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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs, eine Steuereinrichtung, ein Computerprogrammprodukt und ein Fahrzeug.
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Die Ermittlung der eigenen Position eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auf einer landwirtschaftlichen Anbaufläche mit Sonderkulturen wie Obst oder Wein wird normalerweise über Globalen Navigationssatelliten-Systeme (GNSS) realisiert. Abhängig von den angepflanzten Kulturen kann auch auf andere Lokalisierungsmethoden zurückgegriffen werden. Ein kamerabasiertes Erkennen einer Fahrspur gestaltet sich schwierig, da heutige Bildverarbeitungsalgorithmen oft durch KI-Algorithmen realisiert werden, die nach aktuellem Stand der Technik nicht für sicherheitsrelevante Funktionen eingesetzt werden dürfen, oder eine immense Anzahl von Test-Kilometer für die Freigabe benötigen. Auch ist je nach Gestaltung der Fahrspur ein Erkennen dieser Fahrspur nur schwer möglich und auch vom Bewuchs der angebauten Pflanze abhängig. Zusätzlich kommen bei kamerabasierten Systemen noch witterungsbedingte Schwierigkeiten zum Tragen sowie der Umstand, dass die Systeme sowohl bei Tag als auch bei Nacht funktionieren müssen.
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Es gibt Anwendungsbereiche, die eine möglichst genaue Führung eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs entlang einer Spur erfordern, z. B. bei der Bearbeitung von Sonderkulturen im Obst-/Weinanbau. Hierfür sind häufig menschliche Fahrer oder aufwendige infrastrukturelle Maßnahmen erforderlich, z. B. RFID-Tags im Boden. Eine Abweichung von der idealen Spur kann zu Kollisionen mit der Umgebung, mit den Kulturpflanzen, zu Ernteverlust, o.ä. führen. Die Umgebung ist dabei meist zu unspezifisch und zu unübersichtlich, um daraus die für das Fahrzeug relevante Spur mithilfe eines Radars zu erfassen.
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Aus
EP 1338186 A2 ist ein Spurführungssystem an einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit wenigstens einem Arbeitsgerät bekannt.
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Aus
DE 102017103139 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Fahrspursystems zur Bearbeitung einer landwirtschaftlichen Fläche oder Teilfläche mit einer landwirtschaftlichen Maschine, wobei die Fahrspuren von der linken und/oder rechten Feldseite her geplant werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine alternative Methode zur Spurführung eines Fahrzeugs vorzuschlagen, die im Bereich des Sonderkulturenbaus geeignet ist.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen nach Anspruch 1, eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen nach Anspruch 7 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 8 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Bei einem Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug wenigstens einen Radarsensor aufweist, erfasst der wenigstens eine Radarsensor bei einer Fahrt des Fahrzeugs wenigstens ein reflektierendes Merkmal, welches außerhalb eines Untergrunds neben einer zu befahrenden Spur des Fahrzeugs angeordnet ist. Das wenigstens eine Merkmal ist als ein in dem Sonderkulturenbau verwendetes Hilfsmittel ausgebildet. Wenigstens ein Abstand und/oder eine Orientierung zwischen dem Fahrzeug und den Merkmalen wird ausgehend von den Radardaten ermittelt. Es wird überprüft, ob der wenigstens eine Abstand und/oder die Orientierung einen Schwellenwert erreicht oder unterschreitet. Ein Warnsignal wird ausgegeben, wenn der Schwellenwert erreicht oder unterschritten wird.
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Das Fahrzeug ist hierbei ein Off-Road-Nutzfahrzeug, z. B. ein landwirtschaftliches oder forstwirtschaftliches Fahrzeug, nämlich eine Landmaschine, oder ein anderes Nutzfahrzeug. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein landwirtschaftliches Fahrzeug.
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Das Fahrzeug ist dabei derart ausgeformt, dass es automatisierte Funktionen durchführen kann. Beispielsweise können automatisierte Funktionen des Fahrzeugs das autonome oder teilautonome Fahren sein. Zudem können automatisierte Funktionen sein: ein Ausbringen von Saatgut, Streugut, Schüttgut, Düngemittel, Herbiziden, Pestiziden, Fungiziden oder dergleichen; ein Ernten, Beschneiden oder Roden von Pflanzen o. ä.; ein Wenden, Lockern oder Abtragen von Erdreich. Das Fahrzeug kann z. B. automatisierte Funktionen ab Level 2 ausführen. Level 2 bezieht sich hierbei auf die Autonomielevel nach SAE J3016, welche entsprechend auf landwirtschaftliche Fahrzeuge übertragen werden.
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Der Off-Road-Bereich bezeichnet denjenigen Bereich, der sich abseits von Straßen und Wegen befindet, beispielsweise landwirtschaftlich oder forstwirtschaftlich genutzte Flächen wie Felder, Äcker, Weinberge, Plantagen, o. ä.
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Das Fahrzeug weist den wenigstens einen Radarsensor auf. Dieser ist vorzugsweise an einer Fahrzeugfront angeordnet. Alternativ kann dieser an einer Seite des Fahrzeugs angeordnet sein. Wiederum alternativ kann der wenigstens eine Radarsensor an einer Ecke des Fahrzeugdachs des Fahrzeugs angeordnet sein. Selbstverständlich kann das Fahrzeug mehr als einen Radarsensor aufweisen. Beispielsweise kann ein erster Radarsensor an einer Fahrzeugfront und ein zweiter Radarsensor an einer Seite des Fahrzeugs angeordnet sein. Der wenigstens eine Radarsensor ist vorzugsweise als ein Short Range Radar ausgeformt. Selbstverständlich kann das Fahrzeug mehr als einen Radarsensor aufweisen. Der wenigstens eine Radarsensor erfasst in seinem Radar-Sichtbereich die Umgebung des Fahrzeugs, und generiert daraus Radardaten.
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Der Radarsensor erfasst in der Umgebung des Fahrzeugs das wenigstens eine reflektierende Merkmal, welches außerhalb des Untergrunds neben der zu befahrenden Spur des Fahrzeugs angeordnet ist. Das wenigstens eine Merkmal ist als ein in dem Sonderkulturenbau verwendetes Hilfsmittel ausgebildet. Jedes Merkmal ist derart ausgeformt, dass es durch den wenigstens einen Radarsensor erfasst werden kann. Jedes Merkmal ist z. B. als Radarreflektor ausgeformt. Dies heißt, dass das Merkmal aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ein Radarsignal gut reflektieren kann, d. h., dass sich jedes Merkmal deutlich von der Umgebung und dem Bewuchs abhebt. Zu diesem Zweck sind die Merkmale als in dem Sonderkulturenbau verwendete Hilfsmittel ausgebildet. Derartige Hilfsmittel sind beispielsweise Pfähle (ggf. aus Metall), Stickel, Pflanzzeichen, ein Drahtspalier oder Drahtgerüst, an welchem üblicherweise die Kulturpflanzen gezogen oder gestützt werden, Drahtanker des Drahtspaliers, Duftstoffbehälter, o. ä. Diese Hilfsmittel können entweder vollständig reflektierend ausgebildet sein oder wenigstens ein Reflektionselement aufweisen.
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In der Umgebung des Fahrzeugs ist wenigstens ein Merkmal entlang der zu befahrenden Spur angeordnet. Dies richtet sich nach der Ausformungen des jeweiligen Hilfsmittels. Ist das Hilfsmittel beispielsweise ein Drahtspalier, ist nur ein Merkmal entlang der zu befahrenden Spur angeordnet, da der Spanndraht des Drahtspaliers entlang der gesamten Spur gespannt ist. Ist das Hilfsmittel beispielsweise als Pfahl, Stickel, Pflanzzeichen, Drahtanker oder Duftstoffbehälter ausgebildet, sind mehrere Merkmale entlang der zu befahrenden Spur angeordnet. Diese sind vorzugsweise konsekutiv zueinander angeordnet. Vorzugsweise weisen die Merkmale einen äquidistanten Abstand zueinander auf. Alternativ dazu weisen die Merkmale zueinander unterschiedliche Abstände auf. Die Merkmale sind beabstandet zur eigentlichen Spur, die durch das Fahrzeug befahren werden soll, angeordnet. Dieser Abstand derart, dass das Fahrzeug die Spur ungehindert befahren kann. Dieser Abstand kann beispielsweise durch einen Bewuchs der landwirtschaftlichen Fläche vorgegeben sein. Die Merkmale können in Fahrtrichtung des Fahrzeugs links oder rechts neben der Spur oder beidseitig neben der Spur angeordnet sein. Jedes Merkmal ist beabstandet zum Untergrund angeordnet. Dies heißt, dass diese nicht ausschließlich innerhalb des Untergrunds angeordnet sind. Beispielsweise kann ein Pfahl, Stickel oder Pflanzzeichen teilweise innerhalb des Untergrunds angeordnet sein. Ein Duftstoffbehälter kann beispielsweise an einem Pfahl oder einem Draht angebracht sein. Duftstoffbehälter dienen beispielsweise zur Aufnahme von Duftstoffen, um Schädlinge abzuwehren, z. B. Insekten oder Rehe.
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Der wenigstens eine Radarsensor ist mit einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs verbunden, welche das Fahrzeug aufweist. Zu diesem Zweck weisen sowohl der wenigstens eine Radarsensor als auch die Steuereinrichtung wenigstens eine Schnittstelle auf, über welche die Verbindung bewerkstelligt werden kann. Diese Verbindung ist derart ausgebildet, dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Beispielsweise können die Radardaten zur Auswertung an die Steuereinrichtung weitergeleitet werden. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise als ECU oder Domain-ECU ausgebildet sein.
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Nach dem Erfassen des wenigstens einen Merkmals durch den wenigstens einen Radarsensor wird ausgehend von den Radardaten wenigstens ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem wenigstens einen Merkmal ermittelt. Genauer gesagt wird wenigstens ein Abstand zwischen dem wenigstens einen Radarsensor und dem wenigstens einen Merkmal ermittelt. Dieses Ermitteln erfolgt vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung kann aber auch mittels des wenigstens eine Radarsensors erfolgen. Das Ermitteln des wenigstens einen Abstands auf Grundlage der Radardaten erfolgt hierbei auf herkömmlichem, aus dem Stand der Technik bekanntem Weg. Beispielsweise kann ein seitlicher Abstand zwischen einer ersten Seite des Fahrzeugs und dem wenigstens einen Merkmal ermittelt werden. Beispielsweise kann ein seitlicher Abstand des Fahrzeugs zwischen einer zweiten Seite des Fahrzeugs und dem wenigstens einen Merkmal ermittelt werden. Die erste Seite des Fahrzeugs bezeichnet dabei z. B. eine in Fahrtrichtung linke Seite des Fahrzeugs. Die zweite Seite des Fahrzeugs bezeichnet dabei z. B. eine in Fahrtrichtung rechte Seite des Fahrzeugs, d. h. diejenige Seite, die der ersten Seite entgegengesetzt ist. Beispielsweise kann ein frontaler Abstand des Fahrzeugs zwischen einer Front des Fahrzeugs und dem wenigstens einen Merkmal ermittelt werden.
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Alternativ kann eine Orientierung des Fahrzeugs zu dem wenigstens einen Merkmal ermittelt werden. Genauer gesagt wird die Orientierung zwischen dem wenigstens einen Radarsensor und dem wenigstens einen Merkmal ermittelt. Das Ermitteln der Orientierung auf Grundlage der Radardaten erfolgt hierbei auf herkömmlichem, aus dem Stand der Technik bekanntem Weg. Beispielsweise kann ermittelt werden, ob der Radarsensor und somit das Fahrzeug parallel oder senkrecht oder in einem anderen Winkel zu dem wenigstens einen Merkmal ausgerichtet ist. Bei einer parallelen Orientierung befindet sich das Fahrzeug beispielsweise auf seiner zu befahrenden Spur. Der Winkel wird hierbei zwischen einer Linie, die das wenigstens einen Merkmal vorgibt, und einer Linie, die der Radarsensor vorgibt und die z. B. parallel oder deckungsgleich zu einer Fahrzeuglängsachse ist, ermittelt. Alternativ kann die Ableitung wenigstens einer der oben genannten Größen ermittelt werden
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Anschließend wird überprüft, ob der wenigstens eine Abstand und/ oder die Orientierung einen Schwellenwert erreicht oder unterschreitet. Der Schwellenwert ist beispielsweise in einer Speichereinrichtung hinterlegt, die die Steuereinrichtung aufweist. Der Schwellenwert gibt im Falle des Abstands an, welcher Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem wenigstens einen Merkmal minimal vorliegen darf, um ein problemloses Befahren der Spur durch das Fahrzeug bewerkstelligen zu können. Alternativ kann der Schwellenwert im Falle zweier Abstände angeben, welchen Unterschied diese Abstände maximal zueinander aufweisen dürfen. In anderen Worten wird überprüft, ob diese beiden Abstände gleich oder nahezu gleich zueinander sind. Das heißt, dass das Fahrzeug, das sich auf der Spur bewegen soll, zu einem wenigstens einen ersten Merkmal, das sich auf einer ersten Seite des Fahrzeugs befindet, einen ersten Abstand aufweist, und zu einem wenigstens einen zweiten Merkmal, das sich auf einer zweiten Seite des Fahrzeugs befindet, einen zweiten Abstand aufweist, wobei der erste und der zweite Abstand gleich oder nahezu gleich groß sind.
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Der Schwellenwert gibt im Falle der Orientierung an, welchen Winkel das Fahrzeug zu den Merkmalen maximal aufweisen darf, um ein problemloses Befahren der Spur durch das Fahrzeug bewerkstelligen zu können. Der Winkel kann dabei z. B. in einem Intervall von [5°; 90°] liegen. In anderen Worten gibt der Schwellenwert an, ob das Fahrzeug seine zu befahrende Spur einhält oder von dieser abweicht. Der Schwellenwert bezeichnet hierbei keinen globalen Grenzwert, welcher nicht unter- oder überschritten werden soll.
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Der Schwellenwert wird hierbei vorgegeben durch die Abmessungen des Fahrzeugs und ggf. durch die Abmessungen von Bearbeitungsgeräten, die mit dem Fahrzeug gekoppelt sind oder gekoppelt werden können. Der Schwellenwert kann beispielsweise werksseitig voreingestellt sein. Alternativ dazu kann der Schwellenwert durch einen Fahrzeugnutzer individuell eingestellt werden und in der Speichereinrichtung hinterlegt werden. Dies ist z. B. dann vorteilhaft, wenn das Fahrzeug mit häufig wechselnden Bearbeitungsgeräten gekoppelt werden kann, z. B. in der Landwirtschaft.
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Wenn der wenigstens eine Abstand den Schwellenwert erreicht oder diesen gar unterschreitet, wird ein Warnsignal ausgegeben. Dies erfolgt mittels einer Warneinrichtung, die das Fahrzeug aufweist. Die Warneinrichtung weist eine Schnittstelle auf, über welche diese mit einer weiteren Schnittstelle der Steuereinrichtung verbunden ist, so dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Die Steuereinrichtung kann die Warneinrichtung ansteuern. Die Warneinrichtung dient dazu, das Warnsignal an einen Fahrzeugnutzer auszugeben. Beispielsweise kann die Warneinrichtung als Display, als Vibrationserzeuger, als Lautsprecher, als mobiles Endgerät, o. ä. oder als Kombination daraus ausgebildet sein. Die Warneinrichtung kann beispielsweise in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs angeordnet sein. Im Falle eines mobilen Endgeräts kann die Warneinrichtung portabel ausgebildet sein.
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Die Warneinrichtung gibt das Warnsignal auf haptischem, akustischem oder visuellem Wege aus als Kombination daraus. Beispielsweise kann ein Warnton ertönen, wenn der wenigstens eine Abstand des Fahrzeugs zu dem wenigstens einen Merkmal zu gering wird. Dadurch kann der Fahrzeugnutzer gewarnt werden und kann seine Fahrtrichtung korrigieren oder das Fahrzeug abbremsen und zum Stillstand bringen.
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Vorteilhaft an dem hier beschriebenen Verfahren ist, dass das Folgen einer zu befahrenden Spur mittels eines Fahrzeugs auf einfache Art und Weise umgesetzt werden kann. Das Verfahren ist unabhängig von Wetterbedingungen und kann auch bei Nebel oder Niederschlag eingesetzt werden. Zudem ist das Verfahren unabhängig von Lichtverhältnissen. Dadurch ist es möglich, dass das landwirtschaftliche Fahrzeug sicher seiner Spur folgt und eine Beschädigung der Kulturpflanzen reduziert oder gar ausgeschlossen wird. Zudem ist das dargestellte Verfahren energieeffizienter als der Einsatz einer Kamera, da die Auswertung der Kamera-Bilddaten eine höhere Rechenleistung erfordert als das Auswerten der Radardaten.
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Nach einer weiterbildenden Ausführungsform wird bei Erreichen oder Unterschreiten des Schwellenwerts zusätzlich automatisiert in eine Fahrdynamik des Fahrzeugs eingegriffen, so dass der Schwellenwert anschließend überschritten wird. Die Fahrdynamik des Fahrzeugs bedeutet hier eine Längsführung des Fahrzeugs und eine Querführung des Fahrzeugs. Es wird in einer weiterbildenden Ausführungsform in eine Lenkung und/ oder in eine Beschleunigung des Fahrzeugs eingegriffen.
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In anderen Worten steuert die Steuereinrichtung zusätzlich zur Warneinrichtung ein Lenksystem des Fahrzeugs an, sobald der Schwellenwert erreicht oder unterschritten ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Steuereinrichtung die Fahrzeugsysteme ansteuern, die an der Beschleunigung des Fahrzeugs beteiligt sind, beispielsweise das Antriebssystem und/oder das Bremssystem. Zu diesem Zweck ist die Steuereinrichtung mit dem Lenksystem verbunden, so dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Sowohl das Lenksystem als auch die Steuereinrichtung weisen jeweils eine Schnittstelle auf, so dass die Verbindung realisiert werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ dazu ist die Steuereinrichtung zu diesem Zweck mit dem Antriebssystem verbunden, so dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Sowohl das Antriebssystem als auch die Steuereinrichtung weisen jeweils eine Schnittstelle auf, so dass die Verbindung realisiert werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu ist die Steuereinrichtung zu diesem Zweck mit dem Bremssystem verbunden, so dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Sowohl das Bremssystem als auch die Steuereinrichtung weisen jeweils eine Schnittstelle auf, so dass die Verbindung realisiert werden kann.
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Der automatisierte Eingriff in die Fahrdynamik erfolgt derart, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem wenigstens einen Merkmal vergrößert wird bzw. dass die Orientierung des Fahrzeugs zu dem wenigstens einen Merkmal angepasst wird, so dass der Schwellenwert nicht mehr erreicht wird, also überschritten wird. Dies erfolgt z. B. durch das Einstellen eines Lenkwinkels an den jeweiligen Rädern des Fahrzeugs und/ oder durch ein Abbremsen oder Beschleunigen des Fahrzeugs. Das Fahrzeug bewegt sich in anderen Worten durch das Ansteuern der Steuereinrichtung weg von dem wenigstens einen Merkmal und zurück auf die zu befahrende Spur.
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Nach einer weiterbildenden Ausführungsform ist der wenigstens eine Abstand als der erste seitliche Abstand und als der zweite seitliche Abstand ausgebildet, wie bereits erläutert. Das heißt, dass gleichzeitig sowohl der Abstand zwischen der ersten Seite des Fahrzeugs und dem wenigstens einen Merkmal als auch der Abstand zwischen der zweiten Seite des Fahrzeugs und dem wenigstens einen Merkmal überwacht wird. Selbstverständlich wird der erste seitliche Abstand in Bezug auf Merkmale bestimmt, die auf Seiten der ersten Fahrzeugseite angeordnet sind. Ebenso wird der zweite seitliche Abstand in Bezug auf Merkmale bestimmt, die auf Seiten der zweiten Fahrzeugseite angeordnet sind. Dadurch kann das Einhalten der zu befahrenden Spur noch sicherer gestaltet werden. Das Fahrzeug wird dadurch ungefähr in der Mitte zwischen den Merkmalen geführt. Dies ist vor allem auf landwirtschaftlichen Flächen vorteilhaft, welche enge zu befahrende Spuren aufweisen, die nicht verlassen werden dürfen, da sonst Schäden an der Bepflanzung und an der Infrastruktur die Folge sein können, z. B. Sonderkulturenbau wie im Wein- oder Obstbau.
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Nach einer weiterbildenden Ausführungsform ist das wenigstens eine Merkmal ausgebildet als ein Pflanzzeichen oder als ein Duftstoffbehälter oder als ein Drahtspalier oder als ein Pfahl, wobei das wenigstens eine Merkmal ein Reflektionselement aufweist. Das Reflektionselement ist dabei dasjenige Element des Hilfsmittels, das die vom Radarsensor ausgesendeten Wellen reflektiert. Beispielsweise kann das Reflektionselement das Hilfsmittel selbst sein, wenn beispielsweise der Pfahl, das Pflanzzeichen oder das Drahtspalier aus einem reflektierenden, z. B. metallischen Material ausgebildet ist. Alternativ dazu kann das Hilfsmittel ein Reflektionselement aufweisen, das mit dem Hilfsmittel fest verbunden ist. Beispielsweise kann der Duftstoffbehälter oder der Pfahl mit einer reflektierenden Schicht beschichtet sein oder mit einem Radarreflektor versehen sein, die/der beispielsweise aus einem reflektierenden und/oder metallischen Material ausgebildet ist.
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Die Steuereinrichtung für ein Fahrzeug ist mit dem wenigstens einen Radarsensor des Fahrzeugs, mit dem Lenksystem und/oder mit dem Bremssystem und/oder mit dem Antriebssystem des Fahrzeugs, und mit einer Warneinrichtung des Fahrzeugs verbindbar, wobei die Steuereinrichtung Mittel aufweist, um das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen. Verbindbar bedeutet, dass die Steuereinrichtung mit den eben genannten System und Vorrichtungen des Fahrzeugs verbunden ist, wenn die Steuereinrichtung in einem Fahrzeug verwendet wird. Die Steuereinrichtung, der Radarsensor, die Warneinrichtung, das Lenksystem, das Bremssystem, und das Antriebssystem wurden bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben. Ebenso wurde die Verbindung der Steuereinrichtung mit den eben genannten System und Vorrichtungen des Fahrzeugs bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben.
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Die Steuereinrichtung weist Mittel auf, um Verfahren durchzuführen, das bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Diese Mittel können beispielsweise als Computerprogrammprodukt ausgeführt sein, das auf der Steuereinrichtung abläuft. Die Steuereinrichtung steuert ausgehend von der Überprüfung, ob der wenigstens eine Abstand den Schwellenwert erreicht oder unterschreitet, die Warneinrichtung an, so dass ein Warnsignal ausgegeben werden kann. Dies wurde bereits beschrieben. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung das Lenksystem und/oder das Bremssystem und/oder das Antriebssystem ansteuern, so dass der wenigstens eine Abstand angepasst wird, wie bereits beschrieben.
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Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei einer Ausführung des Programms durch die bereits beschriebene Steuereinrichtung, das Verfahren ausführen, das ebenfalls bereits beschrieben worden ist. Das Computerprogrammprodukt kann einen Programmcode umfassen, der diese Befehle enthält. Der Programmcode kann beispielsweise auf einem Datenträger oder als ein herunterladbarer Datenstrom verkörpert sein.
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Das Fahrzeug weist die Steuereinrichtung, die bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, auf. Zudem weist das Fahrzeug den wenigstens einen Radarsensor, der bereits beschrieben wurde, auf. Zudem weist das Fahrzeug ein Lenksystem, ein Bremssystem und eine Warneinrichtung auf, die ebenfalls bereits beschrieben wurden. Die Steuereinrichtung ist mit dem wenigstens einen Radarsensor, dem Lenksystem, dem Bremssystem und mit der Warneinrichtung verbunden, wie bereits beschreiben. Das Fahrzeug ist dazu eingerichtet, automatisierte Funktionen durchzuführen, wie ebenfalls bereits beschrieben.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden verschiedene Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs auf einer Spur nach einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens, das von dem Fahrzeug aus 1 ausgeführt wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 1 auf einer Spur 4 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug ist eine Landmaschine, also ein landwirtschaftliches Fahrzeug. Das Fahrzeug 1 bewegt sich in Fahrtrichtung, die durch den Pfeil angedeutet ist, entlang der zu befahrenden Spur 4. Die Spur 4 wird beidseitig begrenzt durch Bewuchs 12, wobei hier aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine Zeile mit Bezugszeichen versehen ist. Der Bewuchs 12 ist beispielsweise durch Weinstöcke und Weinreben dargestellt, welche an einem Drahtspalier wachsen, der zwischen zueinander beabstandeten Pfählen gespannt ist. Es handelt sich somit um Sonderkulturenbau Jeder dieser Pfähle stellt ein Hilfsmittel dar. Ebenso stellt das Drahtspalier ein Hilfsmittel dar.
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Das Fahrzeug 1 weist eine Steuereinrichtung 9, ein Lenksystem 7, ein Bremssystem 8, eine Warneinrichtung 10 und einen Radarsensor 2 auf. Die Steuereinrichtung 9 ist jeweils mit dem Lenksystem 7, mit dem Bremssystem 8, mit der Warneinrichtung 10 und mit dem Radarsensor 2 verbunden. Jede dieser Verbindungen ist derart ausgeformt, dass ein Daten- und Signalaustausch erfolgen kann. Die Verbindungen werden über Schnittstellen hergestellt, die sowohl die Steuereinrichtung 9 als auch das Lenksystem 7, das Bremssystem 8, die Warneinrichtung 10 sowie der Radarsensor 2 aufweisen.
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Der Radarsensor 2 ist an einer Front des Fahrzeugs 1 angeordnet und als Short-Range-Radar ausgebildet. Der Radarsensor 2 weist einen Radar-Sichtbereich 11 auf, der sich kegelförmig vor dem Fahrzeug 1 ausbreitet. Der Radar-Sichtbereich 11 kann sich alternativ seitlich zum Fahrzeug 1 ausbreiten, wenn der Radarsensor 2 an einer Fahrzeugseite angeordnet ist. Wiederum alternativ kann der Radarsensor 2 an einer Ecke des Fahrzeugs 1, z. B. an einer Ecke des Dachs des Fahrzeugs 1 angeordnet sein. Durch eine seitliche Anordnung könnte somit eine Art Kontrolleinrichtung für die Steuerung des Fahrzeugs 1 direkt an der Seite des Fahrzeugs 1 realisiert werden, welche nicht nur „nach vorne schauend“ misst, sondern die aktuelle senkrechte/seitliche Position.
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Der Radarsensor 2 ist derart ausgeformt, dass dieser mehrere Merkmale 3 erfassen kann, wobei hier aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine Zeile mit Bezugszeichen versehen ist. Jedes Merkmal 3 ist durch ein Hilfsmittel, nämlich durch einen metallischen Pfahl und durch das Drahtspalier ausgeformt. Alternativ kann jedes Merkmal 3 durch einen Duftstoffbehälter, durch ein Pflanzzeichen, durch einen Drahtanker o. ä. ausgeformt sein. Die Merkmale 3 sind stets außerhalb des Untergrunds 6 angeordnet, auf welchem sich das Fahrzeug 1 bewegt.
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Das Fahrzeug 1 bewegt sich zwischen den Zeilen, die durch den Bewuchs 12 vorgegeben werden auf der Spur 4. Das Fahrzeug 1 weist einen ersten seitlichen Abstand 5a zu einer ersten Zeile und den dort angeordneten Merkmalen 3 auf. Das Fahrzeug 1 weist einen zweiten seitlichen Abstand 5b zu einer zweiten Zeile und den dort angeordneten Merkmalen 3 auf. Um die Spur 4 einhalten zu können, wird das Verfahren angewendet, das in 2 beschrieben wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens V, das von dem Fahrzeug aus 1 ausgeführt wird. In einem ersten Schritt 101 werden bei der Fahrt des Fahrzeugs mittels des Radarsensor wenigstens ein Merkmal erfasst. Hier werden mehrere Merkmale erfasst. Diese Merkmale sind auf beiden Seiten neben dem Fahrzeug angeordnet. Durch dieses Erfassen werden Radardaten 52 generiert, die von der Steuereinrichtung weiterverarbeitet werden.
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In einem zweiten Schritt 102 wird mittels der Steuereinrichtung ausgehend von den Radardaten 52 der erste Abstand 5a zwischen dem Fahrzeug und den Merkmalen auf der ersten Seite des Fahrzeugs ermittelt. Gleichzeitig wird mittels der Steuereinrichtung ausgehend von den Radardaten 52 der zweite Abstand 5b zwischen dem Fahrzeug und den Merkmalen auf der ersten Seite des Fahrzeugs ermittelt. Diese Abstände 5a, 5b sind hierbei jeweils senkrecht zu den Bewuchs-Zeilen bestimmt.
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In einem dritten Schritt 103 wird mittels der Steuereinrichtung überprüft, ob einer der beiden Abstände 5a; 5b einen Schwellenwert 50 erreicht oder unterschreitet. Dieser Schwellenwert 50 gibt den minimalen Abstand an, der zwischen dem Fahrzeug und dem Bewuchs vorherrschen darf, um Beschädigungen des Bewuchses zu vermeiden und die Spur zu halten. Wird der Schwellenwert 50 nicht erreicht oder unterschritten, sondern überschreiten beide Abstände 5a, 5b den Schwellenwert 50, wird das Verfahren V nicht weitergeführt. Es kann wieder beim ersten Schritt 101 begonnen werden.
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Wenn der Schwellenwert 50 von einem der Abstände 5a, 5b allerdings erreicht oder unterschritten wird, wird in einem vierten Schritt 104 ein Warnsignal 51 mittels der Warneinrichtung ausgegeben. Dazu steuert die Steuereinrichtung die Warneinrichtung an. Dieses Warnsignal 51 setzt einen Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs darüber in Kenntnis, dass einer der Abstände 5a, 5b unterschritten wurde. Der Fahrzeugnutzer kann anschließend Gegenmaßnahmen einleiten und z. B. zurück in die Spur lenken.
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Zusätzlich kann die Steuereinrichtung in die Fahrdynamik des Fahrzeugs eingreifen, wenn der Schwellenwert 50 von einem der Abstände 5a, 5b erreicht oder unterschritten wird. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung das Lenksystem ansteuern, so dass ein Lenkwinkel an den jeweiligen Rädern des Fahrzeugs automatisiert eingestellt werden kann, um das Fahrzeug zurück in die Spur zu lenken. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung zusätzlich oder alternativ dazu das Bremssystem ansteuern, so dass das Fahrzeug abgebremst wird. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung zusätzlich oder alternativ dazu das Antriebssystem ansteuern, so dass das Fahrzeug beschleunigt oder abgebremst wird. Dadurch ist es möglich, dass das Fahrzeug seine Spur erkennen und beibehalten kann.
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Das hier beschriebene Verfahren läuft kontinuierlich ab. Das heißt, dass während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs das Verfahren permanent ablaufen kann, sofern dieses nicht deaktiviert wird. So kann sichergestellt werden, dass das Fahrzeug stets seine zu befahrende Spur einhält.
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Die hier dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Alternativ zum Abstand kann eine Orientierung des Fahrzeugs zu den Merkmalen mittels des Radarsensors ermittelt werden. Wenn das Fahrzeug nicht mehr parallel zu dem wenigstens einen Merkmalen orientiert ist, sondern ein Winkel zwischen dem Fahrzeug und den Merkmalen vorhanden ist, der auf eine Orientierung in Richtung des Bewuchses hindeutet, wird eine Warnung ausgegeben. Die Fahrdynamik des Fahrzeugs kann zusätzlich derart beeinflusst werden, dass das Fahrzeug auf seiner Fahrspur gehalten wird und nicht in Richtung des Bewuchses fährt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Radarsensor
- 3
- Merkmal
- 4
- Spur
- 5a, 5b
- Abstand
- 6
- Untergrund
- 7
- Lenksystem
- 8
- Bremssystem
- 9
- Steuereinrichtung
- 10
- Warneinrichtung
- 11
- Radar-Sichtbereich
- 12
- Bewuchs
- 50
- Schwellenwert
- 51
- Warnsignal
- 52
- Radardaten
- 101
- erster Schritt
- 102
- zweiter Schritt
- 103
- dritter Schritt
- 104
- vierter Schritt
- V
- Verfahren
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1338186 A2 [0004]
- DE 102017103139 A1 [0005]