DE102019212842B4 - Control of a motor vehicle using an unmanned aerial vehicle - Google Patents

Control of a motor vehicle using an unmanned aerial vehicle

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Abstract

Verfahren zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs (40), mit den Schritten:
- Zuordnen (10) zumindest einer unbemannten Flugvorrichtung (50) zu dem Kraftfahrzeug (40);
- Empfangen (13) einer von der unbemannten Flugvorrichtung (50) bestimmten (11) hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs (40); und
- Bestimmen (14) einer von dem Kraftfahrzeug (40) zu fahrenden Trajektorie unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose.
Method for controlling at least a partially autonomous motor vehicle (40), comprising the steps:
- Assigning (10) at least one unmanned aerial device (50) to the motor vehicle (40);
- Receiving (13) a highly accurate pose of the motor vehicle (40) determined (11) by the unmanned aerial device (50); and
- Determine (14) a trajectory to be followed by the motor vehicle (40) using the received high-precision pose.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm mit Instruktionen und eine Vorrichtung zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren und ein Computerprogramm mit Instruktionen zum Unterstützen einer Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs durch eine unbemannte Flugvorrichtung, sowie eine unbemannte Flugvorrichtung, in der ein erfindungsgemäßes Verfahren eingesetzt wird.The present invention relates to a method, a computer program with instructions, and a device for controlling an at least partially autonomous motor vehicle. The invention further relates to a motor vehicle in which a method or a device according to the invention is used. The invention also relates to a method and a computer program with instructions for supporting the control of an at least partially autonomous motor vehicle by an unmanned aerial vehicle, as well as an unmanned aerial vehicle in which a method according to the invention is used.

In den kommenden Jahren werden immer mehr Fahrzeuge in der Lage sein, eine zunehmende Anzahl von Situationen automatisch und ohne direktes Eingreifen des Fahrers zu bewältigen. Um diesen Situationen gerecht zu werden, werden die autonomen oder teilautonomen Fahrzeuge mit einer immer größeren Anzahl von Sensoren ausgestattet, wie Ultraschallsensoren, Laserscanner, Radarsensoren, Lidarsensoren, Kameras, etc. Diese Sensoren werden verwendet, um die Umgebung des Fahrzeugs abzutasten und diese Informationen Algorithmen zur Verfügung zu stellen, die für die sichere Bewegung des autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs in seiner Umgebung verantwortlich sind.In the coming years, more and more vehicles will be able to handle an increasing number of situations automatically and without direct driver intervention. To cope with these situations, autonomous or semi-autonomous vehicles will be equipped with an ever-growing number of sensors, such as ultrasonic sensors, laser scanners, radar sensors, lidar sensors, cameras, etc. These sensors are used to scan the vehicle's surroundings and provide this information to algorithms responsible for the safe movement of the autonomous or semi-autonomous vehicle within its environment.

Zusätzlich existieren Ansätze, die Sensorik des Fahrzeugs durch die Sensorik einer unbemannten Flugvorrichtung zu ergänzen. Aktuell ist bereits eine Vielzahl von verschiedenen kleinen, unbemannten Flugvorrichtungen verfügbar. Diese werden im allgemeinen Sprachgebrauch meist als Drohnen bezeichnet und können insbesondere mit Kameras ausgerüstet sein.Additionally, there are approaches to supplement the vehicle's sensors with those of an unmanned aerial vehicle (UAV). Currently, a wide variety of small, unmanned aerial vehicles are available. These are commonly referred to as drones and can be equipped with cameras.

In diesem Zusammenhang beschreibt DE 10 2014 226 458 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines autonom bewegbaren, datentechnisch mit einem Fahrzeug gekoppelten Flugkörpers, wobei für das Fahrzeug verschiedene Fahrmodi definiert sind. Bei dem Verfahren werden mittels einer Steuereinheit des Fahrzeugs Steuersignale zum Steuern der Position des Flugkörpers erzeugt und an den Flugkörper übertragen. Dabei wird insbesondere ein Steuersignal für die Flughöhe des Flugkörpers in Abhängigkeit von dem aktuellen Fahrmodus des Fahrzeugs erzeugt und an den Flugkörper übertragen. Von dem Flugkörper werden Daten zu der Umgebung des Fahrzeugs erfasst, die an das Fahrzeug übermittelt werden können.In this context, it describes DE 10 2014 226 458 A1 A method for controlling an autonomously moving, data-linked missile connected to a vehicle, wherein various driving modes are defined for the vehicle. In this method, control signals for controlling the missile's position are generated by a control unit in the vehicle and transmitted to the missile. In particular, a control signal for the missile's altitude is generated and transmitted to the missile, depending on the current driving mode of the vehicle. The missile acquires data about the vehicle's surroundings, which can then be transmitted to the vehicle.

US 2015/0102154 A1 beschreibt ein System umfassend ein Kraftfahrzeug mit einem Landebereich für ein Luftfahrzeug und ein aktiv angetriebenes unbemanntes Luftfahrzeug. Das Luftfahrzeug ist so konfiguriert, dass es auf dem Landebereich abgesetzt werden kann. Das Kraftfahrzeug und das Luftfahrzeug sind so konfiguriert, dass das Kraftfahrzeug das Luftfahrzeug mit Treibstoff und/oder elektrischer Energie versorgen kann, während das Luftfahrzeug auf dem Landebereich abgesetzt ist. US 2015/0102154 A1 This describes a system comprising a motor vehicle with a landing area for an aircraft and an actively propelled unmanned aerial vehicle. The aircraft is configured to be deployed at the landing area. The motor vehicle and the aircraft are configured so that the motor vehicle can supply the aircraft with fuel and/or electrical power while the aircraft is deployed at the landing area.

CN 105702033 A beschreibt ein Verkehrssteuerungssystem. Eine Drohne bestimmt mittels einer Auswertung von Luftaufnahmen, ob eine Straße durch einen Stau blockiert ist. Dazu wird die Bewegung von Fahrzeugen ausgewertet. Diese Information wird an ein Backend geschickt, das daraufhin aktualisierte Routeninformationen an Fahrzeuge übermittelt, die aufgrund ihrer geplanten Route vom Stau betroffen sind. CN 105702033 A This describes a traffic control system. A drone uses aerial imagery to determine whether a road is blocked by a traffic jam. This involves analyzing the movement of vehicles. This information is sent to a backend system, which then transmits updated route information to vehicles whose planned route is likely to be affected by the traffic jam.

CN 110143200 A beschreibt ein Verfahren zum Erfassen von Zustandsdaten eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren erfolgt eine Kommunikation zwischen einer Drohne und zumindest eines Steuergeräts des Fahrzeugs. Die Drohne erfasst Lagedaten des Fahrzeugs und empfängt Informationen zur Geschwindigkeit und der Motordrehzahl des Fahrzeugs. Aus einer Analyse dieser Daten wird der Zustand des Fahrzeugs abgeleitet. CN 110143200 A This describes a method for acquiring vehicle status data. The method involves communication between a drone and at least one of the vehicle's control units. The drone acquires the vehicle's position data and receives information about its speed and engine RPM. The vehicle's status is then derived from an analysis of this data.

Die meisten aktuellen Anwendungen konzentrieren sich auf die Bewältigung verschiedener Fahrsituationen und Parkszenarien. Die Bewältigung dieser Szenarien basiert auf dem Ansatz, dass die autonomen oder teilautonomen Fahrzeuge die von ihnen selbst gesammelten Sensorinformationen nutzen und über das am besten geeignete Manöver für das Fahrzeug entscheiden. Beispielsweise wird derzeit ein automatisierter Parkservice entwickelt (AVP: Automated Valet Parking), bei dem ein Fahrer sein Fahrzeug z.B. am Eingang eines Parkhauses verlassen kann und das Fahrzeug einen vollautomatischen Parkvorgang im Parkhaus durchführt. Dabei sucht sich das Fahrzeug selbstständig einen Parkplatz und parkt darauf ein. Der Fahrer kann dann später, z.B. per Smartphone, das Zurückkommen des Fahrzeugs zu einem bestimmten Ort einleiten. Für das eigenständige, vollautomatische Fahren des Fahrzeugs muss dieses mit umfassender Umfeldsensorik und Intelligenz ausgestattet werden, um Kollisionen und Blockaden zu vermeiden. Dies ist sehr aufwändig und mit hohen Kosten verbunden.Most current applications focus on managing various driving situations and parking scenarios. These scenarios are handled by autonomous or semi-autonomous vehicles using the sensor information they themselves gather to decide on the most appropriate maneuver. For example, an automated valet parking service (AVP) is currently being developed, where a driver can leave their vehicle at the entrance of a parking garage, and the vehicle will perform a fully automated parking maneuver. The vehicle will independently find a parking space and park itself. The driver can then later initiate the vehicle's return to a specific location, for example, via smartphone. For the vehicle to drive autonomously and fully automatically, it must be equipped with comprehensive environmental sensors and intelligent systems to avoid collisions and obstructions. This is very complex and expensive.

Bei einem alternativen Ansatz werden Umfeldwahrnehmung und Intelligenz durch das Parkhaus bereitgestellt und nicht durch das Fahrzeug. Das Parkhaus oder der Parkraum wird mit umfassender Sensorik ausgestattet, z.B. Kameras oder Laserscanner, um alle Fahrzeuge hochgenau zu erfassen. Das Fahrzeug benötigt in diesem Fall eine Schnittstelle zur Fernsteuerung des Fahrens von außen. Eine intelligente Komponente im Parkhaus führt dann das Fahren unter Nutzung dieser Schnittstelle durch. Bei diesem Ansatz ist ein großer Aufwand bei der Ausrüstung der Parkräume erforderlich, der ebenfalls mit hohen Kosten verbunden ist.An alternative approach involves providing environmental perception and intelligence through the parking garage itself, rather than the vehicle. The parking garage or parking area is equipped with comprehensive sensors, such as cameras or laser scanners, to detect all vehicles with high accuracy. In this case, the vehicle requires an interface for remote control of its driving from outside. An intelligent component within the parking garage then guides the vehicle's movement using this information. This interface is used. This approach requires a significant investment in equipping the parking areas, which is also associated with high costs.

In diesem Zusammenhang beschreibt DE 10 2017 107 701 A1 ein Verfahren zum ferngesteuerten Manövrieren eines Kraftfahrzeugs auf einer Parkfläche mittels einer fahrzeugexternen, parkflächenseitigen Infrastrukturvorrichtung. Bei dem Verfahren werden Positionsdaten des Kraftfahrzeugs auf der Parkfläche durch die Infrastrukturvorrichtung bestimmt. Ein Kommunikationskanal wird ausgehend von der Infrastrukturvorrichtung in Richtung des Kraftfahrzeugs aufgebaut. Über den Kommunikationskanal übernimmt die Infrastrukturvorrichtung eine Längsführung und eine Querführung des Kraftfahrzeugs, um das Kraftfahrzeug auf der Parkfläche in Abhängigkeit von den Positionsdaten des Kraftfahrzeugs zu manövrieren.In this context, it describes DE 10 2017 107 701 A1 A method for remotely maneuvering a motor vehicle in a parking area using an external, parking-area infrastructure device. In this method, the infrastructure device determines the vehicle's position data within the parking area. A communication channel is established from the infrastructure device towards the vehicle. Via this communication channel, the infrastructure device provides longitudinal and lateral guidance to the vehicle, enabling it to maneuver within the parking area based on the vehicle's position data.

Bei einer Erweiterung dieses alternativen Ansatzes wird zusätzlich zu der Sensorik des Parkraums wiederum auf die Sensorik einer unbemannten Flugvorrichtung zurückgegriffen. Auf diese Weise kann die im Parkraum erforderliche Sensorik reduziert werden, da Lücken in der Parkraumüberwachung durch die Sensorik der unbemannten Flugvorrichtung kompensiert werden können.Extending this alternative approach, the sensors of an unmanned aerial vehicle (UAV) are used in addition to the sensors in the parking area. This reduces the number of sensors required in the parking area, as gaps in parking area monitoring can be compensated for by the UAV's sensors.

In diesem Zusammenhang beschreibt DE 10 2016 202 033 A1 ein Verfahren zum Überwachen eines Parkplatzes für Kraftfahrzeuge. Bei dem Verfahren wird der Parkplatz mittels einer Überwachungseinrichtung einer fliegenden Drohne überwacht. Die von der Drohne erfassten Daten werden an ein sich innerhalb des Parkplatzes befindendes Kraftfahrzeug oder an ein Parkplatzverwaltungssystem zum Verwalten des Parkplatzes gesendet. Die Drohne kann dabei eine Steuerung des Fahrzeugs übernehmen.In this context, it describes DE 10 2016 202 033 A1 A method for monitoring a parking lot for motor vehicles. In this method, the parking lot is monitored by means of a surveillance device on a flying drone. The data collected by the drone is sent to a vehicle located within the parking lot or to a parking management system for managing the parking lot. The drone can also take over the control of the vehicle.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Lösungen für eine Steuerung eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer unbemannten Flugvorrichtung bereitzustellen.One object of the invention is to provide improved solutions for controlling a motor vehicle using an unmanned aerial vehicle.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2, durch ein Computerprogramm mit Instruktionen gemäß Anspruch 7 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved by a method having the features of claim 1 or 2, by a computer program with instructions according to claim 7, and by a device having the features of claim 8. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs die Schritte:

  • - Zuordnen zumindest einer unbemannten Flugvorrichtung zu dem Kraftfahrzeug;
  • - Empfangen einer von der unbemannten Flugvorrichtung bestimmten hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs; und
  • - Bestimmen einer von dem Kraftfahrzeug zu fahrenden Trajektorie unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose.
According to a first aspect of the invention, a method for controlling an at least partially autonomous motor vehicle comprises the following steps:
  • - Assigning at least one unmanned aerial vehicle to the motor vehicle;
  • - Receiving a highly accurate pose of the motor vehicle determined by the unmanned aerial vehicle; and
  • - Determining a trajectory to be followed by the motor vehicle using the received high-precision pose.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogramm Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs veranlassen:

  • - Zuordnen zumindest einer unbemannten Flugvorrichtung zu dem Kraftfahrzeug;
  • - Empfangen einer von der unbemannten Flugvorrichtung bestimmten hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs; und
  • - Bestimmen einer von dem Kraftfahrzeug zu fahrenden Trajektorie unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose.
According to another aspect of the invention, a computer program contains instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform the following steps for controlling an at least partially autonomous motor vehicle:
  • - Assigning at least one unmanned aerial vehicle to the motor vehicle;
  • - Receiving a highly accurate pose of the motor vehicle determined by the unmanned aerial vehicle; and
  • - Determining a trajectory to be followed by the motor vehicle using the received high-precision pose.

Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.The term "computer" is to be understood broadly. In particular, it also includes control units and other processor-based data processing devices.

Das Computerprogramm kann beispielsweise für einen elektronischen Abruf bereitgestellt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.The computer program can, for example, be made available for electronic retrieval or be stored on a computer-readable storage medium.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs auf:

  • - eine Zuordnungseinheit zum Zuordnen zumindest einer unbemannten Flugvorrichtung zu dem Kraftfahrzeug;
  • -eine Empfangseinheit zum Empfangen einer von der unbemannten Flugvorrichtung bestimmten hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs; und
  • - eine Planungseinheit zum Bestimmen einer von dem Kraftfahrzeug zu fahrenden Trajektorie unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose.
According to another aspect of the invention, a device for controlling an at least partially autonomous motor vehicle comprises:
  • - an allocation unit for assigning at least one unmanned aerial vehicle to the motor vehicle;
  • -a receiving unit for receiving a highly accurate pose of the motor vehicle determined by the unmanned aerial vehicle; and
  • - a planning unit for determining a trajectory to be followed by the motor vehicle using the received high-precision pose.

In Bezug auf ein Kraftfahrzeug ist vorgesehen, dass dem Kraftfahrzeug als Basis für die Planung einer zu fahrenden Trajektorie eine hochgenaue Pose zur Verfügung gestellt wird, d.h. eine hochgenaue Position und Orientierung. Die Pose wird zuvor von einer unbemannten Flugvorrichtung bestimmt und dann an das Fahrzeug übermittelt. Dies hat den Vorteil, dass das Fahrzeug selbst nicht seine eigene Position hochgenau bestimmen können muss. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug keine komplexe Sensorik und Software zur hochgenauen Eigenortung bereitstellen muss. Bei der zu fahrenden Trajektorie kann es sich insbesondere um eine im Rahmen eines automatisierten Parkvorgangs zu fahrende Trajektorie handeln. Hohe Entwicklungs- und Investitionskosten in das Fahrzeug oder in den Parkraum werden so vermieden. Der erforderliche Datenaustausch kann direkt zwischen dem Fahrzeug und der unbemannten Flugvorrichtung oder über eine zwischengeschaltete Infrastrukturvorrichtung erfolgen.With regard to a motor vehicle, the system envisages providing the vehicle with a highly accurate pose—that is, a highly precise position and orientation—as the basis for planning its trajectory. This pose is determined beforehand by an unmanned aerial vehicle and then transmitted to the vehicle. This has the advantage that the vehicle itself does not need to determine its own position with high accuracy. This means that the vehicle does not require complex sensors and software for highly accurate positioning. The system must provide self-location capabilities. The trajectory to be driven can, in particular, be one driven as part of an automated parking maneuver. This avoids high development and investment costs for the vehicle or the parking area. The necessary data exchange can take place directly between the vehicle and the unmanned aerial vehicle or via an intermediate infrastructure device.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Unterstützen einer Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs durch eine unbemannte Flugvorrichtung die Schritte:

  • - Zuordnen der unbemannten Flugvorrichtung zu dem Kraftfahrzeug;
  • - Bestimmen einer hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs durch die unbemannte Flugvorrichtung; und
  • - Übermitteln der hochgenauen Pose an das Kraftfahrzeug.
According to another aspect of the invention, a method for supporting the control of an at least partially autonomous motor vehicle by an unmanned aerial device comprises the following steps:
  • - Assigning the unmanned aerial vehicle to the motor vehicle;
  • - Determining a highly accurate pose of the motor vehicle by the unmanned aerial vehicle; and
  • - Transmitting the highly accurate pose to the motor vehicle.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogramm Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zum Unterstützen einer Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs durch eine unbemannte Flugvorrichtung veranlassen:

  • - Zuordnen der unbemannten Flugvorrichtung zu dem Kraftfahrzeug;
  • - Bestimmen einer hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs durch die unbemannte Flugvorrichtung; und
  • - Übermitteln der hochgenauen Pose an das Kraftfahrzeug.
According to another aspect of the invention, a computer program contains instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform the following steps to support the control of an at least partially autonomous motor vehicle by an unmanned aerial device:
  • - Assigning the unmanned aerial vehicle to the motor vehicle;
  • - Determining a highly accurate pose of the motor vehicle by the unmanned aerial vehicle; and
  • - Transmitting the highly accurate pose to the motor vehicle.

Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Steuergeräte, Microcontroller und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.The term "computer" is to be understood broadly. In particular, it also includes control units, microcontrollers, and other processor-based data processing devices.

Das Computerprogramm kann beispielsweise für einen elektronischen Abruf bereitgestellt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.The computer program can, for example, be made available for electronic retrieval or be stored on a computer-readable storage medium.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine unbemannte Flugvorrichtung eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Unterstützen einer Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs auszuführen.According to another aspect, an unmanned flying device is set up to carry out a method according to the invention for supporting the control of an at least partially autonomous motor vehicle.

In Bezug auf eine unbemannte Flugvorrichtung ist vorgesehen, dass diese eine hochgenaue Pose eines Fahrzeugs bestimmt und diese hochgenaue Pose an das Fahrzeug übermittelt. Dazu kann eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen der unbemannten Flugvorrichtung und dem Fahrzeug genutzt werden. Alternativ kann die Kommunikation auch über eine zwischengeschaltete Infrastrukturvorrichtung laufen. Die hochgenaue Pose kann dann vom Fahrzeug für eine Trajektorienplanung genutzt werden, z.B. für einen Einparkvorgang innerhalb eines Parkraums. Durch die erfindungsgemäße Lösung werden hohe Entwicklungs- und Investitionskosten in das Fahrzeug oder in den Parkraum vermieden. Zudem kann die Technologie der unbemannten Flugvorrichtung flexibel aktualisiert werden, z.B. weil neuere Sensorgenerationen verfügbar sind. Es muss nicht über mehrere Jahre für eine neue Fahrzeuggeneration entwickelt werden oder eine Sensorik des Parkraums ausgetauscht werden. Die beschriebene Lösung ist potenziell in jedem Umfeld anwendbar, das für unbemannte Flugvorrichtungen geeignet ist.With regard to an unmanned aerial vehicle (UAV), it is provided that the UAV determines a highly accurate pose of a vehicle and transmits this pose to the vehicle. A direct communication link between the UAV and the vehicle can be used for this purpose. Alternatively, communication can also take place via an intermediary infrastructure device. The highly accurate pose can then be used by the vehicle for trajectory planning, e.g., for parking maneuvers within a parking space. The solution according to the invention avoids high development and investment costs in the vehicle or the parking space. Furthermore, the UAV technology can be flexibly updated, e.g., because newer sensor generations are available. It is not necessary to develop for a new vehicle generation over several years or to replace the sensors in the parking space. The described solution is potentially applicable in any environment suitable for UAVs.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung erfasst die unbemannte Flugvorrichtung zum Bestimmen der hochgenauen Pose das Kraftfahrzeug mittels einer Sensorik und führt einen Abgleich mit einer Eigenposition durch. Bei dieser Ausführungsform ermittelt die unbemannte Flugvorrichtung die hochgenaue Pose des Fahrzeugs, indem sie über geeignete Sensoren, z.B. eine Kamera oder einen Laserscanner, die Position des Fahrzeugs vermisst, diese mit der eigenen Position abgleicht und daraus die Pose des Fahrzeugs berechnet. Das Vermessen der Fahrzeugposition kann z.B. dadurch erfolgen, dass die unbemannte Flugvorrichtung über einer bestimmten Ecke des Fahrzeugs schwebt, z.B. vorn links. Alternativ kann eine einzelne unbemannte Flugvorrichtung auch bestimmte typische Fahrzeugmerkmale nutzen, z.B. die Räder, die Kennzeichen oder die Scheiben, um die Position sehr genau bestimmen zu können. Ebenso ist es möglich, dass für die hochgenaue Vermessung der Fahrzeugposition mehr als eine unbemannte Flugvorrichtung eingesetzt wird, z.B. eine erste vorn links und eine zweite hinten rechts. Dies ermöglicht es, mit relativ einfacher Sensorik und Bildverarbeitung, oder anderer, sehr einfach gehaltener Sensorik, die physikalischen Abmessungen des Fahrzeugs zu erfassen und damit dessen Pose zu ermitteln.According to one aspect of the invention, the unmanned aerial vehicle (UAV) determines the vehicle's highly accurate pose using sensors and compares this measurement with its own position. In this embodiment, the UAV determines the vehicle's highly accurate pose by measuring its position using suitable sensors, such as a camera or laser scanner, comparing it with its own position, and calculating the vehicle's pose. Measuring the vehicle's position can be achieved, for example, by having the UAV hover over a specific corner of the vehicle, such as the front left. Alternatively, a single UAV can also utilize certain typical vehicle features, such as the wheels, license plates, or windows, to determine the position very precisely. It is also possible to use more than one UAV for highly accurate vehicle position measurement, for example, one at the front left and a second at the rear right. This makes it possible to capture the physical dimensions of the vehicle and thus determine its pose using relatively simple sensors and image processing, or other very simple sensors.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden von der unbemannten Flugvorrichtung Informationen zum Kraftfahrzeug oder zu einem Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst und an das Kraftfahrzeug übermittelt. Bei dieser Ausführungsform übermittelt die unbemannte Flugvorrichtung dem Fahrzeug Informationen über das Fahrzeugumfeld und leistet damit einen Beitrag zur Umweltwahrnehmung des Fahrzeugs. Das Fahrzeug muss während seines fahrerlosen Fahrens sehr genau wissen, welche Hindernisse um das Fahrzeug herum existieren. Dies betrifft sowohl das statische Umfeld als auch dynamische Objekte, wie z.B. Passanten oder Tiere. Die derzeit verfügbaren Sensoriken haben allesamt Schwächen und Blindbereiche, weswegen eine vollständige Abdeckung bzw. Gewährleistung einer umfassenden Umfeldwahrnehmung nicht oder nur sehr schwer und aufwändig und somit teuer möglich ist. Hier kann eine Unterstützung durch eine oder mehrere unbemannte Flugvorrichtungen helfen. Gerade in engen Situationen bei sehr dichten Hindernissen sind die Sensoren häufig blind. Eine unbemannte Flugvorrichtung mit etwas mehr Abstand kann hier trotzdem die Situation erfassen und Informationen wie Kritikalität, Abstandswerte oder Objektinformationen, z.B. die Positionen, Dimensionen oder Klassifikationen von Hindernissen, an das Fahrzeug melden. Die Nutzung der Informationen der unbemannten Flugvorrichtungen erlaubt es somit, ein weniger komplexes und teures Sensorset im Fahrzeug zu haben oder überhaupt erst eine vollständige Abdeckung zu ermöglichen.According to one aspect of the invention, the unmanned aerial device (UAD) acquires information about the motor vehicle or its surroundings and transmits it to the motor vehicle. In this embodiment, the UAD transmits information about the vehicle's environment to the vehicle, thus contributing to the vehicle's environmental awareness. During its driverless operation, the vehicle must know very precisely which obstacles are present. There are hazards around the vehicle. This applies to both the static environment and dynamic objects, such as pedestrians or animals. All currently available sensors have weaknesses and blind spots, which is why complete coverage or ensuring comprehensive environmental perception is either impossible or extremely difficult, complex, and therefore expensive. Here, support from one or more unmanned aerial vehicles (UAVs) can help. Especially in confined spaces with very dense obstacles, the sensors are often ineffective. An UAV operating at a greater distance can still assess the situation and report information such as criticality, distance values, or object information, e.g., the positions, dimensions, or classifications of obstacles, to the vehicle. Utilizing the information from UAVs thus allows for a less complex and expensive sensor set in the vehicle or even makes complete coverage possible in the first place.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die von der unbemannten Flugvorrichtung übermittelten Informationen genutzt, um einen Abgleich mit von einer Sensorik des Kraftfahrzeugs erfassten Informationen oder daraus abgeleiteten Informationen durchzuführen. Bei dieser Ausführungsform wird mittels der Informationen der unbemannten Flugvorrichtung ein redundanter Absicherungspfad ermöglicht, so wie er aus Sicherheitsgründen gefordert sein kann. Die unbemannte Flugvorrichtung ist quasi eine externe Instanz, welche die vom Fahrzeug selbst ermittelten Informationen, z.B. Informationen zur Lokalisierung oder zur Umfeldwahrnehmung, auf eine ganz andere Weise ebenfalls ermittelt und dem Fahrzeug zur Verfügung stellt. Das Fahrzeug kann auf der so verfügbaren Datenbasis dann einen Abgleich durchführen.According to one aspect of the invention, the information transmitted by the unmanned aerial vehicle (UAV) is used to compare it with information acquired by or derived from the vehicle's sensors. In this embodiment, the information from the UAV enables a redundant backup path, as may be required for safety reasons. The UAV essentially acts as an external instance that also acquires the information obtained by the vehicle itself, such as localization or environmental perception data, in a completely different way and makes it available to the vehicle. The vehicle can then perform a comparison based on this available data.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden vom Kraftfahrzeug Informationen an die unbemannte Flugvorrichtung übermittelt, die von einer Sensorik des Kraftfahrzeugs erfasst oder aus von der Sensorik erfassten Informationen abgeleitet wurden. Durch die unbemannte Flugvorrichtung erfolgt dann eine Plausibilisierung der empfangenen Informationen. Bei dieser Ausführungsform stell das Fahrzeug der unbemannten Flugvorrichtung z.B. die vom Fahrzeug ermittelten Informationen zur Lokalisierung oder zur Umfeldwahrnehmung zur Verfügung. Die unbemannte Flugvorrichtung plausibilisiert diese und kann im Fall relevanter Abweichungen die autonome Fahrt stoppen oder eine Sonderbehandlung auslösen, z.B. erneute Sensormessungen, eine Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs oder andere Maßnahmen. Auf diese Weise wird die Sicherheit des durchgeführten Fahrmanövers erhöht.According to one aspect of the invention, information is transmitted from the motor vehicle to the unmanned aerial vehicle (UAV). This information is either captured by the vehicle's sensors or derived from information captured by the sensors. The UAV then performs a plausibility check of the received information. In this embodiment, the vehicle provides the UAV with, for example, information it has gathered for localization or environmental perception. The UAV verifies this information and, in the event of relevant deviations, can stop the autonomous driving process or trigger special handling, such as re-measurements by the sensors, a reduction in the vehicle's speed, or other measures. This increases the safety of the driving maneuver.

Vorzugsweise verwendet ein autonomes oder teilautonomes Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung genutzt werden, um einen automatisierten Parkvorgang durchzuführen.Preferably, an autonomous or semi-autonomous motor vehicle uses a method or device according to the invention for controlling the motor vehicle. In particular, a method or device according to the invention can be used to perform an automated parking operation.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.

  • 1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer unbemannten Flugvorrichtung;
  • 2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs;
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs;
  • 4 stellt schematisch ein Kraftfahrzeug dar, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist;
  • 5 zeigt schematisch eine unbemannte Flugvorrichtung, in der eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist; und
  • 6 zeigt schematisch ein Systemkonzept der erfindungsgemäßen Lösung am Beispiel eines automatisierten Parkservice.
Further features of the present invention will become apparent from the following description and the attached claims in conjunction with the figures.
  • 1 schematically shows a method for controlling at least a partially autonomous motor vehicle using an unmanned aerial vehicle;
  • 2 shows a first embodiment of a device for controlling at least a partially autonomous motor vehicle;
  • 3 shows a second embodiment of a device for controlling at least a partially autonomous motor vehicle;
  • 4 schematically represents a motor vehicle in which a solution according to the invention is implemented;
  • 5 schematically shows an unmanned aerial vehicle in which a solution according to the invention is implemented; and
  • 6 schematically shows a system concept of the solution according to the invention using the example of an automated parking service.

Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.To better understand the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. It is understood that the invention is not limited to these embodiments and that the described features can also be combined or modified without leaving the scope of protection of the invention as defined in the appended claims.

1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer unbemannten Flugvorrichtung. Der Einfachheit halber sind in der Figur sowohl die vom Kraftfahrzeug ausgeführten Schritte als auch die seitens der unbemannten Flugvorrichtung ausgeführten Schritte wiedergegeben. In einem ersten Schritt wird eine 10 unbemannte Flugvorrichtung einem Kraftfahrzeug zugeordnet 10. Durch die unbemannte Flugvorrichtung wird dann eine hochgenaue Pose des Kraftfahrzeugs bestimmt 11. Zu diesem Zweck kann die unbemannte Flugvorrichtung das Kraftfahrzeug mittels einer Sensorik erfassen und einen Abgleich mit einer Eigenposition durchführen. Die hochgenaue Pose wird von der unbemannten Flugvorrichtung an das Kraftfahrzeug übermittelt 12 und von diesem empfangen 13. Unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose wird dann eine von dem Kraftfahrzeug zu fahrende Trajektorie bestimmt 14. Zusätzlich kann die unbemannten Flugvorrichtung Informationen zum Kraftfahrzeug oder zu einem Umfeld des Kraftfahrzeugs erfassen und an das Kraftfahrzeug übermitteln. Die von der unbemannten Flugvorrichtung übermittelten Informationen können dann genutzt werden, um einen Abgleich mit von einer Sensorik des Kraftfahrzeugs erfassten Informationen oder daraus abgeleiteten Informationen durchzuführen 16. Dies kann bereits vor der Bestimmung der zu fahrenden Trajektorie geschehen oder auch während des Durchfahrens der Trajektorie. Zudem können die Informationen bei der Bestimmung 14 der zu fahrenden Trajektorie berücksichtigt werden. Ebenso können vom Kraftfahrzeug Informationen an die unbemannte Flugvorrichtung übermittelt werden 17, die von einer Sensorik des Kraftfahrzeugs erfasst oder aus von der Sensorik erfassten Informationen abgeleitet wurden. Durch die unbemannte Flugvorrichtung kann dann eine Plausibilisierung der übermittelten Informationen erfolgen 18. Auch dies kann bereits vor der Bestimmung der zu fahrenden Trajektorie geschehen oder auch während des Durchfahrens der Trajektorie. 1 Figure 1 schematically shows a method for controlling a semi-autonomous motor vehicle using an unmanned aerial vehicle (UAV). For simplicity, the figure depicts both the steps performed by the motor vehicle and those performed by the UAV. In a first step, an UAV is assigned to a motor vehicle. The UAV then determines a highly accurate pose of the motor vehicle. For this purpose, the UAV can detect the motor vehicle using sensors and compare it with its own position. The high-precision pose is transmitted by the unmanned aerial vehicle (UAV) to the motor vehicle 12 and received by the motor vehicle 13. Using the received high-precision pose, a trajectory to be driven by the motor vehicle is then determined 14. In addition, the UAV can acquire information about the motor vehicle or its surroundings and transmit it to the motor vehicle. The information transmitted by the UAV can then be used to compare it with information acquired by or derived from the motor vehicle's sensors 16. This can be done before the trajectory to be driven is determined or while the trajectory is being driven. Furthermore, the information can be taken into account when determining 14 the trajectory to be driven. Likewise, information acquired by or derived from the motor vehicle's sensors can be transmitted from the motor vehicle to the UAV 17. The unmanned aerial vehicle can then be used to verify the plausibility of the transmitted information. 18 This can also be done before the trajectory to be driven is determined or while driving the trajectory.

2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 20 zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 20 hat einen Eingang 21 zum Empfangen von Informationen, z.B. von Daten, die von einer unbemannten Flugvorrichtung oder von einer Infrastrukturvorrichtung übermittelt werden. Eine Zuordnungseinheit 22 sorgt zunächst für eine Zuordnung zumindest einer unbemannten Flugvorrichtung zu dem Kraftfahrzeug. Nach erfolgter Zuordnung empfängt eine Empfangseinheit 23 eine von der unbemannten Flugvorrichtung bestimmte hochgenaue Pose des Kraftfahrzeugs. Zum Bestimmen der hochgenauen Pose kann seitens der unbemannten Flugvorrichtung beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels einer Sensorik erfasst werden und anschließend ein Abgleich mit einer Eigenposition durchgeführt werden. Eine Planungseinheit 24 bestimmt schließlich unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose eine von dem Kraftfahrzeug zu fahrende Trajektorie. Zusätzlich können von der unbemannten Flugvorrichtung Informationen zum Kraftfahrzeug oder zu einem Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst und an das Kraftfahrzeug übermittelt werden. Die von der unbemannten Flugvorrichtung übermittelten Informationen können dann genutzt werden, um einen Abgleich mit von einer Sensorik des Kraftfahrzeugs erfassten Informationen oder daraus abgeleiteten Informationen durchzuführen. Dies kann bereits vor der Bestimmung der zu fahrenden Trajektorie geschehen oder auch während des Durchfahrens der Trajektorie. Zudem können die Informationen durch die Planungseinheit 24 bei der Bestimmung der zu fahrenden Trajektorie berücksichtigt werden. Ebenso können vom Kraftfahrzeug Informationen an die unbemannte Flugvorrichtung übermittelt werden, die von einer Sensorik des Kraftfahrzeugs erfasst oder aus von der Sensorik erfassten Informationen abgeleitet wurden. Durch die unbemannte Flugvorrichtung kann dann eine Plausibilisierung der übermittelten Informationen erfolgen. Auch dies kann bereits vor der Bestimmung der zu fahrenden Trajektorie geschehen oder auch während des Durchfahrens der Trajektorie. 2 Figure 1 shows a simplified schematic representation of a first embodiment of a device 20 for controlling an at least partially autonomous motor vehicle. The device 20 has an input 21 for receiving information, e.g., data transmitted by an unmanned aerial vehicle (UAV) or an infrastructure device. An assignment unit 22 first assigns at least one UAV to the motor vehicle. After assignment, a receiving unit 23 receives a highly accurate pose of the motor vehicle determined by the UAV. To determine the highly accurate pose, the UAV can, for example, detect the motor vehicle using sensors and then compare it with its own position. Finally, a planning unit 24 uses the received highly accurate pose to determine a trajectory for the motor vehicle. Additionally, the UAV can acquire information about the motor vehicle or its surroundings and transmit it to the motor vehicle. The information transmitted by the unmanned aerial vehicle (UAV) can then be used to compare it with information acquired by the vehicle's sensors or information derived from them. This can occur before the trajectory is determined or while the vehicle is traversing the route. Furthermore, the planning unit (24) can consider this information when determining the trajectory. Similarly, the vehicle can transmit information to the UAV that is acquired by its sensors or derived from sensor data. The UAV can then perform a plausibility check of the transmitted information. This, too, can occur before the trajectory is determined or while the vehicle is traversing the route.

Die Zuordnungseinheit 22, die Empfangseinheit 23 und die Planungseinheit 24 können von einer Kontrolleinheit 25 gesteuert werden. Über eine Benutzerschnittstelle 28 können gegebenenfalls Einstellungen der Zuordnungseinheit 22, der Empfangseinheit 23, der Planungseinheit 24 oder der Kontrolleinheit 25 geändert werden. Die in der Vorrichtung 20 anfallenden Daten können bei Bedarf in einem Speicher 27 der Vorrichtung 20 abgelegt werden, beispielsweise für eine spätere Auswertung oder für eine Nutzung durch die Komponenten der Vorrichtung 20. Die Zuordnungseinheit 22, die Empfangseinheit 23, die Planungseinheit 24 sowie die Kontrolleinheit 25 können als dedizierte Hardware realisiert sein, beispielsweise als integrierte Schaltungen. Natürlich können sie aber auch teilweise oder vollständig kombiniert oder als Software implementiert werden, die auf einem geeigneten Prozessor läuft, beispielsweise auf einer GPU. Der Eingang 21 und der Ausgang 26 können als getrennte Schnittstellen oder als eine kombinierte bidirektionale Schnittstelle implementiert sein.The allocation unit 22, the receiving unit 23, and the planning unit 24 can be controlled by a control unit 25. Settings of the allocation unit 22, the receiving unit 23, the planning unit 24, or the control unit 25 can be changed via a user interface 28. The data generated in the device 20 can be stored in a memory 27 of the device 20 as needed, for example, for later evaluation or for use by the components of the device 20. The allocation unit 22, the receiving unit 23, the planning unit 24, and the control unit 25 can be implemented as dedicated hardware, for example, as integrated circuits. Of course, they can also be partially or fully combined or implemented as software running on a suitable processor, for example, a GPU. The input 21 and the output 26 can be implemented as separate interfaces or as a combined bidirectional interface.

3 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung 30 weist einen Prozessor 32 und einen Speicher 31 auf. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung 30 um einen Computer oder ein Steuergerät. Im Speicher 31 sind Instruktionen abgelegt, die die Vorrichtung 30 bei Ausführung durch den Prozessor 32 veranlassen, die Schritte gemäß einem der beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Speicher 31 abgelegten Instruktionen verkörpern somit ein durch den Prozessor 32 ausführbares Programm, welches das erfindungsgemäße Verfahren realisiert. Die Vorrichtung hat einen Eingang 33 zum Empfangen von Informationen. Vom Prozessor 32 generierte Daten werden über einen Ausgang 34 bereitgestellt. Darüber hinaus können sie im Speicher 31 abgelegt werden. Der Eingang 33 und der Ausgang 34 können zu einer bidirektionalen Schnittstelle zusammengefasst sein. 3 Figure 3 shows a simplified schematic representation of a second embodiment of a device 30 for controlling an at least partially autonomous motor vehicle. The device 30 comprises a processor 32 and a memory 31. For example, the device 30 is a computer or a control unit. Instructions are stored in the memory 31 which, when executed by the processor 32, cause the device 30 to perform the steps according to one of the described methods. The instructions stored in the memory 31 thus embody a program executable by the processor 32, which implements the method according to the invention. The device has an input 33 for receiving information. Data generated by the processor 32 is provided via an output 34. Furthermore, it can be stored in the memory 31. The input 33 and the output 34 can be combined into a bidirectional interface.

Der Prozessor 32 kann eine oder mehrere Prozessoreinheiten umfassen, beispielsweise Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder Kombinationen daraus.The processor 32 can comprise one or more processor units, such as microprocessors, digital signal processors, or combinations thereof.

Die Speicher 27, 31 der beschriebenen Ausführungsformen können volatile und/oder nichtvolatile Speicherbereiche aufweisen und unterschiedlichste Speichergeräte und Speichermedien umfassen, beispielsweise Festplatten, optische Speichermedien oder Halbleiterspeicher.The memory elements 27, 31 of the described embodiments can have volatile and/or non-volatile memory areas and can include a wide variety of storage devices and storage media, for example hard disks, optical storage media or semiconductor memory.

Die beiden Ausführungsformen der Vorrichtung sind vorzugsweise in das Kraftfahrzeug integriert. Es ist aber ebenso möglich, dass sie Bestandteil einer mit dem Kraftfahrzeug in Verbindung stehenden Infrastrukturvorrichtung sind.The two embodiments of the device are preferably integrated into the motor vehicle. However, it is equally possible that they are part of an infrastructure device connected to the motor vehicle.

4 stellt schematisch ein Kraftfahrzeug 40 dar, in dem eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Das Kraftfahrzeug 40 weist eine Sensorik 41 auf, mit der Informationen zur Umgebung des Kraftfahrzeugs 40 erfasst werden können. Beispielsweise kann die Sensorik 41 Ultraschallsensoren, einen Laserscanner, Radarsensoren, Lidarsensoren oder eine oder mehrere Kameras umfassen. Weitere Bestandteile des Kraftfahrzeugs 40 sind ein Steuerungssystem 42 für einen autonomen oder teilautonomen Fahrbetrieb, ein Navigationssystem 43 und eine Datenübertragungseinheit 44. Mittels der Datenübertragungseinheit 44 kann eine Verbindung zu einer unbemannten Flugvorrichtung aufgebaut werden, insbesondere zum Empfangen einer durch die unbemannte Flugvorrichtung bestimmten hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs 40. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Datenübertragungseinheit 44 eine Verbindung zu einer Infrastrukturvorrichtung aufgebaut werden. Eine Vorrichtung 20 zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 40 bestimmt unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose eine von dem Kraftfahrzeug 40 zu fahrende Trajektorie und stellt diese dem Steuerungssystem 42 zur Verfügung. Bei der Bestimmung der Trajektorie können die vom Navigationssystem 43 und von der Sensorik 41 bereitgestellten Informationen berücksichtigt werden. Zur Speicherung von Daten ist ein Speicher 45 vorhanden. Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten des Kraftfahrzeugs 40 erfolgt über ein Netzwerk 46. 4 Figure 40 schematically depicts a motor vehicle 40 in which a solution according to the invention is implemented. The motor vehicle 40 has sensors 41 with which information about the environment of the motor vehicle 40 can be acquired. For example, the sensors 41 can include ultrasonic sensors, a laser scanner, radar sensors, lidar sensors, or one or more cameras. Further components of the motor vehicle 40 are a control system 42 for autonomous or semi-autonomous driving operation, a navigation system 43, and a data transmission unit 44. A connection to an unmanned aerial vehicle (UAV) can be established by means of the data transmission unit 44, in particular for receiving a highly accurate pose of the motor vehicle 40 determined by the UAV. Alternatively or additionally, a connection to an infrastructure device can be established by means of the data transmission unit 44. A device 20 for controlling the motor vehicle 40 determines a trajectory to be followed by the motor vehicle 40 using the received highly accurate pose and makes this available to the control system 42. The information provided by the navigation system 43 and the sensors 41 can be taken into account when determining the trajectory. A memory 45 is available for storing data. Data exchange between the various components of the motor vehicle 40 takes place via a network 46.

5 zeigt schematisch eine unbemannte Flugvorrichtung 50, in der eine erfindungsgemäße Lösung realisiert ist. Die unbemannte Flugvorrichtung 50 ist in diesem Beispiel ein Multicopter mit vier Propellern, d.h. ein Quadrocopter. Natürlich kann die unbemannte Flugvorrichtung 50 auch eine andere Anzahl von Propellern aufweisen und beispielsweise als Tricopter, Pentacopter, Hexacopter oder Octocopter ausgestaltet sein. Auch andere Technologien zum Erzeugen des erforderlichen Auftriebs können genutzt werden. Die unbemannte Flugvorrichtung 50 umfasst eine Sensorik 51, z.B. eine Kamera oder einen Laserscanner, zur Vermessung einer Position eines Kraftfahrzeugs. Die Steuerung der unbemannten Flugvorrichtung 50 erfolgt durch ein Steuerungssystem 52 unter Verwendung von Informationen eines Positionsbestimmungssystems 53, das eine Eigenposition der unbemannten Flugvorrichtung 50 bestimmt. Eine Datenverarbeitungseinheit 54 ermittelt anhand eines Abgleichs der Position des Kraftfahrzeugs mit der Eigenposition eine hochgenaue Pose des Kraftfahrzeugs. Diese wird dann von einer Datenübertragungseinheit 55 an das Kraftfahrzeug oder eine Infrastrukturvorrichtung übermittelt. Dazu können verschiedene Technologien zur drahtlosen Kommunikation verwendet werden. Z.B. kann eine Verbindung mittels Bluetooth oder WLAN (WLAN: Wireless Local Area Network; drahtloses lokales Netzwerk) hergestellt werden. 5 Figure 1 schematically shows an unmanned aerial vehicle 50 in which a solution according to the invention is implemented. In this example, the unmanned aerial vehicle 50 is a multicopter with four propellers, i.e., a quadcopter. Of course, the unmanned aerial vehicle 50 can also have a different number of propellers and be configured, for example, as a tricopter, pentacopter, hexacopter, or octocopter. Other technologies for generating the required lift can also be used. The unmanned aerial vehicle 50 includes a sensor 51, e.g., a camera or a laser scanner, for measuring the position of a motor vehicle. The unmanned aerial vehicle 50 is controlled by a control system 52 using information from a position determination system 53, which determines the self-position of the unmanned aerial vehicle 50. A data processing unit 54 determines a highly accurate pose of the motor vehicle by comparing its position with the self-position. This data is then transmitted by a data transmission unit 55 to the vehicle or an infrastructure device. Various wireless communication technologies can be used for this purpose. For example, a connection can be established via Bluetooth or WLAN (Wireless Local Area Network).

6 zeigt schematisch ein Systemkonzept der erfindungsgemäßen Lösung am Beispiel eines automatisierten Parkservice. Ein Parkraum 60 mit einem automatisierten Parkservice verfügt über eine oder mehr unbemannte Flugvorrichtungen 50. Zumindest eine unbemannte Flugvorrichtung 50 nimmt ein von einem Kunden abgegebenes Kraftfahrzeug 40 an einer beliebigen Stelle in Empfang. Sie bestimmt dann eine hochgenaue Pose des Kraftfahrzeugs 40 und stellt dem Kraftfahrzeug 40 diese für eine Trajektorienplanung zur Verfügung. Dies kann über eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen der unbemannten Flugvorrichtung 50 und dem Kraftfahrzeug 40 oder über eine zwischengeschaltete Infrastrukturvorrichtung 62 erfolgen, z.B. eine zentrale Kontrolleinheit. Zudem kann die unbemannte Flugvorrichtung 50 das Kraftfahrzeug 40 vermessen, damit die Parameter der Bahnplanung bekannt werden. Beispielsweise muss ein breites Fahrzeug anders gelenkt werden als ein schmales Fahrzeug, damit es um enge Kurven geführt werden kann. 6 Figure 5 schematically illustrates a system concept of the solution according to the invention using the example of an automated parking service. A parking area 60 with an automated parking service has one or more unmanned aerial vehicles (UAVs) 50. At least one UAV 50 receives a motor vehicle 40 dropped off by a customer at any desired location. It then determines a highly accurate pose of the motor vehicle 40 and makes this available to the motor vehicle 40 for trajectory planning. This can be done via a direct communication link between the UAV 50 and the motor vehicle 40 or via an intermediate infrastructure device 62, e.g., a central control unit. Furthermore, the UAV 50 can measure the motor vehicle 40 so that the parameters for trajectory planning are known. For example, a wide vehicle must be steered differently than a narrow vehicle so that it can navigate tight curves.

Vorzugsweise schwebt die unbemannte Flugvorrichtung 50 über, vor oder hinter dem Kraftahrzeug 40 und verfolgt es bis zu seinem Ziel-Parkstand. Die unbemannte Flugvorrichtung 50 kann dabei permanent die Fahrzeugführung überwachen oder dem Kraftfahrzeug 40 Umgebungsinformationen zur Verfügung stellen. Die unbemannte Flugvorrichtung 50 ist in diesem Fall quasi eine externe Instanz, welche die vom Kraftfahrzeug 40 selbst ermittelten Informationen, z.B. Informationen zur Lokalisierung oder zur Umfeldwahrnehmung, auf eine ganz andere Weise ebenfalls ermittelt und dem Kraftfahrzeug 40 zur Verfügung stellt. Ebenso ist es möglich, dass das Kraftfahrzeug 40 der unbemannten Flugvorrichtung 50 die vom Kraftfahrzeug 40 ermittelten Informationen zur Lokalisierung oder zur Umfeldwahrnehmung zur Verfügung stellt. Die unbemannte Flugvorrichtung 50 plausibilisiert diese und kann im Fall relevanter Abweichungen die autonome Fahrt stoppen oder eine Sonderbehandlung auslösen, z.B. erneute Sensormessungen, eine Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs oder andere Maßnahmen. Die unbemannte Flugvorrichtung 50 besitzt dazu entweder selbst die Intelligenz zur Steuerung des Fahrzeugs, oder bezieht die Steuerinformationen von der Infrastrukturvorrichtung 62. Zum Bestimmen der Steuerinformationen kann die Infrastrukturvorrichtung 62 z.B. auf eine Sensorik 61 des Parkraums 60 zugreifen.Preferably, the unmanned aerial vehicle 50 hovers above, in front of, or behind the motor vehicle 40 and follows it to its destination parking space. The unmanned aerial vehicle 50 can continuously monitor the vehicle's operation or provide the motor vehicle 40 with environmental information. In this case, the unmanned aerial vehicle 50 is essentially an external instance that also acquires the information gathered by the motor vehicle 40 itself, e.g., information on location or environmental perception, in a completely different way and makes it available to the motor vehicle 40. It is also possible for the motor vehicle 40 to provide the unmanned aerial vehicle 50 with the information it has gathered regarding location or environmental perception. The unmanned aerial vehicle 50 provides environmental perception. It validates this perception and, in the event of relevant deviations, can stop the autonomous journey or trigger special treatment, such as renewed sensor measurements, a reduction in the vehicle's speed, or other measures. The unmanned aerial vehicle 50 either possesses the intelligence to control the vehicle itself or obtains the control information from the infrastructure device 62. To determine the control information, the infrastructure device 62 can, for example, access sensors 61 in the parking area 60.

Als Ziel-Parkstand kann die unbemannte Flugvorrichtung 50 selbst zuvor einen freien Stellplatz erfasst haben. Alternativ kann sie diese Information von der Infrastrukturvorrichtung 62 erhalten. Bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer unbemannter Flugvorrichtungen 50 können diese Informationen austauschen, die eine bessere parallele Führung von Kraftfahrzeugen 40 ermöglichen. Während ihrer Fahrzeugführung kann eine unbemannte Flugvorrichtung 50 gleichzeitig nach freien Stellplätzen Ausschau halten und diese an die Infrastrukturvorrichtung 62 oder an andere unbemannte Flugvorrichtungen 50 melden.The unmanned aerial vehicle 50 can have previously detected an available parking space as its target parking location. Alternatively, it can receive this information from the infrastructure device 62. When several unmanned aerial vehicles 50 are operating simultaneously, they can exchange information, enabling better parallel guidance of motor vehicles 40. While guiding the vehicles, an unmanned aerial vehicle 50 can simultaneously search for available parking spaces and report them to the infrastructure device 62 or to other unmanned aerial vehicles 50.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
Zuordnen einer unbemannten Flugvorrichtung zu einem KraftfahrzeugAssigning an unmanned aerial vehicle to a motor vehicle
1111
Bestimmen einer hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs durch die FlugvorrichtungDetermining a highly accurate pose of the vehicle using the flying device
1212
Übermitteln der hochgenauen Pose an das KraftfahrzeugTransmitting the highly accurate pose to the vehicle
1313
Empfangen der hochgenauen Pose durch das KraftfahrzeugReceiving the highly accurate pose by the motor vehicle
1414
Bestimmen einer zu fahrenden TrajektorieDetermining a trajectory to be driven
1515
Erfassen und Übermitteln von Informationen durch die FlugvorrichtungInformation capture and transmission by the aircraft
1616
Abgleichen der übermittelten Informationen durch das KraftfahrzeugComparison of the transmitted information by the motor vehicle
1717
Erfassen und Übermitteln von Informationen durch das KraftfahrzeugCapturing and transmitting information by the motor vehicle
1818
Plausibilisieren der übermittelten Informationen durch die FlugvorrichtungPlausibility check of the transmitted information by the aircraft
2020
Vorrichtungdevice
2121
EingangEntrance
2222
ZuordnungseinheitAssignment unit
2323
EmpfangseinheitReceiving unit
2424
PlanungseinheitPlanning unit
2525
KontrolleinheitControl unit
2626
AusgangExit
2727
Speichermemory
2828
BenutzerschnittstelleUser interface
3030
Vorrichtungdevice
3131
Speichermemory
3232
Prozessorprocessor
3333
EingangEntrance
3434
AusgangExit
4040
Kraftfahrzeugmotor vehicle
4141
SensorikSensors
4242
SteuerungssystemControl system
4343
NavigationssystemNavigation system
4444
DatenübertragungseinheitData transmission unit
4545
Speichermemory
4646
Netzwerknetwork
5050
Unbemannte FlugvorrichtungUnmanned aerial vehicle
5151
SensorikSensors
5252
SteuerungssystemControl system
5353
PositionsbestimmungssystemPositioning system
5454
DatenverarbeitungseinheitData processing unit
5555
DatenübertragungseinheitData transmission unit
6060
ParkraumParking
6161
SensorikSensors
6262
I nfrastrukturvorrichtungInfrastructure device

Claims (10)

Verfahren zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs (40), mit den Schritten: - Zuordnen (10) zumindest einer unbemannten Flugvorrichtung (50) zu dem Kraftfahrzeug (40); - Empfangen (13) einer von der unbemannten Flugvorrichtung (50) bestimmten (11) hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs (40); und - Bestimmen (14) einer von dem Kraftfahrzeug (40) zu fahrenden Trajektorie unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose.Method for controlling at least a partially autonomous motor vehicle (40), comprising the steps of: - Assigning (10) at least one unmanned aerial vehicle (50) to the motor vehicle (40); - Receiving (13) a highly accurate pose (11) of the motor vehicle (40) determined by the unmanned aerial vehicle (50); and - Determining (14) a trajectory to be followed by the motor vehicle (40) using the received highly accurate pose. Verfahren zum Unterstützen einer Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs (40) durch eine unbemannte Flugvorrichtung (50), mit den Schritten: - Zuordnen (10) der unbemannten Flugvorrichtung (50) zu dem Kraftfahrzeug (40); - Bestimmen (11) einer hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs (40) durch die unbemannte Flugvorrichtung (50); und - Übermitteln (12) der hochgenauen Pose an das Kraftfahrzeug (40).Method for supporting the control of at least semi-autonomous motor vehicles (40) by an unmanned aerial vehicle (50), comprising the steps of: - Assigning (10) the unmanned aerial vehicle (50) to the motor vehicle (40); - Determining (11) a highly accurate pose of the motor vehicle (40) by the unmanned aerial vehicle (50); and - Transmitting (12) the highly accurate pose to the motor vehicle (40). Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die unbemannte Flugvorrichtung (50) zum Bestimmen (11) der hochgenauen Pose das Kraftfahrzeug (40) mittels einer Sensorik (51) erfasst und einen Abgleich mit einer Eigenposition durchführt.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the unmanned flying device (50) determines (11) the highly accurate pose of the motor vehicle (40) by means of a sensor system (51) and performs a comparison with its own position. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei von der unbemannten Flugvorrichtung (50) Informationen zum Kraftfahrzeug (40) oder zu einem Umfeld des Kraftfahrzeugs (40) erfasst und an das Kraftfahrzeug (40) übermittelt werden (15).Method according to one of the preceding claims, wherein the unmanned flying device (50) receives information about the motor vehicle (40) or about the environment of the motor vehicle (40) and transmits it to the motor vehicle (40) (15). Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die von der unbemannten Flugvorrichtung (50) übermittelten Informationen genutzt werden, um einen Abgleich mit von einer Sensorik (41) des Kraftfahrzeugs (40) erfassten Informationen oder daraus abgeleiteten Informationen durchzuführen (16).Procedure according to Claim 4 , wherein the information transmitted by the unmanned aircraft device (50) is used to perform a comparison with information acquired by a sensor system (41) of the motor vehicle (40) or information derived therefrom (16). Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei vom Kraftfahrzeug (40) Informationen an die unbemannte Flugvorrichtung (50) übermittelt werden (17), die von einer Sensorik (41) des Kraftfahrzeugs (40) erfasst oder aus von der Sensorik (41) erfassten Informationen abgeleitet wurden, und wobei eine Plausibilisierung der empfangenen Informationen durch die unbemannte Flugvorrichtung (50) erfolgt (18).Method according to one of the preceding claims, wherein information is transmitted from the motor vehicle (40) to the unmanned aircraft (50) (17), which was detected by a sensor (41) of the motor vehicle (40) or derived from information detected by the sensor (41), and wherein the received information is validated by the unmanned aircraft (50) (18). Computerprogramm mit Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 veranlassen.A computer program containing instructions which, when executed by a computer, instruct the computer to perform the steps of a procedure according to one of the Claims 1 until 6 initiate. Vorrichtung zur Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs (40), mit: - einer Zuordnungseinheit (22) zum Zuordnen (10) zumindest einer unbemannten Flugvorrichtung (50) zu dem Kraftfahrzeug (40); -einer Empfangseinheit (23) zum Empfangen (13) einer von der unbemannten Flugvorrichtung (50) bestimmten (11) hochgenauen Pose des Kraftfahrzeugs (40); und - einer Planungseinheit (24) zum Bestimmen (14) einer von dem Kraftfahrzeug (40) zu fahrenden Trajektorie unter Verwendung der empfangenen hochgenauen Pose.Device for controlling at least a semi-autonomous motor vehicle (40), comprising: - an assignment unit (22) for assigning (10) at least one unmanned aerial vehicle (50) to the motor vehicle (40); - a receiving unit (23) for receiving (13) a high-precision pose (11) of the motor vehicle (40) determined by the unmanned aerial vehicle (50); and - a planning unit (24) for determining (14) a trajectory to be followed by the motor vehicle (40) using the received high-precision pose. Kraftfahrzeug (40), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (40) eine Vorrichtung (20) gemäß Anspruch 8 aufweist oder eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Steuerung des Kraftfahrzeugs (40) auszuführen.motor vehicle (40), characterized in that the motor vehicle (40) has a device (20) according to Claim 8 exhibits or is established to implement a procedure in accordance with Claim 1 to control the motor vehicle (40). Unbemannte Flugvorrichtung (50), dadurch gekennzeichnet, dass die unbemannte Flugvorrichtung (50) eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß Anspruch 2 zum Unterstützen einer Steuerung eines zumindest teilautonomen Kraftfahrzeugs (40) auszuführen.Unmanned aircraft (50), characterized in that the unmanned aircraft (50) is configured to perform a method according to Claim 2 to support the control of at least a partially autonomous motor vehicle (40).
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