DE102016008553A1 - System comprising a motor vehicle and an unmanned aerial vehicle and method for detecting conditions in an environment of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System umfassend ein Kraftfahrzeug (10) und ein dem Kraftfahrzeug (10) zugeordnetes unbemanntes Luftfahrzeug (12). Das Kraftfahrzeug (10) weist wenigstens einen Sensor (14) zum Erfassen einer Gegebenheit in einer Umgebung (16) des Kraftfahrzeugs (10) auf, und das unbemannte Luftfahrzeug (12) weist wenigstens einen weiteren Sensor (20) zum Erfassen einer solchen Gegebenheit auf. Das unbemannte Luftfahrzeug (12) umfasst eine Lokalisierungseinrichtung (38) zum Bestimmen einer Position des unbemannten Luftfahrzeugs (12) relativ zu dem Kraftfahrzeug (10). Die Lokalisierungseinrichtung (38) ist zum Erfassen eines an dem Kraftfahrzeug (10) angeordneten Zielobjekts (40) ausgebildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen von Gegebenheiten in einer Umgebung (16) eines Kraftfahrzeugs (10).The invention relates to a system comprising a motor vehicle (10) and an unmanned aerial vehicle (12) associated with the motor vehicle (10). The motor vehicle (10) has at least one sensor (14) for detecting a condition in an environment (16) of the motor vehicle (10), and the unmanned aerial vehicle (12) has at least one further sensor (20) for detecting such a situation , The unmanned aerial vehicle (12) comprises a location device (38) for determining a position of the unmanned aerial vehicle (12) relative to the motor vehicle (10). The localization device (38) is designed to detect a target object (40) arranged on the motor vehicle (10). Furthermore, the invention relates to a method for detecting conditions in an environment (16) of a motor vehicle (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein System, welches ein Kraftfahrzeug und ein dem Kraftfahrzeug zugeordnetes unbemanntes Luftfahrzeug umfasst. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens einen Sensor zum Erfassen einer Gegebenheit in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs auf. Das unbemannte Luftfahrzeug weist wenigstens einen weiteren Sensor zum Erfassen einer solchen Gegebenheit auf. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen von Gegebenheiten in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a system which comprises a motor vehicle and an unmanned aerial vehicle assigned to the motor vehicle. The motor vehicle has at least one sensor for detecting a condition in an environment of the motor vehicle. The unmanned aerial vehicle has at least one further sensor for detecting such a situation. Furthermore, the invention relates to a method for detecting conditions in an environment of a motor vehicle.
Die
Als nachteilig ist hierbei der Umstand anzusehen, dass ein Lokalisieren des Fahrzeugs anhand von GPS-Informationen vergleichsweise ungenau ist. Damit sinkt jedoch auch die Genauigkeit der mittels Sensoren der Drohne erfassten Informationen über die Umgebung.A disadvantage here is the fact that locating the vehicle based on GPS information is comparatively inaccurate. However, this also reduces the accuracy of information collected by sensors of the drone information about the environment.
Es ist jedoch für aktuelle und zukünftige Fahrerassistenzsysteme beziehungsweise für ein autonomes oder pilotiertes Fahren in jeglichen Situationen erforderlich, das Umfeld beziehungsweise die Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs möglichst exakt wahrzunehmen. Denn so kann hinreichend auf externe Einflüsse reagiert werden. Das Erfassen von Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, also die Wahrnehmung des Umfelds, erfolgt derzeit durch verschiedene sich im oder am Kraftfahrzeug befindende Sensoren. Derartige Umfeldsensoren können beispielsweise als Ultraschallsensor, Radargerät, Kamera, Laserscanner oder dergleichen ausgebildet sein. Zum Erfassen der Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, also insbesondere zum Erstellen eines kompletten Abbilds des Fahrzeugumfelds, erfolgt häufig eine Datenfusion der mittels dieser Sensoren erfassten Daten. Assistierende Funktionen und autonome Funktionen des Kraftfahrzeugs agieren auf der Basis einer solchen Umfelddarstellung.However, it is necessary for current and future driver assistance systems or for autonomous or piloted driving in any situation to perceive the environment or the conditions in the environment of the motor vehicle as accurately as possible. Because this way you can react sufficiently to external influences. The detection of conditions in the surroundings of the motor vehicle, ie the perception of the environment, is currently carried out by various sensors located in or on the motor vehicle. Such environment sensors can be designed for example as an ultrasonic sensor, radar, camera, laser scanner or the like. For detecting the conditions in the surroundings of the motor vehicle, that is to say in particular for creating a complete image of the vehicle environment, data fusion of the data acquired by means of these sensors is frequently carried out. Assistive functions and autonomous functions of the motor vehicle act on the basis of such an environment representation.
Ein Sichtbereich beziehungsweise Erfassungsbereich der Sensoren des Kraftfahrzeugs hängt jedoch einerseits vom Messprinzip und andererseits von der Position des Sensors am Kraftfahrzeug ab. Insbesondere in komplexen Situationen mit vielen Verkehrsteilnehmern, wie sie zum Beispiel in asiatischen Großstädten auftreten, reicht der Sichtbereich der Sensoren häufig nicht aus, um die Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs hinreichend zu erfassen. Beispielsweise kann es vorkommen, dass die Sensoren nur einen wenige Zentimeter um das Kraftfahrzeug umfassenden Bereich wahrnehmen beziehungsweise erfassen. Mittels eines Radarsensors kann bei entsprechender Einbaulage im Kraftfahrzeug aufgrund einer Mehrwegeausbreitung zwar gegebenenfalls der Bereich bis zum übernächsten Fahrzeug erfasst werden. Für eine Bewertung der Situation, in welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, und für eine adäquate Reaktion auf die Situation reicht jedoch in solchen Fällen das überwachte Umfeld, also das Ausmaß der mittels der Sensoren erfassten Gegebenheiten in der Umgebung nicht aus. Dies liegt daran, dass Informationen zu weiter entfernt liegenden Bereichen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs fehlen.However, a viewing range or detection range of the sensors of the motor vehicle depends on the one hand on the measuring principle and on the other hand on the position of the sensor on the motor vehicle. Especially in complex situations with many road users, as they occur, for example, in Asian cities, the field of view of the sensors is often not sufficient to adequately capture the conditions in the environment of the motor vehicle. For example, it may happen that the sensors perceive or detect only a few centimeters around the motor vehicle comprehensive area. By means of a radar sensor, the area up to the next-but-one vehicle may possibly be detected in the case of a corresponding installation position in the motor vehicle due to multipath propagation. For an assessment of the situation in which the motor vehicle is located and for an adequate reaction to the situation, however, the monitored environment, that is to say the extent of the surroundings detected by the sensors, is insufficient in such cases. This is because information about areas further away in the vicinity of the motor vehicle is missing.
Um hier Abhilfe zu schaffen, kann das unbemannte Luftfahrzeug eingesetzt werden, welches dem Kraftfahrzeug zugeordnet beziehungsweise mit welchem das Kraftfahrzeug ausgestattet ist. Jedoch ist auch in diesem Zusammenhang eine möglichst genaue Lokalisierung des Kraftfahrzeugs durch das unbemannte Luftfahrzeug hilfreich.To remedy this situation, the unmanned aerial vehicle can be used, which is assigned to the motor vehicle or with which the motor vehicle is equipped. However, the most accurate localization of the motor vehicle by the unmanned aerial vehicle is also helpful in this context.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes System und ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen.Object of the present invention is therefore to provide an improved system and an improved method of the type mentioned.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a system having the features of
Das erfindungsgemäße System umfasst ein Kraftfahrzeug und ein dem Kraftfahrzeug zugeordnetes unbemanntes Luftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens einen Sensor auf, welcher zum Erfassen einer Gegebenheit in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Das unbemannte Luftfahrzeug weist wenigstens einen weiteren Sensor zum Erfassen einer solchen Gegebenheit auf. Das unbemannte Luftfahrzeug umfasst eine Lokalisierungseinrichtung zum Bestimmen einer Position des unbemannten Luftfahrzeugs relativ zu dem Kraftfahrzeug. Hierbei ist die Lokalisierungseinrichtung zum Erfassen eines an dem Kraftfahrzeug angeordneten Zielobjekts ausgebildet. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine derartige Lokalisierungseinrichtung die Position des unbemannten Luftfahrzeugs relativ zu dem Kraftfahrzeug besonders genau bestimmt werden kann. So ist einerseits sichergestellt, dass die Zuordnung des unbemannten Luftfahrzeugs zu dem Kraftfahrzeug besonders zuverlässig ist. Mit anderen Worten ist gewährleistet, dass das unbemannte Luftfahrzeug stets das diesem zugeordnete Kraftfahrzeug identifizieren und entsprechend die mittels des weiteren Sensors erfassten Daten dem Kraftfahrzeug übermitteln kann.The system according to the invention comprises a motor vehicle and an unmanned aerial vehicle assigned to the motor vehicle. The motor vehicle has at least one sensor, which is designed to detect a situation in an environment of the motor vehicle. The unmanned aerial vehicle has at least one further sensor for detecting such a situation. The unmanned aerial vehicle includes a locating device for determining a position of the unmanned aerial vehicle relative to the motor vehicle. In this case, the localization device is designed to detect a target object arranged on the motor vehicle. This is based on the knowledge that the position of the unmanned aerial vehicle relative to the motor vehicle can be determined particularly accurately by such a localization device. So on the one hand it is ensured that the assignment of the unmanned aerial vehicle to the motor vehicle is particularly reliable. In other words, it is ensured that the unmanned aerial vehicle always identifies the motor vehicle associated therewith and accordingly can transmit the data detected by means of the further sensor to the motor vehicle.
Des Weiteren ist so die Güte der mittels des weiteren Sensors erfassten Daten besonders hoch. Denn die Daten, welche die Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs angeben, lassen sich mit besonders großer Genauigkeit im Hinblick auf eine geographische Position der Gegebenheiten erfassen, weil auch die Position des unbemannten Luftfahrzeugs relativ zu dem Kraftfahrzeug besonders genau bestimmt werden kann. Entsprechend ist ein insbesondere im Hinblick auf die Genauigkeit der Erfassung der Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs verbessertes System geschaffen.Furthermore, the quality of the data acquired by means of the further sensor is thus particularly high. Because the data indicating the conditions in the environment of the motor vehicle can be detected with particularly great accuracy with respect to a geographical position of the circumstances, because the position of the unmanned aerial vehicle relative to the motor vehicle can be determined particularly accurately. Correspondingly, an improved system, in particular with regard to the accuracy of the detection of the conditions in the surroundings of the motor vehicle, is provided.
Das genaue Bestimmen der Position des unbemannten Luftfahrzeugs relativ zu dem Kraftfahrzeug macht es zudem besonders einfach für das unbemannte Luftfahrzeug, nach dem Starten desselben von dem zugeordneten Kraftfahrzeug wieder präzise auf dem Kraftfahrzeug zu landen. Des Weiteren kann durch die Lokalisierungseinrichtung sichergestellt werden, dass sich das unbemannte Luftfahrzeug im Flugbetrieb stets oberhalb des Kraftfahrzeugs befindet, insbesondere im Wesentlichen senkrecht über dem Kraftfahrzeug und beziehungsweise im Wesentlichen senkrecht über dem Zielobjekt. Dadurch ist gewährleistet, dass das unbemannte Luftfahrzeug nicht den Kontakt zum zugeordneten Kraftfahrzeug verliert.Accurately determining the position of the unmanned aerial vehicle relative to the motor vehicle also makes it particularly easy for the unmanned aerial vehicle, after starting the same from the associated motor vehicle, to land precisely on the motor vehicle again. Furthermore, it can be ensured by the localization device that the unmanned aerial vehicle is always located above the motor vehicle during flight operation, in particular substantially vertically above the motor vehicle and / or substantially vertically above the target object. This ensures that the unmanned aerial vehicle does not lose contact with the associated motor vehicle.
Das genaue Bestimmen der Position des unbemannten Luftfahrzeugs relativ zu dem Kraftfahrzeug ist des Weiteren hilfreich, damit das unbemannte Luftfahrzeug seine eigene Position besonders genau bestimmen kann. Dies ist einerseits für das Vermeiden von Kollisionen mit Objekten in der Umgebung des unbemannten Luftfahrzeugs, insbesondere oberhalb des unbemannten Luftfahrzeugs, wie etwa Stromleitungen, Brücken, Laternen oder dergleichen, jedoch auch in Flugrichtung vor dem unbemannten Luftfahrzeug vorteilhaft. Darüber hinaus lässt das genaue Bestimmen der eigenen Position des unbemannten Luftfahrzeugs auch die besonders genaue Bestimmung der Position von Gegebenheiten beziehungsweise Elementen in der Umgebung beziehungsweise im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu.Accurately determining the position of the unmanned aerial vehicle relative to the motor vehicle is further helpful in allowing the unmanned aerial vehicle to determine its own position particularly accurately. On the one hand, this is advantageous for avoiding collisions with objects in the surroundings of the unmanned aerial vehicle, in particular above the unmanned aerial vehicle, such as power lines, bridges, lanterns or the like, but also in the direction of flight in front of the unmanned aerial vehicle. In addition, the precise determination of the own position of the unmanned aerial vehicle also permits the particularly accurate determination of the position of conditions or elements in the environment or in the surroundings of the motor vehicle.
Das unbemannte Luftfahrzeug kann auch als Drohne bezeichnet werden, mit welcher insbesondere ein autarker Flugbetrieb und ein entsprechendes Navigieren ermöglicht ist. Hierbei kann insbesondere eine Steuerungseinrichtung des Luftfahrzeugs für den autarken Flugbetrieb und das selbstständige Navigieren desselben sorgen. Ein unbemanntes Luftfahrzeug, welches vier in einer Ebene angeordnete, senkrecht nach unten wirkende Rotoren oder Propeller benutzt, wird auch als Quatrokopter oder Schwebeplattform bezeichnet. Des Weiteren können auch unbemannte Luftfahrzeuge beziehungsweise Fluggeräte mit einer anderen Anzahl von Rotoren beziehungsweise Propellern zum Einsatz kommen und insbesondere besonders kleine Luftfahrzeuge, welche auch als Mikrokopter bezeichnet werden. Derartige kleine Drohnen lassen sich besonders einfach an dem Kraftfahrzeug beziehungsweise in dem Kraftfahrzeug unterbringen, ohne hierbei unerwünscht viel Bauraum zu beanspruchen.The unmanned aerial vehicle can also be referred to as a drone with which, in particular, a self-sufficient flight operation and a corresponding navigation is made possible. In this case, in particular a control device of the aircraft for self-sufficient flight operations and the autonomous navigation of the same provide. An unmanned aerial vehicle employing four in a plane, vertically downwardly acting rotors or propellers is also referred to as a quatrokopter or floating platform. Furthermore, unmanned aircraft or aircraft with a different number of rotors or propellers can also be used, and in particular particularly small aircraft, which are also referred to as Mikrokopter. Such small drones can be particularly easily accommodated on the motor vehicle or in the motor vehicle, without this undesirable amount of space to claim.
Bei den Gegebenheiten in der Umgebung beziehungsweise in dem Umfeld des Kraftfahrzeugs kann es sich beispielsweise um Objekte wie etwa andere Fahrzeuge beziehungsweise Verkehrsteilnehmer, insbesondere statische, Hindernisse oder dergleichen handeln und/oder um Markierungen, insbesondere Fahrbahnmarkierungen, Angaben auf Schildern, insbesondere Straßenschildern, Lichtzeichenanlagen und dergleichen.The circumstances in the environment or in the environment of the motor vehicle may be, for example, objects such as other vehicles or road users, in particular static, obstacles or the like, and / or markings, in particular lane markings, indications on signs, in particular street signs, traffic light systems and like.
Das Zielobjekt kann als ein mit einer Markierung versehenes Bauteil des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein, wobei die Lokalisierungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs eine Kamera umfasst. Durch eine solche Kombination einer Markierung beziehungsweise eines Markers und einer Kamera lässt sich die Relativposition des unbemannten Luftfahrzeugs besonders einfach und zuverlässig bestimmen.The target object can be designed as a component of the motor vehicle provided with a marking, wherein the localization device of the unmanned aerial vehicle comprises a camera. By such a combination of a marker or a marker and a camera, the relative position of the unmanned aerial vehicle can be determined particularly easily and reliably.
Zusätzlich oder alternativ kann das Zielobjekt als an dem Kraftfahrzeug angeordneter Reflektor ausgebildet sein. Die Lokalisierungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs kann hierbei wenigstens ein Radargerät und/oder wenigstens einen Laser umfassen. Beispielsweise kann ein bevorzugt triangularer Winkelreflektor, also ein Winkelreflektor mit drei senkrecht aufeinander stehenden elektrisch leitenden Flächen, als Zielobjekt an dem Kraftfahrzeug angeordnet sein, wenn das unbemannte Luftfahrzeug das wenigstens eine Radargerät umfasst. Ein solcher Winkelreflektor reflektiert die Radarwellen in genau die Richtung, aus der das Radargerät die Radarwellen aussendet.Additionally or alternatively, the target object can be designed as a reflector arranged on the motor vehicle. The localization device of the unmanned aerial vehicle may in this case comprise at least one radar device and / or at least one laser. For example, a preferably triangular angle reflector, ie an angle reflector with three electrically conductive surfaces perpendicular to one another, can be arranged as the target object on the motor vehicle if the unmanned aerial vehicle comprises the at least one radar device. Such an angle reflector reflects the radar waves in exactly the direction from which the radar sends out the radar waves.
Umfasst die Lokalisierungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs hingegen den wenigstens einen Laser, so kann der Reflektor als Retroreflektor ausgebildet sein, welcher ebenfalls die einfallende Strahlung weitgehend unabhängig von der Ausrichtung des Reflektors zumindest überwiegend in Richtung zurück zur Strahlungsquelle reflektiert. Auch auf diese Weise kann besonders einfach sichergestellt werden, dass sich das unbemannte Luftfahrzeug beim Erfassen der Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs stets in einem vorbestimmten Bereich oberhalb des Kraftfahrzeugs befindet, insbesondere sich im Wesentlichen senkrecht über dem Kraftfahrzeug mit diesem fortbewegt.If the localization device of the unmanned aerial vehicle, in contrast, comprises the at least one laser, then the reflector can be designed as a retro reflector, which also reflects the incident radiation largely independently of the orientation of the reflector, at least predominantly in the direction back to the radiation source. Also in this way it can be particularly easily ensured that the unmanned aerial vehicle when detecting the conditions in the Environment of the motor vehicle is always located in a predetermined area above the motor vehicle, in particular moves substantially vertically above the motor vehicle with this.
Je nach Art und Komplexität des Radargeräts und/oder Lasers kann es vorteilhaft sein, für eine erfolgreiche Detektion des Reflektors mehrere derartige Sensoren einzusetzen. Daher kann die Lokalisierungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs auch mehr als ein Radargerät und/oder mehr als einen Laser umfassen.Depending on the nature and complexity of the radar and / or laser, it may be advantageous to use a plurality of such sensors for a successful detection of the reflector. Therefore, the unmanned aerial vehicle location device may also include more than one radar device and / or more than one laser.
Das unbemannte Luftfahrzeug kann zusätzlich einen GPS-Empfänger umfassen, um die eigene Position zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ kann das unbemannte Luftfahrzeug wenigstens einen Lagesensor umfassen. Mittels Lagesensoren kann im Zusammenwirken mit der Lokalisierungseinrichtung nicht nur die eigene Position bezogen auf das Kraftfahrzeug, sondern auch die Ausrichtung des Luftfahrzeugs im Raum besonders genau und zuverlässig erfasst werden. Auch dies ist einer genauen Erfassung der Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels des wenigstens einen weiteren Sensors zuträglich.The unmanned aerial vehicle may additionally include a GPS receiver to determine its own position. Additionally or alternatively, the unmanned aerial vehicle may comprise at least one position sensor. By means of position sensors, not only one's own position relative to the motor vehicle, but also the orientation of the aircraft in space can be detected particularly accurately and reliably in cooperation with the localization device. This too is conducive to precise detection of the conditions in the surroundings of the motor vehicle by means of the at least one further sensor.
Bevorzugt umfasst das unbemannte Luftfahrzeug eine Auswerteeinrichtung zum Verarbeiten von mittels des wenigstens einen weiteren Sensors erfassten Daten und eine Übermittlungseinrichtung zum Übermitteln von aus den erfassten Daten gewonnenen und die Gegebenheit in der Umgebung beschreibenden Daten an eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten ist das unbemannte Luftfahrzeug also bevorzugt dazu ausgebildet, keine Rohdaten an die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs zu übermitteln, sondern bereits die aus den Rohdaten abstrahierten Umfeldinformationen. Es werden also bevorzugt nicht Rohdaten in Form von Bildern, Messpunkten und dergleichen direkt an die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs übertragen. Vielmehr werden bevorzugt die beschreibenden Daten übermittelt, welche beispielsweise Positionen und wahrnehmbare Eigenschaften der Gegebenheiten in der Umgebung angeben.The unmanned aerial vehicle preferably comprises an evaluation device for processing data acquired by means of the at least one further sensor and a transmission device for transmitting data obtained from the acquired data and describing the condition in the environment to a control device of the motor vehicle. In other words, the unmanned aerial vehicle is thus preferably designed to transmit no raw data to the control device of the motor vehicle, but already the environment information abstracted from the raw data. Thus, it is preferred not to transmit raw data in the form of images, measuring points and the like directly to the control device of the motor vehicle. Rather, the descriptive data are preferably transmitted, which indicate, for example, positions and perceptible properties of the circumstances in the environment.
Auf diese Weise brauchen deutlich geringere Datenmengen an die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs übertragen werden, als beim Übermitteln von Rohdaten. Beispielsweise werden ein Objekt klassifizierende Daten und dessen Positionsdaten übermittelt anstelle von Bilddaten, aus welchen derartige Informationen erst gewonnen werden müssten. Die Daten, welche die Gegebenheiten in der Umgebung beschreiben, können beispielsweise Objektlisten und/oder Umrissdarstellungen umfassen, welche auch als Fences bezeichnet werden. Derartige Umrissdarstellungen können insbesondere Umrisse von statischen Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreiben. Die beschreibenden Daten können des Weiteren bewegte Objekte, Markierungen und deren jeweilige Positionen und dergleichen angeben.In this way, significantly smaller amounts of data need to be transmitted to the control device of the motor vehicle than when transmitting raw data. For example, an object classifying data and its position data are transmitted instead of image data from which such information would first have to be obtained. The data describing the circumstances in the environment may include, for example, object lists and / or outline representations, which are also referred to as fences. Such outline representations may in particular describe outlines of static objects in the surroundings of the motor vehicle. The descriptive data may further indicate moving objects, marks and their respective positions, and the like.
Durch das Übermitteln der beschreibenden Daten an die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs ist zudem die Verarbeitung der Daten durch die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs etwa im Rahmen einer Sensordatenfusion besonders einfach realisierbar.By transmitting the descriptive data to the control device of the motor vehicle, moreover, the processing of the data by the control device of the motor vehicle, for example in the context of sensor data fusion, is particularly easy to implement.
Die Übermittlungseinrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, der Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs die beschreibenden Daten drahtlos zu übermitteln, beispielsweise über WLAN. Es kann von der Übermittlungseinrichtung jedoch auch wenigstens eine andere oder weitere Funktechnologie genutzt werden.The transmission device is preferably designed to transmit the descriptive data wirelessly to the control device of the motor vehicle, for example via WLAN. However, at least one other or further radio technology can also be used by the transmission device.
Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs dazu ausgebildet, basierend auf mittels des wenigstens einen Sensors des Kraftfahrzeugs erfassten Daten und auf den von der Übermittlungseinrichtung übermittelten Daten ein Umfeldmodell zu erstellen. Ein solches Umfeldmodell kann als komplettes Abbild der Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein, in welchem statische und bewegte Objekte sowie Markierungen und dergleichen identifiziert und lokalisiert, also im Hinblick auf ihre geografische Position bestimmt sind. Mittels der Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs erfolgt also bevorzugt durch Sensordatenfusion die Integration der Daten in ein Modell des Fahrzeugumfeldes. So kann ein vollständiges Umfeldmodell erstellt werden.Preferably, the control device of the motor vehicle is designed to create an environment model based on data acquired by means of the at least one sensor of the motor vehicle and on the data transmitted by the transmission device. Such an environment model can be designed as a complete image of the surroundings of the motor vehicle in which static and moving objects as well as markings and the like are identified and localized, that is to say they are determined with regard to their geographical position. By means of the control device of the motor vehicle, the integration of the data into a model of the vehicle environment therefore preferably takes place by means of sensor data fusion. So a complete environment model can be created.
Bevorzugt umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens ein Fahrerassistenzsystem und/oder eine Einrichtung zum autonomen Fahren. Das Fahrerassistenzsystem beziehungsweise die Einrichtung zum autonomen beziehungsweise fahrerlosen Fahren ist dazu ausgebildet, basierend auf dem Umfeldmodell zu agieren. Beispielsweise kann das Umfeldmodell interpretiert und so die Situation analysiert werden, in welcher sich das Kraftfahrzeug befindet. Eine solche Szeneninterpretation ist insbesondere die Grundlage für das autonome Fahren des Kraftfahrzeugs.Preferably, the motor vehicle comprises at least one driver assistance system and / or a device for autonomous driving. The driver assistance system or the device for autonomous or driverless driving is designed to act based on the environmental model. For example, the environment model can be interpreted and thus the situation in which the motor vehicle is located can be analyzed. Such a scene interpretation is in particular the basis for the autonomous driving of the motor vehicle.
Beispielsweise kann das Umfeldmodell interpretiert und hierbei klassifiziert werden, indem auf das Vorliegen einer bestimmten Fahrsituation wie etwa einen Stau, ein Befahren einer Hauptstraße oder einer Nebenstraße, einen Unfall oder dergleichen geschlossen wird. Es kann so eine besonders verlässliche Grundlage für das Agieren des Fahrerassistenzsystems und/oder der Einrichtung zum autonomen Fahren geschaffen werden.For example, the environment model can be interpreted and classified here by the presence of a particular driving situation such as a traffic jam, driving on a main road or a side road, an accident or the like is closed. Thus, a particularly reliable basis for the operation of the driver assistance system and / or the autonomous driving device can be created.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder eine Steuerungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs dazu ausgebildet sind, in Abhängigkeit von den Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs ein Starten des unbemannten Luftfahrzeugs zu bewirken. Mit anderen Worten ist also das Starten des unbemannten Luftfahrzeugs und somit der Beginn eines Flugbetriebs des unbemannten Luftfahrzeugs bevorzugt davon abhängig, ob die Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs auf eine komplexe oder unübersichtliche Szene beziehungsweise Situation schließen lassen. Das unbemannte Luftfahrzeug dient also bevorzugt als weiterer Umfeldsensor in komplexen Fahrsituationen. Dadurch braucht das unbemannte Luftfahrzeug nicht ständig die weiteren Sensoren bereitzustellen und somit als fliegender Zusatzsensor verwendet zu werden, sondern lediglich kurzzeitig, nämlich um in komplexen Szenarien einen Überblick zu ermöglichen oder zu verschaffen.As further advantageous, it has been shown, when a control device of the motor vehicle and / or a control device of the unmanned aerial vehicle is designed to cause a starting of the unmanned aerial vehicle depending on the circumstances in the environment of the motor vehicle. In other words, therefore, the starting of the unmanned aerial vehicle and thus the beginning of a flight operation of the unmanned aerial vehicle preferably depends on whether the circumstances in the surroundings of the motor vehicle suggest a complex or confusing scene or situation. The unmanned aerial vehicle thus preferably serves as a further environmental sensor in complex driving situations. As a result, the unmanned aerial vehicle does not constantly need to provide the additional sensors and thus be used as a flying additional sensor, but only for a short time, namely to enable or provide an overview in complex scenarios.
Solche Szenarien sind jedoch in der Regel nicht derart dynamisch, dass eine ständige Wahrnehmung, also ein ständiges Erfassen von Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels des weiteren Sensors erforderlich ist. Es kann also das System besonders bedarfsgerecht und somit verbrauchsgünstig beziehungsweise aufwandsarm betrieben werden.However, such scenarios are generally not so dynamic that a constant perception, that is, a constant detection of conditions in the environment of the motor vehicle by means of the further sensor is required. Thus, the system can be operated in a particularly demand-oriented and therefore economical or low-effort manner.
Das Vorliegen einer komplexen oder unübersichtlichen Szene beziehungsweise Situation kann zum Beispiel daran erkannt werden, dass sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs viele Objekte befinden und diese zudem unregelmäßige oder chaotische Bewegungen vollziehen. In einer solchen Situation können für eine vollständige Analyse der Gegebenheiten der Umgebung unzureichende Informationen vorliegen.The presence of a complex or confusing scene or situation can be recognized, for example, by the fact that there are many objects in the surroundings of the motor vehicle and they also make irregular or chaotic movements. In such a situation, there may be insufficient information to fully understand the circumstances of the environment.
Die Komplexität der Szene beziehungsweise der Gegebenheiten in der Umgebung kann zum Beispiel durch ein Maß beschrieben werden. Entsprechend wird dann das unbemannte Luftfahrzeug beim Überschreiten einer vorbestimmten Maßzahl gestartet. Die Entscheidung hierüber kann von der Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs oder von der Steuerungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs getroffen werden. Auf diese Weise lässt sich das Starten des unbemannten Luftfahrzeugs in Abhängigkeit von den Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs besonders einfach implementieren.The complexity of the scene or the circumstances in the environment can be described by a measure, for example. Accordingly, the unmanned aircraft is then started when exceeding a predetermined measure. The decision on this can be made by the control device of the motor vehicle or by the control device of the unmanned aerial vehicle. In this way, the starting of the unmanned aerial vehicle depending on the circumstances in the environment of the motor vehicle can be implemented particularly easily.
Bevorzugt weist das Kraftfahrzeug einen verschließbaren Aufbewahrungsraum für das unbemannte Luftfahrzeug auf. Dann ist das unbemannte Luftfahrzeug geschützt, sofern es sich nicht im Flugbetrieb befindet.Preferably, the motor vehicle has a closable storage space for the unmanned aerial vehicle. Then the unmanned aerial vehicle is protected unless it is in flight.
Zusätzlich oder alternativ kann der Aufbewahrungsraum mit einer Vorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des unbemannten Luftfahrzeugs ausgestattet sein. Hierbei ist insbesondere eine für eine drahtlose oder kontaktlose Energieübertragung ausgebildete Vorrichtung bevorzugt. Denn dann kann der Energiespeicher des unbemannten Luftfahrzeugs kontaktlos geladen und somit das Luftfahrzeug für einen erneuten Flug vorbereitet werden. Wenn die Vorrichtung zur kontaktlosen Energieübertragung ausgebildet ist, unterbleibt der Aufwand, beispielsweise einen in dem Aufbewahrungsraum angeordneten Steckkontakt mit einem entsprechenden Steckerteil des Luftfahrzeugs zu koppeln. Damit gehen auch geringere Anforderungen an das Luftfahrzeug im Hinblick auf das Einnehmen einer genau vorbestimmten Position in dem Aufbewahrungsraum einher.Additionally or alternatively, the storage space may be equipped with a device for charging an electrical energy storage of the unmanned aerial vehicle. In this case, in particular, a device designed for wireless or contactless energy transmission is preferred. Because then the energy storage of the unmanned aircraft can be charged contactless and thus the aircraft to be prepared for a new flight. If the device is designed for contactless energy transmission, there is no need to couple, for example, a plug contact arranged in the storage space with a corresponding plug part of the aircraft. This is also accompanied by lower demands on the aircraft with regard to taking a precisely predetermined position in the storage space.
Wenn der Aufbewahrungsraum in einem Dachbereich und/oder im Bereich eines Kofferraumdeckels des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, so ist der Aufbewahrungsraum besonders gut für das unbemannte Luftfahrzeug zugänglich. Zudem kann sich aus einem derartigen Aufbewahrungsraum das unbemannte Luftfahrzeug leicht an die gewünschte Position oberhalb des Kraftfahrzeugs begeben, wenn der weitere Sensor die Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfassen soll.If the storage space is formed in a roof area and / or in the region of a trunk lid of the motor vehicle, then the storage space is particularly well accessible to the unmanned aerial vehicle. In addition, the unmanned aerial vehicle can easily move from such a storage space to the desired position above the motor vehicle when the additional sensor is to detect the conditions in the surroundings of the motor vehicle.
Insbesondere kann das Zielobjekt in dem Aufbewahrungsraum angeordnet sein. So lassen sich nämlich durch das Vorsehen des Zielobjekts bedingte Einschränkungen im Hinblick auf das Design des Kraftfahrzeugs besonders gering halten. Befindet sich zudem das Zielobjekt in einem im Dachbereich oder im Bereich des Kofferraumdeckels angeordneten Aufbewahrungsraum, so lässt sich das Zielobjekt besonders einfach mittels der Lokalisierungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs erfassen, wenn sich das Luftfahrzeug über dem Kraftfahrzeug befindet.In particular, the target object can be arranged in the storage space. In fact, restrictions imposed by the provision of the target object with regard to the design of the motor vehicle can be kept particularly low. If, in addition, the target object is located in a storage space arranged in the roof area or in the region of the trunk lid, the target object can be detected particularly easily by means of the locating device of the unmanned aerial vehicle when the aircraft is above the motor vehicle.
Bevorzugt weist das unbemannte Luftfahrzeug eine Steuerungseinrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Signal des wenigstens einen weiteren Sensors einen Antrieb des unbemannten Luftfahrzeugs anzusteuern, um eine Kollision mit einem Objekt zu vermeiden. Als derartige, einfache Sensoren für eine Kollisionsvermeidung insbesondere mit seitlich oder oberhalb des Luftfahrzeugs im Flugbetrieb angeordneten Hindernissen können beispielsweise Abstandssensoren etwa auf der Basis von Ultraschall, Laser, Radar oder dergleichen zum Einsatz kommen. Mittels der Steuerungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs lässt sich also besonders einfach eine Kollision des Luftfahrzeugs mit Objekten, beispielsweise mit Stromleitungen, Brücken, Straßenlaternen und dergleichen, vermeiden. Entsprechend lässt sich eine unerwünschte Beschädigung des Luftfahrzeugs vermeiden.Preferably, the unmanned aerial vehicle has a control device which is designed to control a drive of the unmanned aerial vehicle in dependence on a signal of the at least one further sensor in order to avoid a collision with an object. As such, simple sensors for collision avoidance, in particular with obstacles arranged laterally or above the aircraft in flight operation distance sensors can be used, for example on the basis of ultrasound, laser, radar or the like. By means of the control device of the unmanned aerial vehicle, therefore, a collision of the aircraft with objects, for example with power lines, bridges, street lights and the like, can be avoided in a particularly simple manner. Accordingly, one can Avoid unwanted damage to the aircraft.
Vorliegend ist der Einfachheit halber von einem dem Kraftfahrzeug zugeordneten unbemannten Luftfahrzeug die Rede. Es kann jedoch ebenso eine Mehrzahl von unbemannten Luftfahrzeugen dem Kraftfahrzeug zugeordnet sein.In the present case, for the sake of simplicity, an unmanned aerial vehicle assigned to the motor vehicle is mentioned. However, a plurality of unmanned aerial vehicles may also be associated with the motor vehicle.
Insbesondere beim Vorsehen von mehreren unbemannten Luftfahrzeugen hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn diese miteinander kommunizieren können, um sich gegenseitig zu koordinieren. Auch durch eine derartige Kommunikation untereinander kann eine Kollision der unbemannten Luftfahrzeuge miteinander und/oder mit weiteren Objekten besonders einfach und zuverlässig vermieden werden. Auch können unterschiedliche unbemannte Luftfahrzeuge mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet sein.In particular, when providing a plurality of unmanned aerial vehicles, it has proven to be advantageous if they can communicate with each other to coordinate each other. Even by such communication with each other, a collision of unmanned aerial vehicles with each other and / or with other objects can be avoided particularly easily and reliably. Also, different unmanned aerial vehicles may be equipped with different sensors.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen von Gegebenheiten in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs erfassen wenigstens ein Sensor des Kraftfahrzeugs und wenigstens ein weiterer Sensor eines dem Kraftfahrzeug zugeordneten unbemannten Luftfahrzeugs solche Gegebenheiten. Mittels einer Lokalisierungseinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs wird eine Position des unbemannten Luftfahrzeugs relativ zu dem Kraftfahrzeug bestimmt. Hierbei erfasst die Lokalisierungseinrichtung ein an dem Kraftfahrzeug angeordnetes Zielobjekt. So kann eine besonders große Genauigkeit beim Erfassen der Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels des weiteren, an dem unbemannten Luftfahrzeug angeordneten Sensors erreicht werden. Entsprechend sind auch die einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs übermittelten und solche Gegebenheiten in der Umgebung beschreibenden Daten besonders genau, insbesondere im Hinblick auf die geografische Position dieser Gegebenheiten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs.In the method according to the invention for detecting conditions in an environment of a motor vehicle, at least one sensor of the motor vehicle and at least one further sensor of an unmanned aerial vehicle assigned to the motor vehicle detect such conditions. By means of a localization device of the unmanned aerial vehicle, a position of the unmanned aerial vehicle relative to the motor vehicle is determined. In this case, the localization device detects a target object arranged on the motor vehicle. Thus, a particularly high accuracy in detecting the conditions in the environment of the motor vehicle by means of the further, arranged on the unmanned aircraft sensor can be achieved. Accordingly, the data transmitted to a control device of the motor vehicle and describing such conditions in the environment are also particularly accurate, in particular with regard to the geographical position of these conditions in the surroundings of the motor vehicle.
Die für das erfindungsgemäße System beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.The advantages and preferred embodiments described for the system according to the invention also apply to the method according to the invention and vice versa.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Thus, embodiments are also included and disclosed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Thus, embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed which do not have all the features of an originally formulated independent claim.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:
Ein in
Es können jedoch komplexe oder unübersichtliche Situationen auftreten, in welchen sich anhand der Sensoren
Um dem zu begegnen, umfasst das System die Drohne
Vorliegend ist daher das Kraftfahrzeug
Die bevorzugt mit einer Mehrzahl von Umfeldsensoren beziehungsweise den Sensoren
Sobald die Drohne
Die mittels der Sensoren
Im Kraftfahrzeug
Die Sensoren
Des Weiteren weist die Drohne
Durch das Erfassen des Zielobjekts
Bevorzugt ist in dem Aufbewahrungsraum
Die Drohne
Die Integration der Drohne
Zunächst erfolgt ein Erfassen von Gegebenheiten in der Umgebung
Die Umfeldsensoren oder Sensoren
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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