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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Parkassistenzsystem für ein Fahrzeug,
das dafür
vorgesehen ist, das Einparken eines Fahrzeugs, bei dem zunächst von
einer Einparkstartposition rückwärts gefahren
und anschließend
eine Lenkrichtung umgekehrt wird, zu unterstützen.
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Die
JP 2001-315604 A offenbart ein Parkassistenzsystem für ein Fahrzeug,
das dafür
vorgesehen ist, das Einparken eines Fahrzeugs, bei dem zunächst von
einer Einparkstartposition rückwärts gefahren
und anschließend
eine Lenkrichtung umgekehrt wird, zu unterstützen. Bei diesem Parkassistenzsystem
wird ein auf einer Anzeige angezeigtes Bild eines Parkplatzes mit
einer Markierung überlagert,
um einen Zielpunkt anzuzeigen, an dem der Fahrzeugführer die
Lenkrichtung umkehren sollte. Die Markierung dient folglich zur
optischen Unterstützung
des Fahrers. Bei diesem System muss der Fahrzeugführer jedoch
bei jeder gewünschten
Parkassistenz den Parkplatz (Standort) eingeben und folglich eine
komplizierte Bedienung ausführen.
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Es
ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Parkassistenzsystem
für ein
Fahrzeug bereitzustellen, das keine komplizierte Bedienung durch
den Fahrzeugführer
voraussetzt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung berechnet ein Parkassistenzsystem für ein Fahrzeug automatisch
eine geschätzte
Ausrichtung eines Parkplatzes, wenn ein Fahrzeug beginnt, von einer
Parkstartposition zum Einparken rückwärts zu fahren, einen geschätzten Fahrweg
des Fahrzeugs, den das Fahrzeug unter der Annahme fahren wird, dass
eine Lenkrichtung bei einer Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs umgekehrt und ein Lenkrad maximal eingeschlagen wird,
und eine Zielposition zum Umkehren der Lenkrichtung als eine Position,
die auf dem geschätzten Fahrweg
liegt und an der die Ausrichtung des Fahrzeugs hauptsächlich parallel
zu der geschätzten Parkplatzausrichtung
wird. Das System nimmt ein Bild von einem Bereich hinter dem Fahrzeug
auf und überlagert
einem auf einer Anzeige gezeigten Bild eine Markierung der Zielposition
in Übereinstimmung mit
dem von der Kamera aufgenommenen Bild.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
näher ersichtlich.
In der Zeichnung zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm eines Parkassistenzsystems für ein Fahrzeugs gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Ablaufdiagramm einer in der Ausführungsform
ausgeführten
Verarbeitung;
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3 eine schematische Ansicht (a) eines Parkstartzustands
und eine Vogelperspektivansicht (b) einer Anzeige des Parkstartzustands
in der Ausführungsform;
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4 eine schematische Ansicht (a) eines Lenkumkehrzustands
und einer Vogelperspektivansicht (b) des Lenkumkehrzustands in der
Ausführungsform;
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5 eine
schematische Ansicht nicht erfolgreicher Parkzustände (a)
und (b) in der Ausführungsform;
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6 eine schematische Ansicht (a) eines erfolgreichen
Parkzustands und eine Vogelperspektivansicht (b) der Anzeige des
erfolgreichen Parkzustands in der Ausführungsform; und
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7 eine schematische Ansicht (a) eines erfolgreichen
Parkendzustands und eine Vogelperspektivansicht (b) des erfolgreichen
Parkendzustands in der Ausführungsform.
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Die
vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf eine
Ausführungsform beschrieben.
Ein Parkassistenzsystem 1 für ein Fahrzeug ist aus einer
Parkassistenz-ECU 2 (ECU, elektronische Steuereinheit),
einer Motor-ECU 3,
einem Gierratensensor 4, einem Lenksensor 5 und
einer Navigations-ECU 6 aufgebaut, die über ein LAN 7 in dem
Fahrzeug miteinander verbunden sind.
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Ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 8 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit
und gibt ein die erfasste Geschwindigkeit anzeigendes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
an die Motor-ECU 3. Die Motor-ECU 3 steuert einen
Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) auf der Grundlage des als Motorsteuerparameter
dienenden Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und gibt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal über das LAN 7 an
die Parkassistenz-ECU 2.
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Ein
Gierratensensor 4 erfasst eine Gierrate des Fahrzeugs und
gibt ein die erfasste Gierrate anzeigendes Gierratensignal über das
LAN 7 an die Parkassistenz-ECU 2. Ein Lenksensor 5 erfasst
eine Lenkradposition (Winkel) und gibt ein die erfasste Lenkposition
anzeigendes Lenkpositionssignal über das
LAN 7 an die Parkassistenz-ECU 2. Die Navigations-ECU 6 steuert
ein in dem Fahrzeug eingebautes Navigationssystem.
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Die
Parkassistenz-ECU 2 steuert einen Parkassistenzbetrieb
auf der Grundlage des von dem Gierratensensor 4 ausgegebenen
Gierratensignals, des von dem Lenksensor 5 ausgegebenen
Lenkpositionssignals und des von der Motor-ECU 3 ausgegebenen
Motorgeschwindigkeitssignals.
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In
der Nähe
des Fahrersitzes ist ein Parkassistenzstartschalter 9 vorgesehen,
den der Fahrer bedient, wenn er einen Parkassistenzbetrieb wünscht. Wenn
der Fahrer den Schalter bedient, gibt der Schalter 9 ein
Assistenzstartsignal an die Assistenz-ECU 2. An der hinteren
Seite des Fahrzeugs ist eine Kamera 10 befestigt, um ein
Bild von einem Bereich hinter dem Fahrzeug aufzunehmen. Die Parkassistenz-ECU 2 empfängt ein
Rückbereichsbildsignal
von der Kamera 10 und erzeugt eine den Bereich hinter dem
Fahrzeug anzeigende Vogelperspektivansicht, indem sie das Bildsignal
einer herkömmlichen Bildpunktwandlungsverarbeitung
unterzieht. Eine Anzeige 11 ist derart in dem Fahrzeuginnenraum
vorgesehen, dass der Fahrer sie leicht erfassen kann, wobei die
Anzeige die von der Parkassistenz-ECU 2 erzeugte Vogelperspektivansicht
anzeigt. Der Schalter 9 und die Anzeige 11 müssen nicht
in dem Fahrzeug vorgesehen sein, wenn das Navigationssystem einen
Schalter und eine Anzeige aufweist, die als der Schalter 9 und
die Anzeige 11 verwendet werden können.
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Die
Parkassistenz-ECU 2 ist derart programmiert, dass sie eine
in der 2 gezeigte Parkassistenzverarbeitung ausführt. Es
wird, wie in den 3 bis 7 gezeigt,
angenommen, dass ein mit dem Bezugszeichen 50 gekennzeichnetes
Subjektfahrzeug dabei unterstützt
wird, einen Parkplatz PS zwischen den parkenden Fahrzeugen 60 und 70 einzunehmen. Ein
jeweiliger Parkplatz wird hierbei durch die weißen Linien WL bestimmt.
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In
der Parkassistenzverarbeitung wird in Schritt S1 zunächst auf
der Grundlage des von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 8 gelieferten
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals überprüft, ob das
Fahrzeug 50 mit niedriger Geschwindigkeit, die niedriger als
eine vorbestimmte Schwellenwertgeschwindigkeit ist, vorwärts fährt. Einzig
dann, wenn das Fahrzeug 50 mit niedriger Geschwindigkeit
vorwärts
fährt, wird
in Schritt S2 eine Fahrzeugfahrtrichtung auf der Grundlage des von
dem Gierratensensor 4 gelieferten Gierratensignals berechnet
und in Schritt S3 in einem Speicher gespeichert.
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Als
nächstes
wird in Schritt S4 auf der Grundlage des von dem Geschwindigkeitssensor 8 gelieferten
Geschwindigkeitssignals überprüft, ob das
Fahrzeug 50 angehalten hat. Einzig dann, wenn das Fahrzeug 50 steht,
wird in Schritt 5 ferner überprüft, ob der Parkassistenzstartschalter 9 bedient worden
ist. Wenn der Schalter 9 bedient worden ist, wird in Schritt
S6 automatisch eine Ausrichtung des Parkplatzes PS ohne irgendwelche
Eingaben des Fahrzeugführers
geschätzt
bzw. berechnet. Die Ausrichtung des Parkplatzes PS wird derart geschätzt, dass
sie der Richtung des Fahrzeugs 50 entspricht, die das Fahrzeug 50 von
einer Parkstartposition ST, welche die Stoppposition des Fahrzeugs 50 ist,
einen vorbestimmten Abstand hinter dem Fahrzeug 50 gefahren
ist.
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In
der 3(a) ist der vorbestimmte Abstand,
in dem das Fahrzeug 50 durch eine Strichpunktlinie angezeigt
wird, durch ein L (z.B. 6 Meter) und die Ausrichtung des Parkplatzes
PS durch eine A1–A2-Richtung
gekennzeichnet, in die das Fahrzeug 50 an dem Parkplatz
PS vorbeigefahren ist, bevor es die Parkstartposition PS erreicht
hat. Diese Schätzung
basiert auf der üblichen
Tendenz, dass der Fahrer das Fahrzeug 50 vor einem Stoppen
des Fahrzeugs parallel an dem Parkplatz PS vorbeifährt, wenn
er beabsichtigt, das Fahr zeug 50 parallel zwischen den
Fahrzeugen 60 und 70 einzuparken. Der Abstand
L kann von Fahrzeug zu Fahrzeug fest eingestellt oder veränderlich
sein. Die Ausrichtung des Parkplatzes PS entspricht üblicherweise
der Ausrichtung einer Straße,
an der Parkplätze
für ein
paralleles Einparken vorgesehen sind.
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In
Schritt S7 wird anschließend
ein geschätzter
Fahrweg P des Fahrzeugs 50 unter der Annahme berechnet,
dass das die Lenkrichtung bei der Rückwärtsfahrt von der Startposition
ST aus, wie in 4(a) gezeigt, umgekehrt und
das Lenkrad maximal eingeschlagen wird. Unter der Annahme, dass die
Lenkrichtung gemäß obiger
Beschreibung umgekehrt und das Lenkrad maximal eingeschlagen gehalten
wird, wird in Schritt S8 eine Heckposition Q des Fahrzeugs 50 berechnet,
die auf dem geschätzten
Fahrweg P liegt und an der das Fahrzeug 50 eine hauptsächlich parallele
Ausrichtung zu der Ausrichtung des Parkplatzes PS einnimmt. Da diese
Position Q der Position des Fahrzeughecks entspricht, wird sie nachstehend
als Zielposition bezeichnet, an der das Fahrzeug 50 von
dem Fahrer geparkt wird. Folglich dient sie ebenso als Lenkumkehrzielposition.
Der Weg P und die Zielposition Q sind in der 4(a) gezeigt.
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Derweil
wird das Bild des von der Kamera 10 aufgenommenen Bereichs
hinter dem Fahrzeug der Bildpunktwandlungsverarbeitung unterzogen,
um, wie in 3(b) gezeigt, eine auf der Anzeige 11 gezeigte
Vogelperspektivansicht zu erzeugen. Auf der Anzeige 11 ist
die Position des Fahrzeugs 50 fest. In Schritt S9 wird
der angezeigten Vogelperspektivansicht, wie in 4(b) gezeigt, die Zielposition Q als Markierung
R überlagert.
Die Markierung R weist vorzugsweise eine der Fahrzeugheckabmessung
entsprechende Breite auf.
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4A zeigt insbesondere einen Fall, bei dem
der Fahrer das Fahrzeug 50 von der Startposition ST aus
rückwärts fährt und
das Lenkrad entgegen dem Uhrzeigersinn einlenkt. Anschließend wird
angenommen, dass der Fahrer die Lenkrichtung in Richtung des Uhrzeigersinns
umkehrt und das Lenkrad maximal einschlägt. Der Weg P und die Zielposition
Q werden basierend auf dieser Annahme angezeigt.
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Genauer
gesagt, der geschätzte
Weg P wird auf der Grundlage eines minimalen Rotationsradius eines
Hinterrades des Fahrzeugs 50 berechnet, ein minimaler Radius
r im Falle eines maximalen Lenkwinkels, der, wie in 5(a) gezeigt, als eine Fahrzeugleistung vorgegeben
ist. Anschließend
wird die Lenkumkehrzielposition Q auf der Grundlage einer Radachse
des Hinterrades als Referenz berechnet. Die Position der Markierung
R wird berechnet, indem ein Abstand zwischen dem Hinterrad und dem
Ende des Fahrzeughecks (Heckstoßstange),
wie in 5(b) gezeigt, zu der Lenkumkehrzielposition
addiert wird.
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Folglich
kann der Fahrer mit Hilfe der obigen Verarbeitung die Position der
Markierung R auf der angezeigten vogelperspektivansicht erfassen,
während
er das Fahrzeug rückwärts fährt. Wenn
die Markierung R derart angezeigt wird, dass sie, wie in 4(b) gezeigt, nicht innerhalb des Parkplatzes
PS liegt, kann der Fahrer erkennen, dass das Fahrzeug 50 nicht
auf dem Parkplatz PS geparkt werden kann, selbst wenn die Fahrzeuglenkrichtung
in einem derartigen Zustand umgekehrt wird. D.h., der Fahrer kann
erfassen, dass es nicht der geeignete Zeitpunkt ist, die Lenkrichtung
umzukehren. Wenn die Markierung R derart angezeigt wird, dass sie,
wie in 6(b) gezeigt, bezüglich der
Breitenrichtung innerhalb des Parkplatzes PS liegt, kann das Fahrzeug auf
dem Parkplatz PS geparkt werden, wenn die Fahrzeuglenkrichtung in
einem derartigen Zustand umgekehrt wird. Folglich kann der Fahrer
erfassen, dass es ein geeig neter Zeitpunkt ist, die Lenkrichtung umzukehren.
Wenn der Fahrer die Lenkrichtung in dem in der 6(a) gezeigten Zustand umkehrt und das Lenkrad
maximal einschlägt,
kann das wie in der 6(b) angezeigte
Fahrzeug 50, wie in den 7(a) und 7(b) gezeigt, parallel zu der Ausrichtung des
Parkplatzes PS auf dem Parkplatz PS geparkt werden.
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Auf
Schritt S9 folgend, wird in Schritt S10 überprüft, ob sich das Fahrzeug 50 der
Lenkumkehrzielposition Q dicht angenähert hat, indem ein Abstand
zwischen dem Fahrzeug 50 und der Lenkumkehrzielposition
mit einem vorbestimmten Schwellenwertabstand verglichen wird. Wenn
sich das Fahrzeug 50 der Zielposition Q dicht angenähert hat,
wird die Markierung R in der Vogelperspektivansicht, wie in
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7(b) gezeigt, in Schritt S11 gelöscht. Folglich
wird einzig die Vogelperspektivansicht mit dem Fahrzeug 50 angezeigt.
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Gemäß der obigen
Ausführungsform
wird die Vogelperspektivansicht mit der Markierung R überlagert,
um die die Lage betreffende Beziehung der Markierung R und des Parkplatzes
PS derart anzuzeigen, dass der Fahrer den Zeitpunkt erkennen kann, an
dem er die Lenkrichtung umkehren und das Lenkrad maximal einschlagen
sollte. Der Fahrer kann das Fahrzeug 50 folglich in einer
zu der Ausrichtung des Parkplatzes PS parallelen Richtung auf dem
Parkplatz PS parken, indem er die Drehrichtung des Lenkrades umkehrt,
wenn die Markierung R den Parkplatz PS in der Vogelperspektivansicht
vollständig überlappt.
Der Fahrer kann das Fahrzeug 50 folglich in der geeigneten
Parkrichtung einparken, ohne jedes Mal, wenn er das Fahrzeug 50 einparken
möchte, eine
Parkposition eingeben zu müssen.
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Ferner
ist die Markierung R der Vogelperspektivansicht überlagert, die auf der Anzeige
beweglich ist. Folglich hilft die Markierung dem Fahrer dabei, das
Fahrzeug nach seinen Wünschen
einzuparken, selbst wenn der Fahrzeugführer die Parkposition von der
zunächst
beabsichtigten Parkposition nach rechts oder links oder nach vorne
oder hinten ändern
möchte.
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Ferner
wird die Ausrichtung des Parkplatzes PS als die Richtung des Fahrzeugs
an der Position geschätzt,
die einen vorbestimmten Abstand L hinter dem Fahrzeug 50 liegt.
Die Parkplatzausrichtung kann nicht einzig dann, wenn das Fahrzeug 50 beginnt,
von dem hauptsächlich
parallelen Stoppzustand bezüglich
der Ausrichtung des Parkplatzes zum Einparken rückwärts zu fahren, in geeigneter Weise
berechnet werden, sondern ebenso, wenn das Fahrzeug 50 beginnt,
aus einem nicht-parallelen Stoppzustand zum Einparken des Fahrzeugs
rückwärts zu fahren,
d.h., aus einem schrägen
Zustand bezüglich
der Ausrichtung des Parkplatzes.
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Nachstehend
werden Modifikationen der obigen Ausführungsform beschrieben.
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Die
Parkplatzausrichtung kann derart geschätzt werden, dass sie die Ausrichtung
des Fahrzeugs 50 an der Stoppposition zum Starten des Parkvorgangs
ist. Die Parkplatzausrichtung kann alternativ über die Ausrichtung der weißen Linie
WL oder ein an der Straße
vorgesehenes Seil geschätzt
werden, indem das von der Kamera 10 aufgenommene Bild analysiert
wird. Die Parkplatzausrichtung kann ebenso über die Parkausrichtung der
Fahrzeuge 60 und 70 geschätzt werden, indem diese durch
ein Sonar oder Radar erfasst werden, oder indem das von der Kamera 10 aufgenommene
Bild analysiert wird. Die Parkplatzausrichtung kann ferner geschätzt werden, indem
ein beliebiges der obigen Schätzverfahren
und Karteninformationen des Navigationssystems kombiniert werden.
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Die
Markierung R zum Anzeigen der Lenkumkehrzielposition Q muss der
Vogelperspektivansicht nicht überlagert
sein. Sie kann einem von der Kamera 10 aufgenommenen aktuellen
Bild überlagert
werden, das nicht der Bildpunktwandlungsverarbeitung unterzogen
wird. Die Markierung R kann verschiedene Formen aufweisen.
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Die
Ausführungsform
kann auf andere Parkplätze,
wie beispielsweise Parkplätze
vor einem Supermarkt, angewandt werden und ist nicht auf die an der
Straße
gelegenen Parkplätze
beschränkt.
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Vorstehend
wurde ein Parkassistenzsystem offenbart.
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Eine
Parkassistenz-ECU 2 für
ein Fahrzeug 50 berechnet einen geschätzten Fahrweg P, der gefahren
wird, wenn eine Lenkrichtung des Fahrzeugs 50 bei einer
Rückwärtsfahrt
des Fahrzeugs 50 zum Einparken in eine Parklücke PS umgekehrt
und ein Lenkrad maximal eingeschlagen wird. Anschließend berechnet
die ECU 2 eine Zielposition Q zum Umkehren der Lenkrichtung
als eine Position, die auf dem geschätzten Fahrweg P liegt und an
der die Ausrichtung des Fahrzeugs 50 hauptsächlich parallel
zu der geschätzten
Parkplatzausrichtung A1–A2
wird. Eine Kamera 10 nimmt ein Bild eines Bereichs hinter
dem Fahrzeug 50 auf. Die ECU 2 überlagert
eine auf einer Anzeige 11 angezeigte Vogelperspektivansicht
des Bildes derart mit einer Markierung R der Zielposition Q, dass
ein Fahrer erkennen kann, wann er das Fahrzeug 50 in eine
entgegengesetzte Richtung lenken muss.