CN101622165A - 半自动泊车装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在泊车操控过程中控制车辆(2)转向的装置(20)和方法。为此，首先对选定用于停泊车辆(2)的停车位(15)进行测量。基于所述测量，生成方向域，该方向域在所选定停车位(15)内和该停车位周边限定多个位置点的目标方向，车辆从该方向域内的任意位置沿着这些点被引导到达泊车操控的目标点。通过对比该方向域中各位置点的当前方向和规定的目标方向并通过适当调整方向角使车辆方向为所述目标方向来实现车辆(2)的控制。

Description

半自动泊车装置

技术领域

本发明涉及一种机动车辆用的驾驶辅助系统，特别是涉及一种用于多车道车辆的半自动泊车辅助装置。

背景技术

泊车辅助系统帮助车辆驾驶员泊车。过去，机动车辆或停车位上的定向物体形式的基本上被动式泊车辅助系统占主导地位，但近些年来，主动式泊车辅助系统格外受到重视。通常，将超声传感器安装在车辆的后保险杠上，有时也安装在前保险杠上，基于对传感器发射和障碍物反射的超声波的传输时间的确定来测量车辆与这些障碍物之间的距离。如果测得的距离小于预定值，那么通常会发出报警信号，该信号的重复频率随着距离进一步减小而逐渐变大。这些所谓的主动式系统减少了车辆与车辆附近的障碍物或人发生碰撞的危险。然而，车辆驾驶员在操控车辆进入停车空间或停车位时未受到这些系统的任何帮助。

为此，开发了在泊车时测量可能的停车空间的大小并控制车辆转向的驾驶辅助系统。相应的泊车辅助系统通常是半自动化操作。当车辆慢慢地驶过停车空间时，车辆驾驶员视需要启动泊车辅助系统，泊车辅助系统借助超声传感器测量可用的空间。在驾驶员停下车辆之后，泊车辅助系统的控制单元计算自起始位置的理想泊车路径(假定停车空间足够大)。最后，车辆驾驶员挂上倒车档，且其行为仅限于加速、踏离合和刹车，同时被控制单元控制的转向致动装置控制车辆转向，直到到达最佳泊车位置。

在实际泊车操控开始之前，驾驶辅助系统计算出泊车路径的具体值作为目标路径。该目标路径通常由被测车辆的起动位置(即初始位置)、可选的被测车辆相对于停车空间的初始方向以及先前测得的停车空间的大小来确定。通常选择后车轴中心的路径作为目标路径。车辆方向被理解为指的是车轴方向，主要是车辆纵轴的方向。根据目标路径预先计算出目标路径的各路程的转向角。

然后在泊车操控过程中，根据为使车辆在目标路径上前进而计算出的转向角来控制转向致动装置。

在上下文中，应指出的是，在与德语使用情况的偏差中，本文中使用的词语″控制″作为词语″调整″的等同用语，除非另有明确说明。这也适用于这些词语的所有语法形式的变化。因此，本文中的词语″控制″可以指控制变量的反馈和/或其测量值，并且词语″调整″也可以指简单的控制回路。

使用上述泊车辅助装置，在泊车操控过程中未改变目标路径。如果停车空间的大小尚未准确确定，或者如果车辆周边突然变化，例如，车辆位置变化，那么还不能改变泊车路径。

此外，使用这些系统，泊车速度被限制到使转向致动装置正好能按规定设置所需路径曲率的最大速度。由于在计算目标路径时，泊车时的驾驶速度是未知的，因此通常假定为低速，这样即使是需要转向锐角的狭窄停车空间也能带来好的结果。然而，如果车辆驾驶员以较高速度驾驶车辆，那么转向致动装置不再正确地设置所需的转向角，使得车辆偏离目标路径且不能进入停车空间。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明的目的是提供一种驾驶辅助系统，其适于根据停泊车辆的车速和其周边的变化来确定泊车路径。

根据本发明的独立权利要求实现该目的。

本发明包括一种在泊车操控过程中控制车辆转向的方法，包括以下步骤：对选定用于停泊所述车辆的停车位进行测量；生成方向域，所述方向域在所选定停车位内和所选定停车位的周边确定多个位置点，并为每个位置点赋予目标方向；确定要停泊的车辆相对于所述方向域的位置点的位置和方向；并且在所述方向域中以所述车辆在某一位置点的方向基本上采取被赋予该位置点的目标方向的方式来控制所述车辆的转向角。

在上下文中，应指出的是，在本说明书和权利要求中用于例举特征的词语″包括″、″具有″、″含有″、″……″和″带有″及其语法变形通常被解释为非限定地例举特征，例如方法步骤、设备、范围、尺寸等，并不排除其它或附加的特征或者其它或附加的特征组。

本发明还包括一种在泊车操控过程中控制车辆转向的装置。所述装置包括：传感器，用于测量停车位并用于探测障碍物；车辆位置检测装置，至少用于检测车辆位置和车辆方向；档位选择检测装置，用于输出代表所述车辆当前所挂档位的信号；操作界面，用于输入车辆驾驶员的指令和/或用于向车辆驾驶员输出信息；机电控制单元，用于控制所述车辆的转向角；和泊车路径引导装置，用于计算所述机电控制单元设置的沿泊车路径引导所述车辆的转向角。所述泊车路径引导装置包括：停车位检测装置，其与所述传感器协作用于检测选定用于停泊所述车辆的停车位和所述车辆周边的障碍物的几何形状；方向域建立装置，用于建立在所选定停车位内和所选定停车位周边中确定多个位置点并为每个位置点赋予目标方向的方向域；方向偏差装置[方向偏差确定装置]，用于确定在某位置点的当前车辆方向与所述方向域对该位置点预先确定的目标方向之间的偏差；和转向角预选装置，用于根据所述车辆的方向与目标方向的偏差来计算所述机电控制单元的预选转向角并用于将所预选的转向角传输到所述机电控制单元。

另外，本发明包括一种用于在泊车操控过程中控制车辆转向的计算机程序产品，其中所述计算机程序产品具有可被数据处理系统读取并执行且代表指令序列的一系列物理不同的状态，当在所述数据处理系统上执行时，所述指令序列实施上述的方法和形成上述的装置。

本发明可以在泊车操控中灵活控制车辆，没有被固定于泊车路径的一条目标路径，在将要停泊的车辆的每个可能的位置，指示出车辆行驶并逼近泊车操控的目的地的方向。

本发明还以其从属权利要求进一步体现。

为了获得泊车操控的限定的端点，所述多个位置点中的一个位置点有利地形成所述车辆的泊车路径的目标点。被赋予位置点的目标方向有利地相应于通过所述位置点的泊车路径的切线方向，根据所述切线方向实现简单的路径引导。由于基于所述位置点的目标方向限定的所有泊车路径具有相同的目标点，因此车辆总是有利地被引导向相同的目标点，而不管所选的泊车路径如何。由此到达限定的停泊位置，而不管泊车路径如何。

为了能使用简单的方法确定车辆相对于停车位的位置，所述方向域优选由第一方向子域和第二方向子域构成，所述第一方向子域包括被赋予所述停车位的目标方向，所述第二方向子域包括被赋予所述停车位的拐点的目标方向。所述第二方向子域有利地与所述第一方向子域连接，使得所述共同位置点的位置对应于所述第一方向子域中距离所述停车位的拐点足够大的位置点的位置，以使位于该位置点的车辆沿该位置点处预先确定的目标方向行进时不会与所述停车位的拐点接触。为避免突然改变转向，所述第二方向子域与所述第一方向子域旋转连接，使得所述第二方向子域的共同位置点的目标方向对应于所述第一方向子域中的位置点的目标方向，所述第一方向子域中的位置点与所述共同的位置点的位置一致。

优选地，根据所述车辆在所述方向域的位置点的实际方向和针对该位置点预先确定的目标方向之间的偏差，控制所述车辆在该位置点的转向角。

为了能够以灵活方式应对泊车条件的改变，一旦认识到如果沿所述方向域的目标方向行进有与障碍物发生碰撞的危险，所述车辆即有利地沿着绕开所述障碍物的方向行驶，直到不再有碰撞的危险。如果必要，根据预定规则，从通过所述传感器检测的距离计算出绕开所述障碍物的方向所需的转向角，以使所述车辆与所述障碍物保持最小距离。

有利地，通过使所述第二方向子域的共同位置点转移到所述第一方向子域的另一位置点而重新调整所述方向域来实现绕开所述障碍物的方向，所述另一位置点与所述障碍物的距离和其目标方向使得在该另一位置点上的车辆不会与在该位置点预先确定的目标方向上的障碍物接触。可选地或另外地，绕开所述障碍物的方向平行于所述停车位的侧边界，直到行驶的路径距离超过在不发生碰撞的情况下操控车辆进入停车位。如果停车位的后部区域缩短，那么用作方向域基准的泊车路径的目标点优选发生移动。

附图说明

通过下面结合权利要求和附图对发明的示例性实施例的描述可理解本发明的其它特征。在根据本发明的实施例中各个特征可分开或组合地实施。在下面对本发明的一些示例性实施例的解释说明中，参照附图，在附图中：

图1示出泊车操控，

图2示出泊车辅助装置的传感器探测区域的示意图，

图3示出泊车辅助装置的框图，

图4示出基域的一组路径的例子，

图5示出利用基本坐标系指示的停车空间的停车位和停车位的拐点，

图6示出各位置点处的基域的目标方向，

图7示出转移域的一组路径的例子，

图8示出基域和转移域组合的例子，

图9示出在根据图7的例子形成的方向域中限定的目标方向，作为各位置点的方向矢量，

图10示出描述泊车辅助装置帮助车辆驾驶员进行泊车操控的方法的主要步骤的流程图，

图11示出在泊车辅助装置的帮助下两步泊车操控的例子，

图12示出不同车速下的不同泊车路径，

图13示出泊车辅助装置对停车位拐点的位移的反应，以及

图14示出泊车辅助装置对转动范围狭窄的反应。

具体实施方式

图1示出在社区内平行泊车的典型泊车操控10。几辆平行停泊的车辆3、4和5位于路面1上并靠近路面的边界9。车辆3和4的间隔足够大，可使另一辆车停放在那里，由此形成了所谓的停车空间。停泊车辆的各种可能场所都归为通用术语″停车位″，这是因为不仅停车空间而且其它选择例如停车处或改造的、部分改造的或简单标定的停车位也可用于停放车辆。在本文中，术语″停车位″限于单辆车的停放选择。

在图1所示的平行泊车中，车辆2沿虚线6所示的路径行驶，经过邻近停车空间的后部的车辆3，一直到达邻近停车空间的前部的车辆4的位置。泊车时，车辆2的驾驶员挂上倒车档，并沿虚线所示的线段7和8描绘的停泊路径驾驶车辆2进入其停泊位置。

部分自动泊车操控时，车辆驾驶员在例如虚线描绘的车辆2所示的位置启动泊车辅助装置20(参见图3)。通过操作者或用户界面22进行启动。通常在到达停车空间之前进行启动，但是也可以在泊车辅助装置20能够通过传感器24十分准确地测量停车位上可用的停车空间的条件下稍后进行启动。在车辆2经过停车空间时测量该停车位。为开始泊车操控，驾驶员在接近车辆4的位置处停下了他的车辆2，车辆4邻近停车位的前部。然后泊车辅助装置20生成方向域，在该方向域中的将要被测量的停车位内以及至少在车辆进入停车空间所需的区域内限定了多个位置点。为方向域中每一个位置点赋予规定角度形式的目标方向。

当车辆驾驶员挂上倒车档时，确定出对应于车辆2的当前位置的方向域的位置点，并将车辆2的当前方向与赋予该位置点的目标方向进行比较。如果车辆2的方向偏离目标方向，那么泊车辅助装置20根据该偏差重新调整转向角。在平行泊车过程中，对车辆2(虚线所示的车辆2)经过的所有位置点都要进行转向角的再调整，直到车辆到达停车位的后端(考虑平行泊车的可靠安全裕度)或已经到达其最终停泊位置(点划线所示的车辆2)。然后车辆2可以在有或没有泊车辅助装置的帮助下从停车位的后端行驶进至最终停泊位置。如果使用泊车辅助装置，那么可以沿停车空间的前进方向生成另一方向域。然而，在少数情况下，在车辆刚停下时，可以选择原始方向域和使用泊车操控第二步骤的新端点。

通常，在泊车操控过程中泊车辅助装置20仅控制转向。挂档、加速、踏离合和刹车是车辆驾驶员的职责。因此泊车辅助装置是半自动系统。然而，泊车辅助装置可以根据传感器24探测到的与其它车辆和/或与其它物体和人之间的距离给车辆驾驶员发出刹车信号。根据另一优选实施例，至少在车辆2与物体或人之间的距离小于特定的最小距离时，泊车辅助装置可自动刹车。

为了使泊车时不发生碰撞，传感器24测量车辆2与车辆2周边的物体和人之间的距离。因此有利的是，传感器24配有如图2所示的探测车辆2四周区域的多个探测元件。当使用超声探测元件时，将探测元件优选地安装在保险杠上。为完全探测车辆的侧方区域，额外的超声探测元件也可以安装在侧门槛区域内。于是如图2所示可以获得探测区域11、12、13和14。代替超声系统或其它基于传输时间的系统如雷达或激光雷达的是，也可以使用照相机并结合图像分析来确定距离和测量停车空间。目前新车在车辆前部和行李箱区域标准配备有用于测量距离和/或报警的探测系统，因此可以将这些现有系统24a集成在传感器24中，并且可以包括在车辆两侧区域用于测量距离和/或报警的探测系统24b以实现扩展。基于这些测量，传感器24可以提供在车辆的前方区域与障碍物之间的距离当前值A_v、在车辆的后方区域与障碍物之间的距离当前值A_h、在车辆右侧与障碍物之间的距离当前值A_r以及在车辆左侧与障碍物之间的距离当前值A₁。

泊车辅助装置20还包括用于探测车辆2相对于停车位的当前位置(x，y)和当前方向θ的车辆位置检测装置25。车辆位置检测装置25还可用于探测车速v。车辆位置检测装置25优选包括里程表，其通过对至少一个车轮的移动进行测量并优选利用至少一个后轮的直径来确定车辆的位置、方向和速度。

由于平行泊车的实际泊车操控是在挂上倒车档时开始的，因此泊车辅助装置20还包括至少用于检测是否挂上倒车档的档位选择检测装置23。当前挂上的档位信息以电信号形式被传输到泊车路径引导装置21。

操作界面22用于启动泊车辅助装置，并用于向车辆驾驶员输出指令或报警。在最简单的情形下，操作界面22包括用于显示泊车辅助装置启动的光信号灯或LED。然而，也可以通过随车携带的显示屏来显示图形输出或文本输出。音频辅助输出或视听输出被推荐用于快速通讯。

通过包括电子电路和转向致动装置的机电转向控制单元26对转向角进行实际控制，转向致动装置受到电子电路的控制并可调节前轮的转向角。转向致动装置的控制是基于根据下述方法之一由泊车路径引导装置21产生的转向角信号实现的。

在泊车辅助装置20启动后，泊车路径引导装置21首先在传感器24的帮助下对停车空间进行测量。根据实测数据确定可用停车位的大小，并将该值存储在泊车辅助装置20的存储器中或可访问的存储设备中。为了简化计算的复杂度，停车位在可用停车空间内大致呈矩形。关于简化图，在实际停车位与其几何形状的数据形式的虚拟表达之间没有区别。除了测量停车空间本身之外，传感器辅助测量装置也可以确定车辆2相对于停车位的位置。泊车时转向辅助装置在车辆驾驶员改变行进方向和/或挂上倒车档的位置处开始工作。下面将该位置称作起始位置。

在停车位测量结束后，泊车路径引导装置21生成覆盖停车空间以及连接车辆2的起始位置和停车空间并靠近停车空间的区域的位置点的域。为每个位置点赋予反映该点的路径方向的目标方向，车辆最好沿目标方向从该位置点行进到停车空间内的目标点。这样，各位置点和各自的目标方向形成了方向域，车辆2的起始点以及泊车操控的目标点均包含在该方向域内，并且该方向域示出车辆2在被该域覆盖的每个位置到达目标点的最佳方向。

在沿停车位方向离开起始位置后，有规律地检测车辆2的当前位置和方向。优选在(笛卡尔)坐标系31中进行测定，坐标系31的原点与泊车操控的目标点一致，坐标轴与停车位的一个边大致平行(例如，参见图5)。当然，也可以使用原点位于其它位置的其它坐标系。特别推荐坐标系31，这样方向域的计算变得更容易，即较少的计算工作。

在每次检测车辆的位置和方向后，泊车路径引导装置21对测得的车辆方向与方向域中对应于测得的车辆位置赋予位置点的目标方向进行对比。如果当前车辆方向与各目标方向不一致，那么泊车路径引导装置21产生考虑偏差的转向控制信号，然后该转向控制信号被传输到机电转向控制单元26，以便转向校正。转向控制信号可以仅仅是转向校正信号，但也可以是车辆2转向所需的当前转向角。

代替预先选择泊车路径的目标路径的是，方向域指出了使车辆到达目标点的方向，并为覆盖泊车操控的起始点和目标点的区域范围内的每个点都指出了到达目标点的方向。为了可以估计停车位上要到达的目标位置，建议可以在建立方向域之后计算出泊车路径，在此基础上可在泊车操控开始时评价泊车操控的预期质量。然而，如果在泊车操控过程中车辆2因超速或者突然出现的或移动的障碍物而偏离建议的泊车路径，那么不必象上述已知的系统那样驾驶车辆返回至建议的路径或重新计算的路径，而是使车辆沿根据其各位置的方向域所确定的方向行进。换句话说，与初始行进的泊车路径的偏离产生了新的泊车路径。不必重新计算泊车路径。

为更好地应对不同大小的停车空间和变化的障碍物，方向域由两个单独的子域构成。这两个方向子域的第一子域与停车位内泊车操控的目标点相连。这样用于在停车位内引导车辆2的目标点；由于它与停车空间相连，因此将其称作原点域或基域。包含在基域内的各目标方向均表示在各位置的车辆应该沿其路径行驶至目标点的方向。第二方向子域与车辆2从第二方向子域转移到第一方向子域处的转移点相连。根据可用的停车空间和/或停车位的大小和可用的目标点来确定转移点的位置。根据车辆2从起始位置转移到停车位不发生碰撞的条件来限定转移点的位置。

沿着与对应于基域中转移点的位置点的目标方向一致的方向驾驶车辆通过该转移点。因此，原点域可根据其确定方向引导车辆2到达目标点且不会发生碰撞。为此，第二方向子域在两个方向子域的结合处发生旋转，使得其中限定的转移点的目标方向与作为基域中转移点的位置点的目标方向一致。

基域中转移点的选择基本上取决于当车辆2进入停车位时必经的停车位的拐点位置、泊车操控的起始点的位置以及车辆2和其底盘的大小。优选选择后车轴的中心作为确定车辆位置的参照点。也可以是其它参照点，并且可以经过简单的坐标转换从一个参照点转换成另一个参照点。车辆2的长度和宽度、其轴距、后车轴的宽度和车体在后车轴上方的悬距对确定转移点特别重要。

为了能够以灵活方式应对泊车路径的变化，在基域内优选限定转移域形式的且均可以使车辆转移时不发生碰撞的几个转移点。例如由于停车空间大小的改变，与初始限定的转移点的任何偏离，仅需要使两个方向子域彼此相对位移。该位移可以通过基域的位移、第二方向子域的位移或者这两种位移来实现。

原点域或基域由一组路径构成，这些路径的共同原点对应于停车位的目标点，这些路径离开停车位并远离停车位的侧边界。各路径的建立考虑了关于目标点的路径方向和最大允许的路径曲率的约束条件。该组路径中的每一条都是在这些约束条件下以每条路径具有最短路径长度的方式生成。图4示出由此生成的基域路径组30。各路径上的圆圈表示可能的转移点的位置，下面对这一点会有更详细的论述。图5示出停车位15，停车位15与在基域的原点32处建立的基域坐标系31和车辆2转向进入停车位15的停车位拐点33一起作为图4中那组路径的基础。

为生成基域，在每条路径上选定各位置点。为此，优选生成覆盖基域的区域的栅格。以足够高的分辨度计算出这些路径本身，使得存在针对每一个选定的栅格点的一个路径点。栅格点可以是等距的，即以相邻栅格点之间为恒定距离排列。为了能够限制位置点的数量，也可以不同距离地限定栅格点。两个相邻栅格点之间的距离优选随着栅格点与该组路径的原点之间的距离增加而增加。例如，栅格点的距离可以是按照它们与目标点之间的距离的平方增加。因此，栅格距离越短以及插补误差越小，车辆与目标点之间的距离越短。

对每个位置点赋予路径在该位置点的正切角。该正切角表示在该位置点处的路径方向。因此，基域内的每条路径由矢量(X，Y，Z)表示，所述矢量包含路径的各位置点i的坐标(x_i，y_i)和路径方向θ_i：

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cccc}{x}_1\left(s_1\right),& x_2\left(s_2\right)& ...& x_n\left(s_n\right)\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cccc}{y}_1\left(s_1\right),& y_2\left(s_2\right)& ...& y_n\left(s_n\right)\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{\θ}}_1\left(s_1\right),& {\mathrm{\θ}}_2\left(s_2\right)& ...& {\mathrm{\θ}}_n\left(s_n\right)\end{array}\right]\end{array}$

其中s_i表示路径的各位置点与路径的目标点之间的距离。基域本身以包含基域各路径的矢量数据的分配表的形式生成。图6以图表形式示出基域内限定的目标方向的例子，作为在位置点(x_i(s_i)，y_i(s_i))处赋予它们的方向矢量θ_i(s_i)。

相似地，生成转移点的域，其中停车位15的拐点具有为每个拐点(CP_x，y，i)33限定的坐标(X_vp，i，Y_vp，i)：

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{CP}}_{x,1},& {\mathrm{CP}}_{x,2}& ...& {\mathrm{CP}}_{x,n}\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{CP}}_{y,1},& {\mathrm{CP}}_{y,2}& ...& {\mathrm{CP}}_{y,n}\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cccc}{X}_{\mathrm{vp},1},& X_{\mathrm{vp},2}& ...& X_{\mathrm{vp},n}\end{array}\right]\end{array}$

并且

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{CP}}_{x,1},& {\mathrm{CP}}_{x,2}& ...& {\mathrm{CP}}_{x,n}\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{CP}}_{y,1},& {\mathrm{CP}}_{y,2}& ...& {\mathrm{CP}}_{y,n}\end{array}\right]\\ \left[\begin{array}{cccc}{Y}_{\mathrm{vp},1},& Y_{\mathrm{vp},2}& ...& Y_{\mathrm{vp},n}\end{array}\right]\end{array}$

该域也被存储在分配表和/或查找表中。转移点X_vp(CP_x，CP_y)的X坐标的分配表几乎与CP_y无关。为节省存储空间，该分配表通过用最小二乘法的仿射函数逼近。该函数可以两个系数a和b的形式存储。转移点的X坐标从下式获得：

$X_{\mathrm{vp}}({\mathrm{CP}}_x,{\mathrm{CP}}_y)\≅X_{\mathrm{vp}}\left({\mathrm{CP}}_x\right)\≅a\·{\mathrm{CP}}_x+b$

转移点的域的一个例子绘制在图4的图表中，其中在域中确定的转移点以圆圈形式重叠在基域的路径上。

下面也称作转移域的第二方向子域象基域一样由具有共同原点的一组路径构成。然而，与基域不同的是，所有路径在共同原点具有相同的方向θ_o＝0。自原点向右侧弯曲，如图7所示，域全部限定在X轴的下方。正如已描述过的基域，栅格的间隔可不相等，即，从位置点到路径的距离可随着路径距离的增加而增加，从而随着与原点之间的距离的增加而增加(例如，按二次方增加)。如果车辆在停泊过程中未准确地位于某一个位置点上，那么可从周围位置点和赋予它们的目标方向插入这些位置点及假设的目标方向。

方向域由两个方向子域构成，即基域和转移域。为此，确定出停车位的当前拐点33的转移点，该转移点与转移域的共同原点相结合。于是，转移域绕着选定的转移点旋转，使得转移域的路径的斜率对应于转移点在基域内的目标方向。因而，如从图8的图中所得出的，基域的路径组30与路径组34在转移点35处相连，车辆可在不突然改变方向的情况下从转移域的一条路径向基域和/或原点域的一条路径尝试转移。图9示出如图8中那样由基域和转移域构成的方向域的目标方向，作为各位置点处的方向矢量。

在流程图中，图10示出泊车辅助装置在泊车操控中帮助车辆驾驶员的主要方法步骤。在步骤S0开始泊车操控，例如，当挂上倒车档时。首先，在车辆驾驶员告知停车意图后，传感器24测量停车空间，生成基域和转移域并确定转移点。在步骤S0开始泊车操控后，在步骤S1中首先例如用里程表确定车辆位置和车辆方向。如果在下一步骤S2中发现泊车操控已结束，那么在步骤S3中，通过操作界面向车辆驾驶员输出停止信号。

然而，如果泊车操控还没有结束，那么在步骤S4中进行判断以确定车辆2是在基域还是在转移域。如果车辆位置检测的数据指示出在基域内的位置，那么在步骤S5中，从基域的分配表中读取被赋予当前位置的目标方向。然而，如果车辆2处于转移域中，那么在步骤S7中，改成从转移域的分配表中读取被赋予当前位置的目标方向。

取决于车辆2在哪个方向子域，然后在步骤S6或步骤S8中进行判断以确定在选定的泊车路径中传感器24是否探测到障碍物。如果探测到障碍物，那么在步骤S9中，基于传感器数据计算出新的″应急″方向，即，计算出绕开障碍物的替换方向。否则，在步骤S10中，基于车辆方向与目标方向和/或″应急″方向的偏差计算出所需的转向角，这可以在计算出替换方向之后进行。在步骤S11中，将计算出的转向角输出到转向控制单元26。接下来，该方法继续在步骤S1中测量车辆位置和方向。

借助泊车辅助装置20和借助泊车路径引导装置21进行的上述方法基本上是通过软件程序实现的，并且在泊车路径的″选择″方面有很大的灵活性。可通过传感器24不断地监控车辆周边来确定沿初始的泊车路径行进的可操纵性。如果该泊车位置将会发生碰撞，那么首先确定绕开路径，接下来基于目标方向域引导车辆沿新的泊车路径到达目标点。通过重新组合具有新的转移点的第一方向子域和第二方向子域实现车辆绕行，使得车辆沿车辆处的方向对应于″应急″方向的转移域的路径行进。

特别是在空间狭窄的情况下，即，小停车空间，通常在一次操控中不能使车辆2进入正确的停泊位置。因此，通常要在几个步骤中完成泊车操控，优选尽可能少的步骤。在第一步骤中，尽可能地驾驶车辆进入空间中可用的停车位。在第二步骤中及可能的其它后续步骤中，在停车位内操控车辆，直至其纵轴大约平行于停车位的侧边。下面基于附图进行说明。

泊车路径引导装置21和泊车辅助装置20的其它组件优选设计成带有适于执行上述方法的程序代码的数据处理设备。程序代码的执行导致建立上述泊车路径引导装置21的组件，也导致完成泊车辅助装置20的其它设备。程序代码可以是单独的计算机程序产品的形式。特别地，计算机程序产品可以是含有可被数据处理器读取并作为程序指令执行的各种不同状态形式的程序代码的数据介质或存储器。另外，能够包含或传输某些状态的所以介质均被视为计算机程序产品，例如，与可以通过数据处理系统写入的程序代码的节点相连的互联网。

图11示出在停车空间中停泊车辆的常规两步操控。如图11A所示，标记出停车空间的拐点33以及转移域和基域之间的转移点35。在两附图中，假定是泊车操控的中间位置。在第一步骤中，如图11A所示，车辆2从起始位置36行进到目标点37。在图11B所示的第二步骤中，车辆2沿使车辆的纵向轴大致平行于停车位的侧边的另一路径的目标方向行进，并使车辆2停在端点37′处的直线位置。

图12示出在两个不同车速下的泊车路径的对比。在图12A中，以1.5米/秒的速度停泊车辆。在其靠近目标点36的过程中，车辆渐近地逼近停车位的直线位置，即，它逼近目标方向θ＝0。在图12B所示的第二种情况中，车速是2.5米/秒。在这种情况下，车辆沿不同泊车路径行进，它首先在θ＝0的直线位置之外行进，然后返回至大致相同的位置。可以说，泊车路径在直线位置之外″震动″，因此也要考虑与停车空间的侧边界例如围栏的距离。

然而，上述泊车辅助装置20不仅可在狭窄停车空间和不同的车速下操控，而且使驾驶员可应对要停泊的车辆2的周边的变化。图13示出泊车辅助装置20应对停车空间的拐点33的转移。这种情况例如发生在停泊车辆2的操控过程中，当接近停车空间前部的车辆突然有一些向后行驶时。为便于对比，图13A示出停车空间的大小不变的泊车操控。图13B示出适于拐点33位移到新位置33a的泊车路径38。拐点33的位移路径大概也是由传感器24测得的，主要是利用传感器探测车辆2的后侧和右侧。泊车路径引导装置21把新定位的拐点当作必须绕开且不发生碰撞的障碍物。因此，从转移点的域中确定新的转移点35′，并且转移域与基域在新的转移点相连。最后，导致泊车路径38分级，直到可以绕着新拐点进入停车空间。然后车辆2沿基域的目标方向行进到达目标点37。

如果靠近停车空间后部的车辆驶入停车空间，那么基域的目标点和基域本身向前移动。因为这最终只会缩短停车空间，这种情况基本对应于上述拐点33变化的情况。

图14示出泊车辅助装置20应对转动空间的变化。图14A示出因足够大的转动空间而会发生的泊车操控。然而，如果泊车辅助装置20借助传感器检测到转动空间突然受到限制，例如，由于货运车辆停在紧邻要停泊车辆的第二排，因此车辆2在防止碰撞的情况下不能再沿预定的初始目标方向行驶。因此，如图14B所示，车辆将沿″应急″方向行驶，绕过在泊车操控开始前生成的方向域的那组路径，并且只有当其中限定的目标方向允许在不发生碰撞的条件下摆进和摆出时才重新使用规定的方向域。例如可以通过重新组合转移域和基域来实现″应急″方向。

上述泊车辅助装置预先选择局部限定的目标方向(而不是泊车路径的目标路径)的域，每个目标方向指示在各自位置到达目标点的路径方向。与该路径的偏离，例如由于车速增加或由于需要绕开障碍物的行驶，常常会产生替换路径，根据预先确定的目标方向使车辆沿该替换路径再次逼近目标点。转向角的控制被限于根据针对各位置点限定的目标方向校正车辆方向，由此确保可靠引导车辆到达目标点。就本发明而言，在泊车操控过程中不仅消除了车辆到达目标路径的复杂引导，而且还可以灵活方式应对泊车情况的变化，例如，车速变化、停车空间大小的变化、转动空间的限制等。

Claims (19)

1.一种在泊车操控过程中控制车辆转向的方法，包括以下步骤：

-对选定用于停泊所述车辆(2)的停车位(15)进行测量，

-生成方向域，所述方向域在所选定停车位(15)内和所选定停车位(15)的周边确定多个位置点，并为每个位置点赋予目标方向，

-确定要停泊的车辆相对于所述方向域的位置点的位置和方向(S1)，并且

-在所述方向域中以所述车辆在某一位置点的方向基本上采取被赋予该位置点的目标方向的方式来控制所述车辆的转向角(S10)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个位置点中的一个位置点形成所述车辆(2)的泊车路径(38)的目标点(37)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，被赋予位置点的目标方向对应于通过所述位置点的泊车路径(38)的切线方向。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，基于所述位置点的目标方向限定的所有泊车路径(38)具有相同的目标点。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方向域由第一方向子域和第二方向子域构成，所述第一方向子域包括被赋予所述停车位(15)的目标方向，所述第二方向子域包括被赋予所述停车位(15)的拐点(33)的目标方向。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述第二方向子域的位置点的目标方向限定的所有泊车路径(34)在共同的位置点结束。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二方向子域与所述第一方向子域连接，使得所述共同位置点的位置对应于所述第一方向子域中距离所述停车位的拐点足够大的位置点(35)的位置，以使位于该位置点的车辆沿该位置点处预先确定的目标方向行进时不会与所述停车位(15)的拐点(33)接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二方向子域与所述第一方向子域旋转连接，使得所述第二方向子域的共同位置点的目标方向对应于所述第一方向子域中的位置点(35)的目标方向，所述第一方向子域中的位置点(35)与所述共同的位置点的位置一致。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述车辆在所述方向域的位置点的实际方向和针对该位置点预先确定的目标方向之间的偏差，控制所述车辆(2)在该位置点的转向角。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，一旦认识到如果沿所述方向域的目标方向行进有与障碍物发生碰撞的危险，所述车辆(2)即沿着绕开所述障碍物(33a)的方向行驶，直到不再有碰撞的危险。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据所述车辆与所述障碍物保持最小距离的预定规则，从通过所述传感器检测的距离计算出绕开所述障碍物的方向所需的转向角。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过使所述第二方向子域的共同位置点转移到所述第一方向子域的另一位置点(35′)而生成新的方向域来实现绕开所述障碍物(33a)的方向，所述另一位置点与所述障碍物(33a)的距离和其目标方向使得在该另一位置点上的车辆不会与在该位置点预先确定的目标方向上的障碍物(33a)接触。

13.根据权利要求10、11或12所述的方法，其特征在于，绕开所述障碍物(33a)的方向平行于所述停车位(15)的侧边界。

14.根据权利要求10～13中任一项所述的方法，其特征在于，用作方向域基准的泊车路径的目标点(37)发生移动。

15.一种在泊车操控过程中控制车辆转向的装置，包括：

-传感器(24)，用于测量停车位(15)并用于探测障碍物(33a)，

-车辆位置检测装置(25)，至少用于检测车辆位置和车辆方向，

-档位选择检测装置(23)，用于输出代表所述车辆(2)当前所挂档位的信号，

-操作界面(22)，用于输入车辆驾驶员的指令和/或用于向车辆驾驶员输出信息，

-机电控制单元(26)，用于控制所述车辆的转向角，和

-泊车路径引导装置(21)，用于计算所述机电控制单元设置的沿泊车路径引导所述车辆的转向角，

其中所述泊车路径引导装置(21)包括：

-停车位检测装置，其与所述传感器(24)协作用于检测选定用于停泊所述车辆的停车位(15)和所述车辆(2)周边的障碍物(33a)的几何形状，

-方向域建立装置，用于建立在所选定停车位(15)内和所选定停车位周边中确定多个位置点并为每个位置点赋予目标方向的方向域，

-方向偏差装置，用于确定在某位置点的当前车辆方向与所述方向域预先确定的目标方向之间的偏差，和

-转向角预选装置，用于根据所述车辆(2)的方向与目标方向的偏差来计算所述机电控制单元(26)的转向角并用于将所述转向角传输到所述机电控制单元(26)。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述车辆位置检测装置用于根据对所述车辆(2)的至少一个车轮的移动进行测量来检测车辆位置和车辆方向。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述泊车路径引导装置(21)用于执行根据权利要求1～12中任一项所述的方法。

18.根据权利要求15、16或17所述的装置，其特征在于，所述泊车路径引导装置(21)包括数据处理系统。

19.一种用于在泊车操控过程中控制车辆转向的计算机程序产品，其中所述计算机程序产品具有可被数据处理系统读取并执行且代表在数据处理系统上执行的指令序列的多个物理不同的状态，以实施根据权利要求1～14中任一项所述的方法和形成根据权利要求15～18中任一项所述的装置。

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