OEM&Lieferant Ausgabe 1/2020

17 duktive Ladesysteme anbieten, suchen nach kostengünstigen und exakten Positionie- rungssystemen. Eine in diesem Zusammen- hang naheliegende Lösung ist es, die bereits für andere Fahrerassistenzsysteme vorhan- denen Kameras für die relative Bestimmung der Position des Fahrzeugs zur Bodenplatte zu verwenden. Die Ingenieure der ServiceXpert brachten ihre langjährige Automotive-Erfahrung und fundiertes Know-how mit Ka- merasystemen, embedded Soft- ware-Entwicklung – speziell mit AUTOSAR – zusammen und ließen dies in einen effizienten, kosten- günstigen Positionierungs-Proto- typ einfließen. Im einfachsten Positionierungs- szenario zum induktiven Laden nähert sich der Fahrer mit seinem Fahrzeug der Magnetspule, die am Erdboden angebracht ist. Er lenkt das Fahrzeug in einer geraden Li- nie auf diese Bodenplatte zu, um es direkt darüber abzustellen. Ab einer bestimmten Entfernung ge- rät die Bodenplatte jedoch außer Sichtweite des Fahrers und er be- wegt das Fahrzeug „blind“ über die Platte. Deshalb benötigt der Fahrer Unterstützung durch ein Positio- nierungssystem, das ihn in die Lage versetzt, das Fahrzeug genau über der Bodenplatte zu parken. Heut- zutage existieren bereits solche Systeme, die verschiedene Senso- ren und Signale nutzen. Jedoch haben die derzeitigen Posi- tionierungshilfen Probleme mit der Reichweite und der Interopera- bilität mit den unterschiedlichen Ladesystemen, die sich in den Charakteristika von Fahrzeug und Ladespule auswirken. Um diese Herausforderungen zur optimalen Positionierung des Fahrzeugs zu lösen, haben die Ingenieure der ServiceXpert eine einzigartige und dennoch einfache Lösung unter Einbeziehung einer Stereokamera entwickelt. Eine Stereokamera verhält sich wie die Augen des Fahrzeugs. Mit ihrer Hilfe können die Fahrzeugsysteme die Fahrzeugumgebung sehen, Objekte erkennen und den Abstand dieser Objekte berechnen. In der ServiceXpert-Anwendung wird mit der Kamera die Position des Fahrzeugs in Bezug zur Bodenplatte bestimmt. Hierzu ist die Bodenplatte mit einem opti- schen Positionierungsmerkmal versehen, das eine einfache Erkennung durch eine Stan- dardkamera gewährleistet. Die Kamera stellt für den Positionierungsvorgang die Tiefen- information bereit. Sobald ein Merkmal von der Kamera erfasst wird, werden Abstand des Fahrzeugs und der Winkel zu diesem optischen Marker für jedes einzelne, von der Kamera erzeugte Bild berechnet. Sobald sich die Bodenplatte außerhalb der Sichtweite der Kamera befindet, wird durch einen Algorith- mus die Bewegung des Fahrzeugs in relativem Bezug auf die letzte Position weiterverfolgt. Die zur Unterstützung des Fahrers erforder- lichen Informationen werden auf einem ent- sprechenden Display im Fahrzeuginneren dargestellt. Der Fahrer erhält eine Meldung, das Fahrzeug anzuhalten, sobald sich das Fahrzeug innerhalb eines vordefinierten opti- malen Bereiches und einer vorgegebenen Aus- richtung befindet. Die Kameras vorhandener Fahrerassistenzsysteme müssen für dieses System lediglich so am Fahrzeug verbaut sein, dass sie die Bodenplatte mindestens einmal erkennen und damit der entsprechende Posi- tionierungsalgorithmus mit Bilddaten „gefüt- tert“ werden kann. Ein Großteil der induktiven Ladestationen mit höherer Ladeleistung wird in Zukunft über eine Wand-Basisstation verfügen, eine sogenannte „Wallbox“, die die induktive Bo- denplatte ansteuert und versorgt. Die Kom- munikation zwischen den beiden Parteien startet, wenn das Fahrzeug in der Reichweite der Wallbox ist. Sobald die richtige Position über der Bodenplatte vom Fahrzeug erreicht ist, sendet das Fahrzeug die Aufforderung zur Energieübertragung, um den Ladevor- gang einzuleiten. Die Wallbox übernimmt die Fahrzeugauthentifizierung, verarbeitet die Online-Zahlung und liefert die erforderlichen Informationen, wie z. B. die verbrauchten Ge- samtenergieeinheiten. Der von ServiceXpert umgesetzte Prototyp wurde im Rahmen des Technologietages „In- duktives Laden“ der Zollner Elektronik AG am 17. Oktober 2019 erstmals vorgestellt. Unter den Teilnehmern waren auch Vertreter nam- hafter Automotive OEMs. Das präsentierte System stieß bei den Anwesenden auf reges Interesse und erwies sich als sehr attraktiv, da keine zusätzlichen Kosten für das Einbringen neuer Hardware in das Fahrzeug anfallen und es für den Fahrer einen erheb- lichen Komfort bedeutet. Die Besucher des Technologietages konnten das Positionierungs- system selbst erleben, indem sie mit Hilfe eines externen Displays, das für den Demonstrator auf der Mittelkonsole im Fahrzeug- inneren angebracht war, über der Bodenplatte parkten. Für die Weiterentwicklung des neuen ServiceXpert-Prototyps ist die Anbindung an weitere, im Fahrzeug bereits verbaute Senso- ren und die Nutzung vorhandener Fahrzeugbetriebsdaten geplant, um so eine genauere und stabi- lere Verfolgung der Bewegung zu gewährleisten. Die berechneten Daten eines solchen Positionie- rungssystems können darüber hinaus zur Fahrerunterstützung beim Einparken oder zum kom- plett autonomen Einparken von Fahrzeugen verwendet werden. Herr Thomas Eiber, Projektleiter für „Induktives Laden“ bei der Zollner Elektronik AG in Zandt, arbeitet in Projekten eng mit der ServiceXpert zusammen: „Die agile Arbeitsweise, das fun- dierte AUTOSAR Know-howund der Blick für kosteneffiziente, praxistaugliche Lösungen der ServiceXpert wird in den Entwicklungspro- jekten bei Zollner sehr geschätzt.“ Das Team der ServiceXpert bezieht bei der Entwicklung und Bereitstellung von intelli- genten Lösungen für komplexe Mobilitäts- anforderungen stets den aktuellen Stand der Technik ein und baut kontinuierlich Kompeten- zen und Know-how im Umfeld des technolo- gischen Wandels in der Automobilindustrie auf. Die Verwendung einer Stereokamera zur Fahrzeugpositionierung beim induktiven La- den bietet eine kosteneffiziente, komfortable Lösung im Bereich der Elektromobilität. ServiceXpert GmbH  www.servicexpert.de Webseite