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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Haltestellenanfahrt
bzw. Haltestellenausfahrt für
ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 23.
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In der Druckschrift WO 99/14096 A1
wird ein Verfahren zur automatischen Haltestellenanfahrt beschrieben,
gemäß dem mit
Hilfe von im Fahrzeug mitgeführten
Erkennungseinrichtungen Straßenmarkierungen
im Bereich der Haltestelleneinfahrt erkannt und in einem fahrzeugeigenen
Rechnersystem ausgewertet werden. Aus den gewonnenen Informationen
wird eine Trajektorie für
die Haltestellenanfahrt bestimmt, die der Ermittlung eines Lenkmoments
zugrunde gelegt wird, welches auf das Lenksystem zur Ausführung eines
selbsttätigen
Lenkeinschlags aufgebracht wird. Als Regelgröße wird bei diesem Verfahren
die Abweichung zwischen der berechneten Trajektorie und der tatsächlichen
Ist-Position des Fahrzeugs herangezogen. Als Erkennungseinrichtung
wird eine im Fahrzeug mitgeführte
Kamera eingesetzt.
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Problematisch ist bei derartigen
Verfahren, dass insbesondere bei anzusteuernden Haltebuchten, die
gegenüber
dem Straßenverlauf
seitlich zurückgesetzt
sind, die jeweiligen Abmessungen der Haltebucht individuell sich
sehr unterscheiden können.
Zum optimalen und damit positionsgenauen Anfahren der Haltebucht
ist daher eine genaue Kenntnis der Haltebuchtgeo metrie erforderlich.
Herkömmliche Verfahren
ohne genaue Kenntnis der Haltestellengeometrie können unter Umständen fehlerhafte
Daten liefern, welche zu einer nicht-optimalen Berechnung von Fahrzeug-Sollgrößen (z.B.
Soll-Trajektorien) führen
können.
In diesen Fällen
ist ein vollständig
automatisches bzw. optimales und positionsgenaues Anfahren nicht
möglich,
der Fahrer muss unter Umständen
korrigierend eingreifen.
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In der Druckschrift
DE 100 36 042 A1 wird ein
System zur Umgebungserfassung beschrieben, bei dem zur Ermittlung
der Lage eines Fahrzeugs in Bezug auf die Fahrspur zunächst eine
Grobinformation aus einem Navigationssystem, gekoppelt mit einer
digitalen Straßenkarte,
gewonnen wird. Der aus dem Navigationssystem ermittelte Wert wird
mit einem weiteren Wert kombiniert, der von einem entfernungsauflösenden Sensor
geliefert wird, welcher im Fahrzeug mitgeführt wird. Mit Hilfe dieses
Sensors ist es möglich,
die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem Straßenrand
zu bestimmen. Auch dieses System setzt jedoch ein sicheres und genaues
Erkennen der Geometrie von anzusteuernden Haltebuchten voraus.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die
Anfahrt in und/oder die Ausfahrt aus einer Haltestelle mit einem
Fahrzeug bei automatischer Betriebsweise positionsgenau und sicher
durchzuführen.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß bei einem
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bei einer Einrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird zunächst
bei Annäherung
an die Haltestelle diese anhand charakteristischer Merkmale identifiziert.
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Bei der Bestimmung der Fahrzeug-Sollgrößen werden
der Haltestelle zugeordnete Referenzdaten und die Fahrzeugdynamik
berücksichtigt,
um eine optimale und damit positionsgenaue Anfahrt zu erreichen.
Die Referenzdaten bzw. das Modellwissen über die automatisch anzufahrende
Haltestelle kann z.B. in Form geometrischer Referenzdaten, topologischer
Referenzdaten etc., vorliegen. Es versteht sich, dass dies für alle Haltestellen
gelten kann, die automatisch angefahren werden sollen.
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Die Fahrzeug-Sollgrößen können von
einer oder mehreren Soll-Trajektorien
gebildet werden, z.B.:
- – eine Soll-Bahntrajektorie
gibt den vom Fahrzeug zu fahrenden Sollkurs vor,
- – eine
Soll-Geschwindigkeitstrajektorie gibt die Solllängsgeschwindigkeit und/oder
die Soll-Quergeschwindigkeit vor,
- – eine
Soll-Beschleunigungstrajektorie gibt die Solllängsbeschleunigung und/oder
die Sollquerbeschleunigung vor und
- – eine
Soll-Beschleunigungsratentrajektorie die Sollbeschleunigungsrate,
d.h. den Sollwert für
die zeitliche Ableitung der Soll-Beschleunigungstrajektorie vor.
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Die zeitliche Ableitung der Längs- und/oder Querbeschleunigung
entspricht dem "Ruck", der für die Fahrzeuginsassen
des Fahrzeugs bei einer Beschleunigungsänderung spürbar ist.
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Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es
möglich, Haltestellen
und Fahrzeug spezifische Größen und Anfangsbedingungen
bei der Haltestellenanfahrt für die
Planung bzw. Berechnung der Fahrzeug-Sollgrößen (Soll-Trajektorien) zu
berücksichtigen,
beispielsweise die geometrischen Abmessungen der Haltestelle, die
zu erreichende Stoppposition innerhalb der Haltestelle, ein eventuell
vorhandenes Wartehäuschen,
Fahrzeug dynamische Eigenschaften etc.. Entsprechend dieser Größen und
Anfangsbedingungen können
die Soll-Trajektorien unter Berücksichtigung von
Sicherheits- und Komfortgesichtspunkten ermittelt werden.
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Beim automatischen Nachfahren der
ermittelten Fahrzeug-Sollgrößen werden
entsprechende Stellsignale an Stelleinheiten im Fahrzeug zur Einstellung
der zugeordneten Fahrzeug-Istgrößen erzeugt.
Bei den Stelleinheiten im Fahrzeug handelt es sich insbesondere
um eine Lenkwinkelstelleinheit zur Betätigung und Einstellung des
Lenkwinkels und/oder der Lenkwinkelgeschwindigkeit, um eine Antriebsstrangstelleinheit
zur Beeinflussung des Motors und/oder des Getriebes und/oder der
Kupplung des Fahrzeugs sowie um eine Bremsanlagenstelleinheit zur
Betätigung
der Fahrzeugbremse, wobei in letzterem Fall sowohl eine Radbremse
als auch eine Dauerbremse, beispielsweise eine Motorbremse oder
ein Retarder, in Betracht kommt. Über die Stelleinheiten kann
sowohl die Längsdynamik
als auch die Querdynamik des Fahrzeugs beeinflusst werden.
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Die Identifizierung der jeweiligen
Haltestelle erfolgt anhand der Haltestelle zugeordneter, charakteristischer
Merkmale, beispielsweise der geographischen Absolutposition der
Haltestelle und/oder von Bildmerkmalen der Haltestelle, wie zum
Beispiel ein Wartehäuschen,
ein Haltestellenschild oder eine Haltestellenbezeichnung bzw. -nummer.
Bildmerkmale können
mit Hilfe eines optischen Erkennungssystems, welches im Fahrzeug
mitgeführt
wird, selbsttätig
identifiziert werden. Eine Identifizierung über die Absolutposition ist
mit Hilfe eines im Fahrzeug mitgeführten Systems zur Bestimmung
der absoluten Position, beispielsweise eines GPS (Global Positioning System)
und dem Vergleich mit einer digitalen Straßenkarte, in welcher die GPS-Koordinaten
aller relevanten Haltestellen verzeichnet sind, ebenfalls automatisch
durchzuführen.
Eine weitere Möglichkeit
der Identifizierung besteht mit Hilfe der Wegmessung und der in
der Datenbank gespeicherten Distanz zwischen den Haltestellen.
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Nach der erfolgreichen Identifizierung
der Haltestelle kann über
eine entweder im Fahrzeug mitgeführte
Datenbank oder über
eine externe Datenbank auf die Referenzdaten der identifizierten
Haltestelle, zurückgegriffen
und die optimalen Fahrzeug-Sollgrößen unter Berücksichtigung
der Referenzdaten bestimmt werden.
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Die Bestimmung bzw. Planung der Soll-Trajektorien
kann zu Beginn der Haltestellenanfahrt entweder mittels einer Berechnung
erfolgen oder es können
aus einer Datenbank Soll-Trajektorien
aus vorab berechneten Trajektorienscharen ausgewählt werden. Die Auswahl aus
den vorgegebenen Trajektorienscharen erfolgt in Abhängigkeit
von den vorliegenden Anfangsbedingungen bei der Haltestellenanfahrt
wie Relativposition des Fahrzeugs zur anzufahrenden Haltestelle,
Fahrdynamikzustand, Gierwinkel zwischen Längsachse des Fahrzeugs relativ
zur Längsausrichtung
der Haltestelle, etc.)
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Es ist möglich die Fahrzeug-Sollgrößen empirisch
zu ermitteln. Dabei kann die Ermittlung durch ein- oder mehrmaliges
manuelles Anfahren der Haltestelle und Abspeichern der entsprechenden
Fahrzeug-Istgrößen erfolgen.
Diese abgespeicherten Fahrzeug-Istgrößen können dann für nachfolgende Haltestellenanfahrten
jeweils derselben Haltestelle als Fahrzeug-Sollgrößen verwendet werden.
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Im Falle einer externen Datenbank
werden die Referenzdaten drahtlos an eine Einrichtung im Fahrzeug
zur automatischen Haltestellenanfahrt übermittelt.
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Die Lageerkennungseinrichtung zur
Bestimmung der Relativposition des Fahrzeuges zur Haltestelle kann
zweckmäßig mit
einem oder mehreren Kamerasystemen realisiert werden, die im/am
Fahrzeug angebracht sind. Über
diese Kamerasysteme kann der laterale und/oder der longitudinale
Abstand des Fahrzeugs relativ zur Haltestelle und/oder der Gierwinkel
der Längsachse
des Fahrzeugs relativ zur Längsachse
bzw. Längsrichtung
der Haltestelle während
der gesamten Haltestellenanfahrt bestimmt werden. Dabei ist es möglich, dass
dem Fahrer die aufgenommenen Kamerabilder zumindest teilweise angezeigt
werden, so dass er einen größeren Bereich der
Fahrzeugumgebung überwa chen
kann, was insbesondere für
Busse zur Überwachung
der vorderen und hinteren Einstiege vorteilhaft ist.
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Dabei kann zumindest eines der Kamerasysteme
als optisches Erkennungssystem zur optischen Identifizierung der
Haltestelle verwendet werden.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist
zumindest einem der Kamerasysteme ein Lichtmusterstrahler zugeordnet,
der ein oder mehrere Lichtmuster – beispielsweise Lichtstreifen – auf einen
vom zugeordneten Kamerasystem erfassten Bereich der Haltestelle
projizieren kann. Dieses Lichtmuster kann vom betreffenden Kamerasystem
erfasst, aufgenommen und in einer Auswerteeinrichtung ausgewertet
werden. Durch dieses Lichtmuster kann die Bildverarbeitungsleistung
verbessert werden. Die Projektion des Lichtmusters erfolgt in der Regel
auf eine nichtebene Oberfläche,
z.B. auf den Bordstein, der einen Höhenversatz aufweist. Das Lichtmuster
weist einen entsprechenden Versatz im Musterverlauf auf, der aufgenommen
wird und eine genauere Abstandsermittlung durch die Bildverarbeitung
zur Projektionsfläche,
z.B. Bordstein, ermöglicht.
Hierfür
können
auch andere Sensoren wie Laser-Scanner etc. verwendet werden.
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Zur Erhöhung des Komforts für die Fahrzeuginsassen
kann bei der Ermittlung der Fahrzeug-Sollgrößen als Zusatzbedingung berücksichtigt werden,
dass die Summe aus Längs-
und Querbeschleunigung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Grenzwert
nicht übersteigen
darf. In gleicher Weise kann auch ein Längs- und Querbeschleunigungsrate, die
aus den zeitlichen Ableitungen der entsprechenden Beschleunigungen
ermittelt werden kann, in der Summe auf einen Grenzwert limitiert
werden.
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Die vorbeschriebenen Verfahrensschritte
beziehen sich auf die Anfahrt an eine Haltestelle, die von dem Fahrzeug
angesteuert wird und in der das Fahrzeug zum Stillstand kommt. Sämtliche
Verfahrensschritte und Verfahrensmerkmale können aber auch für das Ausfahren
aus einer Haltestelle eingesetzt werden. Die vorbeschriebenen Beziehungen und
Verhältnisse
gelten für
die Haltestellenausfahrt auch unabhängig von der Haltestellenanfahrt
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführung
ist vorgesehen, dass die bei einer Haltestellenanfahrt oder einer
Haltestellenausfahrt insbesondere rechnerisch und/oder empirisch
ermittelten Fahrzeug-Sollgrößen z.B.
in einer Datenbank abgespeichert und bei einer erneuten An- und
Ausfahrt dieser Haltestelle wiederverwendet werden. Dadurch kann die
Rechenleistung minimiert werden.
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Es ist weiterhin möglich, die
erfassten Fahrzeug-Istgrößen, z.B.
Messwerte der umgebungserfassenden Fahrzeug-Sensorik, zu filtern,
um die Genauigkeit der erfassten Fahrzeug-Istgrößen zu verbessern. Die Fahrzeug-Istgrößen können bei
widrigen Witterungsbedingungen zu ungenau sein, was beispielsweise
zu einer nicht ausreichend genauen Erkennbarkeit von Straßenrandmarkierungen
und Bordsteinkanten führen
kann. Durch eine Filterung, die die der Haltestelle zugeordneten
Referenzdaten und/oder die momentane Fahrzeugdynamik charakterisierende
Größen benutzt,
können
die erfassten Fahrzeug-Istwerte verbessert bzw. korrigiert werden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zur automatischen
Haltestellenanfahrt umfasst eine Lageerkennungseinrichtung zur Ermittlung
der aktuellen Relativposition des Fahrzeugs relativ zur Haltestelle, eine
Trajektorienplanungseinrichtung zur Bestimmung der Fahrzeug-Sollgrößen -beispielsgemäß Soll-Trajektorien – in Abhängigkeit
der Relativposition des Fahrzeugs relativ zur Haltestelle, eine
Regelungseinrichtung, in der aus den Fahrzeug-Sollgrößen Stellsignale
bestimmt werden, die Stelleinheiten im Fahrzeug zur Einstellung
der zugeordneten Fahrzeug-Istgrößen zugeführt werden,
sowie ein Erkennungssystem zur Identifizierung der Haltestellen
und eine Datenbank, in der die Referenzdaten der Haltestelle abgespei chert
ist. Diese Referenzdaten einer Haltestelle dienen zur Ermittlung
der Fahrzeug-Sollgrößen durch
die Trajektorienplanungseinrichtung.
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein mit einer Einrichtung zur automatischen
Haltestellenanfahrt bzw. -ausfahrt ausgerüstetes Fahrzeug während der
Annäherung
an eine Haltestelle,
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2 ein
als Gelenkbus ausgeführtes
Fahrzeug in schematischer Draufsicht bei der Anfahrt in die Haltestelle,
wobei der Gelenkbus mit mehreren Kamerasystemen ausgestattet ist,
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3 eine
schematische Darstellung eines am Fahrzeug vorgesehenen Lichtmusterstrahlers, über den
ein Lichtmuster erzeugbar ist, welches an einer Bordsteinkante gebrochen
wird, wobei das gebrochene Lichtmuster von einem Kamerasystem erfasst
wird.
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Bei dem in 1 schematisch dargestellten Fahrzeug 1 handelt
es sich beispielsgemäß um einen Gelenkbus
mit einem vorderen Busteil und einem über ein Gelenk angekoppeltem
hinteren Busteil. Das Fahrzeug 1 befindet sich in Anfahrt
auf eine Haltestelle 2, in der das Fahrzeug 1 zum Stillstand
kommen soll, und aus der das Fahrzeug 1 anschließend wieder
herausfahren soll.
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Um ein automatisches Anfahren und
Ausfahren zu ermöglichen,
ist das Fahrzeug 1 mit einer Einrichtung 3 zur
automatischen Haltestellenanfahrt und -ausfahrt ausgestattet, die
ein Erkennungssystem zur Identifizierung der Haltestelle 2 und
einer Datenbank aufweist. In der Datenbank sind Referenzdaten der
Haltestelle abgelegt, die die für
die automatische An- und
Abfahrt benötigten
Parameter enthalten, wie z.B. die Geometrie der Haltestelle, die
gewünschte Halteposition
bzw. der gewünschte
Stopppunkt des Fahrzeugs, etc.. Diese Referenzdaten sind sozusagen
das Modellwissen der Haltestelle.
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Weiter weist die Einrichtung 3 zur
automatischen Haltestellenanfahrt und -ausfahrt eine Lageerkennungseinrichtung
zur Ermittlung der aktuellen Position des Fahrzeugs 1 umfasst.
In der Lageerkennungseinrichtung wird die Relativposition des Fahrzeugs 1 zur
Haltestelle bestimmt. Die Relativposition umfasst bei dem hier erläuterten
Ausführungsbeispiel
drei Größen: den
longitudinalen Ist-Abstand des Fahrzeugs 1 von der Haltestelle 2 in
Längsrichtung 15 des
Fahrzeugs gesehen, den lateralen Ist-Abstand des Fahrzeugs 1 von
der Haltestelle 2 quer zur Längsrichtung 15 des
Fahrzeugs gesehen, und den Ist-Gierwinkel α zwischen
der Längsachse 15 des Fahrzeugs 1 und
der Längsachse
bzw. der Längsausrichtung 16 der
Haltestelle 2. Durch diese drei Größen ist die Relativposition
zwischen Fahrzeug 1 und Haltestelle 2 eindeutig
beschrieben. Der Gierwinkel wird benötigt, um die Ausrichtung der Längsachse 15 relativ
zur Längsachse 16 der
Haltestelle 2 zu beschreiben. In seiner Ziel- oder Halteposition
in der Haltestelle 2 soll das Fahrzeug 1 in der Regel
möglichst
tangential zur Haltestelle 2 ausgerichtet sein. Weiterhin
wird der Ist-Gierwinkel α dazu verwendet,
den mit Bezug zur Längsachse 15 des Fahrzeugs 1 gemessenen
lateralen bzw. longitudinalen Ist-Abstand relativ zur Haltestelle
umzurechnen in den jeweiligen lateralen bzw. longitudinalen Ist-Abstand
mit Bezug zur Längsachse
bzw. Längsausrichtung
der Haltestelle. Mit anderen Worten werden die Ist-Abstände mit
Bezug zu einem Fahrzeug festen Koordinatensystem gemessen und mit
Hilfe des Ist Gierwinkels α in
ein Haltestellen festes Koordinatensystem umgerechnet. Diese Haltestellen
bezogenen Werte dienen dann zur Regelung des Fahrzeugs.
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Bei dem hier in 1 und 2 dargestellten Gelenkbus
wird die Längsachse 15 des
Fahrzeugs 1 durch die Längsachse
des vorderen, die lenkbaren Räder
aufweisenden Busteils angegeben.
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Darüber hinaus weist die Einrichtung 3 zur automatischen
Haltestellenanfahrt und -ausfahrt eine Trajektorienplanungseinrichtung
auf, die zur Bestimmung der Fahrzeug-Sollgrößen – hier: Soll-Trajektorien – dient,
die die gewünschten
An- und/oder Ausfahrgrößen in bzw.
aus der Haltestelle definieren. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform
sind als Fahrzeug-Sollgrößen mehrere
Soll-Trajektorien vorgesehen:
- – eine Soll-Bahntrajektorie,
die den vom Fahrzeug zu fahrende Sollkurs angibt,
- – eine
Soll-Geschwindigkeitstrajektorie die Solllängsgeschwindigkeit und/oder
Sollquergeschwindigkeit angibt,
- – eine
Soll-Beschleunigungstrajektorie die Solllängsbeschleunigung und/oder
Sollquerbeschleunigung angibt,
- – eine
Soll-Beschleunigungsratentrajektorie, die die Sollbeschleunigungsrate,
d.h. die zeitliche Ableitung der Soll-Beschleunigungstrajektorie angibt und
- – eine
Soll-Gierwinkeltrajektorie, die den Soll-Gierwinkel zwischen der
Längsachse 15 des Fahrzeugs 1 und
der Längsachse 16 der
Haltestelle 2 und/oder der Halteposition in der Haltestelle 2 angibt.
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Die zeitliche Ableitung der Längs- und/oder Querbeschleunigung
entspricht dem "Ruck", der für die Fahrzeuginsassen
des Fahrzeugs bei einer Beschleunigungsänderung spürbar ist. Aus Komfortgründen für die Fahrzeuginsassen
soll der Ruck vorgegebene Grenzwerte beim Abbremsen und/oder beim
Beschleunigen nicht überschreiten.
Diese Grenzwerte können
z.B. empirisch ermittelt werden.
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Es ist dabei möglich, die bei einer Haltestellenanfahrt
oder Haltestellenausfahrt vorliegenden Fahrzeug-Istgrößen und/oder
Fahrzeug-Sollgrößen zu ermitteln
und abzuspeichern und bei einer erneuten An- oder Ausfahrt in bzw.
aus derselben Haltestelle als Fahrzeug-Sollgrößen wiederzuverwenden.
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Die Einrichtung 3 zur automatischen
Haltestellenanfahrt und – ausfahrt
enthält
eine Regelungseinrichtung, in der aus den Fahrzeug-Sollgrößen Stellsignale
bestimmt werden, die Steileinheiten im Fahrzeug zur Einstellung
der zugeordneten Fahrzeug-Istgrößen zugeführt werden,
um das Quer- und Längsdynamik
des Fahrzeugs entsprechend der vorgegebenen Fahrzeug-Sollgrößen zu steuern
oder zu regeln.
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Zur Anfahrt auf die Haltestelle 2 wird
zunächst
die aktuelle geographische Absolutposition des Fahrzeugs 1 bestimmt.
Die Lageerkennungseinrichtung ist hierfür mit einem GPS (Global Positioning System)
sowie mit einer digitalen Straßenkarte
ausgestattet, in der die Position der Haltestelle 2 eingetragen
ist. Aus diesen Informationen kann der Relativabstand zwischen aktueller
Fahrzeugposition und Haltestelle 2 ermittelt werden. Eine
weitere Möglichkeit
der Identifizierung besteht mit Hilfe der Wegmessung und der in
der Datenbank gespeicherten Distanz zwischen bekannten Positionen
des Fahrzeugs, z.B. den Haltepositionen in den Haltestellen.
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Zusätzlich umfasst die Lageerkennungseinrichtung
ein oder mehrere Kamerasysteme 8, über die die Haltestelle 2 alternativ
oder zusätzlich
optisch identifiziert werden kann. Hierfür werden charakteristische
Bildmerkmale der Haltestelle 2 von den Kamerasystemen 8 erfasst
und ausgewertet, beispielsweise ein Haltestellenschild, der Name
der Haltestelle 2 oder eine entsprechende Nummer, ein Wartehäuschen oder
dergleichen. Bei der optischen Erfassung der Haltestelle 2 mit
den Kamerasystemen 8 werden redundante Bildmerkmale erfasst
und ausgewertet, um die Haltestellenanfahrt sicher, präzise und
robust zu machen. Dem Kamerasystem 8 oder den Kamerasystemen
8 und
der nachgeschalteten Auswertung kommt als Hauptaufgabe die Erfassung
der optischen Merkmale der Haltestelle 2 und ihre Auswertung
zur Messung der Fahrzeug-Istgrößen wie
aktuellem longitudinalem oder lateralem Abstand, Gierwinkel etc.
zu. Wie 2 zu entnehmen
ist, können in
dem Fahrzeug 1 mehrere Kamerasysteme 8 angeordnet
sein, die sowohl im vorderen Bereich als auch im hinteren Bereich
des Gelenkbusses angeordnet sein können. Mit Hilfe der Kamerasysteme 8 können sowohl
der longitudinale als auch der laterale Abstand des Fahrzeugs 1
zum Straßenrand
bzw. zu bestimmten Punkten innerhalb der Haltestelle 2 erfasst und
auch charakteristische, der jeweiligen Haltestelle 2 zugeordnete
Merkmale zur Identifizierung der Haltestelle 2 aufgenommen
werden. Über
ein im vorderen Bereich des Fahrzeugs 1 angeordnetes Kamerasystem 8 kann
beispielsweise eine Straßenrandmarkierung 9 erfasst
werden. Als charakteristisches Merkmal, über das die Haltestelle 2 zu
identifizieren ist, kann beispielsweise ein Haltestellenschild 10 in der
Haltestelle 2 erkannt werden.
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Wenigstens eines der Kamerasysteme 8 kann
zusätzlich
auch zur optischen Überwachung der
unmittelbaren Fahrzeugumgebung verwendet werden. Beispielsweise
kann dem Fahrer das von diesem wenigstens einem Kamerasystem 8 aufgenommene
Bild zur Überwachung
eines Einstiegsbereichs angezeigt werden.
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Mit den gewonnenen Informationen
kann die aktuelle Haltestelle 2 identifiziert werden, und
es können
die dieser Haltestelle 2 zugeordneten Referenzdaten ausgelesen
werden, beispielsweise geometrische Abmessungen in Längs- und
Querrichtung der Haltebucht der Haltestelle 2, Beginn 4 und
Ende 5 der Haltestelle 2 sowie der Stopppunkt 6 innerhalb der
Haltestelle 2, an dem das Fahrzeug 1 zum Stillstand kommen
soll. Der Beginn 4 und das Ende 5 der Haltestelle 2 stellen
Markierungen bzw. Kontrollpunkte dar, was ebenso für den Stopppunkt 6 gilt,
deren Koordinaten aus der Datenbank ausgelesen und bei der Berechnung
der Fahrezug-Sollgrößen berücksichtigt
werden können.
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In 1 ist
beispielhaft für
die Fahrzeug-Sollgrößen die
Soll-Bahntrajektorie dargestellt. Entlang der Soll-Bahntrajektorie fährt das
Fahrzeug 1 in die Haltebucht der Haltestelle 2 ein
und verlässt diese
wieder. Neben der Soll-Bahntrajektorie 7 werden
auch die anderen Fahrzeug-Sollgrößen in der Trajektorienplanungseinrichtung
im Fahrzeug 1 ermittelt. Das Fahrzeug wird entsprechend
der Fahrzeug-Sollgrößen mittels
der Regeleinrichtung und den betreffenden Stelleinheiten autonom
bewegt.
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Zur Ermittlung der geometrischen
Referenzdaten einer Haltestelle und/oder der aktuellen Position
des Fahrzeugs kann das in
DE
199 21 437 A1 beschriebene Verfahren verwendet werden,
deren Inhalt diesbezüglich
ausdrücklich
Bestandteil der vorliegenden Offenbarung sein soll. Dabei werden
Messungen auf Basis von Weg- und/oder Geschwindigkeitssignalen,
z.B. mittels optischer Sensoren und/oder mittels Lenkwinkel- und/oder
Raddrehzahlsensoren und/oder Gyrosensoren und/oder GPS (Global Positioning
System) durchgeführt
und ausgewertet.
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Zur verbesserten optischen Erkennung
des Fahrbahn- bzw. Haltestellerandbereichs kann die Einrichtung
zur automatischen Haltestellenanfahrt und -ausfahrt entsprechend 3 mit wenigstens einem Lichtmusterstrahler 11 ausgestattet
sein, der einem Kamerasystem 8 zugeordnet ist und ein Lichtmuster 13,
beispielsweise ein Streifenmuster, erzeugt und auf den Boden im
Umgebungsbereich des Fahrzeugs 1 projiziert. Fällt das
Lichtmuster 13 auf eine nicht-ebene Fläche, beispielsweise auf eine Bordsteinkante 12,
wird das Lichtmuster 13 aufgrund des Höhenversatzes der Bordsteins 12 gebrochen, was
von dem zugeordneten Kamerasystem 8 aufgenommen und erkannt
werden kann, woraufhin der Abstand zur Bordsteinkante 12 mit
größerer Sicherheit
und Präzision
ermittelt werden kann. Das Kamerasystem 8 erfasst den Bereich,
welcher von dem Lichtmusterstrahler 11 angestrahlt wird.
Die Brechung des Lichtmusters 13 an der Bordsteinkante 12 kann
in der Einrichtung zur auto matischen Haltestellenanfahrt ausgewertet
werden und weist unmittelbar auf den Verlauf der begrenzenden Bordsteinkante 12 hin.
Mehreren Kamerasystemen 8 kann jeweils ein derartiger Lichtmusterstrahler
zugeordnet sein.
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Alternativ oder zusätzlich besteht
auch die Möglichkeit
die Relativposition des Fahrzeugs 1 zur Haltestelle 2 mit
weiteren Sensoren, die auf anderen physikalischen Prinzipien basieren,
zu ermitteln, wie z.B. mit Laser-Scannern etc..