WO2023217537A1 - Umschalten beim manövrieren zwischen überwachtem manövrieren und automatischem manövrieren - Google Patents

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WO2023217537A1
WO2023217537A1 PCT/EP2023/061063 EP2023061063W WO2023217537A1 WO 2023217537 A1 WO2023217537 A1 WO 2023217537A1 EP 2023061063 W EP2023061063 W EP 2023061063W WO 2023217537 A1 WO2023217537 A1 WO 2023217537A1
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WO
WIPO (PCT)
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vehicle
maneuvering
monitored
trajectory
automatic
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/061063
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lasse SCHNEPEL
Dimitrios TZEMPETZIS
Rolf Dubitzky
Malte JOOS
Original Assignee
Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh filed Critical Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • B62D15/0285—Parking performed automatically

Definitions

  • the present invention relates to a method for maneuvering a vehicle from a transfer point along a trajectory to a destination point with a range of motion monitored by an automatic maneuvering system, in particular for automatically parking the vehicle with a parking space as the destination point, comprising monitored maneuvering of the vehicle along the trajectory, wherein the maneuvering of the vehicle is monitored by a human supervisor, in particular for autonomous driving according to Level 2.
  • the present invention also relates to an automatic maneuvering system for maneuvering a vehicle from a transfer point along a trajectory to a target point with a monitored range of movement, in particular as an automatic parking system for maneuvering the vehicle to a parking space as a target point, with at least one environmental detection sensor for recording the monitored range of movement, a control device which is designed to control the vehicle along the trajectory based on a detection of the range of motion with the at least one environmental detection sensor, a communication device which transmits control commands from the control device to the vehicle.
  • the present invention relates to a driving support system for maneuvering a vehicle from a transfer point along a trajectory to a target point with a movement range monitored by an automatic maneuvering system, in particular for automatically parking the vehicle with a parking space as a target point, with at least one environment detection sensor for detecting an environment of the vehicle, a control unit connected via a data bus to the at least one environmental detection sensor and receiving sensor information therefrom, and a communication unit for receiving control commands from the maneuvering system, the control unit being designed to control the vehicle along the trajectory under the supervision of a human supervisor Maneuver, especially for autonomous driving according to Level 2.
  • Driver assistance systems or general driving support systems, such as adaptive cruise control (ACC), a lane keeping assistant (LKA, Lane Keep Assist) or a traffic jam assistant (TJA: Traffic Jam Assist).
  • ACC adaptive cruise control
  • LKA Lane Keep Assist
  • TJA Traffic Jam Assist
  • SAE level 1 or level 2 driver assistance systems with a low level of autonomy
  • level 1 or 2 systems are so-called hands-on systems, which means that the driver is actively driving or has to actively show his attention, for example by touching the steering wheel.
  • the next generation of driving support systems or autonomous driving functions includes so-called hands-off systems, such as a highway assistant (HWA, Highway Assist), a traffic jam pilot (TJP, Traffic Jam Pilot) or even more highly automated systems that provide a partially autonomous or fully autonomous Enable driving (for example SAE level 4 or 5, at least SAE level 3). This means that the driver does not control the vehicle himself, at least temporarily.
  • hands-off systems such as a highway assistant (HWA, Highway Assist), a traffic jam pilot (TJP, Traffic Jam Pilot) or even more highly automated systems that provide a partially autonomous or fully autonomous Enable driving (for example SAE level 4 or 5, at least SAE level 3). This means that the driver does not control the vehicle himself, at least temporarily.
  • assisted parking which is known for example under the term Park4U
  • a vehicle can automatically drive from a transfer point, for example a stopping area at a front door, as the starting point to a parking space, for example in a garage, as the destination point.
  • This function can be performed as supervised maneuvering, which requires supervision by a human supervisor and is implemented, for example, according to SAE level 2, or as automatic maneuvering, which does not require such supervision and is implemented, for example, according to SAE level 4.
  • SAE level 4 requires continuous monitoring of a range of motion, which the vehicle travels between the starting point and the destination point, since the currently available vehicles themselves do not have sufficient sensors or
  • Corresponding vehicles are therefore known which enable automatic maneuvering within a monitored range of motion.
  • the vehicle when valet parking, the vehicle can be maneuvered to its destination in a suitable parking garage or parking lot, even without the surroundings being known beforehand.
  • the vehicle controls itself.
  • the vehicle In the second type, the vehicle can be controlled remotely, with the parking garage having, for example, sensors and path planning means to monitor and control the vehicle, i.e. to send control commands to it for maneuvering the vehicle .
  • a vehicle that is to be maneuvered for parking for example, is detected with the environment detection sensors, localized and maneuvered along a trajectory to the target point.
  • Deviations from the trajectory are detected based on sensor information provided by the environmental sensing sensors. If there are deviations, the infrastructure adjusts the vehicle control so that the vehicle comes closer to its target trajectory and achieves it.
  • the infrastructure adjusts the vehicle control so that the vehicle comes closer to its target trajectory and achieves it.
  • sufficient coverage of the movement area with its sensors is essential so that they can fully monitor the movement area and thus also the vehicle with their respective fields of view (FoV).
  • autonomous driving functions for example SAE level 4
  • SAE level 4 By externally controlling the vehicle and monitoring the environment with environmental detection sensors that are part of the automatic maneuvering system, autonomous driving functions, for example SAE level 4, can already be provided. This can improve the handling of the vehicles and make things easier for the vehicle drivers. Overall driving satisfaction can be improved.
  • the provision of these functions is dependent on external monitoring of the environment with an or multiple environmental detection sensor(s). Ensuring monitoring of the environment is a complex task.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method for maneuvering a vehicle from a transfer point along a trajectory to a destination point with a range of motion monitored by an automatic maneuvering system, a maneuvering system for maneuvering a vehicle and a driving support system Maneuvering a vehicle to provide improved and/or simplified maneuvering for monitored areas of movement.
  • a method for maneuvering a vehicle from a transfer point along a trajectory to a target point with a range of motion monitored by an automatic maneuvering system, in particular for automatically parking the vehicle with a parking space as a target point, comprising the steps of monitored maneuvering of the vehicle along the trajectory , wherein the maneuvering of the vehicle is monitored by a human supervisor, in particular for autonomous driving according to level 2, detecting the vehicle in the monitored range of motion with the automatic maneuvering system, transmitting a message from the automatic maneuvering system to the vehicle to switch the maneuvering from monitored maneuvering for automatic maneuvering in the monitored movement range, in particular for autonomous driving according to level 4, and automatic maneuvering of the vehicle along the trajectory with the automatic maneuvering system in the monitored movement range while transmitting control commands to the vehicle based on the detection of the movement range with the automatic maneuvering system, especially as autonomous driving according to Level 4.
  • an automatic maneuvering system for maneuvering a vehicle from a transfer point along a trajectory to a target point with a monitored range of movement, in particular as an automatic parking system for maneuvering the vehicle to a parking space as a target point, with at least one environmental detection sensor for recording the monitored range of movement, one Control device, which is designed to control the vehicle along the trajectory based on a detection of the range of motion with the at least one environmental detection sensor, a communication device which transmits control commands from the control device to the vehicle, the control device being further designed to monitor the vehicle in the To detect the movement range, when the vehicle is detected in the monitored movement range, to transmit a message to the vehicle via the communication device for switching the maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering in the monitored movement range, in particular for autonomous driving according to level 4, and to move the vehicle along the Trajectory in the monitored movement area to automatically maneuver by transmitting control commands to the vehicle based on the detection of the movement area with the automatic maneuvering system, in particular as autonomous driving according to Level 4.
  • a driving support system for maneuvering a vehicle from a transfer point along a trajectory to a target point with a movement range monitored by an automatic maneuvering system, in particular for automatically parking the vehicle with a parking space as a target point, with at least one environmental detection sensor for detecting an environment of the vehicle , a control unit that is connected to the at least one environmental detection sensor via a data bus and receives sensor information therefrom, and a communication unit for receiving control commands from the maneuvering system, the control unit being designed to maneuver the vehicle along the trajectory under the supervision of a human supervisor, in particular for autonomous driving according to Level 2, and the control unit is further designed to send a message from the automatic maneuvering system via the communication unit to switch the maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering in the monitored Movement range, in particular for autonomous driving according to level 4, and switching to automatic maneuvering of the vehicle along the trajectory in the monitored movement range based on the reception of control commands from the automatic maneuvering system, in particular as autonomous driving according to level 4.
  • the basic idea of the present invention is therefore to determine, based on the detection of the monitored movement range with the environment detection sensor(s), whether monitored maneuvering of the vehicle is to be carried out or whether automatic maneuvering of the vehicle can be carried out.
  • the monitored maneuvering is switched to automatic maneuvering by signaling the vehicle to start automatic maneuvering with the maneuvering switching message from monitored maneuvering to automatic maneuvering.
  • Control of the vehicle is then transferred to the automatic maneuvering system so that monitoring by the human monitor can be terminated. Further maneuvering within the monitored range of motion is carried out using sensor information that is generated during the monitoring of the monitored range of motion, so that automatic maneuvering is possible for the vehicle without requiring further sensor technology or special processing of sensor information.
  • a typical scenario for maneuvering the vehicle from the transfer point along the trajectory to the destination point considered here involves automatic parking of the vehicle with a parking space as the destination point.
  • parking at home e.g. as "Park4U home”
  • the driver can leave the vehicle and it maneuvers monitored along the trajectory until it reaches the monitored movement area and is detected there with the at least one environmental detection sensor. Then the trajectory can be continued with automatic maneuvering to the destination point, so that the driver no longer has to monitor the maneuvering and can, for example, enter his house or apartment.
  • other applications are also possible in which the vehicle is maneuvered from a transfer point along a trajectory to a destination point.
  • valet parking systems in particular type 2 valet parking
  • the vehicle is automatically maneuvered to the parking space by a parking system. Additional monitored maneuvering can be carried out if the vehicle is not yet within the monitored range of motion at the transfer point.
  • the same can also be used for a fleet management system in which vehicles are moved within the monitored movement area, or for a logistics center in which vehicles are maneuvered for loading or unloading or carry out transport tasks.
  • the human supervisor is typically a person who moves the vehicle as a driver or is at least responsible for moving the vehicle.
  • the human monitor may be inside the vehicle conducting monitoring or outside of it.
  • Monitoring typically involves the human monitor confirming the monitoring, for example by repeatedly generating signals that confirm to the vehicle that monitoring is being performed.
  • the signals can be generated via a user interface of the vehicle, or via a mobile device wirelessly connected to the vehicle, for example a cell phone, which is used as a user interface.
  • the mobile device is in communication connection with the vehicle, especially with the communication unit.
  • the confirmation can take place, for example, by regularly activating a control element, for example with an operating button on the vehicle or mobile device.
  • Active control of the vehicle is not required during monitored maneuvering, but is carried out by the vehicle.
  • the human monitor can, for example, stop the monitored maneuvering in the event that he detects a danger. Monitored maneuvering can be stopped actively or by eliminating the need to regularly operate a control element.
  • the detection of the movement range involves detection of obstacles in the surrounding area as well as detection of a position and pose of the maneuvered vehicle itself. This makes it possible to maneuver the vehicle automatically. Additional environmental monitoring may be performed in the vehicle but is optional.
  • the transfer point is, in principle, any point at which the monitored maneuvering is started.
  • the transfer point is approximately predetermined, for example, by a stored trajectory.
  • the trajectory can be a trajectory that is already known to the vehicle in advance by determining the trajectory from the vehicle or by retrieving a learned/trained trajectory from a memory.
  • the trajectory can be provided by the automatic maneuvering system. This can be a predefined trajectory starting from the known transfer point. This means that no detection of the vehicle by the automatic maneuvering system is necessary. If the vehicle can be detected at the transfer point, the trajectory can be determined individually based on the position of the vehicle. In the cases mentioned, the trajectory can be transmitted to the vehicle by the automatic maneuvering system. The trajectory can be changed during automatic maneuvering, for example depending on obstacles. This is particularly true in the monitored movement area, in which the automatic maneuvering system automatically maneuvers the vehicle based on the detection of the vehicle.
  • the target point defines an end point of the trajectory.
  • the destination point is preferably a parking space for the vehicle.
  • the parking space can be determined by the automatic maneuvering system or the vehicle, for example depending on a vehicle position or certain presettings or even a permanently assigned parking space.
  • maneuvering of the vehicle is monitored by the human supervisor. For example, maneuvering according to Level 2 can be carried out.
  • Detecting the vehicle in the monitored range of motion with the maneuvering system typically begins when the vehicle reaches or enters the monitored range of motion.
  • the detection of the vehicle can be carried out at any time when the vehicle is in the monitored movement area, for example if, due to obstacles or poor sensor performance, the vehicle cannot be detected until it is already in the monitored movement area. It is also possible that the detection of the vehicle in the monitored movement area is interrupted, for example by obstacles or poor sensor performance, so that the vehicle has to be detected again in order to continue automatic maneuvering.
  • the maneuvering system can also detect the vehicle in advance. However, if detection is not sufficient for automatic maneuvering, monitored maneuvering is required.
  • the transmission of the message from the automatic maneuvering system to the vehicle for switching the maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering in the monitored range of motion, in particular for autonomous driving according to Level 4, takes place either through communication directly between the vehicle and the automatic maneuvering system or via a Communication infrastructure, for example a mobile network based on one of the UMTS, LTE or 5G standards.
  • the communication between the maneuvering system and the vehicle is typically bi-directional, so that, for example, the vehicle receives the message to switch the Maneuvering is confirmed and further messages can be transmitted between the maneuvering system and the vehicle as well as in the opposite direction.
  • Automatic maneuvering of the vehicle along the trajectory in the monitored movement range is carried out using the automatic maneuvering system.
  • This records the range of motion and controls the vehicle by transmitting control commands to the vehicle, so that the vehicle can, for example, carry out autonomous driving according to Level 4 in the monitored range of motion.
  • the maneuvering system may have one or more environmental detection sensors to detect the monitored range of motion.
  • the control device receives sensor information from the environmental detection sensor (s) and processes it to detect and locate the vehicle and obstacles. Based on this, the control device can control commands to control the vehicle in the monitored range of motion along the trajectory.
  • the control commands are transmitted to the vehicle via the communication device. Transmitting the control commands is analogous to transmitting the message to switch maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering in the monitored range of motion.
  • Detecting the vehicle in the monitored movement area can be done in different ways. If the maneuvering system is only intended to maneuver one vehicle, detection of the vehicle may be sufficient.
  • the driving support system is implemented in the vehicle.
  • the driving support system is designed to carry out monitored maneuvering of the vehicle.
  • the vehicle may include environmental sensing sensors such as optical cameras, LiDAR-based environmental sensing sensors, radar sensors and/or ultrasonic sensors alone or in any combination to perform monitored maneuvering along the trajectory.
  • the control unit accordingly receives the sensor information from the at least one environmental detection sensor via the data bus in order to monitor the environment of the vehicle.
  • the vehicle When switching to automatic maneuvering, the vehicle is controlled by the maneuvering system. Additionally, the vehicle can use its environmental sensing sensors to detect obstacles and perform an emergency stop if necessary.
  • the communication unit is typically also connected to the control unit via the data bus and transmits the control commands received from the maneuvering system to it via the data bus.
  • another data connection can be provided between the control unit and the communication unit. After receiving the message to switch maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering, the control unit converts the control commands received from the maneuvering system into a corresponding movement of the vehicle.
  • the method includes a step for transferring the vehicle to the maneuvering system.
  • the handover of the vehicle to the maneuvering system is preferably carried out at the beginning of the procedure, but no later than the transmission of the message to switch maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering to the vehicle.
  • the maneuvering system can be activated.
  • the vehicle can also use the maneuvering system to recognize which trajectory it needs to use.
  • handing over the vehicle to the maneuvering system includes setting up a communication connection between the vehicle and the maneuvering system. Once established, the communication connection can be used to subsequently transmit the message and the control commands from the maneuvering system to the vehicle with a short time delay. Other information can also be obtained after the communication connection has been established between the maneuvering system and the vehicle be exchanged, for example to initialize maneuvering along the trajectory or to exchange data relating to the vehicle or the maneuvering system.
  • the monitored maneuvering of the vehicle along the trajectory and/or the automatic maneuvering of the vehicle along the trajectory includes maneuvering along a trajectory stored in the vehicle.
  • the trajectory is stored in the vehicle so that the vehicle can carry out the monitored maneuvering automatically.
  • the trajectory may have been previously transmitted to the vehicle.
  • the trajectory can be a learned or trained trajectory in that the trajectory is traveled by a driver with the vehicle.
  • the method includes detecting an end of the detection of the vehicle in the monitored movement range with the automatic maneuvering system and switching to monitored maneuvering of the vehicle along the trajectory. If detection of the vehicle is not possible in the meantime, either temporarily, for example due to environmental influences or a sensor error, or because at least part of the trajectory is not within the monitored range of motion, the maneuvering can be continued as monitored maneuvering. When the vehicle is detected again by the maneuvering system, a switch to automatic maneuvering can be carried out again. Depending on the trajectory and the monitored range of motion, it is also possible to switch from automatic maneuvering to automatic maneuvering immediately upon start. As the trajectory continues, it does not run within the monitored range of motion, so a switch to automatic maneuvering occurs.
  • maneuvering from the target point back to the transfer point can also be carried out in this way.
  • the vehicle can initially be automatically maneuvered along the trajectory in the direction of the transfer point, alternatively also to any return point, so that it is at this point point is approximated.
  • the human supervisor may send a message to the vehicle or the automatic maneuvering system to start maneuvering the vehicle back to the handoff point. Since no supervision is required when maneuvering in the monitored movement area, the human monitor can, for example, leave his apartment or house after the maneuvering has started.
  • switching to monitored maneuvering of the vehicle along the trajectory includes sending a corresponding message to the vehicle and/or the human monitor for confirmation by the human monitor.
  • Monitored maneuvering can then be started once confirmation has been given.
  • confirmation can be carried out by the human monitor in the vehicle, or a confirmation message is sent from the human monitor's mobile device, also initiated by the human monitor.
  • the vehicle Preferably, the vehicle only starts monitored maneuvering after the corresponding confirmation. It can also be provided that the confirmation is sent to the maneuvering system and that this only releases the vehicle for monitored maneuvering after receiving the confirmation.
  • the monitored maneuvering of the vehicle along the trajectory and/or the automatic maneuvering along the trajectory is carried out using a method for visual, simultaneous localization and map creation.
  • Corresponding methods are known as such, for example as VSLAM (Visual Simultaneous Localization and Mapping) and enable the vehicle to be maneuvered in a simple and reliable manner.
  • detecting the vehicle in the monitored range of motion with the automatic maneuvering system includes identifying the vehicle. Identifying the vehicle makes it possible, in particular, for several vehicles to be maneuvered at the same time. The identification can be carried out by the maneuvering system recognizing the vehicle, for example via a license plate. Identification can also be carried out by sending a corresponding identification message from the vehicle to the maneuvering system.
  • the at least one environment detection sensor for detecting the monitored movement area is designed as an optical camera, as a radar sensor and/or as a LiDAR-based environment sensor. Any combination of similar or different environmental detection sensors can also be used to detect the monitored range of motion.
  • the communication device is designed for direct communication with the vehicle, for example according to a short-range radio standard such as Bluetooth or W-LAN, or for indirect communication, for example via a communication infrastructure, in particular a mobile radio connection according to one of the UMTS, LTE or 5G standards .
  • a short-range radio standard such as Bluetooth or W-LAN
  • indirect communication for example via a communication infrastructure, in particular a mobile radio connection according to one of the UMTS, LTE or 5G standards .
  • transmitting the message from the automatic maneuvering system to the vehicle to switch maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering may be accomplished either through direct communication between the vehicle and the automatic maneuvering system or through indirect communication. The same applies, for example, to the transmission of control commands from the maneuvering system to the vehicle.
  • the communication between the maneuvering system and the vehicle is typically bi-directional, so that, for example, the vehicle confirms receipt of the message to switch maneuvering and further messages can be transmitted between the maneuvering system and the vehicle as well as in the opposite direction.
  • the communication unit of the driving support system is typically bi-directional, so that, for example, the vehicle confirms receipt of the message to switch maneuvering and further messages can be transmitted between the maneuvering system and the vehicle as well as in the opposite direction.
  • It shows 1 shows a schematic view of a vehicle with a driving support system for maneuvering the vehicle according to a first, preferred embodiment
  • FIG. 2 is a schematic view of a maneuvering system for maneuvering the vehicle of FIG. 1 in accordance with the first embodiment
  • FIG. 3 is a schematic representation of the vehicle of FIG. 1 for maneuvering along a trajectory from a transfer point to a destination point, the trajectory partially lying in a range of motion monitored by the maneuvering system of FIG.
  • Fig. 4 is a schematic representation of decision making for switching between monitored maneuvering and automatic maneuvering of the vehicle with the maneuvering system
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for maneuvering the vehicle of FIG. 1 from a transfer point along a trajectory to a destination point with a range of motion monitored by the automatic maneuvering system of FIG. 2 in accordance with the first embodiment.
  • FIG. 1 shows a vehicle 10 according to a first, preferred embodiment.
  • the vehicle 10 includes a driving support system 12 designed to maneuver the vehicle 10, as detailed below.
  • the driving support system 12 includes a plurality of ultrasonic sensors 14 as environmental detection sensors, which are arranged in two groups along a front and a rear of the vehicle 10.
  • the driving support system 12 further includes a control unit 16, which is connected to ultrasonic sensors 14 via a data bus 18 and receives sensor information therefrom.
  • the control unit 16 can detect an environment 20 of the vehicle 10 based on sensor information received from the ultrasonic sensors 14.
  • the driving support system 12 also includes a communication unit 22 for receiving control commands from a maneuvering system 24, which is shown schematically in Figure 2.
  • the communication unit 22 is also connected to the control unit 16 via the data bus 18 in order to forward the received control commands to it.
  • Figure 2 shows schematically the already mentioned maneuvering system 24, which is designed for automatic maneuvering of the vehicle 10.
  • 3 shows an exemplary application of the maneuvering system 24 with a typical scenario for maneuvering the vehicle 10 with the maneuvering system 24.
  • the maneuvering relates to maneuvering the vehicle 10 from a transfer point 26 along a trajectory 28 to a target point 30 for automatically parking the vehicle 10, the target point 30 being defined here by a parking space for parking the vehicle 10.
  • parking at home Park4U home
  • the maneuvering system 24 includes an environment detection sensor 32, which is designed here as an optical camera.
  • a monitored movement area 34 is recorded with the optical camera 32, as shown in FIG.
  • the monitored movement range 34 covers the target point 30, but not the transfer point 26.
  • the trajectory 28 is partially covered, as can also be seen from FIG.
  • the maneuvering system 24 further comprises a control device 36, which is connected to the optical camera 32 via a data connection 38 and receives image information from it in order to record the monitored movement area 34.
  • the control device 36 is designed to control the vehicle 10 along the trajectory 28 based on a detection of the movement range 34 with the optical camera 32. This is done by the Control device 36 transmits the corresponding control commands to the vehicle 10.
  • the maneuvering system 24 comprises a communication device 40, which is also connected to the control device 36 via the data connection 38, for communication with the vehicle 10 via its communication unit 22.
  • the communication unit 22 and the communication device 40 are for communication with one another according to one of the Bluetooth or WLAN standards.
  • the communication unit 22 and the communication device 40 are designed to communicate with one another via a communication infrastructure, for example a mobile radio network according to one of the UMTS, LTE or 5G standards.
  • the method begins in step S100 with a handover of the vehicle 10 to the maneuvering system 24.
  • the vehicle 10 has reached the handover point 26, as shown in FIG.
  • the maneuvering system 24 is activated.
  • the transfer point 26 here is in principle any point at which the monitored maneuvering is started. In this exemplary embodiment, the transfer point 26 is approximately predetermined by the trajectory 28 stored in the vehicle 10.
  • the target point 30 is also specified as the end point of the trajectory 28 in this exemplary embodiment.
  • the trajectory 28 is stored in the vehicle 10, i.e. in a memory of the control unit 16.
  • the trajectory 28 is a learned or trained trajectory 28, which was learned by a human driver driving along the trajectory 28 with the vehicle 10.
  • Handing over the vehicle 10 to the maneuvering system 24 includes setting up the communication connection between the vehicle 10 and the maneuvering system 24.
  • the communication connection is set up as a direct or immediate communication connection between the communication unit 22 of the vehicle 10 and the communication device 40 of the maneuvering system 24.
  • One Communication between the maneuvering system 24 and the vehicle 10 takes place bidirectionally via the communication connection, so that, for example, the vehicle 10 confirms receipt of messages from the maneuvering system 24 - and vice versa - and transmits any messages between the maneuvering system 24 and the vehicle 10 as well as in the opposite direction can be.
  • S110 relates to monitored maneuvering of the vehicle 10 along the trajectory 28, wherein the maneuvering of the vehicle 10 is monitored by a human monitor, not shown.
  • Autonomous driving according to level 2 is carried out with the control unit 16.
  • the trajectory 28 is retrieved from the memory of the control unit 16, so that the vehicle 10 can carry out the monitored maneuvering automatically, i.e. the control unit 16 is designed to maneuver the vehicle 10 along the trajectory 28, with the human supervisor monitoring the maneuvering.
  • the human monitor is a person responsible for moving the vehicle 10.
  • the human monitor may be in the vehicle 10 and perform the monitoring. Preferably, however, the human monitor is located outside of it.
  • Monitoring includes the human monitor confirming the monitoring, for example by repeatedly generating signals that confirm to the vehicle 10 that monitoring is being performed.
  • the signals can be sent to the vehicle 10 via a mobile device wirelessly connected to the vehicle 10, for example a cell phone, which is used as a user interface.
  • the mobile device is accordingly in communication connection with the vehicle 10, for example via the communication unit 22.
  • the confirmation can take place, for example, by regular and/or continuous actuation of a control element, for example with an actuation button or a (virtual) rotary actuation element.
  • the human monitor can stop the monitored maneuvering if he detects a danger. In addition, the monitored maneuvering by the vehicle 10 is stopped as soon as the control element no longer needs to be operated regularly.
  • the monitored maneuvering of the vehicle 10 along the trajectory 28 is carried out using a method for visual, simultaneous localization and Map creation carried out.
  • Corresponding methods are known as such, for example as VSLAM (Visual Simultaneous Localization and Mapping).
  • the monitored maneuvering of the vehicle 10 along the trajectory 28 is carried out by the control unit 16 into the monitored movement range 34.
  • Step S120 relates to detecting the vehicle 10 in the monitored movement area 34 with the maneuvering system 24.
  • the vehicle 10 is correspondingly detected in the image information (sensor information) provided by the optical camera 32 and transmitted to the control device 36.
  • the control device 36 is designed to carry out the corresponding detection of the vehicle 10 in the monitored movement area 34.
  • Detecting the vehicle 10 in the monitored movement area 34 with the maneuvering system 24 can take place when the vehicle 10 has reached or entered the monitored movement area 34 and the control device 36 has captured the vehicle 10 based on the image information provided by the optical camera 32 .
  • the vehicle 10 is identified based on the handover of the vehicle 10 in step S100 by sending a corresponding identification message from the vehicle 10 to the maneuvering system 24.
  • the vehicle 10 is recognized by its license plate.
  • step S120 a decision is made as to whether the vehicle 10 is in the monitored movement area 34 or not, as shown in FIG. 4. As long as the vehicle 10 is not detected in the monitored movement area 34, the monitored maneuvering is carried out according to step S110. After detecting the vehicle 10 in the monitored movement area 34, a switch can be made to automatic maneuvering, as explained in detail below.
  • Step S130 involves transmitting a message from the maneuvering system 24 to the vehicle 10 to switch maneuvering from monitored maneuvering automatic maneuvering in the monitored movement area 34, in particular for autonomous driving according to level 4.
  • the control device 32 is designed to transmit the message for switching the maneuvering from monitored maneuvering to automatic maneuvering in the monitored movement range 34 to the vehicle 10 via the communication device 40.
  • the message is transmitted from the control device 32 via the communication device 40 to the communication unit 22 of the vehicle 10, which transmits the message via the data bus 18 to the control unit 16, which then ends the monitored maneuvering of the vehicle 10 along the trajectory 28.
  • Step S140 relates to automatic maneuvering of the vehicle 10 along the trajectory 28 with the automatic maneuvering system 24 in the monitored movement range 34 by transmitting control commands from the maneuvering system 24 to the vehicle 10.
  • the maneuvering system 24 performs various functions as described above. Due to its automatic maneuvering function of the vehicle 10, it is also referred to as an automatic maneuvering system 24. This is independent of other functions and possible support, for example with monitored maneuvering.
  • the control device 32 is designed to further capture the vehicle 10 in the monitored movement area 34 based on the image information provided by the optical camera 32.
  • the detection of the movement area 34 now also concerns a detection of obstacles in the surrounding area 34 as well as a detection of a position and pose of the vehicle 10.
  • control device 32 can determine and/or adapt the trajectory 28 for maneuvering in the monitored movement range 34 and automatically maneuver the vehicle 10 along the trajectory 28 in the monitored movement range 34, with corresponding control commands being transmitted to the vehicle 10. Based on the detection of the range of motion 34 The corresponding control commands are determined by the control device 32 and transmitted to the vehicle 10 so that it can carry out autonomous driving according to Level 4.
  • the control commands are transmitted in detail from the control device 32 via the communication device 40 to the communication unit 22 of the vehicle 10, and from there via the data bus 18 to the control unit 16.
  • the control commands are transmitted from the communication device 40 to the communication unit 22 of the vehicle 10 in analogy to conveying the message to switch maneuvering.
  • the control unit 16 is accordingly further designed to receive the control commands from the automatic maneuvering system 24 via the communication unit 22 after switching to automatic maneuvering of the vehicle 10 along the trajectory 28 in the monitored movement range 34 and to convert these into a movement of the vehicle 10.
  • the movement of the vehicle 10 is therefore controlled by the control unit 16. Accordingly, the driver can not only leave the vehicle 10, but he also no longer has to monitor the maneuvering and can, for example, enter a house 42 shown in FIG.
  • the automatic maneuvering of the vehicle 10 along the trajectory 28 in the monitored movement area 34 with the automatic maneuvering system 24 is terminated as soon as the vehicle 10 has reached its destination point 30.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs (10) von einem Übergabepunkt (26) entlang einer Trajektorie (28) zu einem Zielpunkt (30) mit einem von einem automatischen Manövriersystem (24) überwachten Bewegungsbereich (34), umfassend die Schritte überwachtes Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28), wobei das Manövrieren des Fahrzeugs (10) von einen menschlichen Überwacher überwacht wird, Erfassen des Fahrzeugs (10) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) mit dem automatischen Manövriersystem (24), Übermitteln einer Nachricht von dem automatischen Manövriersystem (24) an das Fahrzeug (10) zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich (34), und automatisches Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) mit dem automatischen Manövriersystem (24) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) unter Übermittlung von Steuerbefehlen an das Fahrzeug (10) basierend auf der Erfassung des Bewegungsbereichs (34) mit dem automatischen Manövriersystem (24). Die Erfindung betrifft außerdem ein korrespondierendes Manövriersystem (24) und ein korrespondierendes Fahrunterstützungssystem (12).

Description

Umschalten beim Manövrieren zwischen überwachtem Manövrieren und automatischem
Manövrieren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem von einem automatischen Manövriersystem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum automatischen Parken des Fahrzeugs mit einem Stellplatz als Zielpunkt, umfassend ein überwachtes Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie, wobei das Manövrieren des Fahrzeugs von einen menschlichen Überwacher überwacht wird, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 2.
Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein automatisches Manövriersystem zum Manövrieren eines Fahrzeugs von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere als automatisches Parksystem zum Manövrieren des Fahrzeugs zu einem Stellplatz als Zielpunkt, mit wenigstens einem Umgebungserfassungssensor zur Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs, einer Steuerungseinrichtung, welche ausgeführt ist, das Fahrzeug entlang der Trajektorie zu steuern basierend auf einer Erfassung des Bewegungsbereichs mit dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor, einer Kommunikationseinrichtung, welche Steuerbefehle von der Steuerungseinrichtung an das Fahrzeug übermittelt.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrunterstützungssystem zum Manövrieren eines Fahrzeugs von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem von einem automatischen Manövriersystem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum automatischen Parken des Fahrzeugs mit einem Stellplatz als Zielpunkt, mit wenigstens einem Umgebungserfassungssensor zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs, einer Steuereinheit, die über einen Datenbus mit dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor verbunden ist und Sensorinformationen davon empfängt, und einer Kommunikationseinheit zum Empfang von Steuerbefehlen von dem Manövriersystem, wobei die Steuereinheit ausgeführt ist, das Fahrzeug entlang der Trajektorie unter Überwachung eines menschlichen Überwachers zu manövrieren, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 2. Fahrzeuge werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen oder allgemein Fahrunterstützungssystemen ausgestattet, wie beispielsweise einem Abstandsregeltempomat (ACC, Adaptive Cruise Control), einem Spurhalteassistenten (LKA, Lane Keep Assist) oder einem Stauassistent (TJA: Traffic Jam Assist). Bei den vorgenannten Beispielen handelt es sich um Fahrerassistenzsysteme mit einem geringen Autonomisierungsgrad (SAE-Autonomisierungsgrad Stufe 1 oder Stufe 2). Solche Systeme der Stufen 1 oder 2 sind sogenannte Hands-On-Systeme, was bedeutet, dass der Fahrer aktiv fährt oder seine Aufmerksamkeit, zum Beispiel durch Berühren des Lenkrads, aktiv zeigen muss. Die nächste Generation von Fahrunterstützungssystemen bzw. autonomen Fahrfunktionen beinhaltet sogenannte Hands-Off-Systeme, wie beispielsweise einen Autobahnassistenten (HWA, Highway Assist), einen Staupiloten (TJP, Traffic Jam Pilot) oder auch höher automatisierte Systeme, die ein teil-autonomes oder vollautonomes Fahren ermöglichen (beispielsweise SAE-Stufe 4 oder 5, zumindest SAE-Stufe 3). Dies bedeutet, dass der Fahrer zumindest temporär nicht selbst die Steuerung des Fahrzeugs durchführt.
In der Praxis werden derzeit autonome Systeme der SAE-Stufen 3 und 4 entwickelt, wobei diese Stufen bereits zuverlässig für bestimmte Fahrsituationen realisiert werden können. Eine situationsunabhängige Implementierung der Stufen 3 und 4 stellt derzeit noch eine große Herausforderung dar.
Eine solche Anwendung betrifft das assistierte Parken wie auch das Valetparken. Beim assistierten Parken, das beispielsweise unter dem Begriff Park4U bekannt ist, kann ein Fahrzeug selbsttätig von einem Übergabepunkt, beispielsweise ein Haltebereich an einer Haustür, als Startpunkt zu einem Stellplatz, beispielsweise in einer Garage, als Zielpunkt fahren. Diese Funktion kann als überwachtes Manövrieren, das eine Überwachung durch einen menschlichen Überwacher erfordert und beispielsweise gemäß der SAE-Stufe 2 realisiert wird, oder als automatisches Manövrieren, das keine solche Überwachung erfordert und beispielsweise gemäß der SAE-Stufe 4 realisiert wird, durchgeführt werden. Entsprechend muss sich der Fahrer beim überwachten Manövrieren in der Nähe des Fahrzeugs befinden und das Fahren überwachen, während der Fahrer beim automatischen Manövrieren bereits das Haus betreten kann. Das Fahrzeug fährt dann ohne seine Überwachung zu dem Stellplatz. Die SAE-Stufe 4 erfordert allerdings eine durchgehende Überwachung eines Bewegungsbereichs, welchen das Fahrzeug zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt befährt, da die aktuell verfügbaren Fahrzeuge selber keine ausreichende Sensorik bzw.
Signalverarbeitung aufweisen, um das automatische Manövrieren selbstständig zu realisieren.
Es sind also entsprechende Fahrzeuge bekannt, die ein automatisches Manövrieren innerhalb eines überwachten Bewegungsbereichs ermöglichen. Beispielsweise beim Valetparken kann somit das Fahrzeug in einem geeigneten Parkhaus oder auf einem geeigneten Parkplatz zu seinem Zielpunkt manövriert werden, auch ohne, dass die Umgebung vorher bekannt ist. Beim Valetparken wird prinzipiell zwischen zwei Typen unterschieden. Bei dem ersten Typ steuert sich das Fahrzeug selbst. Bei dem zweiten Typ ist das Fahrzeug fernsteuerbar, wobei das Parkhaus beispielsweise über Sensorik und Pfadplanungsmittel verfügt, um das Fahrzeug zu überwachen und darin zu steuern, d.h. um Steuerbefehle zum Manövrieren des Fahrzeugs an dieses zu senden. Es befinden sich somit Umgebungserfassungssensoren zur Erfassung der Umgebung und eine Logik zur Steuerung des jeweiligen Fahrzeugs in einer Infrastruktur des Parkhauses und bilden ein entsprechendes Manövriersystem. Ein Fahrzeug, welches z.B. zum Parken manövriert werden soll, wird mit den Umgebungserfassungssensoren erfasst, lokalisiert und entlang einer Trajektorie zum Zielpunkt manövriert.
Abweichungen von der Trajektorie werden basierend auf von den Umgebungserfassungssensoren bereitgestellten Sensorinformationen erkannt. Bei Abweichungen passt die Infrastruktur die Fahrzeug-Steuerung so an, dass das Fahrzeug wieder näher an seine Soll-Trajektorie kommt und diese erreicht. Für ein solches Typ-2 Valet-Parksystem ist eine ausreichende Abdeckung des Bewegungsbereichs mit seinen Sensoren essentiell, damit diese mit ihren jeweiligen Sichtfeldern (field of view, FoV) den Bewegungsbereich und damit auch das Fahrzeug vollständig überwachen können.
Durch die externe Steuerung des Fahrzeugs und die Überwachung der Umgebung mit Umgebungserfassungssensoren, die zu dem automatischen Manövriersystem gehören, können bereits jetzt autonome Fahrfunktionen beispielsweise der SAE-Stufe 4 bereitgestellt werden. Dadurch kann die Handhabung der Fahrzeuge verbessert und eine Erleichterung für die Fahrzeugführer erreicht werden. Die Zufriedenheit beim Fahren kann insgesamt verbessert werden. Die Bereitstellung dieser Funktionen ist jedoch abhängig von der externen Überwachung der Umgebung mit einem oder mehreren Umgebungserfassungssensor(en). Das Sicherstellen der Überwachung der Umgebung ist eine aufwendige Aufgabe.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem von einem automatischen Manövriersystem überwachten Bewegungsbereich, ein Manövriersystem zum Manövrieren eines Fahrzeugs und ein Fahrunterstützungssystem zum Manövrieren eines Fahrzeugs anzugeben, die ein verbessertes und/oder vereinfachtes Manövrieren für überwachte Bewegungsbereiche ermöglichen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, das verbesserte und/oder vereinfachte Manövrieren mit einer großen Anzahl von Fahrzeugen zu ermöglichen, wobei die Fahrzeuge mit möglichst geringem Aufwand möglichst umfassend automatisch manövriert werden können.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren angegeben zum Manövrieren eines Fahrzeugs von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem von einem automatischen Manövriersystem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum automatischen Parken des Fahrzeugs mit einem Stellplatz als Zielpunkt, umfassend die Schritte überwachtes Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie, wobei das Manövrieren des Fahrzeugs von einen menschlichen Überwacher überwacht wird, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 2, Erfassen des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich mit dem automatischen Manövriersystem, Übermitteln einer Nachricht von dem automatischen Manövriersystem an das Fahrzeug zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4, und automatisches Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie mit dem automatischen Manövriersystem in dem überwachten Bewegungsbereich unter Übermittlung von Steuerbefehlen an das Fahrzeug basierend auf der Erfassung des Bewegungsbereichs mit dem automatischen Manövriersystem, insbesondere als autonomes Fahren gemäß Level 4. Erfindungsgemäß ist außerdem ein automatisches Manövriersystem angegeben zum Manövrieren eines Fahrzeugs von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere als automatisches Parksystem zum Manövrieren des Fahrzeugs zu einem Stellplatz als Zielpunkt, mit wenigstens einem Umgebungserfassungssensor zur Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs, einer Steuerungseinrichtung, welche ausgeführt ist, das Fahrzeug entlang der Trajektorie zu steuern basierend auf einer Erfassung des Bewegungsbereichs mit dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor, einer Kommunikationseinrichtung, welche Steuerbefehle von der Steuerungseinrichtung an das Fahrzeug übermittelt, wobei die Steuerungseinrichtung weiter ausgeführt ist, das Fahrzeug in dem überwachten Bewegungsbereich zu erfassen, bei Erfassung des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich über die Kommunikationseinrichtung eine Nachricht zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4, an das Fahrzeug zu übermitteln und das Fahrzeug entlang der Trajektorie in dem überwachten Bewegungsbereich unter Übermittlung von Steuerbefehlen an das Fahrzeug basierend auf der Erfassung des Bewegungsbereichs mit dem automatischen Manövriersystem automatisch zu manövrieren, insbesondere als autonomes Fahren gemäß Level 4.
Weiter ist erfindungsgemäß ein Fahrunterstützungssystem angegeben zum Manövrieren eines Fahrzeugs von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem von einem automatischen Manövriersystem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum automatischen Parken des Fahrzeugs mit einem Stellplatz als Zielpunkt, mit wenigstens einem Umgebungserfassungssensor zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs, einer Steuereinheit, die über einen Datenbus mit dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor verbunden ist und Sensorinformationen davon empfängt, und einer Kommunikationseinheit zum Empfang von Steuerbefehlen von dem Manövriersystem, wobei die Steuereinheit ausgeführt ist, das Fahrzeug entlang der Trajektorie unter Überwachung eines menschlichen Überwachers zu manövrieren, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 2, und die Steuereinheit weiter ausgeführt ist, über die Kommunikationseinheit eine Nachricht von dem automatischen Manövriersystem zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4, zu empfangen, und Umzuschalten zum automatischen Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie in dem überwachten Bewegungsbereich basierend auf dem Empfang von Steuerbefehlen von dem automatischen Manövriersystem, insbesondere als autonomes Fahren gemäß Level 4.
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, basierend auf der Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs mit dem oder den Umgebungserfassungssensor(en) zu ermitteln, ob ein überwachtes Manövrieren des Fahrzeugs durchzuführen ist, oder ob ein automatisches Manövrieren des Fahrzeugs durchgeführt werden kann. Wenn dies möglich ist, wird von dem überwachten Manövrieren zum automatischen Manövrieren umgeschaltet, indem dem Fahrzeug mit der Nachricht zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren signalisiert wird, dass das automatische Manövrieren gestartet wird. Dann wird die Kontrolle über das Fahrzeug an das automatische Manövriersystem übergeben, so dass die Überwachung durch den menschlichen Überwacher beendet werden kann. Das weitere Manövrieren innerhalb des überwachten Bewegungsbereichs erfolgt unter Verwendung von Sensorinformationen, die bei der Überwachung des überwachten Bewegungsbereichs erzeugt werden, so dass für das Fahrzeug ein automatisches Manövrieren ermöglicht wird, ohne dass das dieses dafür eine weitergehende Sensorik oder eine besondere Verarbeitung von Sensorinformationen benötigt. Damit kann das automatische Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich für beliebige Fahrzeuge ermöglicht werden, ohne dass diese die genannte Sensorik oder Verarbeitung der Sensorinformationen benötigen, indem lediglich eine entsprechende Überwachung des Bewegungsbereichs durchgeführt werden muss, d.h. es muss lediglich sichergestellt werden, dass der Bewegungsbereich mit dem oder den Umgebungserfassungssensor(en) erfasst wird. Die Bereitstellung von dem oder den Umgebungserfassungssensor(en) ist somit nur einmal erforderlich. Außerdem ist es nicht erforderlich, dass die Trajektorie vollständig in dem überwachten Bewegungsbereich liegt. Nur wenn das Fahrzeug mit dem automatischen Manövriersystem erfasst werden kann, wird das automatische Manövrieren durchgeführt. Andernfalls erfolgt das überwachte Manövrieren. Dadurch können Funktionen zum automatischen Manövrieren bereits dort zur Verfügung gestellt werden, wo dies basierend auf der Überwachung durch das mit dem automatische Manövriersystem möglich ist. Eine vollständige Überwachung der Trajektorie kann vermieden werden, so dass das automatische Manövriersystem einfach bereitgestellt werden kann. Bereits eine teilweise Überwachung der Trajektorie kann helfen, das Manövrieren des Fahrzeugs zu verbessern.
Ein typisches Szenario zu dem hier betrachteten Manövrieren des Fahrzeugs von dem Übergabepunkt entlang der Trajektorie zu dem Zielpunkt betrifft ein automatisches Parken des Fahrzeugs mit einem Stellplatz als Zielpunkt. Bei Anwendungen, die beispielsweise als Parken zu Hause bekannt sind, z.B. als „Park4U home“, kann der Fahrer das Fahrzeug verlassen, und dieses manövriert überwacht entlang der Trajektorie, bis es den überwachten Bewegungsbereich erreicht und dort mit dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor erfasst wird. Dann kann die Trajektorie mit automatischem Manövrieren bis zu dem Zielpunkt fortgesetzt werden, so dass der Fahrer nicht mehr das Manövrieren überwachen muss und beispielsweise sein Haus oder seine Wohnung betreten kann. Allerdings sind auch andere Anwendungen möglich, bei denen das Fahrzeug von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt manövriert wird. Dies betrifft beispielsweise Systeme zum Valetparken, insbesondere zum Typ 2 Valet Parken, bei denen das Fahrzeug von einem Parksystem automatisch zu dem Stellplatz manövriert wird. Ein zusätzliches überwachtes Manövrieren kann durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug sich an dem Übergabepunkt noch nicht in dem überwachten Bewegungsbereich befindet. Entsprechendes kann auch für ein System zum Fuhrparkmanagement angewendet werden, bei dem Fahrzeuge innerhalb des überwachten Bewegungsbereichs bewegt werden, oder auch für ein Logistikzentrum, in dem Fahrzeuge zum Ver- bzw. Entladen manövriert werden oder Transportaufgaben durchführen.
Der menschliche Überwacher ist typischerweise eine Person, die das Fahrzeug als Fahrzeugführer bewegt oder zumindest verantwortlich ist für das Bewegen des Fahrzeugs. Der menschliche Überwacher kann sich in dem Fahrzeug befinden und die Überwachung durchführen oder außerhalb davon. Das Überwachen umfasst typischerweise, dass der menschliche Überwacher das Überwachen bestätigt, beispielsweise indem er wiederholt Signale erzeugt, die dem Fahrzeug bestätigen, dass die Überwachung durchgeführt wird. Die Signale können über eine Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs erzeugt werden, oder über ein drahtlos mit dem Fahrzeug verbundenes Mobilgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon, welches als Benutzerschnittstelle verwendet wird. Das Mobilgerät ist entsprechend in Kommunikationsverbindung mit dem Fahrzeug, insbesondere mit der Kommunikationseinheit. Die Bestätigung kann beispielsweise durch eine regelmäßige Betätigung eines Bedienelements erfolgen, beispielsweise mit einem Betätigungstaster des Fahrzeugs oder des Mobilgeräts.
Eine aktive Steuerung des Fahrzeugs ist beim überwachten Manövrieren nicht erforderlich, sondern wird von dem Fahrzeug durchgeführt. Allerdings kann der menschliche Überwacher beispielsweise das überwachte Manövrieren beenden in dem Fall, dass er eine Gefahr erkennt. Das überwachte Manövrieren kann aktiv beendet werden, oder indem eine regelmäßige Betätigung eines Bedienelements entfällt.
Die Erfassung des Bewegungsbereichs betrifft eine Erfassung von Hindernissen in dem Umgebungsbereich wie auch eine Erfassung von einer Position und Pose des manövrierten Fahrzeugs selbst. Dies ermöglicht es, das Fahrzeug automatisch zu manövrieren. Zusätzliche Überwachungen der Umgebung können in dem Fahrzeug durchgeführt werden, sind jedoch optional.
Der Übergabepunkt ist ein prinzipiell beliebiger Punkt, an dem das überwachte Manövrieren gestartet wird. Vorzugsweise ist der Übergabepunkt beispielsweise durch eine gespeicherte Trajektorie näherungsweise vorgegeben.
Die Trajektorie kann eine Trajektorie sein, die dem Fahrzeug bereits vorab bekannt ist, indem die Trajektorie von dem Fahrzeug ermittelt oder eine gelernte/trainierte Trajektorie aus einem Speicher abgerufen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Trajektorie von dem automatischen Manövriersystem bereitgestellt werden. Dabei kann es sich um eine vordefinierte Trajektorie handeln ausgehend von dem bekannten Übergabepunkt. Dabei ist also keine Erfassung des Fahrzeugs durch das automatische Manövriersystem erforderlich. Wenn das Fahrzeug am Übergabepunkt erfasst werden kann, kann die Trajektorie individuell ausgehend von der Position des Fahrzeugs ermittelt werden. Die Trajektorie kann in den genannten Fällen von dem automatischen Manövriersystem an das Fahrzeug übermittelt werden. Die Trajektorie kann während des automatischen Manövrierens verändert werden, beispielsweise abhängig von Hindernissen. Dies gilt insbesondere in dem überwachten Bewegungsbereich, in dem ausgehend von der Erfassung des Fahrzeugs das automatische Manövriersystem das Fahrzeug automatisch manövriert. Der Zielpunkt definiert einen Endpunkt der T rajektorie. Der Zielpunkt ist beispielsweise beim automatischen Parken des Fahrzeugs vorzugsweise ein Stellplatz für das Fahrzeug. Der Stellplatz kann dabei durch das automatische Manövriersystem oder auch das Fahrzeug, beispielsweise abhängig von einer Fahrzeugposition oder bestimmten Voreinstellungen oder auch einem fest zugeordneten Stellplatz, festgelegt werden.
Beim überwachten Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie wird das Manövrieren des Fahrzeugs durch den menschlichen Überwacher überwacht. Es kann somit beispielsweise ein Manövrieren gemäß Level 2 durchgeführt werden.
Das Erfassen des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich mit dem Manövriersystem beginnt typischerweise, wenn das Fahrzeug den überwachten Bewegungsbereich erreicht bzw. diesen betritt. Allerdings kann das Erfassen des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt durchgeführt werden, wenn sich das Fahrzeug in dem überwachten Bewegungsbereich befindet, beispielsweise wenn durch Hindernisse oder eine schlechte Sensorleistung das Fahrzeug erst erfasst werden kann, wenn es sich bereits in dem überwachten Bewegungsbereich befindet. Auch ist es möglich, dass die Erfassung des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich unterbrochen wird, beispielsweise durch Hindernisse oder eine schlechte Sensorleistung, so dass das Fahrzeug erneut erfasst werden muss, um das automatische Manövrieren fortzusetzen. Auch kann das Manövriersystem das Fahrzeug bereits vorab erfassen. Wenn allerdings die Erfassung nicht ausreicht zum automatischen Manövrieren, ist ein überwachtes Manövrieren erforderlich.
Das Übermitteln der Nachricht von dem automatischen Manövriersystem an das Fahrzeug zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4, erfolgt entweder durch eine Kommunikation unmittelbar zwischen dem Fahrzeug und dem automatischen Manövriersystem oder über eine Kommunikationsinfrastruktur, beispielsweise ein Mobilfunknetz nach einem der Standards UMTS, LTE oder 5G. Die Kommunikation zwischen dem Manövriersystem und dem Fahrzeug erfolgt typischerweise bi-direktional, so dass beispielsweise das Fahrzeug den Empfang der Nachricht zum Umschalten des Manövrierens bestätigt und weitere Nachrichten zwischen dem Manövriersystem und dem Fahrzeug wie auch in Gegenrichtung übermittelt werden können.
Das automatische Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie in dem überwachten Bewegungsbereich wird mit dem automatischen Manövriersystem durchgeführt. Dieses erfasst den Bewegungsbereich und steuert das Fahrzeug, indem es Steuerbefehle an das Fahrzeug übermittelt, so dass das Fahrzeug beispielsweise autonomes Fahren gemäß Level 4 in dem überwachten Bewegungsbereich durchführen kann.
Das Manövriersystem kann einen Umgebungserfassungssensor oder mehrere Umgebungserfassungssensoren aufweisen zur Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs.
Die Steuerungseinrichtung empfängt Sensorinformationen von dem oder den Umgebungserfassungssensor(en) und verarbeitet diese, um das Fahrzeug und Hindernisse zu erfassen und zu lokalisieren. Darauf basierend kann die Steuerungseinrichtung Steuerbefehle zur Steuerung des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich entlang der Trajektorie zu steuern.
Die Steuerbefehle werden über die Kommunikationseinrichtung an das Fahrzeug übermittelt. Das Übermitteln der Steuerbefehle erfolgt in Analogie zu dem Übermitteln der Nachricht zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich.
Das Erfassen des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Wenn das Manövriersystem nur ein Fahrzeug manövrieren soll, kann die Erkennung des Fahrzeugs ausreichen.
Das Fahrunterstützungssystem ist in dem Fahrzeug implementiert. Das Fahrunterstützungssystem ist ausgeführt, ein überwachtes Manövrieren des Fahrzeugs durchzuführen. Entsprechend kann das Fahrzeug Umgebungserfassungssensoren wie optische Kameras, LiDAR-basierte Umgebungserfassungssensoren, Radarsensoren und/oder Ultraschallsensoren allein oder in beliebiger Kombination aufweisen, um das überwachte Manövrieren entlang der Trajektorie durchzuführen. Die Steuereinheit empfängt entsprechend über den Datenbus die Sensorinformationen von dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor, um die Umgebung des Fahrzeugs zu überwachen.
Beim Wechsel zum automatischen Manövrieren wird das Fahrzeug durch das Manövriersystem gesteuert. Zusätzlich kann das Fahrzeug seine Umgebungserfassungssensoren verwenden, um Hindernisse zu erfassen und ggf. einen Nothalt durchzuführen.
Die Kommunikationseinheit ist typischerweise ebenfalls über den Datenbus mit der Steuereinheit verbunden und überträgt über den Datenbus die von dem Manövriersystem empfangenen Steuerbefehle an diese. Alternativ kann eine andere Datenverbindung zwischen der Steuereinheit und der Kommunikationseinheit vorgesehen sein. Die Steuereinheit setzt nach dem Empfang der Nachricht zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren die von dem Manövriersystem empfangenen Steuerbefehle in eine entsprechende Bewegung des Fahrzeugs um.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Übergeben des Fahrzeugs an das Manövriersystem. Das Übergeben des Fahrzeugs an das Manövriersystem wird vorzugsweise am Anfang des Verfahrens, jedoch nicht später als mit dem Übermitteln der Nachricht zum Umschalten des Manövrierens vom überwachten Manövrieren zum automatischen Manövrieren an das Fahrzeug, durchgeführt. Durch das Übergeben des Fahrzeugs an das automatische Manövriersystem kann beispielsweise das Manövriersystem aktiviert werden. Auch kann beispielsweise das Fahrzeug über das Manövriersystem erkennen, welche Trajektorie es verwenden muss.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Übergeben des Fahrzeugs an das Manövriersystem ein Aufbauen einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Manövriersystem. Die Kommunikationsverbindung kann nach dem Aufbauen verwendet werden, um anschließend mit geringer Zeitverzögerung die Nachricht und die Steuerbefehle von dem Manövriersystem an das Fahrzeug zu übertragen. Auch andere Informationen können nach dem Aufbauen der Kommunikationsverbindung zwischen dem Manövriersystem und dem Fahrzeug ausgetauscht werden, beispielsweise um das Manövrieren entlang der Trajektorie zu initialisieren oder Daten in Bezug auf das Fahrzeug bzw. das Manövriersystem auszutauschen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das überwachte Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie und/oder das automatische Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie ein Manövrieren entlang einer in dem Fahrzeug gespeicherten Trajektorie. Die Trajektorie ist in dem Fahrzeug gespeichert, so dass das Fahrzeug das überwachte Manövrieren selbsttätig durchführen kann. Die Trajektorie kann zuvor an das Fahrzeug übermittelt worden sein. Alternativ kann die Trajektorie eine gelernte oder trainierte Trajektorie sein, indem die Trajektorie von einem Fahrer mit dem Fahrzeug abgefahren wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren ein Erfassen eines Endes der Erfassung des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich mit dem automatischen Manövriersystem und ein Wechseln zum überwachten Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie. Wenn die Erfassung des Fahrzeugs zwischenzeitlich nicht möglich ist, entweder temporär beispielsweise wergen Umwelteinflüssen oder einem Sensorfehler, oder weil zumindest ein Teil der Trajektorie nicht im überwachten Bewegungsbereich liegt, kann das Manövrieren als überwachtes Manövrieren fortgesetzt werden. Wenn das Fahrzeug wieder mit dem Manövriersystem erfasst wird, kann wieder ein Wechsel zum automatischen Manövrieren durchgeführt werden. Abhängig von der Trajektorie und dem überwachten Bewegungsbereich kann auch von dem automatischen Manövrieren unmittelbar beim Start zu dem automatischen Manövrieren gewechselt werden. Im weiteren Verlauf der Trajektorie verläuft diese nicht im überwachten Bewegungsbereich, so dass ein Wechsel zum automatischen Manövrieren erfolgt. Dies kann bis zum Zielpunkt beibehalten werden, oder es erfolgt ein erneuter Wechsel zum automatischen Manövrieren. Entsprechende Wechsel können prinzipiell beliebig wiederholt werden. Insbesondere kann so auch ein Manövrieren von dem Zielpunkt zurück zu dem Übergabepunkt durchgeführt werden. Insbesondere wenn der Zielpunkt in dem überwachten Bewegungsbereich liegt und das Fahrzeug dort mit dem automatischen Manövriersystem erfasst werden kann, kann das Fahrzeug entlang der Trajektorie in Richtung zu dem Übergabepunkt, alternativ auch zu einem beliebigen Rückgabepunkt, zunächst automatisch manövriert werden, so dass es an diesen Punkt angenähert wird. Beim Verlassen des überwachten Bewegungsbereichs kann dann zu überwachtem Manövrieren gewechselt werden. Der menschliche Überwacher kann beispielsweise eine Nachricht an das Fahrzeug oder das automatische Manövriersystem senden, um das Manövrieren des Fahrzeugs zurück zu dem Übergabepunkt zu starten. Da beim Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich keine Überwachung erforderlich ist, kann der menschliche Überwacher beispielsweise seine Wohnung oder sein Haus verlassen, nachdem das Manövrieren gestartet wurde.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Wechseln zum überwachten Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie ein Senden einer entsprechenden Nachricht an das Fahrzeug und/oder den menschlichen Überwacher zur Bestätigung durch den menschlichen Überwacher. Das überwachte Manövrieren kann dann gestartet werden, sobald die Bestätigung erfolgt ist. Dazu kann beispielsweise die Bestätigung durch den menschlichen Überwacher in dem Fahrzeug erfolgen, oder es wird von einem Mobilgerät des menschlichen Überwachers eine Bestätigungsnachricht gesendet, ebenfalls initiiert durch den menschlichen Überwacher. Vorzugsweise startet das Fahrzeug das überwachte Manövrieren erst nach der entsprechenden Bestätigung. Auch kann vorgesehen sein, dass die Bestätigung an das Manövriersystem gesendet wird und dieses das Fahrzeug erst nach dem Empfang der Bestätigung zum überwachten Manövrieren freigibt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das überwachte Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie und/oder das automatische Manövrieren entlang der Trajektorie unter Verwendung von einem Verfahren zur visuellen, simultanen Lokalisierung und Kartenerstellung durchgeführt. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise als VSLAM (Visual Simultaneous Localization and Mapping) als solche bekannt und ermöglichen auf einfache und zuverlässige Weise ein Manövrieren des Fahrzeugs.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Erfassen des Fahrzeugs in dem überwachten Bewegungsbereich mit dem automatischen Manövriersystem ein Identifizieren des Fahrzeugs. Durch das Identifizieren des Fahrzeugs wird insbesondere ermöglicht, dass mehrere Fahrzeuge gleichzeitig manövriert werden. Die Identifizierung kann durchgeführt werden, indem das Manövriersystem das Fahrzeug erkennt, beispielsweise über ein Kennzeichen. Die Identifizierung kann ebenfalls durchgeführt werden, indem eine entsprechende Nachricht zu Identifizierung von dem Fahrzeug an das Manövriersystem gesendet wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Umgebungserfassungssensor zur Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs als optische Kamera, als Radarsensor und/oder als LiDAR-basierter Umgebungssensor ausgeführt. Auch eine beliebige Kombination gleichartiger oder unterschiedlicher Umgebungserfassungssensoren kann zur Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs verwendet werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Kommunikationseinrichtung zur direkten Kommunikation mit dem Fahrzeug, beispielsweise nach einem Kurzreichweitenfunkstandard wie Bluetooth oder W-LAN, oder zur indirekten Kommunikation, beispielsweise über eine Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere eine Mobilfunkverbindung nach einem der Standards UMTS, LTE oder 5G, ausgeführt. Entsprechend kann das Übermitteln der Nachricht von dem automatischen Manövriersystem an das Fahrzeug zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren entweder durch eine unmittelbare Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem automatischen Manövriersystem oder über eine indirekte Kommunikation erfolgen. Entsprechendes gilt beispielsweise für das Übermitteln der Steuerbefehle von dem Manövriersystem an das Fahrzeug. Die Kommunikation zwischen dem Manövriersystem und dem Fahrzeug erfolgt typischerweise bi-direktional, so dass beispielsweise das Fahrzeug den Empfang der Nachricht zum Umschalten des Manövrierens bestätigt und weitere Nachrichten zwischen dem Manövriersystem und dem Fahrzeug wie auch in Gegenrichtung übermittelt werden können. Entsprechendes gilt für die Kommunikationseinheit des Fahrunterstützungssystems.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragbar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.
Es zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrunterstützungssystem zum Manövrieren des Fahrzeugs gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Manövriersystems zu Manövrieren des Fahrzeugs aus Fig. 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs aus Fig. 1 zum Manövrieren entlang einer Trajektorie von einem Übergabepunkt zu einem Zielpunkt, wobei die Trajektorie teilweise in einem von dem Manövriersystem aus Fig. 2 überwachten Bewegungsbereich liegt, in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform,
Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Entscheidungsbildung für das Umschalten zwischen überwachtem Manövrieren und automatischem Manövrieren des Fahrzeugs mit dem Manövriersystem, und
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Manövrieren des Fahrzeugs aus Fig. 1 von einem Übergabepunkt entlang einer Trajektorie zu einem Zielpunkt mit einem von dem automatischen Manövriersystem aus Fig. 2 überwachten Bewegungsbereich in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform.
Die Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 10 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Fahrunterstützungssystem 12, das zum Manövrieren des Fahrzeugs 10 ausgeführt ist, wie nachfolgend im Detail ausgeführt ist.
Das Fahrunterstützungssystem 12 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Ultraschallsensoren 14 als Umgebungserfassungssensoren, die in zwei Gruppen entlang einer Vorderseite und einer Rückseite des Fahrzeugs 10 angeordnet sind. Das Fahrunterstützungssystem 12 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 16, die über einen Datenbus 18 mit Ultraschallsensoren 14 verbunden ist und Sensorinformationen davon empfängt. Die Steuereinheit 16 kann basierend auf von den Ultraschallsensoren 14 empfangenen Sensorinformationen eine Umgebung 20 des Fahrzeugs 10 erfassen.
Das Fahrunterstützungssystem 12 umfasst außerdem eine Kommunikationseinheit 22 zum Empfang von Steuerbefehlen von einem Manövriersystem 24, das in Figur 2 schematisch dargestellt ist. Die Kommunikationseinheit 22 ist ebenfalls über den Datenbus 18 mit der Steuereinheit 16 verbunden, um die empfangenen Steuerbefehle an diese weiterzuleiten.
Figur 2 zeigt schematisch das bereits genannte Manövriersystem 24, das zum automatischen Manövrieren des Fahrzeugs 10 ausgeführt ist. In Figur 3 ist eine beispielhafte Anwendung des Manövriersystems 24 mit einem typischen Szenario zum Manövrieren des Fahrzeugs 10 mit dem Manövriersystem 24 dargestellt. Das Manövrieren betrifft ein Manövrieren des Fahrzeugs 10 von einem Übergabepunkt 26 entlang einer Trajektorie 28 zu einem Zielpunkt 30 zum automatischen Parken des Fahrzeugs 10, wobei hier der Zielpunkt 30 durch einen Stellplatz zum Parken des Fahrzeugs 10 definiert ist. Eine solche Anwendung ist beispielsweise als Parken zu Hause („Park4U home“) bekannt.
Das Manövriersystem 24 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Umgebungserfassungssensor 32, der hier als optische Kamera ausgeführt ist. Mit der optischen Kamera 32 wird ein überwachter Bewegungsbereich 34 erfasst, wie in Figur 3 dargestellt ist. Der überwachte Bewegungsbereich 34 deckt in dem in Figur 3 gezeigten Beispiel den Zielpunkt 30 ab, nicht jedoch den Übergabepunkt 26. Außerdem wird in diesem Ausführungsbeispiel die Trajektorie 28 teilweise abgedeckt, wie sich ebenfalls aus Figur 3 ergibt.
Das Manövriersystem 24 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel des Weiteren eine Steuerungseinrichtung 36, die über eine Datenverbindung 38 mit der optischen Kamera 32 verbunden ist und Bildinformationen von dieser empfängt, um den überwachten Bewegungsbereich 34 zu erfassen. Die Steuerungseinrichtung 36 ist ausgeführt, das Fahrzeug 10 entlang der Trajektorie 28 basierend auf einer Erfassung des Bewegungsbereichs 34 mit der optischen Kamera 32 zu steuern. Dazu werden von der Steuerungseinrichtung 36 die entsprechenden Steuerbefehle an das Fahrzeug 10 übermittelt. Entsprechend umfasst das Manövriersystem 24 eine Kommunikationseinrichtung 40, die ebenfalls über die Datenverbindung 38 mit der Steuerungseinrichtung 36 verbunden ist, zur Kommunikation mit dem Fahrzeug 10 über dessen Kommunikationseinheit 22. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Kommunikationseinheit 22 und die Kommunikationseinrichtung 40 zur Kommunikation miteinander nach einem der Standards Bluetooth oder WLAN ausgeführt. In einer alternativen Ausführungsform sind die Kommunikationseinheit 22 und die Kommunikationseinrichtung 40 zur Kommunikation miteinander über eine Kommunikationsinfrastruktur, beispielsweise ein Mobilfunknetz nach einem der Standards UMTS, LTE oder 5G, ausgeführt.
Nachfolgend wird ein in Figur 5 dargestelltes Verfahren zum Manövrieren des Fahrzeugs 10 von dem Übergabepunkt 26 entlang der Trajektorie 28 zu dem Zielpunkt 30 mit dem von dem Manövriersystem 24 überwachten Bewegungsbereich 34 beschrieben. Das Verfahren wird mit dem oben beschriebenen Fahrzeug 10 und dem oben beschriebenen Manövriersystem 24 durchgeführt.
Das Verfahren beginnt in Schritt S100 mit einem Übergeben des Fahrzeugs 10 an das Manövriersystem 24. Das Fahrzeug 10 hat, wie in Figur 3 dargestellt, den Übergabepunkt 26 erreicht. Beim Übergeben des Fahrzeugs 10 an das Manövriersystem 24 wird das Manövriersystem 24 aktiviert. Der Übergabepunkt 26 ist hier ein prinzipiell beliebiger Punkt, an dem das überwachte Manövrieren gestartet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Übergabepunkt 26 durch die in dem Fahrzeug 10 gespeicherte Trajektorie 28 näherungsweise vorgegeben. Auch der Zielpunkt 30 ist als Endpunkt der Trajektorie 28 in diesem Ausführungsbeispiel vorgegeben. Die Trajektorie 28 ist in dem Fahrzeug 10, d.h. in einem Speicher der Steuereinheit 16, gespeichert. Die Trajektorie 28 ist eine gelernte oder trainierte Trajektorie 28, die durch ein Abfahren der Trajektorie 28 mit dem Fahrzeug 10 durch einen menschlichen Fahrer gelernt wurde.
Das Übergeben des Fahrzeugs 10 an das Manövriersystem 24 umfasst ein Aufbauen der Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Manövriersystem 24. Die Kommunikationsverbindung wird vorliegend als direkte oder unmittelbare Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationseinheit 22 des Fahrzeugs 10 und der Kommunikationseinrichtung 40 des Manövriersystems 24 aufgebaut. Eine Kommunikation zwischen dem Manövriersystem 24 und dem Fahrzeug 10 erfolgt bidirektional über die Kommunikationsverbindung, so dass beispielsweise das Fahrzeug 10 einen Empfang von Nachrichten von dem Manövriersystem 24 bestätigt - und umgekehrt - und beliebige Nachrichten zwischen dem Manövriersystem 24 und dem Fahrzeug 10 wie auch in Gegenrichtung übermittelt werden können.
S110 betrifft ein überwachtes Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 28, wobei das Manövrieren des Fahrzeugs 10 von einen nicht gezeigten menschlichen Überwacher überwacht wird. Es wird ein autonomes Fahren gemäß Level 2 mit der Steuereinheit 16 durchgeführt. Entsprechend wird die Trajektorie 28 aus dem Speicher der Steuereinheit 16 abgerufen, so dass das Fahrzeug 10 das überwachte Manövrieren selbsttätig durchführen kann, d.h. die Steuereinheit 16 ist ausgeführt, das Fahrzeug 10 entlang der Trajektorie 28 zu manövrieren, wobei der menschliche Überwacher das Manövrieren überwacht.
Der menschliche Überwacher ist eine Person, die verantwortlich ist für das Bewegen des Fahrzeugs 10. Der menschliche Überwacher kann sich in dem Fahrzeug 10 befinden und die Überwachung durchführen. Vorzugsweise befindet sich der menschliche Überwacher jedoch außerhalb davon. Das Überwachen umfasst, dass der menschliche Überwacher das Überwachen bestätigt, beispielsweise indem er wiederholt Signale erzeugt, die dem Fahrzeug 10 bestätigen, dass die Überwachung durchgeführt wird. Die Signale können über ein drahtlos mit dem Fahrzeug 10 verbundenes Mobilgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon, welches als Benutzerschnittstelle verwendet wird, an das Fahrzeug 10 gesendet werden. Das Mobilgerät ist entsprechend in Kommunikationsverbindung mit dem Fahrzeug 10, beispielsweise über die Kommunikationseinheit 22. Die Bestätigung kann beispielsweise durch eine regelmäßige und/oder kontinuierliche Betätigung eines Bedienelements erfolgen, beispielsweise mit einem Betätigungstaster oder einem (virtuellen) Drehbetätigungselement. Der menschliche Überwacher kann das überwachte Manövrieren beenden, wenn er eine Gefahr erkennt. Außerdem wird das überwachte Manövrieren durch das Fahrzeug 10 beendet, sobald die regelmäßige Betätigung des Bedienelements entfällt.
Das überwachte Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 28 wird unter Verwendung eines Verfahrens zur visuellen, simultanen Lokalisierung und Kartenerstellung durchgeführt. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise als VSLAM (Visual Simultaneous Localization and Mapping) als solche bekannt.
Das überwachte Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 28 wird von der Steuereinheit 16 bis in den überwachten Bewegungsbereich 34 durchgeführt.
Schritt S120 betrifft ein Erfassen des Fahrzeugs 10 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 mit dem Manövriersystem 24. Das Fahrzeug 10 wird entsprechend in den von der optischen Kamera 32 bereitgestellten und an die Steuerungseinrichtung 36 übertragenen Bildinformationen (Sensorinformationen) erfasst. Die Steuerungseinrichtung 36 ist ausgeführt, die entsprechende Erfassung des Fahrzeugs 10 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 durchzuführen.
Das Erfassen des Fahrzeugs 10 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 mit dem Manövriersystem 24 kann erfolgen, wenn das Fahrzeug 10 den überwachten Bewegungsbereich 34 erreicht bzw. diesen betreten hat und die Steuerungseinrichtung 36 das Fahrzeug 10 basierend auf den von der optischen Kamera 32 bereitgestellten Bildinformationen erfasst hat.
Zusätzlich wird das Fahrzeug 10 identifiziert basierend auf der Übergabe des Fahrzeugs 10 in Schritt S100, indem eine entsprechende Nachricht zu Identifizierung von dem Fahrzeug 10 an das Manövriersystem 24 gesendet wird. Außerdem wird das Fahrzeug 10 über sein Kennzeichen erkannt.
In Schritt S120 erfolgt also eine Entscheidung, ob sich das Fahrzeug 10 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 befindet oder nicht, wie in Figur 4 dargestellt ist. Solange das Fahrzeug 10 nicht in dem überwachten Bewegungsbereich 34 erfasst wird, wird das überwachte Manövrieren gemäß Schritt S110 durchgeführt. Nach dem Erfassen des Fahrzeugs 10 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 kann zum automatischen Manövrieren umgeschaltet werden, wie nachstehend im Detail ausgeführt ist.
Schritt S130 betrifft ein Übermitteln einer Nachricht von dem Manövriersystem 24 an das Fahrzeug 10 zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich 34, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4.
Die Steuerungseinrichtung 32 ist entsprechend ausgeführt, über die Kommunikationseinrichtung 40 die Nachricht zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich 34 an das Fahrzeug 10 zu übermitteln. Im Detail wird die Nachricht von der Steuerungseinrichtung 32 über die Kommunikationseinrichtung 40 an die Kommunikationseinheit 22 des Fahrzeugs 10 übermittelt, welche die Nachricht über den Datenbus 18 an die Steuereinheit 16 überträgt, die daraufhin das überwachte Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 28 beendet.
Schritt S140 betrifft ein automatisches Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 28 mit dem automatischen Manövriersystem 24 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 unter Übermittlung von Steuerbefehlen von dem Manövriersystem 24 an das Fahrzeug 10.
Das Manövriersystem 24 führt unterschiedliche Funktionen durch, wie oben beschrieben wurde. Aufgrund seiner Funktion automatischen Manövrieren des Fahrzeugs 10 wird es auch als automatisches Manövriersystem 24 bezeichnet. Dies ist unabhängig von weiteren Funktionen und einer möglichen Unterstützung beispielsweise auch beim überwachten Manövrieren.
Die Steuerungseinrichtung 32 ist entsprechend ausgeführt, basierend auf den von der optischen Kamera 32 bereitgestellten Bildinformationen das Fahrzeug 10 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 weiter zu erfassen. Die Erfassung des Bewegungsbereichs 34 betrifft nunmehr auch eine Erfassung von Hindernissen in dem Umgebungsbereich 34 wie auch eine Erfassung von einer Position und Pose des Fahrzeugs 10.
Darauf basierend kann die Steuerungseinrichtung 32 die Trajektorie 28 zum Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich 34 ermitteln und/oder anpassen und das Fahrzeug 10 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 automatisch entlang der Trajektorie 28 manövrieren, wobei entsprechende Steuerbefehle an das Fahrzeug 10 übermittelt werden. Basierend auf der Erfassung des Bewegungsbereichs 34 werden von der Steuerungseinrichtung 32 die entsprechenden Steuerbefehle ermittelt und an das Fahrzeug 10 übertragen, so dass dieses autonomes Fahren gemäß Level 4 durchführen kann. Die Steuerbefehle werden im Detail von der Steuerungseinrichtung 32 über die Kommunikationseinrichtung 40 an die Kommunikationseinheit 22 des Fahrzeugs 10 übermittelt, und von dort über den Datenbus 18 an die Steuereinheit 16. Das Übermitteln der Steuerbefehle von der Kommunikationseinrichtung 40 an die Kommunikationseinheit 22 des Fahrzeugs 10 erfolgt in Analogie zu dem Übermitteln der Nachricht zum Umschalten des Manövrierens.
Die Steuereinheit 16 ist entsprechend weiter ausgeführt, nach dem Umschalten zum automatischen Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 28 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 von dem automatischen Manövriersystem 24 über die Kommunikationseinheit 22 die Steuerbefehle zu empfangen und diese in eine Bewegung des Fahrzeugs 10 umzusetzen. Die Bewegung des Fahrzeugs 10 wird also von der Steuereinheit 16 gesteuert. Entsprechend kann der Fahrer nicht nur das Fahrzeug 10 verlassen, sondern er muss zusätzlich nicht mehr das Manövrieren überwachen und kann beispielsweise ein in Figur 3 dargestelltes Haus 42 betreten.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das automatische Manövrieren des Fahrzeugs 10 entlang der Trajektorie 28 in dem überwachten Bewegungsbereich 34 mit dem automatischen Manövriersystem 24 beendet, sobald das Fahrzeug 10 seinen Zielpunkt 30 erreicht hat.
Bezugszeichenliste
10 Fahrzeug
12 Fahrunterstützungssystem
14 Ultraschallsensor, Umgebungserfassungssensor Fahrzeug
16 Steuereinheit
18 Datenbus
20 Umgebung
22 Kommunikationseinheit
24 Manövriersystem
26 Übergabepunkt
28 Trajektorie
30 Zielpunkt, Stellplatz
32 optische Kamera, Umgebungserfassungssensor Manövriersystem
34 Bewegungsbereich
36 Steuerungseinrichtung
38 Datenverbindung
40 Kommunikationseinrichtung
42 Haus

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Manövrieren eines Fahrzeugs (10) von einem Übergabepunkt (26) entlang einer Trajektorie (28) zu einem Zielpunkt (30) mit einem von einem automatischen Manövriersystem (24) überwachten Bewegungsbereich (34), insbesondere zum automatischen Parken des Fahrzeugs (10) mit einem Stellplatz als Zielpunkt (30), umfassend die Schritte überwachtes Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28), wobei das Manövrieren des Fahrzeugs (10) von einen menschlichen Überwacher überwacht wird, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 2,
Erfassen des Fahrzeugs (10) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) mit dem automatischen Manövriersystem (24),
Übermitteln einer Nachricht von dem automatischen Manövriersystem (24) an das Fahrzeug (10) zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich (34), insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4, und automatisches Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) mit dem automatischen Manövriersystem (24) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) unter Übermittlung von Steuerbefehlen an das Fahrzeug (10) basierend auf der Erfassung des Bewegungsbereichs (34) mit dem automatischen Manövriersystem (24), insbesondere als autonomes Fahren gemäß Level 4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen Schritt zum Übergeben des Fahrzeugs (10) an das Manövriersystem (24) umfasst. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergeben des Fahrzeugs (10) an das Manövriersystem (24) ein Aufbauen einer Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug (10) und dem Manövriersystem (24) umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das überwachte Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) und/oder das automatische Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) ein Manövrieren entlang einer in dem Fahrzeug (10) gespeicherten Trajektorie (28) umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Erfassen eines Endes der Erfassung des Fahrzeugs (10) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) mit dem automatischen Manövriersystem (24) und ein Wechseln zum überwachten Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) umfasst. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechseln zum überwachten Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) ein Senden einer entsprechenden Nachricht an das Fahrzeug (10) und/oder den menschlichen Überwacher zur Bestätigung durch den menschlichen Überwacher umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das überwachte Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) und/oder das automatische Manövrieren entlang der Trajektorie (28) unter Verwendung von einem Verfahren zur visuellen, simultanen Lokalisierung und Kartenerstellung durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Fahrzeugs (10) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) mit dem automatischen Manövriersystem (24) ein Identifizieren des Fahrzeugs (10) umfasst. Automatisches Manövriersystem (24) zum Manövrieren eines Fahrzeugs (10) von einem Übergabepunkt (26) entlang einer Trajektorie (28) zu einem Zielpunkt (30) mit einem überwachten Bewegungsbereich (34), insbesondere als automatisches Parksystem zum Manövrieren des Fahrzeugs (10) zu einem Stellplatz als Zielpunkt (30), mit wenigstens einem Umgebungserfassungssensor (32) zur Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs (34), einer Steuerungseinrichtung (36), welche ausgeführt ist, das Fahrzeug (10) entlang der Trajektorie (28) zu steuern basierend auf einer Erfassung des Bewegungsbereichs (34) mit dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor (32), und einer Kommunikationseinrichtung (40), welche Steuerbefehle von der Steuerungseinrichtung (36) an das Fahrzeug (10) übermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (36) weiter ausgeführt ist, das Fahrzeug (10) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) zu erfassen, bei Erfassung des Fahrzeugs (10) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) über die Kommunikationseinrichtung (40) eine Nachricht zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich (34), insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4, an das Fahrzeug (10) zu übermitteln und das Fahrzeug (10) entlang der Trajektorie (28) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) unter Übermittlung von Steuerbefehlen an das Fahrzeug (10) basierend auf der Erfassung des Bewegungsbereichs (34) mit dem automatischen Manövriersystem (24) automatisch zu manövrieren, insbesondere als autonomes Fahren gemäß Level 4. Manövriersystem (24) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Umgebungserfassungssensor (32) zur Erfassung des überwachten Bewegungsbereichs (34) als optische Kamera (32), als Radarsensor und/oder als LiDAR-basierter Umgebungssensor ausgeführt ist. Manövriersystem (24) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (40) zur direkten Kommunikation mit dem Fahrzeug (10), beispielsweise nach einem Kurzreichweitenfunkstandard wie Bluetooth oder W-LAN, oder zur indirekten Kommunikation, beispielsweise über eine Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere eine Mobilfunkverbindung nach einem der Standards UMTS, LTE oder 5G, ausgeführt ist. Fahrunterstützungssystem (12) zum Manövrieren eines Fahrzeugs (10) von einem Übergabepunkt (26) entlang einer Trajektorie (28) zu einem Zielpunkt (30) mit einem von einem automatischen Manövriersystem (24) überwachten Bewegungsbereich (34), insbesondere zum automatischen Parken des Fahrzeugs (10) mit einem Stellplatz als Zielpunkt (30), mit wenigstens einem Umgebungserfassungssensor (14) zur Erfassung einer Umgebung (20) des Fahrzeugs (10), einer Steuereinheit (16), die über einen Datenbus (18) mit dem wenigstens einen Umgebungserfassungssensor (14) verbunden ist und Sensorinformationen davon empfängt, und einer Kommunikationseinheit (22) zum Empfang von Steuerbefehlen von dem Manövriersystem (24), wobei die Steuereinheit (16) ausgeführt ist, das Fahrzeug (10) entlang der Trajektorie (28) unter Überwachung eines menschlichen Überwachers zu manövrieren, insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) weiter ausgeführt ist, über die
Kommunikationseinheit (22) eine Nachricht von dem automatischen Manövriersystem (24) zum Umschalten des Manövrierens von überwachtem Manövrieren zu automatischem Manövrieren in dem überwachten Bewegungsbereich (34), insbesondere zum autonomen Fahren gemäß Level 4, zu empfangen, und Umzuschalten zum automatischen Manövrieren des Fahrzeugs (10) entlang der Trajektorie (28) in dem überwachten Bewegungsbereich (34) basierend auf dem Empfang von Steuerbefehlen von dem automatischen Manövriersystem (24), insbesondere als autonomes Fahren gemäß Level 4.
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