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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine mobile Vorrichtung zum Führen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs auf einem beweglichen Transportmittel, ein Fahrassistenzsystem zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrassistenzsystem, und ein Fahrassistenzverfahren für ein automatisiert fahrendes Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein intelligentes Führen von automatisiert fahrenden Fahrzeugen auf Fähren.
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Fährenüberfahrten sind heute für Seestrecken Standard. Typischerweise werden Fahrer von Fahrzeugen durch autorisierte Personen eingewiesen, insbesondere hinsichtlich eines Zeitpunkts zum Befahren der Fähre und eines Erreichens eines dezidierten Parkplatzes auf der Fähre. Aufgrund der hohen Packungsdichte von Fahrzeugen erfordert das Einparken eine Navigation des Fahrzeugs durch sehr enge Radien. Zusätzlich bestehen häufig schlechte Lichtverhältnisse. Auch muss an Hindernissen, wie Säulen und anderen Fahrzeugen, mit geringem Abstand vorbeigefahren werden.
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Zusätzliche Herausforderungen bestehen beispielsweise durch sehr steile Rampen, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass sie mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit aber auch Maximalgeschwindigkeit befahren werden können, ohne aber mit dem Unterboden aufzusetzen. In einigen Fällen kann die Kontrolle des Fahrzeugs auch aufgrund von Schaukelbewegungen des Schiffs erschwert werden.
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Fahrassistenzsysteme zum automatisierten Fahren gewinnen stetig an Bedeutung. Das automatisierte Fahren kann mit verschiedenen Automatisierungsgraden erfolgen. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beispielsweise sind die Fahrzeuge mit Level 4 vollautonom im Stadtbetrieb unterwegs.
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Das Fahrassistenzsystem zum automatisierten Fahren verwendet Sensoren, die die Umgebung auf visueller Basis wahrnehmen, sowohl im für den Menschen sichtbaren als auch unsichtbaren Bereich. Die Sensoren können zum Beispiel eine Kamera, ein Radar und/oder ein LiDAR sein. Diese sind neben hochgenauen Karten die hauptsächlichen Signalquellen für Fahrassistenzsysteme zum automatisierten Fahren. Damit ist es jedoch manchmal nicht möglich, unsichtbare oder verdeckte Gefahrenquellen rechtzeitig wahrzunehmen. Insbesondere für die Auffahrt und Navigation auf Fähren sind heute verfügbare Fahrassistenzsystem zum automatisierten Fahren nur bedingt geeignet.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine mobile Vorrichtung zum Führen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs auf einem beweglichen Transportmittel, ein Fahrassistenzsystem zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrassistenzsystem, und ein Fahrassistenzverfahren für ein automatisiert fahrendes Fahrzeug anzugeben, die eine präzise und sichere Navigation des automatisiert fahrenden Fahrzeugs zu einem Stellplatz ermöglichen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Trajektorienplanung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Gemäß einem unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine mobile Vorrichtung zum Führen eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs auf einem beweglichen Transportmittel, insbesondere einer Fähre, angegeben. Die mobile Vorrichtung umfasst eine Antriebseinheit, die eingerichtet ist, um die Vorrichtung entlang eines Bewegungspfads zu bewegen; eine Umgebungssensorik, die eingerichtet ist, um Umgebungsdaten in Bezug auf eine Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs zu erfassen; und eine Kommunikationseinheit, die eingerichtet ist, um mit dem Fahrzeug zu kommunizieren, wobei die Kommunikationseinheit weiter eingerichtet ist, um dem Fahrzeug Navigationsdaten, die zumindest teilweise auf den Umgebungsdaten basieren, für eine Navigation des Fahrzeugs zu einem Stellpatz auf dem beweglichen Transportmittel zu übermitteln.
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Erfindungsgemäß wird eine externe mobile Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Drohne, verwendet, um das Fahrzeug zu seinem Stellplatz zu führen. Hierzu umfasst die mobile Vorrichtung eine Umgebungssensorik, die Umgebungsdaten des Fahrzeugs erfasst und an das Fahrzeug übermittelt, so dass das Fahrzeug sein Umgebungsmodell durch die von der mobilen Vorrichtung bereitgestellten Umgebungsdaten ergänzen kann. Hierdurch kann das Fahrzeug eine verbesserte Trajektorienplanung durchführen, so dass das Fahrzeug sicher und effizient zu seinem Stellplatz bewegt werden kann.
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Die Führung des Fahrzeugs durch die mobile Vorrichtung erfolgt vorzugsweise während der gesamten Fahrt des Fahrzeugs auf dem beweglichen Transportmittel, und insbesondere bis zum Erreichen des dem Fahrzeug zugewiesenen Stellplatzes. Optional kann die Führung des Fahrzeugs durch die mobile Vorrichtung bereits vor einer Auffahrt des Fahrzeugs auf das bewegliche Transportmittel erfolgen. Zum Beispiel kann vor dem Auffahren des Fahrzeugs auf das bewegliche Transportmittel eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug und der mobilen Vorrichtung implementiert werden, so dass die Führung des Fahrzeugs während und nach der Auffahrt auf das bewegliche Transportmittel erfolgen kann.
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Vorzugsweise umfasst die Umgebungssensorik der mobilen Vorrichtung wenigstens ein LiDAR-System und/oder wenigstens ein Radar-System und/oder wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens ein Ultraschall-System und/oder wenigstens eine Lasersystem. Die Umgebungssensorik kann die Umfelddaten (auch als „Umgebungsdaten“ bezeichnet) bereitstellen, die den Umgebungsbereich des durch die mobile Vorrichtung erfassten Fahrzeugs abbildet.
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Vorzugsweise ist die mobile Vorrichtung eine bodengebundene mobile Vorrichtung oder eine flugtaugliche mobile Vorrichtung. Die bodengebundene mobile Vorrichtung kann beispielsweise Räder und wenigstens einen Motor umfassen, so dass sich die mobile Vorrichtung auf dem beweglichen Transportmittel bewegen kann. Die flugtaugliche mobile Vorrichtung kann wenigstens einen Rotor und wenigstens einen Motor umfassen, so dass sich die mobile Vorrichtung fliegend fortbewegen kann. Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung eine Drohne sein, und insbesondere eine fliegende Drohne. Die fliegende Drohne kann das Fahrzeug und seine Umgebung aus der Vogelperspektive erfassen.
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Vorzugsweise ist die mobile Vorrichtung eingerichtet, um dem Fahrzeug während der Fahrt zum Stellplatz unter Verwendung der Antriebseinheit zu folgen. Die mobile Vorrichtung kann dem Fahrzeug derart folgen bzw. den Bewegungspfad der mobilen Vorrichtung derart festlegen, dass die Umgebungssensorik der mobilen Vorrichtung das Fahrzeug und seine Umgebung während der Fahrt zum Stellplatz kontinuierlich erfassen kann.
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Vorzugsweise umfassen die Navigationsdaten zumindest einen Teil der Umgebungsdaten, die durch die Umgebungssensorik der mobilen Vorrichtung erfasst werden, so dass das automatisiert fahrende Fahrzeug ein fahrzeugeigenes Umfeldmodell mit den Umgebungsdaten der mobilen Vorrichtung ergänzen und beim automatisierten Fahren zum Stellplatz verwenden kann. Hierdurch kann eine verbesserte Trajektorienplanung ermöglicht werden, so dass das Fahrzeug sicher und effizient zu seinem zugewiesenen Stellplatz bzw. Parkplatz geführt werden kann. Insbesondere kann die mobile Vorrichtung die Fahraufgabe nicht für das Fahrzeug übernehmen, wie es beispielsweise die Funktionsweise eines Parkroboters ist, sondern kann gezielt das Umfeldmodell und die Trajektorienplanung des Fahrzeugs erweitern.
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Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit weiter für eine Kommunikation mit dem beweglichen Transportmittel und/oder einem Nutzer eingerichtet, um Informationen und/oder Anweisungen in Bezug auf die Navigation des Fahrzeugs zum Stellpatz zu empfangen. Beispielsweise kann der Nutzer ein Parkeinweiser sein, der über die Schnittstelle Instruktionen eingibt. Insbesondere kann der Nutzer dem Fahrzeug mittels der Schnittstelle einen Stellplatz auf dem beweglichen Transportmittel zuweisen. Hierzu kann der Nutzer zum Beispiel ein mobiles Endgerät verwenden.
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Das mobile Endgerät kann mit der mobilen Vorrichtung drahtlos oder drahtgebunden direkt kommunizieren oder drahtlos über eine Server-Anbindung (z.B. Cloud) indirekt kommunizieren. Der Begriff mobiles Endgerät beinhaltet insbesondere Smartphones, aber auch andere mobile Telefone bzw. Handys, Personal Digital Assistants (PDAs), Tablet PCs sowie alle gängigen sowie künftigen elektronischen Geräte, welche mit einer Technologie zur Kommunikation ausgestattet sind.
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Vorzugsweise umfasst die mobile Vorrichtung eine Positionsbestimmungseinheit, die für eine Positionsbestimmung der mobilen Vorrichtung und/oder des Fahrzeugs eingerichtet ist. Die Positionsbestimmung kann zum Beispiel mittels GPS und/oder einer transponderbasierten Methode erfolgen, ist jedoch nicht hierauf begrenzt.
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Vorzugsweise umfasst die mobile Vorrichtung Identifikationsmittel, um die mobile Vorrichtung vor der Navigation des Fahrzeugs zum Stellpatz gegenüber dem Fahrzeug zu identifizieren. Beispielsweise wird das Fahrzeug vor einer Fähre abgestellt und es erfolgt eine virtuelle Token/Guidance-Übergabe an die mobile Vorrichtung. Dieser Vorgang kann in einigen Ausführungsformen über eine Blockchain abgesichert sein. Entsprechend übernimmt die mobile Vorrichtung damit die Verantwortung über die Fahrzeugführung.
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In einigen Ausführungsformen verfügt die mobile Vorrichtung über ein Erkennungsmerkmal, zum Beispiel einen Prismenspiegel oder einen dynamischen QR-Code oder eine Fläche, die beispielsweise im Laserscanner des Fahrzeugs eindeutig zu erkennen ist. Das Erkennungsmerkmal kann zum Beispiel durch die Umgebungssensorik des Fahrzeugs erkannt werden, so dass die Anwesenheit der mobilen Vorrichtung und/oder deren Identität durch das Fahrzeug bestätigt werden kann. Ergänzend oder alternativ kann das Erkennungsmerkmal verwendet werden, damit das Fahrzeug der mobilen Vorrichtung zum Stellplatz folgt. Anders gesagt kann das durch die Umgebungssensorik des Fahrzeugs erfasste Erkennungsmerkmal für die Trajektorienplanung verwendet werden.
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Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit der mobilen Vorrichtung ein Gerät, welches in der Lage ist, in einem mobilen Netzwerk über lokale Netzwerke bzw. Local Area Networks (LANs), wie z.B. Wireless LAN (WiFi/WLAN), oder über Weitverkehrsnetze bzw. Wide Area Networks (WANs) wie z.B. Global System for Mobile Communication (GSM), General Package Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), High Speed Downlink/Uplink Packet Access (HSDPA, HSUPA), Long-Term Evolution (LTE), oder World Wide Interoperability for Microwave Access (WIMAX) drahtlos zu kommunizieren. Eine Kommunikation über weitere gängige oder künftige Kommunikationstechnologien, z.B. 5G-Mobilfunksysteme, ist ebenso möglich.
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Ergänzend oder alternativ ist die Kommunikationseinheit der mobilen Vorrichtung für eine Kommunikation mittels einer Nahfeldtechnologie, wie zum Beispiel Bluethooth, eingerichtet. Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung über Bluethooth mit dem Fahrzeug kommunizieren.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrassistenzsystem zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, angegeben. Das Fahrassistenzsystem umfasst ein Kommunikationsmodul, das für eine Kommunikation mit der mobilen Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eingerichtet ist; und wenigstens eine Prozessoreinheit, die eingerichtet ist, um eine Trajektorienplanung basierend auf den Navigationsdaten, die von der Vorrichtung empfangen werden, durchzuführen, um das Fahrzeug automatisiert zum Stellplatz auf dem beweglichen Transportmittel zu bewegen.
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Die wenigstens eine Prozessoreinheit ist ein programmierbares Rechenwerk, also eine Maschine oder eine elektronische Schaltung, die gemäß übergebenen Befehlen andere Elemente steuert und dabei einen Algorithmus (Prozess) vorantreibt.
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Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012).
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Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich.
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Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, abgegeben. Das Fahrzeug umfasst das Fahrassistenzsystem gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Der Begriff Fahrzeug umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge zur Personenbeförderung.
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Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug eine Umgebungssensorik, die eingerichtet ist, um die Umfelddaten zu erfassen. Vorzugsweise umfasst die Umgebungssensorik wenigstens ein LiDAR-System und/oder wenigstens ein Radar-System und/oder wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens ein Ultraschall-System. Die Umgebungssensorik kann die Umfelddaten (auch als „Umgebungsdaten“ bezeichnet) bereitstellen, die einen Umgebungsbereich des Fahrzeugs abbilden.
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Die Umgebungsdaten des Fahrzeugs werden zusammen mit den von der mobilen Vorrichtung bereitgestellten Umgebungsdaten verwendet, um ein verbessertes Umfeldmodell zu erstellen. Durch das verbesserte Umfeldmodell kann eine verbesserte Trajektorienplanung durch das Fahrassistenzsystem erfolgen, so dass das Fahrzeug sicher und effizient zu seinem Stellpatz fahren kann.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrassistenzverfahren für ein automatisiert fahrendes Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, angegeben. Das Fahrassistenzverfahren umfasst ein Erfassen, durch eine Umgebungssensorik einer mobilen Vorrichtung, von Umgebungsdaten in Bezug auf eine Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs; ein Übermitteln, durch die mobile Vorrichtung, von Navigationsdaten, die zumindest teilweise auf den erfassten Umgebungsdaten basieren, an das Fahrzeug; und ein Bewegen des Fahrzeugs zu einem Stellpatz auf dem beweglichen Transportmittel unter Verwendung der von der mobilen Vorrichtung empfangenen Navigationsdaten.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt ist ein Software (SW) Programm angegeben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Fahrassistenzverfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren unabhängigen Aspekt ist ein Speichermedium angegeben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Fahrassistenzverfahren auszuführen.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 schematisch eine mobile Vorrichtung, ein automatisiert fahrendes Fahrzeug und eine Auffahrt auf ein bewegliches Transportmittel gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung,
- 2 schematisch eine mobile Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung,
- 3 schematisch ein Fahrzeug mit einem Fahrassistenzsystem zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und
- 4 ein Flussdiagram eines Fahrassistenzverfahrens gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Ausführungsformen der Offenbarung
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Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Im Allgemeinen ist eine Auffahrt und Navigation auf beweglichen Transportmitteln, wie zum Beispiel auf Fähren, für Fahrassistenzsystem zum automatisierten Fahren eine Herausforderung. Insbesondere ist die im Fahrzeug verbaute Ultraschallsensorik nur von geringem Nutzen. Auch Kamerasysteme sind durch die schlechten Lichtverhältnisse eingeschränkt. Zudem werden Rampen durch den tiefen Installationsort von Ultraschallsensoren nur schwer oder sehr spät erkannt. Zusätzlich muss den Befehlen von Einweisern gefolgt werden. Des Weiteren muss für Absätze und Rampen eine Abschätzung der Bodengeometrie erfolgen. Dies ist ebenfalls durch die fahrzeugeigene Umgebungssensorik nur begrenzt möglich.
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Das Auffahren und Einparken auf beweglichen Transportmitteln sind im Vergleich zum Einfahren und Einparken in stationären Parkhäusern zudem herausfordernd, da sich die Rahmenbedingungen grundlegend unterscheiden. Beispielsweise ist dem Fahrzeug auf beweglichen Transportmitteln ein fester Parkplatz zugewiesen, es herrscht also keine freie Platzwahl. Auch sind auf beweglichen Transportmitteln meist eine Vielzahl von Fahrzeugen gleichzeitig beim Einparken und/oder Ausparken unterwegs, während im Parkhaus meist alle Fahrzeuge bereits parken. Des Weiteren gibt es auf beweglichen Transportmitteln eine dritte Instanz (Einweiser), der die Fahrmanöver vorgibt und/oder einschränkt, und es gibt deutlich weniger Platz, engere Radien, steilere Rampen etc. Zudem sind kooperative Fahrmanöver notwendig, so dass jedes Fahrzeug seinen zugewiesenen Platz erreicht. Im Gegensatz zum Einzelmanöver, das auf ein einzelnes Fahrzeug fokussiert ist, ist das Einparken auf einer Fähre ein Gruppenmanöver, bei dem die Optionen des einzelnen Fahrzeugs stark eingeschränkt sind. Schließlich ist auch die Nutzung von Inertialsensorik durch die Eigenbewegungen eines Schiffes stark eingeschränkt.
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Erfindungsgemäß wird eine externe mobile Vorrichtung, wie zum Beispiel eine Drohne, verwendet, um das Fahrzeug zu seinem Stellplatz zu führen. Hierzu umfasst die mobile Vorrichtung eine Umgebungssensorik, die Umgebungsdaten des Fahrzeugs erfasst und an das Fahrzeug übermittelt, so dass das Fahrzeug sein Umgebungsmodell durch die von der mobilen Vorrichtung bereitgestellten Umgebungsdaten ergänzen kann. Hierdurch kann das Fahrzeug eine verbesserte Trajektorienplanung durchführen, so dass das Fahrzeug sicher und effizient zu seinem Stellplatz bewegt werden kann.
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1 zeigt schematisch eine mobile Vorrichtung 100, ein Fahrzeug 10 und eine Auffahrt auf ein bewegliches Transportmittel 30 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt schematisch eine mobile Vorrichtung 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Die mobile Vorrichtung 100 ist über eine erste Kommunikationsverbindung 1 mit dem Fahrzeug 10 verbunden, um das Fahrzeug beim Auffahren auf die Rampe und beim Fahren auf dem beweglichen Transportmittel zum zugewiesenen Stellplatz zu führen. Die erste Kommunikationsverbindung 1 kann unter Verwendung eines mobilen Netzwerks oder einer Nahfeldtechnologie, wie zum Beispiel Bluethooth, implementiert werden. Das mobile Netzwerk kann zum Beispiel ein LTE-Netzwerk oder 5G-Netzwerk sein.
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Optional ist die mobile Vorrichtung 100 über eine zweite Kommunikationsverbindung 2 mit dem beweglichen Transportmittel 30 verbunden, beispielsweise um Anweisungen eines Einweisers zu empfangen. Die Anweisungen können zum Beispiel einen Stellplatz angeben, der dem Fahrzeug 10 durch den Einweiser zugewiesen wurde. Die zweite Kommunikationsverbindung 2 kann unter Verwendung eines mobilen Netzwerks oder einer Nahfeldtechnologie, wie zum Beispiel Bluethooth, implementiert werden. Das mobile Netzwerk kann zum Beispiel ein LTE-Netzwerk oder 5G-Netzwerk sein.
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Die mobile Vorrichtung 100 umfasst eine Antriebseinheit 130, 132, die eingerichtet ist, um die mobile Vorrichtung 100 entlang eines Bewegungspfads zu bewegen; eine Umgebungssensorik 110, die eingerichtet ist, um Umgebungsdaten in Bezug auf eine Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs 10 zu erfassen; und eine Kommunikationseinheit 120, die eingerichtet ist, um mit dem Fahrzeug 10 zu kommunizieren, wobei die Kommunikationseinheit 120 weiter eingerichtet ist, um dem Fahrzeug 10 Navigationsdaten, die zumindest teilweise auf den Umgebungsdaten basieren, für eine Navigation des Fahrzeugs 10 zu einem Stellpatz auf dem beweglichen Transportmittel zu übermitteln.
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In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung 100 eine flugtaugliche mobile Vorrichtung, wie eine fliegende Drohne, sein. In diesem Fall kann die Antriebseinheit der mobilen Vorrichtung wenigstens einen Rotor 130 und wenigstens einen Motor 132 zum Antreiben des wenigstens einen Rotors 130 umfassen, so dass sich die mobile Vorrichtung 10 fliegend fortbewegen kann.
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Bezugnehmend auf die 1 kann jedem automatisiert fahrenden Fahrzeug eine mobile Vorrichtung 100 zur Verfügung gestellt werden. Die mobile Vorrichtung 100 verfügt sowohl über eine Hardwareeinheit, um autark auf dem Schiff vorgegebene Routen abzufahren, und auch eine Softwarekomponente, um Vorgaben aufzunehmen und eine aktuelle Situationsinterpretation durchzuführen. Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung 100 eine Schnittstelle, z.B. unter Verwendung von Bluetooth und/oder Infrarot, umfassen, um von einem Einweiser via Smartphone Vorgaben übermittelt zu bekommen.
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Zusätzlich umfasst die mobile Vorrichtung 100 entsprechende Sensoren zur Umfeldwahrnehmung, wie zum Beispiel Laserscanner, Radar und/oder Kamera(s), um ein Umfeldmodell aufzubauen. In einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung 100 zum Beispiel über einen SLAM Algorithmus selbst eine hochgenaue Karte des Schiffes aufzubauen. In anderen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung 100 eine hochgenaue digitale Karte von einer externen Quelle bereitgestellt bekommen.
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Die mobile Vorrichtung 100 umfasst in einigen Ausführungsformen eine hochgenaue Lokalisierungseinheit, die insbesondere mit Schiffskomponenten kommunizieren kann. In einigen Ausführungsformen kann die Lokalisierung insbesondere über eine transponderbasierte Signalerkennung vorgenommen werden.
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Gemäß einigen Ausführungsformen kann die mobile Vorrichtung 100 einen Autorisierungsmechanismus umfassen, mit dem das Fahrzeug veranlasst wird, Trajektorien- und/oder Zielvorgaben von der mobilen Vorrichtung 100 zu übernehmen, und insbesondere besondere Features des Umfeldmodells der mobilen Vorrichtung 100, die vom Fahrzeug sensorbedingt nicht wahrgenommen werden können. Diese werden vom Umfeldmodell der mobilen Vorrichtung 100 in das Umfeldmodell des Fahrzeugs 10 übertragen. Dadurch kann das Fahrzeug 10 mit dem Systemwissen über sich selbst (Ausmaße, Wendekreis, etc.) die Trajektorienplanung im Detail genauer vornehmen.
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Die Zielvorgabe, also der zugewiesene Stellplatz, wird dabei von der mobilen Vorrichtung 100 übernommen, um dem kooperativen Charakter des Szenarios Rechnung zu tragen. Beispielsweise kann das Fahrzeug die Vorgaben der mobilen Vorrichtung 100 übernehmen, nachdem eine Bestätigung des Fahrers auf einer App erfolgt ist, oder wenn der Fahrer/das Fahrzeug durch den Buchungsvorgang der Fähre bereits eine eindeutige Autorisierung durchgeführt hat.
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3 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10 mit einem Fahrassistenzsystem 200 zum automatisierten Fahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Das Fahrzeug 10 umfasst das Fahrassistenzsystem 200 zum automatisierten Fahren. Beim automatisierten Fahren erfolgt die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 10 automatisch. Das Fahrassistenzsystem 200 übernimmt also die Fahrzeugführung. Hierzu steuert das Fahrassistenzsystem 200 den Antrieb 20, das Getriebe 22, die hydraulische Betriebsbremse 24 und die Lenkung 26 über nicht dargestellte Zwischeneinheiten.
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Zur Planung und Durchführung des automatisierten Fahrens werden Umfeldinformationen einer Umfeldsensorik, die das Fahrzeugumfeld beobachtet, vom Fahrassistenzsystem 200 entgegengenommen. Insbesondere kann das Fahrzeug wenigstens einen Umgebungssensor 12 umfassen, der zur Aufnahme von Umgebungsdaten, die das Fahrzeugumfeld angeben, eingerichtet ist. Der wenigstens eine Umgebungssensor 12 kann beispielsweise ein LiDAR-System, ein oder mehrere Radar-Systeme und/oder eine oder mehrere Kameras umfassen.
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Die Umgebungsdaten der Umgebungssensorik des Fahrzeugs werden zusammen mit den von der mobilen Vorrichtung bereitgestellten Umgebungsdaten verwendet, um ein verbessertes Umfeldmodell zu erstellen. Durch das verbesserte Umfeldmodell kann eine verbesserte Trajektorienplanung durch das Fahrassistenzsystem 200 erfolgen, so dass das Fahrzeug 10 sicher und effizient zu seinem Stellpatz fahren kann.
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4 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines Fahrassistenzverfahrens 400 für ein automatisiert fahrendes Fahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrassistenzverfahren 400 kann durch eine entsprechende Software implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessoren (z.B. eine CPU) ausführbar ist.
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Das Fahrassistenzverfahren 400 umfasst im Block 410 ein Erfassen, durch eine Umgebungssensorik einer mobilen Vorrichtung, von Umgebungsdaten in Bezug auf eine Umgebung des automatisiert fahrenden Fahrzeugs; im Block 420 ein Übermitteln, durch die mobile Vorrichtung, von Navigationsdaten, die zumindest teilweise auf den erfassten Umgebungsdaten basieren, an das Fahrzeug; und im Block 430 ein Bewegen des Fahrzeugs zu einem Stellpatz auf dem beweglichen Transportmittel unter Verwendung der von der mobilen Vorrichtung empfangenen Navigationsdaten.
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Beispielsweise wird das Fahrzeug vor einer Fähre abgestellt und es erfolgt eine virtuelle Token/Guidance-Übergabe an die mobile Vorrichtung. Dieser Vorgang kann über eine Blockchain abgesichert werden. Entsprechend übernimmt die mobile Vorrichtung 100 damit die Verantwortung über die Fahrzeugführung.
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Nachdem die mobile Vorrichtung das Fahrzeug an den vorgeschriebenen Platz geführt hat, kann ein Signal an das Fahrzeug übertragen werden, das angibt, dass der Vorgang beendet wurde. Das Fahrzeug folgt der Drohne dann nicht weiter und kann zum Beispiel einen Gang einlegen, die Feststellbremse aktivieren, den Motor abschalten, die Türen verriegeln und das Fahrzeug herunterfahren. Dieser Vorgang kann ebenfalls per Blockchain vermerkt werden.
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Im Detail kann eine relative Positionierung zwischen der mobilen Vorrichtung und dem Fahrzeug erfolgen, beispielsweise einen 3D-Laserscanner, der einerseits ein virtuelles Bild des Fahrschlauches innerhalb der Fähre als auch des zu führenden Fahrzeugs aufbaut. Dabei ist die Führung nicht zwingend auf ein einzelnes Fahrzeug beschränkt, sondern kann auch mehrere hinter- und/oder nebeneinander fahrende Fahrzeuge miteinschließen.
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Die mobile Vorrichtung plant für das/die Fahrzeuge die Route und übermittelt diese an die Fahrzeuge. In einigen Ausführungen werden der mobilen Vorrichtung vom Fahrzeug kennzeichnende Merkmale vorab übermittelt, so dass die mobile Vorrichtung eine gezielte Optimierung der Routenplanung durchführen kann. Hierbei kann die mobile Vorrichtung ihre eigene Sensorik verwenden, um die vom Fahrzeug bereit gestellten Daten zu verifizieren und deren Genauigkeit entsprechend zu charakterisieren.
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Durch die mobile Vorrichtung können dabei auch Fahrzeuge befähigt werden, einen autonomen Parkvorgang durchzuführen, obwohl die am Fahrzeug befindliche Sensorik und Intelligenz einen autonomen Parkvorgang nicht ermöglicht. Die mobile Vorrichtung nimmt dabei keine reine Steuerung des Fahrzeugs vor, sondern gleicht während des Ein-/Ausparkvorgangs das Verhalten des geführten Fahrzeugs mit dem vorgegebenen Steuersignal ab und regelt entsprechend nach, falls hier eine Abweichung vorliegt.
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In einigen Ausführungsformen können Umwelteinflüsse berücksichtigt werden, wie beispielsweise ein Lichteinfall im Inneren der Fähre, oder ein Starten/Hochfahren des Fährenmotors. Die mobile Vorrichtung kann diesbezügliche Informationen vom Fährensystem erhalten und beispielsweise kurz vor dem Hochfahren des Fährenmotors und den damit einhergehenden Vibrationen das Fahrzeug abbremsen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
