CN112912291A - 规划由泊车辅助系统支持的泊车过程的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于规划由泊车辅助系统支持的车辆(1)泊车过程的方法，该方法包括以下步骤：‑检测车辆(1)周围环境区域中的至少一个泊车场景(S10)；‑借助第一规划方法规划车辆(1)起始位置(SP)与目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)，第一规划方法是以用于检测到的泊车场景的、基于规则的路径规划为基础(S11)；‑检查是否可通过第一规划方法确定起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分(S12)；‑如果车辆(1)起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分不能借助第一规划方法规划(S13)，则借助第二通用规划方法规划车辆(1)起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分。

Description

规划由泊车辅助系统支持的泊车过程的方法
技术领域
本发明涉及一种用于规划由泊车辅助系统支持的泊车过程的方法、一种泊车辅助系统及一种带有泊车辅助系统的车辆。
背景技术
从现有技术中已知泊车辅助系统，借助该系统可以以半自动或全自动的方式规划和实施泊车过程。在此，通过泊车辅助系统在事先在规划阶段计算出的泊车轨迹上将车辆操控到泊车位置。
从现有技术中已知，使用一确定性规划方法对泊车轨迹进行规划，该确定性规划方法基于计算规则并借助几何方法尝试确定一泊车轨迹。这类确定性规划方法具有一组或多组计算规则，其中，每组计算规则与某一特定的泊车场景有关，例如与在一纵向泊车情形中的倒车泊车入位有关。确定性规划方法的缺点是，在偏离基础泊车场景的情况下，所述规划方法的灵活性极差，并且也无法对变化的泊车情形(例如对象进入泊车轨迹)做出灵活反应，从而经常导致泊车尝试失败。
此外，已知的通用规划方法不限于特定的泊车场景，而是可用于不同的泊车场景，并且在复杂的、随时间变化的泊车场景中也可计算出泊车轨迹。通用规划方法的缺点是，它们在计算上非常复杂，即它们需要很高的处理器性能和大量的存储器空间。此外，即使在泊车情形很小变化的情况下，通用规划方法也提供一种完全不同的泊车行为，这让驾驶员感到不利，因为他们期望泊车辅助系统具有相对稳定的泊车行为。此外，通用规划方法很难遵守各相应驾驶员预先规定的特性，因为通用规划方法不能区分泊车场景，并与泊车情形无关地始终使用相同的算法来对泊车轨迹进行计算。
发明内容
基于此，本发明的一项任务是提出一种用于规划由泊车辅助系统支持的泊车过程的方法，该方法能以较大的驾驶员接受程度和较低的泊车尝试失败率省时、灵活地计算泊车轨迹。
该任务通过一种具有独立权利要求1所述特征的方法解决。优选实施方式是从属权利要求的主题。泊车辅助系统是并列权利要求11的主题，带有这样一种泊车辅助系统的车辆是并列权利要求12的主题。
根据第一方面，本发明涉及一种用于规划由泊车辅助系统支持的泊车过程的方法。在此，该方法包括以下步骤：
首先，检测车辆周围环境区域中的至少一个泊车场景。优选对识别到的泊车场景进行分类，即例如确定，涉及的是哪种类型的泊车过程(前行泊车/倒车泊车、纵向泊车/斜向泊车/垂直泊车等)。
随后，借助第一规划方法对车辆起始位置和目标位置之间的泊车轨迹进行规划，所述第一规划方法是以基于规则的、用于所检测到的泊车场景的路径规划为基础的。在此，第一规划方法优选使用适合各相应类型泊车场景(前行泊车/倒车泊车、纵向泊车/斜向泊车/垂直泊车等)的规划方法。第一规划方法优选是确定性规划方法，在该方法中，通过适配于检测到的泊车场景的专门的计算规则，借助几何曲线构成泊车轨迹。其中，曲线优选可借助数学函数明确描述。
借助第一规划方法规划泊车轨迹后，检查是否可通过第一规划方法确定起始位置和目标位置之间的泊车轨迹的至少一部分。换句话说，由此，首先借助第一规划方法尝试对整个轨迹的至少一个区段进行规划。
如果车辆起始位置和目标位置之间的泊车轨迹的至少一部分不能借助第一规划方法来规划，则借助第二通用规划方法对车辆起始位置和目标位置之间的泊车轨迹的至少一部分进行规划。换句话说，泊车轨迹的剩余部分或如果没有区段可通过第一规划方法规划的话，则整个泊车轨迹借助第二规划方法进行规划。在此，第二规划方法优选是能独立于特殊泊车场景自由规划泊车轨迹的规划方法。换句话说，第二规划方法是可应用于大量泊车场景的一种普遍适用的规划方法。
根据本发明的方法的主要优点在于，通过第一规划方法和第二规划方法的组合，在降低规划尝试失败概率的情况下实现高计算效率，这是因为即使在从一开始或由于在规划或实施阶段的变化而无法使用第一规划方法进行规划的泊车情形中，也可使用第二通用规划方法对泊车轨迹进行规划。
根据一实施例，第一规划方法提供多组计算规则，其中，每组计算规则都是针对识别到的相应泊车场景量身定制的。于是，借助分别一组计算规则，可通过将多个解析地明确定义的轨迹区段彼此拼合在一起，来确定泊车轨迹的至少一部分。通过计算规则组，尤其是可定义几何曲线诸如直线、圆弧区段和/或回旋线等，这些曲线串在一起时构成泊车轨迹的至少一部分。
根据一实施例，根据检测到的泊车场景应用一组计算规则。根据检测到的是哪种泊车场景类型(向前泊车/倒车泊车、纵向泊车/斜向泊车/垂直泊车等)，可选择一组计算规则，并在此基础上尝试确定泊车轨迹。
根据一实施例，第一规划方法——尤其是基于分别通过一个或多个数学函数解析地确定的几何曲线——执行包括多个泊车轨迹区段的、分段的泊车轨迹规划。在此，在几何曲线的解析确定中，优选考虑在各相应泊车情形中识别的(例如借助周围环境识别检测到的)周围环境对象。由此，可尝试以解析的方式构成泊车轨迹的至少一部分，这以有益的方式在相同或基本相同的泊车场景下节省计算性能，实现预期的泊车行为。
根据一实施例，几何曲线包括直线、圆弧区段和/或回旋线。通过这些曲线可涵盖许多常见的泊车场景。
根据一实施例，每个计算规则确定一个或多个泊车轨迹区段。例如，一计算规则在二维空间中反映一几何曲线的走向。由此，可通过计算规则组以解析的方式确定分段的泊车轨迹，其中多个泊车轨迹区段彼此相连以计算泊车轨迹。
根据一实施例，泊车轨迹被逐段规划，其中，泊车轨迹的第一部分通过第一规划方法确定，而泊车轨迹的第二部分通过第二规划方法确定。优选尝试继续使用基于第一规划方法实施的轨迹规划的至少部分结果、例如一个或多个已计算出的轨迹区段，并借助第二规划方法确定不能借助第一规划方法确定的泊车轨迹剩余部分。由此，在不能通过第一规划方法完全计算出的、更复杂的泊车情形下，也能节省计算性能。
根据一实施例，第二规划方法使用一独立于检测到的规划场景和/或包括若干不同泊车场景的计算算法。在此，“独立于检测到的规划场景”是指，所述计算算法不是针对特定的规划场景量身定制的，而是根据所识别的车辆周围环境进行自由的轨迹规划。由此，即使在较复杂的泊车情形下或在变化的泊车情形下，也可找到合适的泊车轨迹。
根据一实施例，作为另外的步骤，该方法还包括：借助泊车辅助系统至少半自动化地实现泊车过程。当在实施泊车过程期间发生泊车场景的变化时，则对车辆当前位置和目标位置之间的泊车轨迹重新进行规划，更确切地说以如下方式进行规划：在第一步骤中尝试基于第一规划方法确定至少一部分泊车轨迹，并在车辆当前位置和目标位置之间至少一部分泊车轨迹无法借助第一规划方法规划出(即借助第一规划方法无法求出泊车轨迹或只能求出一部分泊车轨迹)的情况下，借助第二规划方法对至少一部分泊车轨迹进行规划。由此，在实施泊车过程时，即在完成泊车轨迹规划后，如果变化的泊车情形有需要，也可重新进行规划。
根据一实施例，对从车辆起始位置到所规划的目标位置或从车辆所规划的目标位置到起始位置的泊车轨迹进行规划。例如可视识别到的泊车场景或识别到的周围环境区域而定对规划方向进行调整适配。通过选择规划方向，可优选实现，可借助第一规划方法确定至少一部分泊车轨迹。
根据另一方面，本发明涉及用于控制车辆泊车过程的泊车辅助系统。所述泊车辅助系统包括：
-用于检测车辆周围环境区域中的至少一个泊车场景的检测单元；
-一计算单元，它配置用于，借助第一规划方法规划车辆起始位置与目标位置之间的泊车轨迹，其中，第一规划方法是以用于检测到泊车场景的、基于规则的路径规划为基础的；
-一计算单元，它配置用于，检查是否可通过第一规划方法确定起始位置和目标位置之间的至少一部分泊车轨迹；以及
-一计算单元，它配置用于，如果车辆起始位置和目标位置之间的至少一部分泊车轨迹不能借助第一规划方法规划，则借助第二通用规划方法对车辆的起始位置和目标位置之间的至少一部分泊车轨迹进行规划。
根据另一方面，本发明涉及具有上述泊车辅助系统的车辆。
在本发明的意义中，“泊车过程”是指将车辆向前、倒车、侧向或斜向操控到泊车位中的过程。此时，驾驶员在泊车过程中可处于车内，也可处于车外(遥控泊车过程)。“泊车过程”在此可是驶入泊车位的过程或驶离泊车位的过程。
在本发明的意义中，“泊车辅助系统”是指在泊车过程中能为驾驶员提供支持并至少能实现半自动泊车过程的任何系统。
在本发明的意义中，术语“大约”、“基本上”或“大致”是指与各相应精确值的误差为+/-10％，优选为+/-5％，和/或误差为对功能无关紧要的变化。
本发明的其他结构形式、优点和应用可能性也从以下对实施例的说明和附图中得出。在此，所有描述的和/或图示的特征本身或以任意组合形式原则上构成本发明的主题，并与其在权利要求书中的组合或其引用关系无关。权利要求书的内容也是说明书的一部分。
附图说明
下面参照实施例的附图对本发明进行详细说明。其中：
图1以示例性和示意的方式展示在纵向泊车情形中有一未占用泊车位置的泊车情形；
图2以示例性和示意的方式展示一与图1类似的泊车情形，但该泊车情形有一使泊车场景的规划更为复杂的对象。
图3以示例性的方式展示用于说明由泊车辅助系统支持的泊车过程的规划方法过程的框图；以及
图4以示例性的方式展示使用第一规划方法和第二规划方法规划由泊车辅助系统支持的泊车过程的流程图。
具体实施方式
图1示出在纵向泊车情形的环境中的一车辆1，在该纵向泊车情形中在两辆车辆之间有一泊车位置P1未被占用。车辆1具有泊车辅助系统，借助该泊车辅助系统，车辆1可至少半自动地泊入该未占用泊车位置P1中。
在泊车过程中，车辆1被泊车辅助系统沿一泊车轨迹PT操控。图1以示例性方式展示了这样一种泊车轨迹PT。泊车轨迹PT可由若干个区段组成。在此，一个区段例如可由直线或圆弧区段构成。此外，为进一步改善泊车辅助系统的舒适性印象，一个区段也可由回旋线构成。在此，借助回旋线可弥补或补偿两个圆弧区段之间或一直线与一圆弧区段之间的曲率变化。
在所示实施例中，泊车轨迹包括五个区段，其中，从车辆1的起始位置SP到目标位置ZP例如使用以下区段：第一区段S1为直线，第二区段S2为圆弧区段，第三区段S3为回旋线，第四区段S4为圆弧区段，第五区段S5为直线。
通过基于几何方法确定泊车轨迹的、基于规则的第一规划方法可完全解决这类泊车情形。在此，第一规划方法可视识别到的泊车情形(侧方位纵向泊车、侧方位横向泊车、斜向泊车等)而定使用一包括若干组计算规则的确定性算法，其中，每组计算规则都分别适配识别到的泊车情形。由于确定性，在各相应泊车场景中始终会出现经定义和可重复的状况，由此泊车辅助系统可提供稳定的和可预见的泊车行为。
与图1中的泊车情形相比，图2展示一稍经修改的泊车情形，其中，对象O迫使泊车轨迹PT改变。例如，对象O可能在泊车轨迹(PT)的第一次规划前就已存在，或可能意外出现在泊车情形中(例如打开的车门)并因此(在已进行的首次规划后)需要对泊车轨迹(PT)进行重新规划。
对象O造成泊车情形改变成，使得通过第一规划方法至少不能完全确定合适的泊车轨迹PT。换句话说，找不到一组借助其可以以确定性方式计算出合适的泊车轨迹PT的计算规则。
如果不能通过确定性的第一规划方法计算泊车轨迹PT，则可以通过基于通用规划模型的第二规划方法计算泊车轨迹PT的至少一部分。换句话说，通过第二规划方法不进行与各相应泊车场景相关的路径规划，而是第二规划方法尝试根据识别到的各相应情形，借助一可应用于若干不同泊车场景的通用算法确定泊车轨迹PT。
在此，可借助第二规划方法计算整个泊车轨迹PT，或可使用两种规划方法计算整个泊车轨迹PT，方法是：通过基于规则的第一规划方法计算泊车轨迹PT的第一部分T1以及通过通用的第二规划方法计算泊车轨迹PT的第二部分T2。
图2展示一种可通过第一规划方法和第二规划方法的组合确定的泊车轨迹PT的示例。泊车轨迹PT被逐段规划，更确切地说，在起始位置SP与中间点A之间的第二区段(对应于第二部分T2)中以及在中间点A与目标位置ZP之间的第一区段(对应于第一部分T1)中进行规划。在此，针对借助其可绕过对象O行驶的第二区段可使用通用的第二规划方法，而针对第一区段可使用确定性的第一规划方法。通过这两种规划方法的组合，可以以有益的方式实现，泊车辅助系统提供一种各相应车辆驾驶员更容易理解的泊车行为，这是因为泊车辅助系统尽可能尝试，基于第一基于规则的规划方法计算泊车轨迹PT。
图3展示一种用于规划由泊车辅助系统支持的车辆泊车过程的根据本发明的方法的框图。
其中，在第一步骤(S10)中，在车辆周围环境区域中检测泊车场景。在此，尤其是确定涉及的是何种类型的泊车场景(侧方位纵向泊车、侧方位横向泊车、斜向泊车等)。在此，例如可在车辆1的泊车辅助系统中对若干不同的泊车场景变型进行分类，并可尝试将检测到的泊车场景分配给一种泊车场景变型。
随后，在另一步骤(S11)中，借助第一规划方法规划或计算车辆1起始位置SP与目标位置ZP之间的泊车轨迹PT，所述第一规划方法是以对于检测到的泊车场景的、基于规则的路径规划为基础的。这种规划尤其可以是一种规划尝试。
然后可检查，是否可通过第一规划方法确定起始位置SP和目标位置ZP之间的泊车轨迹PT的至少一部分(图2中的部分T1)(S12)。换句话说，可确定，是否可完全或至少部分地基于第一规划方法计算泊车轨迹PT。
如果车辆1起始位置SP与目标位置ZP之间的泊车轨迹PT的至少一部分(图2中的部分T2)不能借助第一规划方法来规划，则可借助通用的第二规划方法计算车辆1起始位置SP与目标位置ZP之间的泊车轨迹PT的至少一部分(S13)。
图4展示基于根据本发明的方法计算泊车轨迹PT的流程图。
如上所述，首先对各相应当前泊车场景进行检测(S20)。
随后，使用第一种规划方法的计算规则建立泊车轨迹PT(S21)。在此，所述计算规则可选择性地针对各相应泊车场景进行选择。
随后，在步骤S22中，检查：是否可借助第一规划方法对整个泊车轨迹PT进行规划，即，是否可找到从车辆1的起始位置SP到目标位置ZP的泊车轨迹PT。
如果可借助第一规划方法对整个泊车轨迹PT进行规划，则该方法结束(S23)。
然而，如果借助第一规划方法不能对整个泊车轨迹PT进行规划，则检查是否可继续使用利用第一规划方法所规划的泊车轨迹PT的一部分(S24)。在根据图2所示的示例中，这例如是指泊车轨迹的T1部分。因此，例如可使用第二通用规划方法计算借助其绕过对象O行驶的泊车轨迹PT的部分，而另一部分、尤其是绕过该对象后的部分则可借助第一基于规则的规划方法来计算。
在对通过第一规划方法所计算的、可继续使用的泊车轨迹区段进行检查后，可借助第二规划方法对泊车轨迹PT的其余部分(即剩余的尚未规划的部分，或如果没有泊车轨迹区段可继续使用，则指整个泊车轨迹)进行规划(S25)。
从起始位置SP到目标位置ZP，或沿相反方向，即从目标位置ZP到起始位置SP的泊车轨迹PT可视泊车情形和/或泊车场景而定进行规划。
上面已根据实施例对本发明进行了描述。要指出的是，在不脱离由权利要求书所定义的保护范围的情况下，可进行多项更改和变异。
附图标记列表：
1 车辆
A 中间点
PT 泊车轨迹
S1、S2、S3 区段
SP 起点位置
ZP 目标位置

Claims (12)

1.用于规划由泊车辅助系统支持的车辆(1)泊车过程的方法，该方法包括以下步骤：
-检测车辆(1)周围环境区域中的至少一个泊车场景(S10)；
-借助第一规划方法规划车辆(1)起始位置(SP)与目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)，第一规划方法以用于检测到的泊车场景的、基于规则的路径规划为基础(S11)；
-检查是否能通过第一规划方法确定起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分(S12)；
-如果车辆(1)起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分不能借助第一规划方法规划(S13)，则借助通用的第二规划方法对车辆(1)的起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分进行规划。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一规划方法提供多组计算规则，其中，每组计算规则都是针对一识别到的相应泊车场景量身定制的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据检测到的泊车场景，应用一组计算规则。
4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，第一规划方法——尤其是以分别通过一个或多个数学函数解析确定的几何曲线为基础——执行包括多个泊车轨迹区段的、分段的泊车轨迹规划。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，几何曲线包括直线、圆弧区段和/或回旋线。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，每项计算规则确定一个或多个泊车轨迹区段。
7.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，泊车轨迹是逐段规划的，其中，泊车轨迹(PT)的第一部分(T1)通过第一规划方法确定，泊车轨迹(PT)的第二部分(T2)通过第二规划方法确定。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，第二规划方法使用的计算算法独立于检测到的规划场景和/或包括多个不同泊车场景。
9.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，作为另外的步骤，所述方法包括：借助泊车辅助系统至少以半自动化方式实施泊车过程，并在实施泊车过程期间如果发生泊车场景变化，则重新规划车辆当前位置和目标位置之间的泊车轨迹(PT)，尤其是以如下方式重新规划：在第一步骤中尝试基于第一规划方法确定泊车轨迹的至少一部分，并且在车辆(1)当前位置和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹的至少一部分不能借助第一泊车方法规划的情况下，借助第二规划方法规划泊车轨迹(PT)的至少一部分。
10.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，规划从车辆(1)起始位置(SP)到所计划的目标位置(ZP)或从车辆(1)的所计划的目标位置(ZP)到起始位置(SP)的泊车轨迹(PT)。
11.用于车辆(1)的泊车辅助系统，该泊车辅助系统包括：
-用于检测车辆(1)周围环境区域中至少一个泊车场景的检测单元；
-计算单元，它配置用于，借助第一规划方法规划车辆(1)起始位置(SP)与目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)，其中，第一规划方法是以用于检测到的泊车场景的、基于规则的路径规划为基础的；
-计算单元，它配置用于，检查是否能通过第一规划方法确定起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分；以及
-计算单元，它配置用于，如果车辆(1)起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分不能借助第一规划方法规划，则借助通用的第二规划方法规划车辆(1)起始位置(SP)和目标位置(ZP)之间的泊车轨迹(PT)的至少一部分。
12.包括根据权利要求11所述的泊车辅助系统的车辆。
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