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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkvorgangs bei
Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Vorrichtungen
der einleitend bezeichneten Art sind bereits in vielfältigen Ausführungsformen
bekannt geworden. In der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-101
46 712 ist eine Einpark-Hilfsvorrichtung für Kraftfahrzeuge beschrieben,
die mindestens einen an der Fahrzeugaußenseite angeordneten Sender
für ein
zumindest annähernd
senkrecht zur Fahrzeuglängsachse
abgestrahltes, auf einen kleinen Ausstrahlwinkelbereich beschränktes Sendesignal
und einen zweiten Empfänger
für das
Reflexsignal aufweist. Das Sendesignal besteht aus zwei Teilstrahlen,
die eine annähernd
flächenförmige Abstrahlcharakteristik
besitzen, wobei die beiden Flächen
zumindest annähernd
senkrecht zueinander stehen. Durch diese Vorrichtung soll es möglich sein, über die
tatsächliche
Form einer Parklücke
eine Aussage treffen zu können,
insbesondere wenn die Parklücke
verrundete Begrenzungen aufweist, was bei tatsächlichen, von Pkws begrenzten
Parklücken
in der Regel immer der Fall ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind für
eine genaue Bestimmung der Ausdehnung der Parklücke zwei Sensoren mit unterschiedlicher
Abstrahlcharakteristik notwendig.
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Aufgabe und Vorteile der
Erfindung:
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend
bezeichneten Art bereitzustellen, bei welcher durch ein vergleichsweise einfacheres
Vorgehen auch eine Bestimmung der Ausdehnung der Parklücke in wenigstens
einer Richtung mit hoher Genauigkeit möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung angegeben.
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Die
Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkvorgangs bei
Fahrzeugen mit wenigstens einem Sensor zur Abstandsbestimmung und
einer Elektronikeinheit zur Verarbeitung der Signale des wenigstens
einen Sensors aus. Der Kerngedanke der Erfindung liegt nun darin,
dass die Elektronikeinheit dazu ausgelegt ist, Signalwerte des wenigstens
einen Sensors, die bei einem Vorbeifahren an der Parklücke in Bezug
auf den gefahrenen Weg generiert werden, insbesondere schwellwertabhängig unterschiedlichen
Bereichen zuzuordnen und Signalwerte dieser Bereiche jeweils separat
zu verarbeiten, um daraus für
wenigstens einen dieser Bereiche einen ausgezeichneten Wert auf
der Grundlage von mehreren Einzelwerten dieses Bereichs zu errechnen.
Durch diese Vorgehensweise können
aus einem Gesamtsignalverlauf mit höherer Genauigkeit Aussagen über einen
Bereich getroffen werden, weil für
diesen Bereich mehrere Signalwerte zusammengefasst werden, um daraus
einen ausgezeichneten Wert zu berechnen, der dann eine hohe Aussagekraft über den
Bereich hat. Z.B. wird aus mehreren werten der Mittelwert gebildet,
womit Schwankungen nach oben und unten, die möglicherweise zu einer falschen
Interpretation der tatsächlichen
Verhältnisse führt, ausgeschaltet
werden. Zur Mittelwertbildung eignen sich eine Vielzahl von Algorithmen,
beispielsweise wird eine rekursive Filterung vorgenommen, wonach
ein neuer Wert mit nur einem bestimmten Prozentsatz in den entstehenden "Mittelwert" eingerechnet wird.
Der Mittelwert kann auch im Rahmen einer Median-Filterung bestimmt
werden, wobei die Signalwerte eines vorgegebenen Wertebereichs der Größe nach
sortiert werden und eine bestimmte Anzahl von Werten am unteren
und oberen Ende bei einer Mittelwertbildung, z.B. einer arithmetischen
Mittelwertbildung, nicht berücksichtigt
wird. Auf diese Weise lassen sich Ausreißer eliminieren, d.h. sowohl viel
zu kleine als auch viel zu große
Werte. Als Signalwerte dienen vorzugsweise die Intensitätswerte eines
Abstandssensors. Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise werden Streuungen
der Signalwerte, z.B. der Intensitätswerte des Sensors um einen
tatsächlichen
Wert "ausgemittelt", so dass letzten
Endes exaktere Werte für
die Bestimmung eines Verlaufs der Parklücke, z.B. Länge der Parklücke oder
Tiefe der Parklücke,
zur Verfügung
stehen und damit die tatsächlichen
Verhältnisse
besser angenähert
werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die
Elektronikeinheit dazu ausgebildet, Signalwerte des wenigstens einen
Sensors, die bei einem Vorbeifahren an der Parklücke in Bezug auf den gefahrenen
weg generiert werden, abhängig
von wenigstens einem vorgegebenen Schwellwert einem Signalbereich
vor der Parklücke, einem
Parklücken-Signalbereich und
einem Signalbereich nach der Parklücke zuzuordnen, aus jeweils mehreren
Werten des Parklücken-Signalbereichs und
des Signalbereichs vor der Parklücke
und/oder des Signalbereichs nach der Parklücke jeweils einen ausgezeichneten
Wert zu bestimmen und anhand von zwei ausgezeichneten Werten, wovon
einer der des Parklücken-Signalbereichs ist,
die Größe der Parklücke zu ermitteln.
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Beispielsweise
werden zur Bestimmung des exakten Übergangs des Bereichs vor der
Parklücke oder
des Bereichs nach der Parklücke
zum Parklückenbereich
ausgezeichnete Werte, die durch eine vorgegebene Art der Mittelwertbildung
errechnet werden, ins Verhältnis
zueinander gesetzt. Dies erlaubt eine deutlich exaktere Annäherung des
tatsächlichen
Verlaufs der Parklücke
an einem parkenden Auto zum freien Bereich der Parklücke als
dies möglich
ist, wenn lediglich zur Feststellung von Anfang und Ende der Parklücke ein
einfacher Schwellenalgorithmus ohne Betrachtung des Gesamtsignalverlaufs
zur Anwendung kommt.
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Es
findet sozusagen eine adaptive Bestimmung eines Konturübergangs
einer Parklücke
durch Auswertung mehrerer im Bereich des Konturübergangs ermittelten Signalwerte,
in der Regel Intensitätswerte,
statt.
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Durch
diese adaptive Anpassung wird die Berechnung, z.B. einer Parklückengröße im Hinblick auf
die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse deutlich verbessert, womit
insgesamt die Zuverlässigkeit des
Systems bei verbesserter Genauigkeit zunimmt.
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Im
weiteren ist es bevorzugt, wenn die Elektronikeinheit ausgebildet
ist, um für
jeden Signalbereich einen ausgezeichneten Wert, z.B. einen Mittelwert,
zu bestimmen und auf der Grundlage von jeweils zwei ausgezeichneten
Werten, wovon einer der des Parklückensignals ist einen Streckenwert
für den Anfang
und einen Streckenwert für
das Ende der Parklücke
zur Bestimmung der Größe der Parklücke zu errechnen.
Für die
Berechnung können
von einem Bereich alle oder nur ein Teil der Signalwerte, z.B. in einem
vorgegebenen Unterbereich herangezogen werden, um hieraus in einer
vorgegebenen Art einen Mittelwert zu errechnen, z.B. durch rekursive
Filterung oder eine Median-Filterung.
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Die
ausgezeichneten werte von zwei benachbarten Bereichen werden dann
zur Bestimmung des Anfangs bzw. des Endes der Parklücke ins
Verhältnis
gesetzt, um den Übergang
von z.B. einem angrenzend parkenden Auto zum Bordstein als Streckenwert
zu ermitteln.
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Die
Zuordnung der Signalwerte zu einem Bereich vor der Parklücke, einem
Parklückenbereich oder
einem Bereich nach der Parklücke
wird vorzugsweise über
insbesondere nur einen vorgegebenen Schwellwert durchgeführt. Dabei
werden z.B. alle Intensitätswerte
bis ein Schwellwert unterschritten ist dem Bereich vor der Parklücke zugeordnet,
sobald ein Schwellwert unterschritten ist, dem Bereich in der Parklücke zugeordnet
und zwar solange bis wiederum ein Schwellwert überschritten wird, wodurch
die nun folgenden Intensitätswerte
in den Bereich nach der Parklücke
eingestuft werden. Für
die Zuordnung der Bereiche können
auch verschiedene Schwellwerte für
den Bereich vor und nach der Parklücke benutzt werden.
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In
einer überdies
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden in der Elektronikeinheit Signalwerte für die unterschiedlichen
durch den wenigstens einen Schwellwert definierten Bereiche in separaten
Speicherbereichen abgelegt. Eine solche Datenorganisation vereinfacht
die Berechnung von ausgezeichneten Werten auf der Grundlage der
Signalwerte eines Bereichs.
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In
einer überdies
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Elektronikeinheit
dazu ausgelegt, aus den Signalwerten des wenigstens einen Sensors
Abstandswerte zur seitlichen Berandung der Fahrbahn, z.B. zu Fahrzeugen,
einem Bordstein oder dergleichen zu ermitteln und aus den Abstandswerten
die innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, z.B. einer Parklücke, liegen,
Werte am Beginn und am Ende des Bereichs herauszugreifen und daraus
ausgezeichnete Abstandswerte, z.B. durch Mittelwertbildung zu berechnen,
die zur Bestimmung des Abstands im jeweiligen Bereich herangezogen
werden.
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Der
ausgezeichnete Bereich kann der Parklückenbereich oder aber der Bereich
vor und/oder nach einer Parklücke
sein.
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Beispielsweise
werden zur Bestimmung des Abstandes zum Randstein am Beginn und
am Ende des Parklückenbereichs
jeweils mehrere Abstandswerte am Beginn und am Ende der Parklücke herangezogen
und diese geeignet weiterverarbeitet, z.B. gefiltert, gegebenenfalls
median oder rekursiv und die daraus sich ergebenden Werte als Abstände zum Randstein
weiter genutzt. In entsprechender Weise können die Abstände zu den
die Parklücke
begrenzenden Fahrzeugen ermittelt werden.
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Zeichnungen:
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und unter Angabe
weiterer Vorteile und Einzelheiten nachstehend näher beschrieben. Es zeigen
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1 einen
Gesamtsignalverlauf eines Intensitätssignals eines Abstandssensors über dem zurückgelegten
Weg s,
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2 das
Gesamtsignal in Bezug auf die durch parkende Pkws definierte Parklücke mit
für eine
Position eingezeichneten einparkendem Pkw,
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3 der
Verlauf eines von einem Abstandssensor gemessenen Abstandssignal über dem
Weg s mit dazugehörigem
symbolisch dargestellten Bordsteinverlauf und durch parkende Pkws
definierte Parklücke
sowie ein in einer Position symbolisch dargestellten einparkenden
Pkw und
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4 ein
Ablaufdiagramm für
die Aufzeichnung eines Gesamt-Intensitätssignals sowie eines Gesamtabstandsverlaufs.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele:
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Anhand
der 1 und 2 lässt sich die Generierung eines
Gesamtsignalverlaufs 1 über
einem zurückgelegten
Weg s veranschaulichen. Der zurückgelegte
Weg s wird vorzugsweise gesondert bestimmt, z.B. über Radsensoren
oder GPS (Gobal Positioning System).
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Beispielsweise
werden in einen ersten Speicherbereich ständig Intensitätswerte
I eines Sensors 2, der an der Seite eines Pkws 3 angeordnet ist,
in vorzugsweise einen Speicher eingeschrieben, der eine Länge von
z.B. 1 m besitzt. D.h., wenn in Abhängigkeit des zurückgelegten
Weges s z.B. alle zwei Zentimeter ein Signalwert aufgenommen wird, können in
einem solchen Speicher 50 Signalwerte abgelegt werden.
Der Speicher kann so ausgelegt werden, dass der 51. Signalwert
den ersten Signalwert wieder überschreibt.
Es ist jedoch auch ein Durchschieben der Signalwerte möglich, so
dass immer z.B. der letzte zurückgelegte
Meter als Speicherabbild vorliegt. Dabei wird einfach der erste
Wert im Speicher zugunsten eines 51. Wertes (usw.) herausgeschoben.
Sobald jedoch, wie in 1 dargestellt ein Schwellwert 4 unterschritten
wird, werden die nun kommenden Intensitätswerte I in einen Speicher
eingeschrieben, der den Intensitätsverlauf
innerhalb der Parklücke
repräsentiert
und zwar solange, bis der Schwellwert 4 wieder überschritten
wird. Daraufhin werden die nun folgenden Intensitätswerte
in einen dritten Speicherbereich eingeladen, bis eine vorgegebene
Zahl von weiteren Speicherwerten aufgenommen sind. Der nachfolgende
Speicher kann z.B. die gleiche Größe wie der erste Speicher,
beispielsweise 1 m, aufweisen.
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Damit
sind drei Sensorsignalwertebereiche definiert, nämlich in Wegrichtung s betrachtet
ein Bereich 5a vor der Parklücke, ein Parklückenbereich 5b sowie
ein Bereich 5c nach der Parklücke.
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Die
dazugehörigen
Signalwertbereiche 5a, 5b, 5c repräsentieren
zusammen das Gesamtsignal 1. Parallel wird das Abstandssignal
A über
den Weg s gemäß 3 beim
Vorbeifahren an einer Parklücke 6 zwischen
zwei Pkws 7, 8 aufgezeichnet.
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Ein
vom Sensor 2 ausgehendes Detektionsfeld 2a für die Bestimmung
eines Intensitätssignals
I sowie eines Abstandssignals A ist in den 2a und 2b symbolisch dargestellt.
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Aus
den Signalwertbereichen 5a, 5b, 5c werden
nun jeweils Unterbereiche 9a, 9b, 9c herausgegriffen
(siehe 2) und aus den dazugehörigen Signalwerten jeweils
Mittelwerte nach einem vorgegebenen Algorithmus berechnet. Daraus
ergeben sich mittlere Intensitätswerte 10a, 10b, 10c für die jeweiligen
Unterbereiche 9a, 9b, 9c bzw. Signalwertbereiche 5a, 5b, 5c.
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Daraufhin
können
die Identitätsmittelwerte 10a und 10b bzw. 10c und 10b ins
Verhältnis
zueinander gesetzt werden, um den Übergang von einem parkenden
Auto 7, 8 zur Parklücke 6 in Bezug auf den
Weg s zu definieren. Dabei ergeben sich Streckenwerte sA sowie
sE die vergleichsweise genau oder sogar
genau der tatsächlichen
Parklücke
entsprechen.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise
wird aufgrund einer "Mittelwertbildung" von Signalwerten
die Wahrscheinlichkeit von Fehlmessungen verringert, womit das System
insgesamt robuster ist.
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Als
ganz wesentlicher Vorteil lässt
sich aber die Parklückengröße sA – sE mit höherer
Genauigkeit bestimmen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird nach Abschluss
einer Parklückenberechnung
oder nach Abbruch eines Parkvorgangs der Inhalt des Signalwertebereichs 5c eines
Speichers auf den Inhalt eines Speichers für den Signalwertebereich 5a kopiert.
Auf diese Weise ist das System auch nach eng aufeinanderfolgenden
Parklücken
immer einsatzbereit, da das Ende einer Intensitätsmesssequenz als Anfang für die nächste Intensitätsmesssequenz
genutzt wird. Damit wird verhindert, dass z.B. bei einem Abbruch
eines Einparkvorgangs und dem Versuch in einer unmittelbar darauf folgenden
Parklücke
einzuparken, der Pkw-Lenker nochmals zurückstoßen muss, um genügend Daten für die Berechnung
der unmittelbar darauffolgenden Parklücke zu generieren, sprich den
Signalwertbereich 5a mit aktuellen Daten aufzufüllen.
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Bei
der Bestimmung des Abstandes des einparkenden Fahrzeugs 3 zu
parkenden Fahrzeugen 7, 8 bzw. zu einem Bordstein 11 wird
das parallel aus den Sensorsignalen ermittelte Abstandssignal 17 herangezogen,
wobei wie bei der Bestimmung der Größe der Parklücke sE – sA Mittelwerte von Abstandswerten berechnet
werden.
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Dieser
Vorgang ist in 3 durch Wertebereiche 12a, 12b an
einem Abstandsverlauf 13 veranschaulicht.
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Der
Abstandsverlauf 13 passt zu den darüber angeordneten Positionen
der parkenden Pkws 7, 8 sowie zum Verlauf des
Bordsteins 11.
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Um
den Abstand zum Bordstein 11 genauer ermitteln zu können, werden
die Abstandswertebereiche 12a und 12b, die den
Anfang und das Ende der Parklücke 6 repräsentieren,
ausgewählt
und für Abstandswerte
innerhalb eines solchen Bereichs nach einem vorgegebenen Algorithmus
jeweils ein "Mittelwert" 16a, 16b als
ausgezeichneter Wert bestimmt. Aus einer solchen Berechnung kann
dann mit größerer Zuverlässigkeit
der Abstand zu einem Bordstein 11 berechnet werden. Anhand
dieser Werte lässt
sich der komplette Verlauf des Bordsteins dann interpolieren. Dadurch
kann an jeder Stelle des Weges s mit höherer Genauigkeit der Abstand
zum Bordstein festgestellt werden.
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In
gleicher Weise kann dieses Verfahren genutzt werden, wenn es darum
geht, den Abstand im Bereich vor der Parklücke 14 sowie nach
der Parklücke 15 genauer
zu bestimmen. Die Abstandswertebereiche 12a bzw. 12b haben
z.B. eine Breite von 10 bis 50 cm, vorzugsweise 20 bis 40 cm.
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In 4 ist
ein Ablaufdiagramm mit Blöcken 41 bis 48 dargestellt,
das die Erfassung des Gesamtintensitätssignals sowie des Abstandsverlaufs 17 symbolisiert.
Gemäß Block 41 findet
eine laufende Aufzeichnung des Intensitätssignals und von Abstandswerten
statt. Beim Intensitätssignal
wird dabei ständig
ein Speicher überschrieben,
so dass z.B. immer der letzte aktuelle Meter zur Verfügung steht.
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Nun
findet die Vorbeifahrt an einer Parklücke statt (Block 42).
Bei Unterschreiten der Schwelle 4 (Block 43) beginnt
das Zusammenstellen des Gesamtintensitätssignals sowie des dazugehörigen Abstandsverlaufs
(Block 44).
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Nach Überschreiten
der Schwelle 4 (Block 45) wird die Generierung
der Signale nach einer vorgegebenen Wegstrecke s beendet (Block 46).
Aus den jeweils aufgezeichneten Signalen lassen sich dann die Mittelwerte
für die
gewünschten
Berechnungen bestimmen (Block 47 sowie Block 48).