用于确定车辆的绝对位置的方法和装置与流程

本发明涉及一种在停放车辆时为了车辆的近距离定位来确定车辆的绝对位置的方法。本发明此外针对用于执行这样的方法的装置。

背景技术：

“停放（einparken）”在此意指自动停放也指手动停放，例如以通过光学显示来支持的方式。

已知车辆的自动停放。在此例如可以涉及车辆在划线的停车空间上的停放或者在车库中的停放。一种特殊情况涉及对电运行的车辆的感应式充电，这些车辆为此必须寻找提供这样的充电选项（例如发送线圈在此位于地面中）的相应的停车空间。尤其在这种情况下，车辆的精确布置意义重大，因为与电功率相关的强的磁场在用于感应式充电的单元（地面线圈）与布置在车辆中的接收单元（车辆线圈）之间被展开。在此，当以对于人而言难以接近的方式在车辆之下产生磁场的时候，这有助于安全性。此外，车辆由此自身负责屏蔽作用，从而可以使场到周围环境中的辐射明显被最小化。

然而，该优点随之带来以下缺点，即驾驶员几乎很难能够估计，是否在在车辆之下进行这两个线圈之间的精确定位。这两个线圈越少相互对齐，即这两个线圈越少精确地上下相叠，能量传输就越差。当不期望的杂散场增加，耦合因子下降并且效率减小。

视线圈设计而定地，例如在8cm偏移的情况下效率就已经下降2%。例如4kw的传输功率的2%毕竟就相应于已经80w的附加损耗功率。

因此，驾驶员必须在无视觉接触的情况下精确到以数厘米的方式来停车，这在没有辅助工具的情况下难以被保证。除了通过视觉显示来支持驾驶员这种可能性之外，自然也能够设想自动化的停车过程。

本发明涉及一种停车过程、尤其自动化的停车过程，其中，在此情况下，为了车辆的感应式充电所进行的停放是一种特殊情况。

为了执行自动化的停车过程，已经研发了一些方案，这些方案利用摄像机-图像识别系统、无线电定位、雷达、超声或也利用rfid来工作。这些方案也可以相互组合。然而，相应的解决方案具有缺点。例如，每一个停车空间的周围环境不同。但如果每个停车空间看起来不同，如果没有约定统一的识别标志，那么定位系统应依照什么来对准不具有标准化的这些系统因此仅仅对于确定的应用情况和唯一的周围环境状况起作用。此外，光学系统（摄像机）具有以下缺点：停车空间由天气和季节引起地在外观方面发生改变，在明亮和降雨的情况下对比度和颜色饱和度发生改变，并且因为在秋季，树叶至少部分地覆盖可能彩色地存在的停车空间标记。在冬季，在下雪的情况下原则上存在该问题。

由us2012/0262002a1中已知一种感应式的定位系统。在该方法中，以弱的磁场加载充电站的地面线圈，该磁场是相应的定位区。基于该磁场的强度和/或方向，所设置的系统因此可以算出充电线圈的位置。因此，装备有这样的感应式定位系统的车辆能够几乎在每个任意的停车空间中在每个天气状况情况下定位地面线圈。

然而，如果现在起使这样的车辆自动地停车，则产生以下问题：存在相互不可区分的停车位置。对此参考图1。该图示意性地从上方示出停车空间。通过先前描述的磁方法，车辆可以确定地面线圈关于车辆自身的x偏移和y偏移。然而，在此，在图中示出的位置1-3全部提供相同的结果。自然也可以借助摄像机系统检测停车空间的位置，然而该方法则可能再次引起对天气条件，如雪和树叶的依赖性。

技术实现要素：

因此，本发明基于以下任务：提供所描述的类型的方法，该方法能够实现车辆的特别精确的停放。

根据本发明，该任务通过一开始所描述的类型的方法来解决，其中，执行感应式的定位方法，其中，激励在基础设施中或在车辆中的第一发送器产生定位磁场并且激励在基础设施中或在车辆中的第二发送器，用于产生定位信号，由在车辆中或在基础设施中的接收装置接收定位磁场和定位信号，并且基于所接收的定位磁场和定位信号确定车辆的绝对位置。

在下面的描述中从此出发：接收装置位于车辆中并且发送器位于基础设施中，也即在车辆的周围环境中。如果下面谈及停车港或停车空间，则这些术语应覆盖所有可能的停放空间，也应覆盖有屋顶的停放空间或车库等，其设有充电装置。

为了对于第一发送器的位置附加地可以确定停车空间的取向，车辆需要位于基础设施中的另一个参考点。在这里所描述的方法中，其中由第一发送器测量定位区，这样的点是在基础设施侧的第二发送器。因此不仅可以确定车辆相对于第一发送器的x偏移和y偏移，而是此外还可以确定第二发送器关于车辆的坐标系统的x偏移和y偏移。

在根据本发明的方法中因此应用第二发送器或辅助发送器。如先前描述的那样，在没有第二发送器的情况下，位置1-3不能够被相互区分，而借助第二发送器则能够实现各个位置相互间的清晰区分。其原因是，基础设施的两个点现在已知并且因此可以使车辆的相对的坐标系统被转化成基础设施的绝对的坐标系统。除了知道车辆在基础设施中恰好位于哪里这个优点以外，然而系统的复杂性也增加，因为不仅定位磁场而且定位信号也必须被发送和评估。

优选地，使用第二发送器，第二发送器同样产生定位磁场。因此使用两个定位磁场。在此，两个场可能叠加，从而作为结果产生一个场，该场与单个场所具有的形式相比而言具有更复杂的形式。视第二发送器相对于第一发送器而言以什么间隔以及沿什么方向来布置而定地，该场对定位区的影响是不同的。

在根据本发明的方法的一种实施方式中，使第二发送器关于第一发送器的位置标准化。通过使第二发送器关于第一发送器的位置标准化，可以避免先前概述的缺点，然而用于计算位置的算法结果会变得明显更复杂。该解决方案算法因此必须匹配于复杂的形式。

下面描述用于实现先前描述的方法的另外的可能性。在此，首先确定第二发送器关于第一发送器的位置。如果该位置已知，则可以由车辆与发送器之间的所计算的间隔来计算车辆在基础设施中的位置。因此例如可以经由其他信道、尤其wlan确定第二发送器的位置。该变型方案具有以下优点：可以使第二发送器匹配于当地情况。

优选顺序地激励第一发送器和第二发送器。由此可以分开地检测各个发送器的x偏移和y偏移。用于计算位置的算法那么可以基于单个场的更简单的和更对称的几何形状而结果变得明显更简单和更快速。为了区分由哪个发送器发射当前所辐射的场，在发送器和车辆之间可以使用另外的通信信道，例如wlan。

为了区分两个发送器，也可以将标识调制到位置信号、例如线圈标识上。

除了顺序的发送过程，自然也可以将不同的频率用于这两个发送器。由此，接收装置可以区分这两个发送器。在单个场的合适的滤波（例如谐振回路）的情况下，因此可以进行车辆在基础设施中的简单的定位。

根据本发明的方法优选在电运行的车辆的近距离定位中使用，用于感应式充电。这样的方法先前已经充分地阐述了。在该方法变型方案中，利用用于车辆的感应式充电的单元，对于在充电过程中所辐射的磁场附加地产生定位磁场，其中该单元在此作为第一发送器被使用。定位磁场因此用于车辆的精确定位，以便使得用于感应式充电的单元相对于被布置在车辆中的接收装置而言精确地对准，用于感应式充电的单元优选地作为地面线圈被嵌入在停车空间的地面中。

这样的方法在先前提到的us2012/0262002a1中描述。根据本发明，这样的方法在该特殊的实施方式中通过第二发送器的布置来扩展，如先前阐述的那样。

先前谈及单独的停车空间或停放空间，而根据本发明的方法也涉及以下情况，在该情况中，多个停车空间或停放空间相邻地布置。在此，每个停车空间配备有用于发射定位磁场的第一发送器并且具有第二发送器，第二发送器可以具有先前描述的实施方式并且发出相应的定位信号，该定位信号同样可以是定位磁场，但也可以是其他信号。在该实施方式中，第一发送器也可以是用于感应式充电的单元，其优选由中央充电站来运行。

特殊地，因此在此，例如多个感应式充电位置相邻地布置。为了协调对各个车辆的充电并且给新到达的车辆分派相应的停车空间，最好由中央充电站运行相应的充电单元（地面线圈）。如果现在车辆要占据完全空的感应式充电位置，则该车辆例如经由wlan发送请求到充电站上。因为目前没有车辆位于充电位置上，所以给车辆分派第一地面线圈。因为在这种情况下在相邻位置上有另一地面线圈，所以可以将该另一地面线圈（用于感应式充电的相邻的单元）作为第二发送器来使用。在此，因此可以放弃特殊的辅助发送器。

然而如果分别相邻的感应式充电位置已经被占用，则其用于感应式充电的单元（地面线圈）不再能够作为辅助发送器来使用。在此，因此必须使用其他系统，例如光学系统，其作为第二发送器起作用。如果例如车辆驶向中间的停车港，其中，分别在右边和在左边已经有车辆，则这两个车辆可以用作光学识别特征，从而该车辆在停车空间边界不可见的情况下也可以自动地被停放。

如已经提到的那样，并非强制性必需的是，将用于感应式充电的单元、特别是地面线圈作为第一发送器（定位发送器）来使用。对于根据本发明的方法而言重要的是，借助第一发送器执行感应式的定位方法，更确切地说，与第一发送器在此是不是充电单元无关。第二发送器可以是发出定位信号的任意发送器，例如光学发送器，其中，在此也优选基于感应的发送器。

理解为，在根据本发明的方法中也可以使用另外的发送器。

在先前描述的特殊的实施方式中，已从此出发：发送器位于基础设施中并且在车辆中设置相应的接收装置。优选地，作为接收装置在此使用至少三个发送器用于确定x偏移和y偏移。因此，可以对发送器的位置进行三角测量。

根据本发明自然也可能的是，将相应的发送器、优选三个或更多个发送器布置在车辆中并且将在基础设施中的第二发送器（一个或多个辅助发送器）通过辅助接收器来取代。因此例如可能的是，利用pase系统的发送线圈例如顺序地生成多个搜索区。基础设施中的接收器接着可以对车辆相对于发送器的x偏移和y偏移进行三角测量并且例如经由另一信道（例如无线电，wlan）发送回给车辆。如果基础设施的至少两个接收器的值已知，则可以计算车辆在基础设施中的位置。

根据本发明的方法也可以与另外的方法组合。例如可以集成现存的摄像机或顶视系统，同样地，可以集成全自动的停车辅助装置和/或车轮转速传感装置、gps/galileo等等，google街景、已知的wlan节点等等。

以下变型方案也是可能的，其中，地面线圈和所属的停车空间已经在停车空间的地理方位方面被测量了。当车辆接近时，该车辆定位到磁场，但同样通过编码或wlan-info被通知该停车空间的地理定向。如果该停车空间例如被规定在南北方向上，则该车辆可以根据其gps定向和指南针定向来正确地精准行驶到该停车空间。

根据本发明，因此创建一种定位系统，该定位系统能够实现车辆关于基础设施的定位。由此在感应式充电过程或其他的停车过程中实现自动停放，而不考虑在常规传感器功能情况下的限制（雪、树叶等等）。

本发明还涉及一种用于执行先前所描述的方法的装置。

附图说明

下面根据实施例结合附图详细阐述本发明。其中：

图1示出在现有技术的方法中的具有不可区分的停车位置的停车空间的从上方的图示；

图2示出在根据本发明的方法的一种实施方式中的如图1的示意性视图；

图3示出在根据本发明的方法的另一种实施方式中的具有三个停车港的停车空间的从上方的示意性视图；

图4示出在根据本发明的方法的又一种另外的实施方式中的具有三个停车港的停车空间的从上方的示意性视图；

图5示出停车空间的从上面的示意性视图，其中，示出本发明的各种不同的实施方式。

具体实施方式

在根据图1的现有技术的方法中，进行车辆的绝对位置的确定，用于在车辆的自动停放时的车辆的近距离定位。执行一种感应式的定位方法，其中，被嵌入到停车空间5的地面中的地面线圈6（第一发送器）被激励，以用于产生定位磁场。该磁场由布置在车辆4中的接收装置接收。基于所接收的定位磁场确定车辆的位置。

通过先前描述的磁方法，车辆4可以确定地面线圈6关于车辆4自身的x偏移和y偏移。然而在此，车辆的在图1中所示出的位置1-3全部提供相同的结果。车辆4精确地在地面线圈6之上的正确位置因此不能够被确定。

图2示出与图1中相同的停车状况，然而其中，在此执行根据本发明的方法的一种实施方式。在此，在感应式定位方法中，除了被嵌入到停车空间5的地面中的地面线圈6之外，使用第二发送器（辅助发送器）7，第二发送器例如布置在停车空间5的边缘处。在此，用于车辆4的充电的地面线圈6在充电之前作为感应式定位发送器来使用，该感应式定位发送器产生定位磁场。第二发送器7也产生定位磁场。两个定位磁场由车辆4中的接收装置接收，并且基于所接收的定位磁场确定车辆的绝对位置。

位置1-3在没有第二发送器7（辅助发送器）的情况下不能够相互被区分，而利用第二发送器则能够实现各个位置相互的清晰区分。其原因是，基础设施的两个点现在已知并且因此可以使车辆4的相对的坐标系统被转化成基础设施的绝对的坐标系统。

图3示出具有三个停车港或停车空间5的停车区域上的俯视图。地面线圈6被嵌入到每一个停车空间5的地面中。所有三个地面线圈6由共同的充电站8供电。

在这里所示出的状况情况下，其中车辆4移动到在图中在上方的停车港中，下面的两个停车港是空的。在此，中间停车港的地面线圈用作第二发送器或辅助发送器。

如果车辆4要在完全空的深层充电位置处充电，则车辆例如通过wlan发送请求到充电站8上。因为目前根本没有车辆位于充电位置上，所以给该车辆分派最上面的停车港的地面线圈6。在中间停车港中的地面线圈6在此充当第二发送器或辅助发送器。

在图4中示意性地所示出的停车状况中，同样存在三个停车港5，其中，每个停车港5具有地面线圈6。所有地面线圈6由共同的充电站8供电。在此示出的状况与图3的状况的区别在于，在图中上方和下方的停车港已经被占用。因此，这些停车港的相应的地面线圈6不再可以作为辅助发送器来使用。车辆4因此仅仅还可以在中间停车港中被停放。因为在中间停车港的两侧已经存在车辆作为光学的识别特征，所以车辆4可以借助光学系统在这种情况下也自动被停放。

图5示出不同的停车空间的从上方的示意性视图，其中，示出本发明的不同的实施方式。在图5a）的实施方式中，以地面线圈6形式的第一发送器设置在基础设施中（在停车空间的区域中）并且第二发送器7设置在基础设施中（在停车空间的区域中）。所属的车辆拥有接收装置，接收装置在此具有三个接收器11。

在图5b中示出的实施方式中，第一发送器6和第二发送器7设置在车辆上，而接收器11则位于停车空间区域中（基础设施中）。

图5c的实施方式示出在车辆上的一个第一发送器6和两个第二发送器7以及在停车空间区域（基础设施）中的两个接收器11。

最后，图5d的实施方式示出作为地面线圈6的一个第一发送器和布置在停车空间区域中的两个第二发送器7以及布置在车辆上的两个接收器11。

如果这些接收器位于车辆之外，则这些接收器必须将它们的数据发送回给车辆，以便使车辆知道该位置。