CN110849378A - 用于对泊车环境绘制地图的方法和泊车环境 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对泊车环境绘制地图的方法，泊车环境具有中央装置和位置固定的传感器装置，该泊车环境设置为用于在使用数字式整体地图和传感器装置情况下将车辆引导至泊车环境中的目标位置。还设置，传感器装置这样布置，使得它们的对应视场部分重叠，在重叠视场中能看到泊车环境的显著特征，传感器装置设置为用于既感测运动对象又感测不运动的泊车环境。为了创建数字式整体地图，在步骤a)中为传感器装置的视场创建三维地图，该三维地图包括泊车环境的在对应传感器装置的视场中能看到的部分区域。在步骤b)中将三维地图整合为泊车环境的数字式整体地图，在分别使用每个重叠视场中的显著特征的情况下使三维地图叠加。本发明还涉及泊车环境。

Description

用于对泊车环境绘制地图的方法和泊车环境

技术领域

本发明涉及一种用于对泊车环境绘制地图的方法，其中，该泊车环境具有中央装置和多个位置固定的传感器装置，其中，该泊车环境设置为用于在使用数字地图的情况下将车辆引导至该泊车环境中的目标位置。本发明的其他方面涉及一种设置为用于使用所述方法的泊车环境。

背景技术

现代车辆配备有驾驶员辅助系统，以便在执行不同驾驶操作时辅助车辆的驾驶员。在此，在现有技术中已知自动和半自动的系统。在自动系统中，不但在纵向引导方面而且在车辆的横向引导方面由驾驶员辅助系统自动执行待执行的驾驶操作。在此，纵向引导理解为车辆加速或制动，横向引导理解为车辆转向。在半自动系统中，或者车辆的驾驶员执行纵向引导而横向引导由驾驶员辅助系统接管，或者横向引导由车辆的驾驶员执行而纵向引导由驾驶员辅助系统接管。

在现有技术中已知一些方法，其用于为泊车环境中的车辆指派目标位置、无驾驶员干预地自动化地将车辆引导至目标位置和将车辆停放在目标位置处。这种方法作为自动化代客泊车(AVP)已知。为了在车辆自动行驶至目标位置期间引导所述车辆，需要泊车环境的高精数字地图。

由DE 10 2014 224 104 A1已知一种用于运行车辆和停车场的方法和设备。停车场包括车辆外部的监视装置，该监视装置探测停车场内的移动对象并且确定它们的位置。经由通信接口将停车场的数字地图、目标位置和移动对象的位置发送给车辆。接下来，车辆被自主地引导至目标位置。

DE 10 2012 016 800 A1描述了一种用于在已绘制地图或可绘制地图的环境中定位车辆的方法和设备。使用现有的CAD建筑规划图作为环境地图或对该环境进行测量，使得由可绘制地图的环境产生经绘制地图的环境。通过布置在环境中的传感器装置的一个或多个位置感测传感器可以确定车辆的至少一个预先确定的部件的位置。例如，确定车辆的四个轮胎的位置。该确定的位置在全球坐标系上被给出，该坐标系适用于所有位置感测传感器。位置感测传感器这样布置，使得至少两个传感器的视线范围在预先确定的区域内重叠。

DE 10 2015 201 209 A1描述了一种代客泊车系统，在该系统中将泊车空间中的车辆引导至指派的停车位。在泊车空间中设置有传感器，所述传感器定位车辆并且使车辆位置与现有的数字地图同步。数字地图存储在中央控制单元中。借助由泊车空间的传感器感测的信息并且必要时借助车辆环境传感器的信息持续地更新数字地图。中央控制单元设置为用于这样规划用于引导车辆的轨迹，使得发生轨迹重叠的区域这样布置，使得这些区域可以由具有高精度的传感器来监视。

现有技术的缺点是，创建泊车环境的高精数字地图是费事的并且需要用于其创建的专业化技术。由此，尤其在结构改变情况下很难之后进行重新测量。

发明内容

本发明提出一种用于对泊车环境绘制地图的方法，其中，所述泊车环境包括中央装置和多个位置固定的传感器装置，其中，所述泊车环境设置为用于在使用数字地图的情况下并且在使用多个传感器装置的情况下将车辆引导至所述泊车环境中的目标位置。此外设置，传感器装置这样布置，使得至少两个传感器装置的对应视场至少部分重叠，其中，在重叠的视场中可看到所述泊车环境的至少两个显著(markant)特征，并且传感器装置设置为用于既感测可运动的对象又感测不可运动的泊车环境本身。

为了创建数字式整体地图(Gesamtkarte)，在第一步骤a)中设置，为所述传感器装置的每个视场创建三维地图，其中，所述三维地图分别包括泊车环境的在对应传感器装置的视场中可见的部分区域。

在后续的步骤b)中，将三维地图整合为泊车环境的数字式整体地图，其中，在分别使用每个重叠视场中的至少两个显著特征的情况下使各个三维地图叠加。然后，这样创建的数字式整体地图被用于在泊车环境中自动引导车辆。

所述传感器装置分别包括至少一个传感器，该传感器设置为用于在视场中三维地感测环境。为此，传感器装置可以包括刚好一个传感器或包括多个传感器，例如两个传感器。在视场中，传感器装置既感知可运动的对象又感知不可运动的泊车环境本身。车道、泊车面、墙壁、天花板、柱子、交通指示牌和位置固定且持久地布置在泊车环境中的所有其它对象被视作不可运动的泊车环境。除目前运动的对象如行驶的车辆和行人外，目前没有运动但仅暂时被停放且与泊车环境非固定连接的对象也视作可运动的对象。因此，被停放的车辆尤其也视作可运动的对象。

作为对所述方法的执行的准备，各个传感器装置这样分布在泊车环境中，使得传感器装置的视场覆盖泊车环境的被用于自动引导车辆的整个泊车空间。在此设置，两个传感器装置的视场部分地重叠，其中，在两个传感器装置的共同的重叠视场中，该泊车环境的两个显著特征对于两个传感器装置而言都是可见的。

任何可以由传感器装置的传感器容易地辨识出的结构都合适作为显著特征。在基于视频图像工作的传感器中，例如强烈的对比、如在深色背景上的浅色车道标记是特别合适的。在感测空间结构的传感器中，例如清晰的几何结构、如柱子和拐角(例如在两个彼此相接的墙壁的情况下)是特别合适的。

优选，从墙壁、拐角、支柱、立柱、停车位标记、车道标记、指示牌、灯、支撑梁、路缘石、门、窗、警告信标、灭火器、管道、护栏、植物木盆以及多个所述特征的组合中选择所述显著特征。

在方法步骤a)中，在使用由任何一个传感器装置的传感器提供的、关于泊车环境的数据的情况下，为每个所述传感器装置创建三维地图。该三维地图优选包括位于相关传感器装置的视场内的所有对象，尤其所有显著特征。三维地图优选包括泊车环境的高度轮廓。优选，在使用计算装置的情况下创建三维地图，所述计算装置根据实施方式而定可以布置在传感器装置中或者可以是中央装置的一部分。替代地，云计算服务可以提供计算装置。中央装置进一步处理传感器装置的所创建的三维地图。相应地设置，多个所述传感器装置例如通过无线或有线的数据连接与中央装置处于连接中。

优选，为了创建三维地图，传感器装置分别包括至少一个传感器，该传感器设置为用于在视场中三维地感测环境。在此，在传感器装置的视场中识别出的对象和结构被三维地感测，也就是说，尤其确定它们相对于传感器装置的位置和它们的延伸高度并且将其记录在三维地图中。例如可以设置，在使用激光雷达传感器的情况下，通过点云来代表视场中的整个环境，其中，云的每个点代表在对象或结构上的一个点。例如，如果设置使用立体摄像机，那么视场中的整个环境可以通过网格表示，其中，每个网格点配有一个x,y坐标和一个延伸高度。此外，优选确定对象或者结构的几何尺寸和类型并且将其记录在三维地图中。

三维地图优选分别构型为地形图，所述地形图反映泊车环境的位于对应传感器装置的视场中的部分的三维结构。

中央装置优选包括计算装置，该计算装置设置为用于根据步骤b)将各个三维地图整合为泊车环境的数字式整体地图。替代于此地，可以设置，将三维地图传输给云计算服务，该云计算服务执行对三维地图的整整合且将所创建的数字式整体地图传输回中央装置。

为了进行整合，在各个三维地图中确定位于传感器装置的各个视场中的显著特征的位置。至少两个显著特征分别位于能够分别由两个传感器装置看到的重叠区域中。这两个传感器装置中的每一个可以在传感器装置的局部坐标系中为所述显著特征创建一个位置。因为显著特征分别位于泊车环境中一个确定的点上，所以随后可以将两个三维地图转换到统一的全球坐标系中。在该转换之后，可以将各个三维地图的数据添加到数字式整体地图中。在完成整合之后，数字式整体地图包含由传感器装置的视场感测到的泊车环境的完整图像并且利用统一的全球坐标系。

优选，在整合为数字式整体地图之后进行分析评估，以便尤其辨识停车位的位置和可行驶的交通路径。这些经处理或者经提取的信息优选作为附加数据或者层添加到数字式整体地图中，使得这些信息可以容易地供引导车辆使用。

优选，辨识数字式整体地图中的可行驶区域并且为数字式整体地图分配包含关于对辨识出的可行驶区域的说明的可行驶性信息。这些可行驶的区域是泊车环境中的可以由车辆安全行驶的区域。可行驶性信息尤其可以包括关于通行高度的信息。此外可以设置，识别在侧面或在高度上限界可行驶区域的对象，并且也可以在可行驶性信息的范畴内将所述对象分配给数字式整体地图。限界可行驶区域的对象是位置固定的并且是与泊车环境连接的对象，如墙、壁、墩子、路缘石、植物木盆和树篱。

优选，识别数字式整体地图中的停车位标记，并且在使用识别出的停车位标记的情况下辨识停车位。接下来，优选为数字式整体地图分配包含对辨识出的停车位的说明的停车位信息。所述说明尤其可以包括关于对应停车位的大小和当前占用情况的数据。

优选，识别数字式整体地图中的包括交通指示牌、交通信号灯和/或车道标记的交通标志，并且从识别出的交通标志中提取关于泊车环境中的允许的行驶路段、停车线和/或先行权的信息。接下来，优选为数字式整体地图分配包含关于允许的行驶路段的信息的行驶路段信息。

车道标记例如包括边界线、停车位标记、行车道标记、停车线或者说明允许行驶方向的箭头。此外，交通指示牌例如可以说明，是否允许行驶通过确定区域、哪些交通参与者具有先行权或者指出允许的行驶方向。除了交通标志外，附加地也可以考虑原则上说明要由车辆安全行驶的区域的可行驶性信息。

优选，数字式整体地图和/或各个三维地图包括例如呈具有多个网格点的二维网格形式的高度轮廓，其中，为给每个网格点分配一个位置、对象高度信息和通行高度，其中，对象高度信息说明泊车空间的在网格点位置上存在的结构的高度。在此，结构例如是泊车环境的地面或车道、柱子、墙壁、路缘石或其他组成部分。通过对象高度信息尤其也可以表明数字式整体地图和/或各个三维地图中的可行驶区域的斜坡走势和边界位置。通行高度尤其说明，在网格点的该位置处向上限界的对象、如天花板或支撑梁位于哪个高度。

优选，在数字式整体地图中，为网格点分配可行驶性信息、停车位信息和/或涉及泊车环境的分配给对应网格点的位置的行驶路段信息。

优选，所述方法在泊车环境没有泊车车辆和其它可运动对象时的时间点至少执行一次。替代地，优选设置，通过对在不同时间点由传感器装置感测到的多个数据组进行比较来辨识可运动的对象，并且通过相应地整合在不同时间点感测到的三维地图来创建不包含可运动的对象的数字式整体地图。

优选，重复执行方法步骤a)和b)，以便识别泊车环境中的变化并且更新数字式整体地图。例如可以以固定的时间间隔周期性地重复执行。因为传感器装置是持续有效的，以便在泊车环境中引导车辆，所以也可以连续地不断执行步骤a)和b)。尤其，总是在通过传感器装置提供新的传感器数据时可以执行步骤a)和b)。这允许实时地更新或监控数字式整体地图。

此外可以设置，以不同的频度执行步骤a)和b)。例如可以设置，由传感器装置每小时创建三维地图，所述三维地图每天一次地整合为经更新的数字式整体地图。此外可以设置，传感器装置检查泊车环境的相应可见部分的变化，并且总是在确定有改变时重新创建三维地图。

泊车环境设置为用于在使用数字式整体地图以及多个传感器装置的情况下在泊车环境中引导车辆。为此，优选将车辆从交付区域自动化地引导至泊车环境中的停车位并且停放在那里。如果该车辆的驾驶员再次需要它，那么将该车辆从停车位引导至提取区域。

优选，泊车环境的例如为中央装置的一部分的计算装置设置为用于规划轨迹，借助该轨迹可以在泊车环境内自动化地引导车辆。在此，轨迹是车辆能够遵循的轨道曲线。为了创建轨迹，使用泊车环境的数字式整体地图。将轨迹传输给车辆，并且车辆在没有驾驶员的干预的情况下自动地遵循该轨迹。

在另外的实施方式中可以设置，在使用传感器装置的情况下，连续地监视泊车环境中的可运动的障碍物，其中，可以在规划轨迹时考虑可运动的障碍物。

本发明的另一方面在于，提供一种包括中央装置和多个位置固定的传感器装置的泊车环境。在此，泊车环境设置为用于在使用数字式整体地图以及多个传感器装置的情况下将车辆引导至泊车环境中的目标位置，并且多个位置固定的传感器装置与中央装置连接并且设置为用于既感测可运动的对象又感测不可运动的泊车环境本身。

此外，泊车环境设置为用于执行在此描述的用于对泊车环境绘制地图的方法之一。因此，结合所述方法所描述的特征相应地适用于所述泊车环境，反之，结合所述泊车环境所描述的特征也相应地适用于所述方法。

泊车环境优选构型为停车楼、地下车库或开放式泊车面。

所述传感器装置分别包括至少一个传感器，该传感器设置为用于在视场中三维地感测环境。为此，传感器装置可以包括刚好一个传感器或包括多个传感器，例如两个传感器。在视场中，传感器装置既感知可运动的对象又感知不可运动的泊车环境本身。

优选，所述传感器装置分别包括至少一个传感器，该传感器从以下组中选择，所述组包括激光雷达传感器、单目摄像机、立体摄像机、飞行时间传感器和这些传感器中的多个传感器的组合。此外，传感器装置设置为用于与中央装置的通信装置无线地或有线地通信。

传感器装置被用于为每个所述传感器装置创建三维地图，所述三维地图分别代表泊车环境的在对应传感器装置的视场中可见的部分区域。通过计算单元创建三维地图，该计算单元例如可以是对应传感器装置的一部分或者是中央装置的一部分。替代地，可以以云计算服务形式提供计算单元。优选，由通过传感器装置的传感器获得的数据创建高度轮廓。由三维地图的该高度轮廓既可以确定停车位的占用情况又可以确定车辆相对于停车场边界(例如标记、支柱、墙壁)的位置。

中央装置包括计算单元以及通信装置。通信装置设置为用于与多个传感器装置无线地或有线地通信。计算单元优选设置为用于将分别代表泊车环境的一个部分区域的多个三维地图整合为具有全球坐标系的数字式整体地图。

此外，计算单元优选设置为用于为车辆分配泊车环境的停车位之一作为目标位置，并且从起始位置、例如交付区域出发规划通向目标位置的轨迹。在规划轨迹时使用数字式整体地图。然后，例如在使用通信装置的情况下通过无线连接将规划轨迹传输给车辆。

优选，在遵循轨迹时在使用传感器装置的情况下通过中央装置连续监视车辆。在此，优选使用用于创建三维地图的相同传感器。

车辆优选具有用于接管纵向引导和横向引导的促动器并且设置为用于结合泊车环境来使用。在从泊车环境的中央装置接收到轨迹之后，车辆遵循该轨迹自动行驶至目标位置。

所提出的方法允许在使用传感器装置的情况下自动地对泊车环境三维地绘制地图，在泊车环境中自动引导车辆时所述传感器装置监视该车辆。不需要专门为了对泊车环境绘制地图而布置附加的传感器。此外，可以有利地省去使用专门的测量系统或者省去委托第三方来进行测量或地图绘制。

因为传感器持久地可用于测量泊车环境或对泊车环境绘制地图，所以可以连续地监控一次性创建的数字式整体地图并且在识别到结构改变时也可以立即更新该数字式整体地图。不需要借助专门设备来费事且耗时地重新测量。

定期检验和监控数字式整体地图允许快速地对施工现场和交通引导中的例如由于车辆抛锚而引起的改变做出反应。如果连续地执行所述方法，那么能够实时地更新数字式整体地图。

由所创建的三维地图的高度轮廓既可以确定停车位的占用情况又可以确定位于停车场上的车辆相对于停车场边界(例如标记、支柱、墙壁)的位置。从而可以确定空闲停车位的尺寸并且将停车位分配匹配于待泊车车辆的尺寸。

此外，传感器装置可以被用于监视在泊车环境中被引导的车辆，使得为此不需要单独的传感器装置。

附图说明

在附图中和下面的说明书中详细阐述本发明的实施例。

唯一的附图1示出泊车环境的示意图。

该附图仅示意性示出本发明的内容。

具体实施方式

该附图示意性示出泊车环境10的示例，所述泊车环境构型为停车楼的停车层。泊车环境10包括多个停车位14、中央装置100和多个传感器装置18。中央装置100包括计算装置110和通信装置112。

泊车环境10设置为用于将车辆200从交付区域12出发引导至所述停车位14之一并且停放在那里。如果再次需要车辆200，那么将该车辆从泊车环境10引导至提取区域16。在此，车辆200的驾驶员在将车辆停放在交付区域12中之后离开车辆200，并且过后在提取区域16中再次取回车辆200。

为了在泊车环境10内自动行驶，车辆200具有控制装置202，该控制装置操控用于车辆200的纵向引导和横向引导的相应促动器。在此，控制装置202遵循由泊车环境10为其提供的轨迹。例如，借助中央装置100的通信装置112将该轨迹传输给车辆200。

为了规划该轨迹，泊车环境10需要泊车环境10的数字式整体地图。在使用传感器装置18的情况下创建该数字式整体地图。

所述传感器装置18分别包括至少一个传感器，该传感器设置为用于在视场20中三维地感测泊车环境10。在视场20中，传感器装置18既感知可运动的对象又感知不可运动的泊车环境10本身。不可运动的泊车环境10尤其包括泊车环境10的所有对象，所述对象是位置固定的并且持久地布置在泊车环境10中。根据附图中所示的示例，不可运动的泊车环境10包括墙壁22、立柱24、停车位标记26和车道标记28。

车辆200视作可运动的对象，即使它被停放在停车位14之一上。

传感器装置18这样分布在泊车环境10中，使得传感器装置18的视场20覆盖泊车环境10的被用于自动引导车辆200的整个泊车空间。在此设置，两个传感器装置18的视场20部分重叠，其中，在两个传感器装置18的共同的重叠视场20中，泊车环境10的两个显著特征对于两个传感器装置18是可见的。在附图中所示的示例中，墙壁22、立柱24、停车位标记26和车道标记28适合作为显著特征。

在方法步骤a)中，在使用由任何一个传感器装置18的传感器提供的、关于泊车环境10的数据的情况下，为每个所述传感器装置18创建三维地图。所述三维地图包括处于相关传感器装置18的视场20内的所有对象。在附图的示例中，这些传感器的数据被无线地传输给中央装置100并且在那里被进一步处理成三维地图。接下来，中央装置100根据步骤b)将各个三维地图整合为泊车环境10的数字式整体地图。

为了进行整合，在各个三维地图中确定位于传感器装置18的各个视场20中的显著特征的位置。至少两个显著特征分别位于能够被两个传感器装置18分别看到的重叠区域中。所述两个传感器装置18中的每一个可以为所述显著特征确定在传感器装置18的局部坐标系中的位置。因为所述显著特征分别位于泊车环境10中的确定点处，所以随后可以将所述两个三维地图转换为统一的全球坐标系。在该转换之后，可以将各个三维地图的数据添加到数字式整体地图中。在完成整合之后，该数字式整体地图包含通过传感器装置18的视场20感测到的泊车环境10的完整图像并且利用统一的全球坐标系。现在，该数字式整体地图可以被用于引导车辆200。

本发明不限于在这里说明的实施例和在此强调的方面。而是，在通过权利要求给定的范围内能够实现本领域技术人员处理范畴内的多种变型。

Claims (10)

1.一种用于对泊车环境(10)绘制地图的方法，其中，所述泊车环境(10)具有中央装置(100)和位置固定的多个传感器装置(18)，其中，所述泊车环境(10)设置为用于在使用数字式整体地图和所述多个传感器装置(18)的情况下将车辆(200)引导至所述泊车环境(10)中的目标位置，其特征在于，所述传感器装置(18)这样布置在所述泊车环境(10)中，使得至少两个传感器装置(18)的对应视场(20)至少部分重叠，其中，在重叠的视场中能看到所述泊车环境(10)的至少两个显著特征，并且所述传感器装置(18)设置为用于既感测能运动的对象又感测不能运动的泊车环境(10)本身，并且通过以下方式创建所述数字式整体地图：

a)为所述传感器装置(18)的每个视场(20)创建三维地图，其中，所述三维地图分别包括所述泊车环境(10)的在对应的传感器装置(18)的视场(20)中能看到的部分区域，

b)将所述三维地图整合为所述泊车环境(10)的数字式整体地图，其中，在分别使用每个重叠的视场中的至少两个显著特征情况下使各个所述三维地图叠加。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从墙壁(22)、拐角、支柱、立柱(24)、停车位标记(26)、车道标记(28)、指示牌、灯、支撑梁、路缘石、门、窗、警告信标、灭火器、管道、护栏、植物木盆以及这些特征中的多个特征的组合中选择所述显著特征。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，识别所述数字式整体地图中的能行驶区域并且为所述数字式整体地图分配包含关于对识别出的所述能行驶区域的说明的能行驶性信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，识别所述数字式整体地图中的停车位标记(26)，在使用识别出的所述停车位标记(26)的情况下辨识停车位(14)并且为所述数字式整体地图分配包含关于对辨识出的所述停车位(14)的说明的停车位信息。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，识别所述数字式整体地图中的包括交通指示牌、交通信号灯和/或车道标记(28)的交通标志，并且从识别出的所述交通标志中提取关于所述泊车环境(10)中的允许的行驶路段、停车线和/或先行权的信息并且为所述数字式整体地图分配包含关于允许的行驶路段的信息的行驶路段信息。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述数字式整体地图和/或各个三维地图包括具有多个网格点的二维网格，其中，为每个网格点分配一个位置、高度信息和通行高度，所述高度信息说明所述泊车环境(10)的在所述网格点的位置上存在的结构的高度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，为所述网格点分配能行驶性信息、停车位信息和/或涉及所述泊车环境(10)的分配给对应网格点的位置的行驶路段信息。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，重复执行步骤a)和b)，以便识别所述泊车环境(10)中的变化并且更新所述数字式整体地图。

9.一种泊车环境(10)，其包括中央装置(100)和多个位置固定的传感器装置(18)，其中，所述泊车环境(10)设置为用于在使用数字式整体地图和多个传感器装置(18)的情况下将车辆(200)引导至所述泊车环境(10)中的目标位置，所述多个位置固定的传感器装置(18)与所述中央装置(100)连接并且设置为用于既感测能运动的对象又感测不能运动的泊车环境(10)本身，其特征在于，所述泊车环境(10)设置为用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.根据权利要求9所述的泊车环境，其特征在于，所述传感器装置分别包括至少一个传感器，所述传感器从以下组中选择，所述组包括激光雷达传感器、单目摄像机、立体摄像机、飞行时间传感器和这些传感器中的多个传感器的组合。

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