 an eine Datenschnittstelle des Nutzfahrzeugs, beispielsweise die Datenschnittstelle 104 des Nutzfahrzeugs 100 in Fig. 1, zu senden. Alternativ oder ergänzend kann die Daten schnittstelle 214 dazu ausgebildet sein, eine Steueranweisung an die Datenschnittstelle des Nutzfahrzeugs, beispielsweise die Datenschnittstelle 104 des Nutzfahrzeugs 100, zu senden. Die Steueranweisung kann aufgrund der Sensordaten des mindestens einen Sensors 212 und/oder der mindestens einen Sensorschnittstelle 213 bestimmt sein. Optional kann die Vor richtung 210 über die Datenschnittstelle 214 Daten betreffend das Nutzfahrzeug empfangen. Beispielsweise kann das Nutzfahrzeug Daten der Umgebung mindestens eines Sensors im Nutzfahrzeug und/oder Daten betreffend einen Beladezustand und/oder eine Füllmenge eines Energiespeichers eines Antriebssystems des Nutzfahrzeugs an die Vorrichtung 210 des Füh rungsfahrzeugs senden. Fig. 3 zeigt ein allgemein mit Bezugszeichen 300 bezeichnetes System zur Quer- und Längs führung einer Rückwärtsfahrt und/oder einer Fahrtrichtungsumkehr eines Nutzfahrzeugs 100 beim gesteuerten Einparken und/oder beim gesteuerten Rangieren des Nutzfahrzeugs 100. Das System umfasst das Nutzfahrzeug 100 als Folgefahrzeug und ein Führungsfahrzeug 200 mit einer Vorrichtung 210. Mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 für das Nutzfahrzeug 100 und in Fig. 2 für die Vorrichtung 210 versehene Komponenten können den mit Bezug auf Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen Komponenten entsprechen.
Das Nutzfahrzeug 100 und das Führungsfahrzeug 200 können dazu ausgebildet sein, eine an sich bekannte Folgeregelung (auch: Platooning) zur Quer- und Längsführung des Nutzfahr zeugs 100 als Folgefahrzeug bei einer Vorwärtsfahrt durchzuführen. Wie beim bekannten Pla tooning können das Führungsfahrzeug 200 und das Nutzfahrzeug 100 über die jeweiligen Da tenschnittstellen 214, 104 kommunizieren.
Das in Fig. 3 dargestellte System 300 umfasst ferner eine Nutzfläche 310 mit einem stationä ren Umfelderfassungssystem 320. Das stationäre Umfelderfassungssystem 320 kann eine Umgebung, die das Nutzfahrzeug 100 und das Führungsfahrzeug 200 umfasst, erfassen. Das stationäre Umfelderfassungssystem 320 kann mindestens einen stationären Sensor 330, bei spielsweise einen Radarsensor, einen Lasersensor (LI DAR), einen Ultraschallsensor oder ei nen bildgebenden Sensor (auch: Kamera) umfassen.
Kartendaten 340 (auch bezeichnet als: „a priori Wissen“) bezüglich der Nutzfläche 310 können von dem stationären Umfelderfassungssystem 320 gespeichert sein. Die gespeicherten Kar tendaten 340 können einen Lageplan und/odereinen aktuellen und/oder künftigen Belegungs plan von Be- und/oder Entladestellen für eine Mehrzahl an Nutzfahrzeugen 100 umfassen.
Dieselben Kartendaten oder andere Daten 240 können (beispielsweise in einer Speicherein heit der Vorrichtung 210) im Führungsfahrzeug 200 hinterlegt sein oder über die jeweiligen Sensorschnittstellen 313, 213 vom stationären Umfelderfassungssystem 320 an das Füh rungsfahrzeug 200 gesendet werden. Ferner können Daten der Umgebung des mindestens einen stationären Sensor 330 von der Sensorschnittstelle 313 des stationären Umfelderfas sungssystems 320 an die Sensorschnittstelle 213 im Führungsfahrzeug 200 gesendet werden.
In weiterführenden Ausführungsbeispielen kann die Erhebung von Daten des mindestens ei nen stationären Sensors 330 des stationären Umfelderfassungssystems 320 und/oder min destens eines Sensors 212 im Führungsfahrzeug 200 und/oder mindestens eines Sensors 102 im Nutzfahrzeug 100 zur Bestimmung 332, 232, 132 einer aktuellen Position des Nutzfahr zeugs 100 auf der Nutzfläche 310 verwendet werden, wobei die Bestimmung der aktuellen Position bei Bezugszeichen 332 durch das stationäre Umfelderfassungssystem, bei Bezugs zeichen 232 durch das Führungsfahrzeug 200 und bei Bezugszeichen 132 durch das Nutz fahrzeug 100 selbst erfolgt.
Das Nutzfahrzeug 100 kann über seine mindestens eine Datenschnittstelle 104 mit der min destens einen Datenschnittstelle 214 des Führungsfahrzeugs 200 Daten austauschen. Das Führungsfahrzeug 200 kann ferner über seine mindestens eine Sensorschnittstelle 213 mit der Sensorschnittstelle 313 des stationären Umfelderfassungssystems 320 Daten austau schen. Das Führungsfahrzeug 200 kann ferner als Weiterleitung oder „Adapter“ eines Daten austausche zwischen dem stationären Umfelderfassungssystem 320 und dem Nutzfahrzeug 100 fungieren.
Beispielsweise kann die aktuelle Position (auch: Lokalisierung) des Nutzfahrzeugs 100 auf einer Nutzfläche 310 durch mindestens einen stationären Sensor 330 ermittelt und über die Sensorschnittstellen 313, 213 an das Führungsfahrzeug 200 und von dort aus über die Daten schnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100 übermittelt werden. Bei der Übermittlung an das Nutzfahrzeug 100 können Daten aus der Bestimmung 332 der aktuellen Position des Nutz fahrzeugs durch das stationäre Umfelderfassungssystem 320 und aus der Bestimmung 232 durch das Führungsfahrzeug 200 kombiniert werden.
In einem ersten Ausführungsbeispiel kann das Nutzfahrzeug 100 aufgrund der übermittelten Bestimmung 332, 232 der aktuellen Position, optional kombiniert mit einer eigenen Bestim mung 132 der aktuellen Position und/oder eigenen Kartendaten 140, durch die Bestimmungs einheit 106 eine Soll-Trajektorie bestimmen und in der Steuerungseinheit 108 Vorgaben für Steuergrößen regeln 109.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst das Führungsfahrzeug 200 eine Bestimmungs einheit 216, welche eine Soll-Trajektorie oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs 100 bestimmt und diese über die jeweiligen Datenschnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100 sendet.
In einem dritten Ausführungsbeispiel umfasst das stationäre Umfelderfassungssystem 320 eine Bestimmungseinheit 316, die eine Soll-Trajektorie oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs 100 bestimmt und diese über die jeweiligen Sensorschnittstellen 313, 213 an das Führungsfahrzeug 200 sendet. Das Führungsfahrzeug bestimmt wahlweise bei Bezugs zeichen 219 mindestens eine Steuergröße und sendet diese Steuergröße über die jeweiligen Datenschnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100, oder es leitet die vom stationären Um felderfassungssystem 320 generierten Daten bezüglich einer Soll-Trajektorie oder künftigen Soll-Position unverändert an das Nutzfahrzeug 100 weiter.
In einem vierten Ausführungsbeispiel bestimmt das stationäre Umfelderfassungssystem bei Bezugszeichen 319 Steuergrößen, beispielsweise eine Lenkwinkel- und/oder Beschleuni gungsvorgabe, für das Nutzfahrzeug 100 und übermittelt die zugehörigen Daten über die Sen sorschnittstellen 313, 213 an das Führungsfahrzeug und von dort über die Datenschnittstellen 214, 104 an das Nutzfahrzeug 100.
In jedem Ausführungsbeispiel kann das Nutzfahrzeug 100 die von dem stationären Umfel derfassungssystem 320 und/oder dem Führungsfahrzeug 200 zur Verfügung gestellten und über das Führungsfahrzeug 200 übermittelten Daten zur Durchführung von Manövern nut zen.
Das System ist beispielsweise hilfreich bei der Einfahrt eines platooningfähigen Warenliefer fahrzeugs als Nutzfahrzeug 100 in ein mit mindestens einem stationären Sensor 330 ausge stattetes Warendepot mit einer Nutzfläche 310. Auf der Nutzfläche 310 kann ein vom Waren depot betriebenes Führungsfahrzeug 200 vorübergehend ein Platoon mit dem Warenliefer fahrzeug (als Nutzfahrzeug) eingehen, das damit zum Folgefahrzeug 100 wird. Das Folge fahrzeug 100 kann nun dem Führungsfahrzeug 200 in die Nähe der Parkposition (auch: Ziel haltestelle) folgen. Dort angekommen wird der Platoon-Modus beendet, und das Führungs fahrzeug 200 versorgt das Folgefahrzeug 100 mindestens mit Daten des mindestens einen stationären Sensors 330 des Warenlagers, oder das Führungsfahrzeug 200 übernimmt so gar vollständig die Kontrolle des Folgefahrzeugs 100, um dieses in die Zielhaltestelle zu ma növrieren.
Die Steuerung des Nutzfahrzeugs 100 kann mit Hilfe der Umgebungssensorik 102, 212, 330 auf verschiedene Arten vom Führungsfahrzeug 200 aus erfolgen. In einem ersten Ausfüh rungsbeispiel sendet das Führungsfahrzeug 200 Steueranweisungen (auch: Steuervorgaben) zur Quer- und Längsführung an das Nutzfahrzeug 100 (z. B. Lenkradwinkel, Lenkwinkel, Ge schwindigkeit, Beschleunigung). Die Generierung der Steueranweisungen kann auch durch Betätigung von Lenkrad und Pedalen im Führungsfahrzeug 200 durch einen Fahrer erfolgen. Das Führungsfahrzeug 200 setzt die Steueranweisungen aber nicht selbst um, sondern ver bleibt im Stillstand.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel leitet das Führungsfahrzeug 200 Sensordaten der Um gebung weiter an das Nutzfahrzeug und lässt das Nutzfahrzeug 100 die Sensordaten verar- beiten. Über Stopp- oder Abbruch-Signale kann das Führungsfahrzeug 200 in kritischen Situ ationen eingreifen.
In einem dritten Ausführungsbeispiel fährt das Führungsfahrzeug 200 vorwärts und rückwärts, wobei das Nutzfahrzeug 100 den Abstand zum Führungsfahrzeug 200, wie bei einem Anhä nger („virtuelle Deichsel“), konstant hält. Das Führungsfahrzeug 200 kann mittels Umfeldsen- sorik 212, 330 der Umgebung den sicheren Betrieb insbesondere beim Rückwärtsfahren si cherstellen und/oder zielgenau das Nutzfahrzeug 100 manövrieren.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen wer den können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Mo- difikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Be reich der beigefügten Patentansprüche fallen.
Bezugszeichenliste
100 Nutzfahrzeug
102 Sensor im Nutzfahrzeug
104 Datenschnittstelle im Nutzfahrzeug
106 Bestimmungseinheit im Nutzfahrzeug
108 Steuerungseinheit im Nutzfahrzeug
109 Regelungseinheit der Steuereinheit im Nutzfahrzeug
120 Front des Nutzfahrzeugs
122 Heck des Nutzfahrzeugs
132 Position des Nutzfahrzeugs bestimmt durch Nutzfahrzeug 140 Gespeicherte Daten im Nutzfahrzeug
200 Führungsfahrzeug
210 Vorrichtung
212 Sensor im Führungsfahrzeug
213 Sensorschnittstelle im Führungsfahrzeug
214 Datenschnittstelle im Führungsfahrzeug
216 Bestimmungseinheit im Führungsfahrzeug
219 Regelungseinheit der Steuereinheit im Führungsfahrzeug
232 Position des Nutzfahrzeugs bestimmt durch Führungsfahrzeug 240 Gespeicherte Daten im Führungsfahrzeug
300 System
310 Nutzfläche
313 Sensorschnittstelle des stationären Umfelderfassungssystems
316 Bestimmungseinheit des stationären Umfelderfassungssystems
319 Regelungseinheit der Steuereinheit des stationären Umfelderfassungssystems
320 Stationäres Umfelderfassungssystem
330 Stationärer Sensor
332 Position des Nutzfahrzeugs bestimmt durch stationäres Umfelderfassungssystem
340 Gespeicherte Daten des stationären Umfelderfassungssystems

Claims

Patentansprüche
1. Nutzfahrzeug (100) zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) als Fol gefahrzeug nach Maßgabe eines Führungsfahrzeugs (200) in einer Umgebung des Nutz fahrzeugs (100), umfassend: mindestens einen Sensor (102) und/oder mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung von Daten der Umgebung des Nutzfahrzeugs (100), wobei die erfasste Um gebung das Nutzfahrzeug (100) und/oder das Führungsfahrzeug (200) umfasst, und/o der mindestens eine Datenschnittstelle (104) zur Erfassung einer Steueranweisung der Quer- und Längsführung vom Führungsfahrzeug (200) in der Umgebung des Nutz fahrzeugs (100); und eine Steuerungseinheit (108), die dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) abhängig von den erfassten Daten der Umgebung und/oder der erfassten Steueranweisung zu steuern.
2. Nutzfahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (108) eine Bestim mungseinheit (106) umfasst, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs (100) aufgrund der erfassten Umgebung und/o der Steueranweisung zu bestimmen, und wobei die Steuerungseinheit (108) ferner dazu ausgebildet ist, die Quer- und Längsführung der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) abhängig von der bestimmten Soll-Trajektorie und/oder künftigen Soll-Position zu steuern.
3. Nutzfahrzeug (100) nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinheit (106) die Soll-Trajek torie und/oder die künftige Soll-Position ferner aufgrund mindestens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutzfahrzeug (100) und dem Führungsfahrzeug (200) bestimmt.
4. Nutzfahrzeug (100) nach Anspruch 3, wobei der Sensor (102) und/oder die Datenschnitt stelle (104) mindestens zwei simultane Abstände zwischen einer Front des Nutzfahrzeugs (100) und dem Führungsfahrzeug (200), vorzugsweise einem Heck des Führungsfahr zeugs (200), erfasst, und wobei der mindestens eine vorbestimmte Abstand mindestens zwei simultane Abstände umfasst, und wobei die Quer- und Längsführung des Nutzfahr- zeugs (100) aufgrund eines Vergleichs der mindestens zwei erfassten simultanen Ab stände und der mindestens zwei vorbestimmten simultanen Abstände eine Kurve der Rückwärtsfahrt des Nutzfahrzeugs (100) bestimmt.
5. Nutzfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die über die mindestens eine Datenschnittstelle (104) empfangenen Daten der Umgebung Daten zur aktuellen Po sition (232; 332) des Nutzfahrzeugs (100) und zu einer künftigen Soll-Position des Einpar kens des Nutzfahrzeugs (100) umfasst.
6. Nutzfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die über die mindestens eine Datenschnittstelle (104) empfangene Steueranweisung eine Vorgabe mindestens ei ner Steuergröße der Quer- und Längsführung durch das Führungsfahrzeug (200) umfasst, wobei die mindestens eine Steuergröße einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfasst.
7. Nutzfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Nutzfahrzeug (100) von dem Führungsfahrzeug (200)
- Daten der Umgebung; und/oder
- eine Steueranweisung in Reaktion auf die Erfüllung eines Kriteriums über die Datenschnittstelle (104) empfängt.
8. Vorrichtung (210) zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs (100) in einer Umgebung eines Führungsfahrzeugs (200) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100) als Folgefahrzeug nach Maßgabe des Füh rungsfahrzeugs (200), wobei die Vorrichtung (210) in dem Führungsfahrzeug (200) einge baut oder einbaubar ist, umfassend: mindestens einen Sensor (212) und/oder mindestens eine Sensorschnittstelle (213) zur Erfassung der Umgebung des Führungsfahrzeugs (200), wobei die erfasste Um gebung das Nutzfahrzeug (100) und/oder das Führungsfahrzeug (200) umfasst; und eine Datenschnittstelle (214), die dazu ausgebildet ist, Sensordaten des mindestens einen Sensors (212) und/oder der mindestens einen Sensorschnittstelle (213) und/o der eine aufgrund der Sensordaten bestimmte Steueranweisung an eine Datenschnitt stelle (104) des Nutzfahrzeugs (100) zu senden.
9. Vorrichtung (210) nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Bestimmungseinheit (216), die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Trajektorie und/oder eine künftige Soll-Position des Nutz fahrzeugs (100) aufgrund der erfassten Umgebung zu bestimmen.
10. Vorrichtung (210) nach Anspruch 9, wobei die Bestimmungseinheit (216) die Soll-Trajek- torie und/oder die künftige Soll-Position des Nutzfahrzeugs (100) ferner aufgrund mindes tens eines vorbestimmten Abstands zwischen dem Nutzfahrzeug (100) und dem Füh rungsfahrzeug (200) bestimmt.
11. Vorrichtung (210) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Bestimmungseinheit (216) mindes tens eine Steuergröße der Quer- und Längsführung des Nutzfahrzeugs (100) bestimmt, wobei die mindestens eine Steuergröße einen Lenkradwinkel und/oder einen Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung umfasst.
12. Vorrichtung (210) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei die über die Datenschnitt stelle (214) gesendeten Daten der erfassten Umgebung Daten zur aktuellen Position (232; 332) des Nutzfahrzeugs (100) und zu einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahrzeugs (100) umfasst.
13. System (300) zur Quer- und Längsführung einer Rückwärtsfahrt eines Nutzfahrzeugs (100) beim gesteuerten Einparken und/oder Rangieren des Nutzfahrzeugs (100), umfas send: ein Nutzfahrzeug (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7; und ein Führungsfahrzeug (200) mit einer Vorrichtung (210) gemäß einem der Ansprüche
8 bis 12.
14. System (300) nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Nutzfläche (310), wobei die Nutz fläche (310) mindestens eine Parkmöglichkeit zum gesteuerten Einparken des Nutzfahr zeugs (100), vorzugsweise an einer künftigen Soll-Position des Einparkens des Nutzfahr zeugs (100), umfasst.
15. System (300) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Nutzfläche (310) ein stationäres Um felderfassungssystem (320) umfasst mit mindestens einem Sensor (330) zum Erfassen der Nutzfläche (310); und/oder gespeicherten Kartendaten (340) bezüglich der Nutzfläche (310); und - einer Sensorschnittstelle (313), die dazu ausgebildet ist, von dem mindestens einen
Sensor (330) erfasste Daten und/oder die gespeicherte Kartendaten (340) bezüglich der Nutzfläche (310) an die Sensorschnittstelle (213) des Führungsfahrzeugs (200) zu senden.
PCT/EP2021/051922 2020-02-26 2021-02-16 Technik zur quer- und längsführung einer gesteuerten rückwärtsfahrt eines nutzfahrzeugs als folgefahrzeug nach massgabe eines führungsfahrzeugs WO2021170335A1 (de)

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