DE102017213932A1 - Navigationsroute für Fahrzeug mit Anhänger - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer Navigationsroute für Fahrzeuge, die mit einem Anhänger gekoppelt sind, umfassend: Erkennen des Anhängers oder von Teilen des Anhängers mittels Sensoren des Fahrzeugs; Bestimmen der Breite, Höhe und/oder Länge des Anhängers basierend auf den Erkennungen; Berechnen der Navigationsroute unter Berücksichtigung der bestimmten Länge, Höhe und/oder Breite.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Navigationsroute für Fahrzeuge, die mit einem Anhänger gekoppelt sind.
  • Fahrzeuge, die mit einem Anhänger gekoppelt sind (also ein Gespann bilden), können eine Breite, Länge und/oder Höhe aufweisen, die ein Befahren mancher Straßen unmöglich macht oder nur unter besonderen Risiken möglich macht. Dies kann daraus resultieren, dass die Breite der Straße bzw. Fahrspuren (und ggf. deren Kurvenradien) nicht ausreichend ist, um dem Gespann mit seiner Breite, Länge und Manövrierfähigkeit ausreichend Fläche zum Fahren zu bieten. Die Höhe des Gespanns kann Fahrten unter Brücken, Unterführungen oder anderen Überbauungen unmöglich machen, wenn die Höhe der Überbauung nicht ausreichend ist.
  • Andererseits können Navigationssysteme vielfältige Informationen zu Straßen speichern, unter anderem die Breite der Straße bzw. Fahrspuren, Informationen zu Kurvenradien und Überbauungen von Straßen.
  • Im Dokument DE 10 2012 006 206 A1 wird ein Verfahren zur Erfassung einer drohenden Kollision zwischen einem Zugfahrzeug und seinem Anhänger beschrieben. Darin werden Sensoren des Fahrzeugs verwendet, um die Position des Anhängers bezüglich des Zugfahrzeugs zu erfassen. Abhängig von der erfassten Position wird vor einer drohenden Kollision gewarnt.
  • Im Dokument DE 10 2005 058 628 A1 wird ein Navigationssystem offenbart, in die Positionierung von Fahrzeug und Anhänger mittels GPS. Daraus wird die Position des Fahrzeugs und des Anhängers ermittelt und im autonomen Betrieb sollen damit Kollisionen mit der Umwelt und untereinander verhindert werden.
  • Es ist damit die Aufgabe an den Fachmann, ein Navigationssystem derart weiter zu entwickeln, dass die Routenplanung die Befahrbarkeit von Straßen mit dem Gespann berücksichtigt.
  • Dies Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Navigationsroute für Fahrzeuge, die mit einem Anhänger gekoppelt sind, umfassend: Erkennen des Anhängers oder von Teilen des Anhängers mittels Sensoren des Fahrzeugs; Bestimmen der Breite und/oder Länge des Anhängers basierend auf den Erkennungen; Berechnen der Navigationsroute unter Berücksichtigung der bestimmten Länge und/oder Breite. Die Länge des Anhängers ist definiert als die längste Ausdehnung des Anhängers entlang der Längsachse des Anhängers. Die Breite ist die längste Ausdehnung des Anhängers senkrecht zur Längsachse. Hierin wird unter einem Anhänger das „Fahrgestell“ inklusive der Ladung verstanden.
  • Hierin wird also vorgeschlagen die Routenberechnung abhängig von den Ausmaßen des Anhängers zu machen und dabei die Ausmaße des Anhängers automatisch zu bestimmen. Diese automatische Bestimmung verwendet Messungen mithilfe von Sensoren des Fahrzeugs. Mit der Einführung autonom oder halbautonom fahrender Fahrzeuge wird sich die Anzahl und Qualität von Sensoren, die in Fahrzeugen verbaut werden, signifikant erhöhen. Diese Sensoren sind dazu ausgelegt, das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen und ein autonomes oder halbautonomes Fahren zu ermöglichen. Die vorliegende Erfindung schlägt vor, diese Sensoren dazu zu nutzen, einen Anhänger des Fahrzeugs zu vermessen. Dazu diejenigen Sensoren verwendet, die den rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs erfassen.
  • In manchen Fällen wird ein Sensor nicht vollständig die jeweilige Ansicht des Anhängers aufnehmen können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das eigene Fahrzeug die Sicht auf den Anhänger beschränkt. Sensoren in den Außenspiegeln beispielsweise können die Front des Anhängers nicht vollständig aufnehmen, weil das Fahrzeug große Teile der Front des Anhängers für die Sensoren in den Außenspiegeln verdeckt. Dennoch können auch diese Sensoren verwendet werden, wenn Annahmen zur kontinuierlichen Ausdehnung des Anhängers getroffen werden. So können zwei Sensoren, die jeweils in den Außenspiegeln des Fahrzeugs angeordnet sind und jeweils eine Ecke des Anhängers erkennen dazu verwendet werden, die Breite des Anhängers zu bestimmen. Dies ist möglich, da die Breite des „abschattenden“ eigenen Fahrzeugs bekannt ist. Einfacher ist die Bestimmung der Breite des Fahrzeugs natürlich mit Sensoren, die die komplette Front des Anhängers aufnehmen, wie dies beispielsweise Heckkameras können. Diese können auch vorteilhaft dafür verwendet werden, die Höhe des Anhängers zu bestimmen. Sollte die Höhe des Anhängers die Aufnahmefähigkeit der Heckkamera überschreiten, kann der Benutzer aufgefordert werden, die Höhe manuell in das Navigationssystem einzugeben. Die anderen Maße des Anhängers können trotzdem automatisch über die Sensorik des Fahrzeugs bestimmt werden.
  • In einer Weiterbildung wird die Länge des Anhängers bei einem Fahrmanöver bestimmt, das zumindest einen minimalen Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers erzeugt. Das Fahrmanöver kann eine Kurvenfahrt sein. Typischerweise wird es den Sensoren des Fahrzeugs nicht möglich sein, die Länge des Anhängers zu bestimmen, wenn die Längsachse des Fahrzeugs und die Längsachse des Anhängers übereinander liegen. In diesem Fall können die Sensoren nur die Front des Anhängers erkennen. Bei einer Kurvenfahrt allerdings, die einen ausreichenden Winkel zwischen Fahrzeug und Anhänger erzeugt, wird es den Sensoren ermöglicht, die Seite des Anhängers aufzunehmen. Aus diesen Aufnahmen und dem Wissen über den Winkel zwischen Anhänger und Fahrzeug (bzw. deren Längsachsen) kann auf die Länge des Anhängers rückgeschlossen werden (unter dem Wissen der Form des Anhängers bzw. der Annahme einer rechteckigen Grundfläche). Es wird also eine Seite des Anhängers von Sensoren des Fahrzeugs erfasst und zur Bestimmung der Länge des Anhängers verwendet unter Berücksichtigung des Winkels zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers.
  • Die Erfassung der Seite des Anhängers kann bei stehendem Fahrzeug und Anhänger und/oder bei fahrendem Fahrzeug und Anhänger erfolgen. Wenn der Anhänger in stehendem Zustand des Gespanns vermessen wird kann dies Vorteile haben, weil Vibrationen des Fahrzeugs und des Anhängers vermieden werden und damit die Qualität der Sensormessungen verbessert werden kann.
  • Falls die Ladung des Anhängers über die Anhängermaße hinausragt, kann es vorkommen, dass die Fahrzeugsensoren nicht in der Lage sind die Ladung mit zu erfassen um dies bei der Routenplanung zu berücksichtigen. Um diese Situation zu berücksichtigen, kann eine entsprechende Abfrage zur Ladung optional vom System erfolgen (der Fahrer wird aufgefordert die Ladung, z.B. eine lange Leiter, zu ergänzen). Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass auch die Anhängergröße (Breite/Länge/Höhe) vom Benutzer manuell eingegeben wird im Fall, dass keine Sensorik zur Erkennung dieser Größen bereitsteht.
  • Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren Kameras im Heck des Fahrzeugs und/oder in den Außenspiegeln und/oder Innenspiegeln des Fahrzeugs umfassen. Kameras sind bildgebende Sensoren, deren Auswertung die Erkennung von Objekten im Bild ermöglicht, so auch des Anhängers und dessen Dimensionen. Es kann vorgesehen sein, dass Sensoren an den Seiten des Fahrzeuges ein in geringem Maße abstehen.
  • Weiterhin können die Sensoren Ultraschallsensoren, Lidar oder Radar umfassen. Mit diesen kann ebenfalls die Umwelt und der Anhänger erkannt und vermessen werden.
  • Ferner kann das Bestimmen der Breite, Höhe und/oder Länge des Anhängers auch auf Sensormessungen basiert, die von Sensoren, die außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind, insbesondere in Elementen der Verkehrsinfrastruktur, ggf. auch von fahrzeugeigenen Drohnen. Es kann also eine sogenannte V2I (Vehicle to Infrastructre) Quelle verwendet werden (oder eine Drohne), um die Abmessungen des Anhängers zu bestimmen.
  • Bei der Berechnung der Navigationsroute wird die Breite von Straßen, die Höhe von Überbauungen von Straßen und die Steigung von Straßen berücksichtigt. Dabei werden bei der Berechnung der Navigationsroute solche Straßen vermieden, die mit dem Anhänger nicht passiert werden können. Die Meidung dieser Straßen kann auf einer tatsächlichen Unmöglichkeit basieren, die Straße zu passieren, etwa weil Überbauungen eine Höhe aufweisen, die geringer ist, als die Höhe des Anhängers. Aber die Meidung kann auch darauf basieren, dass die Passage der Straße ein hohes Risiko für Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern oder der Umwelt birgt.
  • Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend Sensoren, die dazu eingerichtet sind, einen Anhänger des Fahrzeugs oder Teile davon zu erfassen, und ein Navigationssystem, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, eines der vorgenannten Verfahren auszuführen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Konfiguration zwischen Fahrzeug und Anhänger und die Positionierung von Sensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 2 zeigt schematisch eine Konfiguration zwischen Fahrzeug und Anhänger und die Positionierung von Sensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel zur Vermessung der Länge des Anhängers.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Im Betrieb des Fahrzeugs wird erkannt, wenn ein Anhänger an das Fahrzeug angekoppelt ist und somit ein Gespann gebildet wird. Bei der Bedienung des Navigationssystems wird daraufhin die Option angezeigt, die Größe des Gespanns anzugeben, die dann bei der Routenplanung berücksichtigt wird. Alternativ kann die jeweilige maximale Anhängergröße als Auswahlkriterium für die Routenplanung angezeigt/ausgewählt werden. Bevorzugt bestimmt das Fahrzeug jedoch die Größe des Anhängers (und auch des Gespanns inkl. der Ladung) mithilfe von Sensormessungen. Ggf. können einzelne Maße des Anhängers wie die Höhe noch manuell eingegeben werden, sollten sie nicht mit der Sensorik des Fahrzeugs bestimmt werden können.
  • 1 zeigt schematisch eine Konfiguration zwischen Fahrzeug und Anhänger und die Positionierung von Sensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel. Zwei Kameras 1 in den Außenspiegeln des Fahrzeugs nehmen auch den jeweils rechten oder linken rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs auf und damit auch die rechte bzw. linke Ecke des Anhängers (s. gestrichelte Linien). Gleichzeitig nimmt auch eine Heckkamera 2 den Anhänger auf. Aus jeder dieser Aufnahmen alleine (Kameras 1 bzw. der Heckkamera 2) kann die Breite B des Anhängers bestimmt werden sowie die Höhe des Anhängers (nicht in der 1 dargestellt).
  • 2 zeigt schematisch eine Konfiguration zwischen Fahrzeug und Anhänger und die Positionierung von Sensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel zur Vermessung der Länge des Anhängers. Bei einer Kurvenfahrt aufgrund eines Lenkwinkels an den Vorderrädern des Fahrzeugs bildet sich ein Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers, der es ermöglicht, dass dieselbe Kamera 1 im linken Außenspiegel des Fahrzeugs die Seite des Anhängers aufnimmt. Aus dieser Aufnahme (und unter Kenntnis des Winkels) kann die Länge des Anhängers bestimmt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012006206 A1 [0004]
    • DE 102005058628 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bereitstellen einer Navigationsroute für Fahrzeuge, die mit einem Anhänger gekoppelt sind, umfassend: Erkennen des Anhängers oder von Teilen des Anhängers mittels Sensoren des Fahrzeugs; Bestimmen der Breite, Höhe und/oder Länge des Anhängers basierend auf den Erkennungen; Berechnen der Navigationsroute unter Berücksichtigung der bestimmten Länge, Höhe und/oder Breite.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Länge des Anhängers bei einem Fahrmanöver bestimmt wird, das zumindest einen minimalen Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers erzeugt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei dem Fahrmanöver eine Seite des Anhängers von Sensoren des Fahrzeugs erfasst wird und zur Bestimmung der Länge des Anhängers verwendet wird unter Berücksichtigung des Winkels zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Erfassung der Seite des Anhängers bei stehendem Fahrzeug und Anhänger und/oder bei fahrendem Fahrzeug und Anhänger erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren Kameras im Heck des Fahrzeugs und/oder in den Außenspiegeln und/oder Innenspiegeln des Fahrzeugs umfassen.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoren Ultraschall, Lidar oder Radar umfassen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Breite, Höhe und/oder Länge des Anhängers auch auf Sensormessungen basiert, die von Sensoren, die außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind, insbesondere in Elementen der Verkehrsinfrastruktur.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Berechnung der Navigationsroute, die Breite von Straßen, die Höhe von Überbauungen von Straßen und die Steigung von Straßen berücksichtigt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei bei der Berechnung der Navigationsroute solche Straßen vermieden werden, die mit dem Anhänger nicht passiert werden können.
  10. Fahrzeug, umfassend Sensoren, die dazu eingerichtet sind, einen Anhänger des Fahrzeugs oder Teile davon zu erfassen, und ein Navigationssystem, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen auszuführen.
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