ServiceXpert unterstützt Standardisierungsgremien

Lösungsansatz für kamerabasierte Positionierung.

Die Ingenieure der ServiceXpert Gesellschaft für Service-Informationssysteme mbH haben im Rahmen eines internen Forschungsprojekts einen Software-Lösungsansatz für kamerabasiertes Positionieren  für induktives Laden entwickelt, der auf dem Prinzip der Mitbenutzung (Added-Value) von Hardware-Komponenten, die bereits im Fahrzeug vorhanden sind, basiert.

Aufgabenstellung

Die Aufgabenstellung besteht darin, dem Fahrer ein Hilfssystem zur Positionierung des Fahrzeuges zur Verfügung zu stellen und durch eine präzise Positionierung beider Spulen (Boden- und Fahrzeugspule) zueinander die Effizienz des Energie-Ladesystems zu maximieren. Die Bodenspule verschwindet während des Positioniervorgangs aus dem Sichtfeld des Fahrers. Daher ist für die Ermittlung der relativen Stellung des Fahrzeugs zur Bodenspule die Erkennung und Bestimmung der Position der Bodenspule ausschlaggebend.

ServiceXpert Lösungsansatz

ServiceXpert verwendet eine kamerabasierte Erkennung der Bodenspule mit Hilfe eines oder mehrerer optischer Merkmale, welche auch für Einbettung von Informationen (Schnittstelle zu Infrastruktur Ladestation, Provider usw.) genutzt werden kann. Tiefeninformationen lassen sich mit Hilfe von zwei separaten Linsen für das gesamte Bild ermitteln (Computer Stereo Vision).

ServiceXpert Demonstrator (PoC)

Als Proof of Concept (PoC) wurde ein Demonstrator mit einer Stereokamera aufgebaut, der eine Bodenspule, ausgestattet mit einem ArUco Marker, erkennen kann.

Neben den Tiefeninformationen lässt sich mit Hilfe eines SLAM Algorithmus (spezielles ServiceXpert Know-how) und unter Einbeziehung von Daten eines Beschleunigungssensors und Gyroskops (Sensor Fusion) die eigene Bewegung um alle sechs Freiheitsgrade bestimmen.

Damit ist es möglich:

• Distanz und Orientierung der Spule zu bestimmen
• Die Bodenspule bei Bewegung zu verfolgen
• Die Position der Bodenspule weiterhin zu bestimmen, auch wenn diese aus dem Sichtfeld der Kamera verschwindet
• Fahrzeug- und Spulen-Position zur Unterstützung des Fahrers beim Parken auf einem Bildschirm anzuzeigen
• Eine Veränderung des Fahrzeugs in Bezug auf dessen Position (Rollen) oder störende Umgebungsfaktoren (Objekte / Lebewesen) während des Ladens, d. h. der Continuous Alignment Check, zu überwachen  

Folgende herkömmliche Hardware-Komponenten wurden für den PoC verwendet:

Bildschirm (es kann auch das Display im Fahrzeug verwendet werden), Nvidia Jetson TX2 / Xavier AGX – Board, ZED Mini Kamera und Bodenspule mit ArUco Marker. Für die Fahrzeugschnittstelle wurde Adaptive AUTOSAR verwendet, eine zukunftsweisende Technologie mit den Merkmalen High Performance, Ethernet sowie Update / Upgrade von neuer Funktionalität durch OTA (Over-The-Air).

Grenzen des Systems

Limitierungen, die während des PoC festgestellt wurden, sind überwiegend durch Lichtverhältnisse, Verschmutzungen, widrige Witterungen (z.B. Schneefall) hervorgerufen.

Summary des Lösungsansatzes

Durch die Verwendung von vorhandenen Fahrzeugkomponenten (Kamera, Sensorik, Display, etc.) kann die kamerabasierte Positionierung als softwarebasierte Erweiterung einer vorhandenen Parkhilfe angeboten werden. Die Ingenieure der ServiceXpert konnten den Demonstrator bereits bei Technologietagen von Komponentenherstellern sowie Standardisierungsgremien präsentieren. Die Präsentation des ServiceXpert-Ansatzes wurde beim Publikum immer interessiert aufgenommen.

ServiceXpert, ein Unternehmen der ESG-Gruppe, beschäftigt über 85 Mitarbeiter an den Standorten Hamburg und München. ServiceXpert ist ein europaweit operierendes System- und Softwarehaus mit einem fokussierten Leistungsportfolio für das Lifecycle-Management von EE-Informationen für führende Nutzfahrzeughersteller sowie deren Zulieferindustrie.