DE102015200551A1 - CONTROL SYSTEM FOR A VEHICLE AND CONTROL PROCEDURE - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Steuersystem für ein Fahrzeug, mit einer ersten Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, Positionsdaten zu einer Position des Fahrzeugs zu empfangen, einer zweiten Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, Steuerdaten auszugeben, und einer Recheneinrichtung, welche ausgebildet ist, basierend auf den empfangenen Positionsdaten Steuerdaten zu berechnen und über die zweite Kommunikationsschnittstelle auszugeben, wobei die Recheneinrichtung ausgebildet ist, die Steuerdaten derart zu berechnen, dass das Fahrzeug basierend auf den berechneten Steuerdaten in eine vorgegebene Sollposition steuerbar ist. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Steuerverfahren.The present invention discloses a control system for a vehicle having a first communication interface configured to receive position data about a position of the vehicle, a second communication interface configured to output control data, and a computing device configured based on the received position data to calculate control data and output via the second communication interface, wherein the computing device is configured to calculate the control data such that the vehicle is based on the calculated control data in a predetermined target position controllable. Furthermore, the present invention discloses a corresponding control method.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein Fahrzeug und ein entsprechendes Steuerverfahren zum Steuern eines Fahrzeugs. The present invention relates to a control system for a vehicle and a corresponding control method for controlling a vehicle.
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Zusammenhang mit Personenkraftfahrzeugen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf den Einsatz in Personenkraftfahrzeugen beschränkt sondern kann vielmehr mit jeder Art von Fahrzeug eingesetzt werden. The present invention will be described below mainly in connection with passenger cars. However, the present invention is not limited to use in passenger vehicles but rather can be used with any type of vehicle.
In modernen Fahrzeugen unterstützt eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen den Fahrer eines Fahrzeugs beim Führen des jeweiligen Fahrzeugs. In modern vehicles, a variety of driver assistance systems support the driver of a vehicle while driving the respective vehicle.
Die Unterstützungsfunktionen reichen dabei von Spurhalteassistenten, welche den Fahrer z.B. beim Verlassen einer Fahrspur auf der Autobahn warnen, falls kein Blinker gesetzt wurde, bis zum teilautonomen bzw. autonomen oder auch hochautomatisierten Fahren. The support functions thereby range from lane departure warning systems, which the driver. warn when leaving a lane on the highway, if no turn signal was set, to semi-autonomous or autonomous or highly automated driving.
Insbesondere bei Fahrerassistenzsystemen, welche die Kontrolle über die Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs übernehmen, dieses also autonom steuern, ist eine exakte Erfassung der Fahrzeugumgebung notwendig. Die Erfassung der Fahrzeugumgebung findet dabei üblicherweise durch im Fahrzeug integrierte Sensoren statt. Beispielsweise können dazu in einem Fahrzeug Ultraschall-Sensoren, Radarsensoren oder dergleichen eingesetzt werden. In particular, in driver assistance systems, which take over the control of the longitudinal and lateral acceleration of the vehicle, so this autonomously control, an accurate detection of the vehicle environment is necessary. The detection of the vehicle environment usually takes place by sensors integrated in the vehicle. For example, ultrasonic sensors, radar sensors or the like can be used in a vehicle for this purpose.
Solche Sensoren sind üblicherweise fest in der Struktur des Fahrzeugs verbaut und können einen durch die Einbauposition und die Form des Fahrzeugs fest vorgegebenen Bereich um das Fahrzeug erfassen. Such sensors are usually fixedly mounted in the structure of the vehicle and can detect a fixed by the installation position and the shape of the vehicle area around the vehicle.
Ein System, welches z.B. Radarsensoren im Fahrzeug einsetzt, um das Fahrzeug autonom zu steuern wird in der
Durch die vorgegebene Anordnung der Sensoren im Fahrzeug und den damit fest vorgegebenen Bereich, welcher durch die Sensoren erfasst wird, sind bekannte Systeme wenig flexibel und es kann zu Lücken bei der Erfassung der Fahrzeugumgebung kommen. Due to the predetermined arrangement of the sensors in the vehicle and the thus fixed area, which is detected by the sensors, known systems are not very flexible and there may be gaps in the detection of the vehicle environment.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Möglichkeit zur Umgebungserfassung in Fahrzeugen bereitzustellen. It is therefore an object of the present invention to provide an improved way of detecting the environment in vehicles.
Diese Aufgabe wird durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Steuerverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. This object is achieved by a control system having the features of patent claim 1 and a control method having the features of
Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Steuersystem für ein Fahrzeug, mit einer ersten Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, Positionsdaten zu einer Position des Fahrzeugs von mindestens einer Sensoreinrichtung, welche außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, zu empfangen, einer zweiten Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, Steuerdaten auszugeben, und mit einer Recheneinrichtung, welche ausgebildet ist, basierend auf den empfangenen Positionsdaten Steuerdaten zu berechnen und über die zweite Kommunikationsschnittstelle auszugeben, wobei die Recheneinrichtung ausgebildet ist, die Steuerdaten derart zu berechnen, dass das Fahrzeug basierend auf den berechneten Steuerdaten in eine vorgegebene Sollposition steuerbar ist. Accordingly, it is provided:
A control system for a vehicle having a first communication interface configured to receive position data about a position of the vehicle from at least one sensor device located outside the vehicle, a second communication interface configured to output control data, and a Computing device, which is designed to calculate based on the received position data control data and output via the second communication interface, wherein the computing device is configured to calculate the control data such that the vehicle is based on the calculated control data in a predetermined target position controllable.
Ferner ist vorgesehen:
Ein Steuerverfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, aufweisend Empfangen von Positionsdaten zu einer Position des Fahrzeugs von mindestens einer Sensoreinrichtung, welche außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, Berechnen von Steuerdaten basierend auf den empfangenen Positionsdaten, wobei die Steuerdaten derart berechnet werden, dass das Fahrzeug basierend auf den berechneten Steuerdaten in eine vorgegebene Sollposition steuerbar ist, und Ausgeben der Steuerdaten an eine Steuereinrichtung, welche eine Bewegung des Fahrzeugs basierend auf den Steuerdaten steuert. It is also provided:
A control method for controlling a vehicle, comprising receiving position data about a position of the vehicle from at least one sensor device located outside the vehicle, calculating control data based on the received position data, the control data being calculated such that the vehicle is based on the calculated control data is controllable in a predetermined target position, and outputting the control data to a control device which controls a movement of the vehicle based on the control data.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass fest in dem Fahrzeug verbaute Sensoren zur Erfassung des Fahrzeugumfeldes nur wenig flexibel einsetzbar sind. The knowledge underlying the present invention consists in the fact that sensors which are permanently installed in the vehicle for detection of the vehicle environment can only be used with little flexibility.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, eine Umfelderfassung durch einen Sensor zu ermöglichen, welcher nicht in dem Fahrzeug verbaut ist. Vielmehr wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine externe Sensoreinrichtung, welche außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, genutzt, um Positionsdaten zu einer Position des Fahrzeugs zu erfassen und an das erfindungsgemäße Steuersystem zu übertragen. The idea underlying the present invention is now to enable environment detection by a sensor which is not installed in the vehicle. Rather, according to the present invention, an external sensor device, which is arranged outside the vehicle, used to detect position data to a position of the vehicle and to transmit to the control system according to the invention.
In dem Steuersystem berechnet eine Recheneinrichtung basierend auf den von der externen Sensoreinrichtung erfassten Positionsdaten Steuerdaten, welche über eine zweite Kommunikationsschnittstelle ausgegeben werden. Beispielsweise können die Steuerdaten auf einem Fahrzeugbus des Fahrzeugs an weitere Fahrzeugsysteme übermittelt werden, welche basierend auf den Steuerdaten das Fahrzeug, insbesondere autonom, steuern. In the control system, a computing device calculates, based on the position data acquired by the external sensor device, control data which is output via a second communication interface. For example, the control data can be transmitted on a vehicle bus of the vehicle to other vehicle systems which control the vehicle, in particular autonomously, based on the control data.
Unter Positionsdaten sind im Rahmen dieser Patentanmeldung alle Daten zu verstehen, welche einen Rückschluss auf die Position des Fahrzeugs zulassen. Unter der Position des Fahrzeugs ist dabei jede Art einer Positionsangabe zu verstehen. Beispielsweise kann die Position als eine absolute Position, eine relative Position des Fahrzeugs gegenüber einem beliebigen Objekt oder dergleichen angegeben werden. In the context of this patent application, position data are to be understood as meaning all data which permit a conclusion about the position of the vehicle. The position of the vehicle is to be understood as any type of position indication. For example, the position may be indicated as an absolute position, a relative position of the vehicle to any object or the like.
Die Recheneinrichtung berechnet die Steuerdaten erfindungsgemäß derart, dass das Fahrzeug basierend auf den berechneten Steuerdaten in eine vorgegebene Sollposition gesteuert werden kann. The computing device calculates the control data according to the invention such that the vehicle can be controlled based on the calculated control data in a predetermined desired position.
Dabei können die Steuerdaten z.B. lediglich Bewegungsdaten zu einer gewünschte Bewegungsrichtung und -Entfernung des Fahrzeugs aufweisen. Die Steuerdaten können aber z.B. auch spezifische Steuerbefehle oder Steuergrößen für einzelne Aktoren des Fahrzeugs aufweisen. The control data may be e.g. only have movement data for a desired direction of movement and removal of the vehicle. The control data may, however, be e.g. also have specific control commands or control variables for individual actuators of the vehicle.
Die vorgegebene Sollposition kann z.B. eine Parkposition des Fahrzeugs sein. Dabei kann die Sollposition von dem Fahrzeug z.B. auch selbständig ausgewählt werden. Das Fahrzeug kann z.B. eine Kameraeinrichtung oder dergleichen aufweisen, um Parkplätze zu identifizieren und so die vorgegebene Sollposition festzulegen. Alternativ kann die vorgegebene Sollposition aber auch von einem Fahrer festgelegt werden. The predetermined target position may be e.g. be a parking position of the vehicle. At this time, the target position of the vehicle may be e.g. be selected independently. The vehicle may e.g. Have a camera device or the like to identify parking and so set the default position. Alternatively, the predetermined target position can also be determined by a driver.
Dadurch, dass erfindungsgemäß eine externe Sensoreinrichtung zur Erfassung der Positionsdaten genutzt wird, kann das Umfeld des Fahrzeugs aus unterschiedlichen Perspektiven erfasst werden. Dadurch werden dem Fahrzeug bzw. den Fahrzeugsystemen zusätzliche Informationen über die Position des Fahrzeugs bereitgestellt. Because an external sensor device is used according to the invention for detecting the position data, the environment of the vehicle can be detected from different perspectives. This provides the vehicle or vehicle systems with additional information about the position of the vehicle.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.
In einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung ausgebildet, aus den Positionsdaten die Position des Fahrzeugs und/oder Positionen von durch die Positionsdaten gekennzeichneten Hindernissen zu bestimmen. Ferner ist die Recheneinrichtung ausgebildet, basierend auf den bestimmten Positionen die Steuerdaten derart zu berechnen, dass das Fahrzeug basierend auf den Steuerdaten ohne eine Kollision mit einem der Hindernisse in die vorgegebene Sollposition steuerbar ist. Dadurch wird eine zuverlässige Steuerung des Fahrzeugs möglich. In one embodiment, the computing device is designed to determine from the position data the position of the vehicle and / or positions of obstacles identified by the position data. Furthermore, the computing device is designed to calculate the control data based on the determined positions in such a way that the vehicle can be controlled based on the control data without a collision with one of the obstacles into the predetermined desired position. This allows reliable control of the vehicle.
In einer Ausführungsform sind die Positionsdaten als Bilddaten ausgebildet, welche zumindest einen Teilbereich des Fahrzeugs zeigen. Die Bilddaten können z.B. für einen Teilbereich des Fahrzeugs aufgenommen werden, an welchem das Fahrzeug selbst keine Sensoren aufweist, z.B. an einer Seite des Fahrzeugs. So können auch Hindernisse, z.B. ein Pfosten, bei der Berechnung der Steuerdaten berücksichtigt werden, welche von den fahrzeugeigenen Sensoren nicht erfasst werden können. In one embodiment, the position data are formed as image data, which show at least a portion of the vehicle. The image data may e.g. be received for a portion of the vehicle on which the vehicle itself has no sensors, e.g. on one side of the vehicle. Thus, obstacles, e.g. a post, are taken into account in the calculation of the control data, which can not be detected by the on-board sensors.
In einer Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung als eine Kameraeinrichtung ausgebildet, welche mit der ersten Kommunikationsschnittstelle in datenkommunikativer Verbindung gekoppelt ist und ausgebildet ist, die Bilddaten aufzunehmen und dem Steuersystem über die erste Kommunikationsschnittstelle bereitzustellen. In one embodiment, the sensor device is designed as a camera device, which is coupled to the first communication interface in a data-communicative connection and is designed to record the image data and to provide it to the control system via the first communication interface.
In einer Ausführungsform ist die Kameraeinrichtung als eine mobile Kameraeinrichtung ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kameraeinrichtung als eine fest installierte Kameraeinrichtung ausgebildet sein. Dies ermöglicht den Einsatz der vorliegenden Erfindung mit unterschiedlichen Arten von Kameras. Beispielsweise kann die Kameraeinrichtung als eine Überwachungskamera in einem Parkhaus oder als die Kamera eines Mobiltelefons ausgebildet sein. In one embodiment, the camera device is designed as a mobile camera device. In a further embodiment, the camera device can be designed as a permanently installed camera device. This allows the use of the present invention with different types of cameras. For example, the camera device may be configured as a surveillance camera in a parking garage or as the camera of a mobile telephone.
In einer Ausführungsform ist die erste Kommunikationsschnittstelle als eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle ausgebildet und die mobile Kameraeinrichtung ist in drahtloser datenkommunikativer Verbindung mit der ersten Kommunikationsschnittstelle gekoppelt. Ist eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Steuersystem und der Kameraeinrichtung vorhanden, kann das Steuersystem flexibel mit unterschiedlichen Kameras gekoppelt werden. In one embodiment, the first communication interface is configured as a wireless communication interface and the mobile camera device is coupled in wireless data communication with the first communication interface. If there is wireless communication between the control system and the camera device, the control system can be flexibly coupled with different cameras.
In einer Ausführungsform kann das Steuersystem mit mehr als einer Kameraeinrichtung oder mit mehreren unterschiedlichen Arten von Sensoreinrichtungen gekoppelt sein. Dies verbessert die Umfelderfassung für das Steuersystem. In an embodiment, the control system may be coupled to more than one camera device or to a plurality of different types of sensor devices. This improves the environment detection for the control system.
In einer Ausführungsform ist die Recheneinrichtung ausgebildet, in den Bilddaten Hindernisse zu detektieren und die Positionen der detektierten Hindernisse zu bestimmen. Dies ermöglicht eine exakte Steuerung des Fahrzeugs ohne eine Kollision mit einem der Hindernisse. In one embodiment, the computing device is designed to detect obstacles in the image data and to determine the positions of the detected obstacles. This allows for accurate control of the vehicle without colliding with any of the obstacles.
In einer Ausführungsform weist das Steuersystem eine Steuereinrichtung auf, welche mit der zweiten Kommunikationsschnittstelle in datenkommunikativer Verbindung gekoppelt ist und ausgebildet ist, eine Bewegung des Fahrzeugs basierend auf den Steuerdaten zu steuern. Dadurch kann das Fahrzeug direkt durch das Steuersystem gesteuert werden. In one embodiment, the control system includes a controller coupled to the second communication interface in data-communicative communication and configured to control movement of the vehicle based on the control data. This can do that Vehicle can be controlled directly by the control system.
Die Steuereinrichtung kann aber auch ein bereits in dem Fahrzeug vorhandenes Fahrzeugsystem des Fahrzeugs sein, welches eine autonome Bewegung des Fahrzeugs, insbesondere basierend ferner auf Sensordaten, welche von Umfeldsensoren des Fahrzeugsystems erfasst werden, steuert. Beispielsweise kann ein Einparkassistent, welcher in dem Fahrzeug bereits vorhanden ist und basierend auf fahrzeugeigenen Sensordaten das Fahrzeug autonom einparkt durch das erfindungsgemäße Steuersystem zusätzlich die Steuerdaten oder auch die erfassten Positionsdaten des Fahrzeugs oder der Objekte bzw. Hindernisse erhalten. However, the control device can also be an existing vehicle system in the vehicle of the vehicle, which controls an autonomous movement of the vehicle, in particular further based on sensor data, which are detected by environmental sensors of the vehicle system. For example, a parking assistant, which is already present in the vehicle and autonomously parks the vehicle based on vehicle sensor data by the control system according to the invention additionally receive the control data or also the detected position data of the vehicle or the objects or obstacles.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen. The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden. In all figures, identical or functionally identical elements and devices have been provided with the same reference numerals, unless stated otherwise.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Das Steuersystem
Die Sensoreinrichtung
Ist die Sensoreinrichtung
Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung
Die Recheneinrichtung
In einer weiteren Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung
Basierend auf den erfassten Positionen des Fahrzeugs
Die Steuerdaten
Die zweite Kommunikationsschnittstelle
In einer Ausführungsform können die Steuerdaten
Die Sollposition
Das Verfahren sieht das Empfangen S1 von Positionsdaten
In einer Ausführungsform wird aus den Positionsdaten
In einer Ausführungsform des Verfahrens können die Positionsdaten
Die Bilddaten
Die Bilddaten können in einer solchen Ausführungsform z.B. über eine drahtlose datenkommunikative Verbindung übermittelt werden. Alternativ kann eine kabelgebundene Verbindung vorgesehen sein. The image data in such an embodiment may e.g. be communicated over a wireless data-communicative connection. Alternatively, a wired connection may be provided.
Über entsprechende Bildererkennungsalgorithmen können in den Bilddaten Hindernisse
Das Steuersystem
Das Fahrzeug
In
Die erste Kommunikationsschnittstelle
In einer Ausführungsform kann das Steuersystem
In
In einer Ausführungsform kann die Sensoreinrichtung
Um ein automatisches Steuern des Fahrzeugs
Ist die Sensoreinrichtung
In einer Ausführungsform kann die Sensoreinrichtung
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Steuersystem control system
- 2 2
- Fahrzeug vehicle
- 3 3
- erste Kommunikationsschnittstelle first communication interface
- 4 4
- Positionsdaten position data
- 5 5
- Sensoreinrichtung sensor device
- 6 6
- zweite Kommunikationsschnittstelle second communication interface
- 7 7
- Steuerdaten control data
- 8 8th
- Recheneinrichtung computing device
- 9 9
- Sollposition target position
- 10 10
- Kameraeinrichtung camera means
- 11 11
- Steuereinrichtung control device
- 12-1, 12-2 12-1, 12-2
- Sensordaten sensor data
- 13-1, 13-2 13-1, 13-2
- Umfeldsensoren environmental sensors
- 14-1, 14-2 14-1, 14-2
- Hindernis obstacle
- 15 15
- Person person
- 16 16
- Antenne antenna
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0913751 B1 [0007] EP 0913751 B1 [0007]
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTONOMOUS MOBILITY GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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R016 | Response to examination communication |