DE102006053620A1

DE102006053620A1 - Vorrichtung zur Vermessung von Parklücken

Info

Publication number: DE102006053620A1
Application number: DE102006053620A
Authority: DE
Inventors: Gion Baker; Ola Bengtsson; Armin Dr. Daiss; Hans-Peter Hellwig; Matthias Kuroczka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: DE102006053620B4

Abstract

Eine Vorrichtung zur Vermessung einer Parklücke umfasst einen seitlichen Entfernungssensor (10) und einen vorderen Entfernungssensor (11). Die von dem vorderen Entfernungssensor (11) gelieferten Laufzeiten werden von einer Messschaltung überwacht. Wenn die vom vorderen Entfernungssensor (11) gelieferten Entfernungsmesswerte vorbestimmte Grenzwerte unterschreiten, wird der seitliche Entfernungssensor (10) in einen Anpassungsmodus umgeschaltet, in dem der Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Messsignalen der Laufzeit der Messsignale folgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermessung von Parklücken mit: einem den seitlichen Freiraum neben einem Kraftfahrzeug vermessenden seitlichen Entfernungssensor, der Messsignale aussendet und empfängt, einer dem Entfernungssensor nachgeschalteten Sensorschaltung, die die Laufzeit der von einem Objekt zurückgeworfenen Messsignale bestimmt und daraus Entfernungswerte ermittelt, und mit einem weiteren an die Sensorschaltung angeschlossenen vorderen Entfernungssensor, der einen Freiraum vor dem Kraftfahrzeug vermisst.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 38 13 083 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfasst Abstandsmesseinrichtungen, die seitlich und vorne an einem Kraftfahrzeug angebracht sind. Die Abstandsmesseinrichtungen sind an einen Mikrocomputer angeschlossen, der die von den Abstandsmesseinrichtungen gelieferten Messwerte verarbeitet. Die bekannte Vorrichtung kann den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Einparken unterstützen. Die Möglichkeiten reichen dabei von detaillierten Fahranweisungen für den Fahrer bis zu einer vollautomatischen Steuerung des Kraftfahrzeugs.
Die seitlichen und vorderen Abstandsmesseinrichtungen dienen dazu, direkte Kollisionen während des Parkvorgangs zu verhindern. Die seitlichen Abstandsmesseinrichtungen haben ferner die Aufgabe, bei der Vorbeifahrt des Kraftfahrzeugs an einer Reihe von parkenden Kraftfahrzeugen, die Größe der Parklücken zwischen den parkenden Kraftfahrzeugen zu vermessen. Zu diesem Zweck werden die von der seitlichen Abstandsmesseinrichtung gelieferten Entfernungswerte vom Mikrocomputer kontinuierlich überwacht. Falls die von der seitlichen Abstandsmesseinrichtung gelieferten Entfernungswerte über eine ausreichend lange Wegstrecke oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegen, geht der Mikrocomputer davon aus, dass eine geeignete Parklücke vorliegt und weist den Fahrer durch ein geeignetes Signal auf die Parklücke hin.
Die Abstandsmessvorrichtungen der bekannten Vorrichtung arbeiten mit Ultraschallsignalen, deren Laufzeiten von einem Sender zu einem Objekt und vom Objekt zurück zu einem Empfänger mit Hilfe einer zugeordneten Sensorschaltung ermittelt werden. Aus der Laufzeit kann dann ein Entfernungswert bestimmt werden.
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, dass Parklücken häufig zu klein vermessen werden. Ursache hierfür ist einerseits der Öffnungswinkel des Schallsignalkegels und andererseits die verrundeten Ecken moderner Kraftfahrzeuge. Beides zusammen führt dazu, dass zu Beginn einer Parklücke die Abstandsmessvorrichtung auch dann noch ein von einer abgerundeten Fahrzeugecke zurückgeworfenes Ultraschallsignal empfängt, wenn sich die Abstandsmessvorrichtung bereits an der abgerundeten Fahrzeugecke vorbeibewegt hat. Dementsprechend empfängt die Abstandsmessvorrichtung am Ende der Parklücke bereits dann ein an einer abgerundeten Fahrzeugecke zurückgeworfenes Ultraschallsignal, wenn sich die Abstandsmessvorrichtung noch nicht an der abgerundeten Fahrzeugecke vorbeibewegt hat. Infolgedessen werden die Parklücken häufig zu klein vermessen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich der Messgenauigkeit verbesserte Vorrichtung zur Vermessung von Parklücken zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
Bei der Vorrichtung zur Vermessung von Parklücken kann der vordere Entfernungssensor bei Annährung an ein die Parklücke begrenzendes Hindernis eine der Laufzeit folgende Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Messsignalen des seitlichen Entfernungssensors veranlassen. Unter einer der Laufzeit folgenden Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Messsignalen soll dabei jede Änderung des Zeitabstands verstanden werden, die der Richtung einer Veränderung der Laufzeit folgt. Damit ist es möglich, die Wegstreckenauflösung bei Annäherung an ein die Parklücke begrenzendes Hindernis dynamisch anzupassen. Insbesondere kann durch eine der Verkürzung der Laufzeit folgende Verringerung der Zeitabstände zwischen aufeinander folgenden Messsignalen die Streckenauflösung erhöht werden. Damit ergibt sich ein vom seitlichen Entfernungssensor aufgenommenes Entfernungsprofil, das im Bereich der die Parklücke begrenzenden Hindernisse eine erhöhte Streckenauflösung aufweist. Mit einem derartigen Entfernungsprofil kann die Länge der Parklücke mit einer im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten Längenauflösung bestimmt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform findet die dynamische Anpassung der Zeitabstände zwischen aufeinander folgenden Messsignalen bei Hindernissen statt, die entweder den Beginn oder das Ende einer Parklücke begrenzen. Damit kann die Parklücke insgesamt mit großer Genauigkeit vermessen werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Messsignalen erst möglich, nachdem das Kraftfahrzeug eine vorbestimmte Strecke ab Beginn der Parklücke zurückgelegt hat. Dadurch ist sichergestellt, dass im Bereich der eigentlichen Parklücke sich in unmittelbarer Nähe zum Kraftfahrzeug befindende Objekte und weit entfernt liegende Objekte gleichzeitig erfasst werden können, da die nächstgelegenen Objekte nicht den Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Messsignalen verkürzen, so dass genügend Zeit für den Empfang der von den entfernt liegenden Objekten zurückgeworfenen Messsignale bleibt. Damit ist es möglich, den Verlauf der Bordsteinkante auch dann lückenfrei zu erfassen, wenn sich in der Parklücke einzelne Hindernisse, wie zum Beispiel ein einzelner Pfosten, befinden.
Vorzugsweise gibt der vordere Entfernungssensor die Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Messsignalen des seitlichen Entfernungssensors frei, wenn ein Grenzwert für die vom vorderen Entfernungssensor bestimmten Entfernungswerte unterschritten wird. Dadurch wird bei Annährung an ein Hindernis, das das Ende der Parklücke darstellt, die dynamische Anpassung der Streckenauflösung ermöglicht.
Weiterhin wird bei Beginn einer Parklücke die dynamische Anpassung der Streckenauflösung vorzugsweise solange aufrechterhalten, bis das Kraftfahrzeug eine vorbestimmte Strecke seit Beginn der Parklücke zurückgelegt hat. Dadurch wird die Anpassung der Streckenauflösung auch zu Beginn einer Parklücke ermöglicht.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem vorderen Entfernungssensor und bei dem seitlichen Entfernungssensor um Ultraschallsensoren, wobei der vordere und der seitliche Entfernungssensor auch Funktionen für die Distanzkontrolle beim Einparken übernehmen können.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert werden. Es zeigen:
1 eine Aufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das mit einem vorderen und einem seitlichen Ultraschallwandler versehen ist, um eine Parklücke in einer Reihe von parkenden Kraftfahrzeugen zu vermessen;
2 eine Darstellung des seitlichen Ultraschallwandlers bei Vorbeifahrt des suchenden Kraftfahrzeugs an abgerundeten Ecken von parkenden Kraftfahrzeugen;
3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Vermessung von Parklücken;
4 eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs der vom seitlichen Ultraschallwandler ausgesandten und empfangenen Ultraschallsignale;
5 ein Diagramm, in dem die Abhängigkeit der Laufzeit von Ultraschallsignalen des seitlichen Ultraschallwandlers in Abhängigkeit von der zurückgelegten Wegstrecke bei Vorbeifahrt an einer Parklücke dargestellt ist;
6 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Laufzeit von Ultraschallsignalen des vorderen Ultraschallwandlers in Abhängigkeit von der zurückgelegten Wegstrecke bei Vorbeifahrt an der Parklücke gemäß 5 zeigt;
7 ein Diagramm, in dem der zeitliche Verlauf eines Freigabesignals in Abhängigkeit von der zurückgelegten Wegstrecke bei Vorbeifahrt an der Parklücke gemäß 5 dargestellt ist;
8 ein Diagramm, das den Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Ultraschallpulsen des seitlichen Ultraschallsensors in Abhängigkeit von der zurückgelegten Wegstrecke bei Vorbeifahrt an der Parklücke gemäß 5 zeigt.
1 zeigt eine Straße 1, die von einer Bordsteinkante 2 begrenzt ist. Entlang der Bordsteinkante 2 sind parkende Kraftfahrzeuge 3, 4 und 5 abgestellt, zwischen denen eine Parklücke 6 ausgebildet ist. Die Parklücke 6 ist allerdings durch einen Pfosten 7 gesichert, der sich in etwa in der Mitte der Parklücke 6 befindet. In 1 ist der Moment dargestellt, in dem ein suchendes Kraftfahrzeug 8 in eine Fahrtrichtung 9 an der Parklücke 6 vorbeifährt.
Zur Vermessung der Länge der Parklücke 6 weist das suchende Kraftfahrzeug 8 einen seitlichen Ultraschallwandler 10 auf, der Ultraschallsignale aussenden und empfangen kann. Mit Hilfe des seitlichen Ultraschallwandlers 10 lässt sich beispielsweise der Abstand d_S zwischen dem suchenden Kraftfahrzeug 8 und der Bordsteinkante 2 bestimmen. Mit Hilfe des seitlichen Ultraschallwandlers 10 ist damit eine Überwachung des seitlichen Freiraums neben dem suchenden Kraftfahrzeug 8 möglich.
Ferner verfügt das suchende Kraftfahrzeug 8 über einen vorderen Ultraschallwandler 11, der ebenfalls Ultraschallsignale aussenden und empfangen kann. Mit Hilfe des vorderen Ultraschallwandlers 11 kann beispielsweise der Abstand d_V zu dem parkenden Kraftfahrzeug 4 bestimmt werden. Mit Hilfe des vorderen Ultraschallwandlers 11 wird der Freiraum vor dem suchenden Kraftfahrzeug 8 überwacht.
Sowohl der seitliche Ultraschallwandler 10 als auch der vordere Ultraschallwandler 11 können auch Teil eines Kollisionswarnsystems sein, das den Fahrer des suchenden Kraftfahrzeugs 8 beim Einparken vor Kollisionen mit einem die Parklücke 6 begrenzenden Kraftfahrzeug warnt.
Auf der gegenüberliegenden Seite des suchenden Kraftfahrzeugs 8 können dem seitlichen Ultraschallwandler 10 und dem vorderen Ultraschallwandler 11 entsprechende Ultraschallwandler vorgesehen sein. Gleiches gilt für das Heck des suchenden Kraftfahrzeugs, das ebenfalls mit Ultraschallwandlern zur Distanzkontrolle bestückt sein kann.
Bei der Vermessung der Parklücke 6 werden häufig zu kleine Längewerte bestimmt. Dies sei anhand 2 näher erläutert. Der seitliche Ultraschallwandler 10 weist eine Sende- und Empfangscharakteristik auf, deren Öffnungswinkel weit gewählt ist, denn bei zu engem Öffnungswinkel wird ein vom seitlichen Ultraschallwandler 10 ausgesandtes Ultraschallsignal nur dann zum Ultraschallwandler 10 zurückgeworfen, wenn ein ausgesandtes Ultraschallsignal im rechten Winkel auf ein Hindernis trifft. Aus diesem Grund wird der Öffnungswinkel der Sende- und Empfangscharakteristik groß gewählt.
In 2 ist eine abgerundete Ecke 12 des vor der Parklücke 6 parkenden Kraftfahrzeugs 3 dargestellt. Zu einem ersten in 2 dargestellten Zeitpunkt hat sich der seitliche Ultraschallwandler 10 bereits soweit an dem parkenden Kraftfahrzeug 3 vorbeibewegt, dass ein im rechten Winkel zur Fahrtrichtung 9 ausgesandtes Ultraschallsignal 13 am parkenden Kraftfahrzeug 3 vorbeiläuft. Ein weiteres vom seitlichen Ultraschallwandler 10 entgegen der Fahrtrichtung 9 ausgesandtes Ultraschallsignal 14 wird dagegen an der abgerundeten Ecke 12 des parkenden Kraftfahrzeugs 3 zum seitlichen Ultraschallwandler 10 zurückgeworfen. Dadurch entsteht ein zurücklaufendes Ultraschallsignal 15, das vom seitlichen Ultraschallwandler 10 detektiert wird. Der seitliche Ultraschallwandler 10 empfängt daher auch dann noch an der Ecke 12 zurückgeworfene Ultraschallsignale 15, wenn sich der seitliche Ultraschallwandler 10 bereits über das parkende Kraftfahrzeug 3 hinaus bewegt hat. Umgekehrt empfängt der seitliche Ultraschallwandler 10 die von einer Ecke 16 des hinter der Parklücke 6 parkenden Kraftfahrzeugs 4 zurückgeworfenen Ultraschallsignale 15 bereits dann, wenn der seitliche Ultraschallwandler 10 das parkende Kraftfahrzeug 4 noch nicht erreicht hat und ein im rechten Winkel zur Fahrtrichtung 9 ausgesandtes Ultraschallsignal 13 am parkenden Kraftfahrzeug 4 vorbeiläuft. Aus diesem Grund werden die Parklücken 6 tendenziell zu eng vermessen.
Allerdings ändert sich die Charakteristik der an den Ecken 12 und 16 zurückgeworfenen Ultraschallsignale 15 nicht abrupt. Wenn sich der seitliche Ultraschallwandler 10 an den Ecken 12 und 16 vorbeibewegt, ändert sich zum einen die Strahlleistung des zurückreflektierten Ultraschallsignals 15. Zum anderen variiert auch die Dauer der empfangenen Ultraschallsignale 15. Schließlich ändert sich auch die Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals 14 und dem Empfangen des zurückgeworfenen Ultraschallsignals 15. Aus der Abhängigkeit der Laufzeit von der Strecke, die das suchende Kraftfahrzeug zurückgelegt hat, kann dann auf die Länge der Parklücke 6 geschlossen werden. Gegebenenfalls kann auch der zeitliche Verlauf der zurückreflektierten Strahlleistung und die Dauer der zurückgeworfenen Ultraschallsignale 15 zur Auswertung herangezogen werden. Die Bestimmung des Profils der Ecken 12 und 16 setzt allerdings eine ausreichend große Streckenauflösung entlang der Fahrtrichtung 9 voraus.
Aus diesem Grund wird der Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Ultraschallsignalen 14 dynamisch an die Laufzeit der Ultraschallsignale 14 und 15 angepasst. Wenn sich der seitliche Ultraschallwandler 10 im Bereich der Ecken 12 und 16 befindet und wenn weit entfernt liegende Objekte nicht von Interesse sind, kann der Zeitabstand zwischen den ausgesandten Ultraschallsignalen 14 klein gewählt werden, da die nach langer Laufzeit zurückreflektierten Ultraschallsignale 15 nicht empfangen werden müssen. Im Inneren der Parklücke 6 besteht dagegen ein besonderes Interesse daran, die Bordsteinkante 2 möglichst genau zu vermessen. Denn Fahrerassistenzsysteme, die eine halbautomatische oder vollautomatische Einparkhilfe bieten, sind auf einen bekannten Verlauf der Bordsteinkante 2 angewiesen, um das suchende Kraftfahrzeug 8 sicher in die Parklücke 6 einparken zu können. Insofern ist es wichtig, dass die Vermessung der Bordsteinkante 2 durch die Anwesenheit des Pfostens 7 nicht gestört wird.
In 3 ist das Blockschaltbild einer Messschaltung 17 zum Betrieb des seitlichen Ultraschallwandlers 10 und des vorderen Ultraschallwandlers 11 dargestellt. Den Ultraschallwandlern 10 und 11 sind dabei Sensorschaltungen 18 und 19 zugeordnet. Die Ultraschallwandler 10 und 11 werden jeweils mit Hilfe von Oszillatoren 20 betrieben, die von einer Sensorlogik 21 gesteuert sind. Mit Hilfe der Oszillatoren 20 können die Ultraschallwandler 10 und 11 in Schwingung versetzt werden und Ultraschallsignale 22 und 23 aussenden. Umgekehrt versetzen die von einem Objekt zurückgeworfenen Ultraschallsignale 24 und 25 die Ultraschallwandler 10 und 11 in Schwingungen. Die dadurch erzeugten Signale werden über einen Filter 26 einem Komparator 27 zugeführt. Wenn die Amplitude des am Komparator 27 anliegenden Signals einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird ein Stoppsignal an die Sensorlogik 21 ausgegeben. Mit Hilfe eines integrierten Zählers kann die Sensorlogik 21 die Zeit zwischen dem Aussenden der Ultraschallsignale 22 und 23 und dem Empfang der Ultraschallsignale 24 und 25 bestimmen und einen zugeordneten Laufzeitwert erzeugen. Der Laufzeitwert kann von den Sensorlogiken 21 über einen Bus 28 an eine Recheneinheit 29 übertragen und dort ausgewertet werden.
Die Recheneinheit 29 führt insbesondere Programmcode aus, mit dem sich aus den von der Sensorschaltung 18 gelieferten Laufzeitwerten die Breite der Parklücke 6 bestimmen lässt. Falls sich eine ausreichende Breite der Parklücke 6 ergibt, sorgt die Recheneinheit 29 an einer Anzeigeeinheit 30 für ein entsprechendes Signal. Falls der seitliche Ultraschallwandler 10 und der vordere Ultraschallwandler 11 Teil eines Kollisionswarnsystems sind, kann die Recheneinheit 29 Programmcode ausführen, mit dem die von den Sensorschaltungen 18 und 19 gelieferten Laufzeitwerte auf das Unterschreiten vorbestimmter Grenzwerte überwacht werden. Falls die vorbestimmten Grenzwerte unterschritten werden, kann die Recheneinheit 29 an der Anzeigeneinheit 30 ein Kollisionswarnsignal ausgeben. Die Ausgabe des Kollisionswarnsignals an der Anzeigeeinheit 30 kann davon abhängig gemacht werden, dass das suchende Kraftfahrzeug 8 einen Parkvorgang ausführt.
Daneben überwacht die Recheneinheit 29 die von der Sensorschaltung 19 gelieferten Laufzeitwerte auf die Anwesenheit eines die Parklücke 6 begrenzenden Objekts. Dazu werden gegebenenfalls auch Streckenmesswerte eines Streckensensors 31 ausgewertet. Bei dem Streckensensor 31 kann es sich beispielsweise um einen Messwertgeber handeln, der die Umdrehung der Räder des Kraftfahrzeugs 8 überwacht und daraus ein Stre ckensignal für einen Kilometerzähler generiert. Wenn die vom Streckensensor 31 und von der Sensorschaltung 19 gelieferten Laufzeitwerte darauf hindeuten, dass sich der seitliche Ultraschallwandler demnächst an einem die Parklücke 6 begrenzenden Objekt vorbeibewegen wird, veranlasst die Recheneinheit 29, dass die Sensorschaltung 18 in einen Betriebsmodus umgeschaltet wird, in dem der Zeitabstand zwischen den ausgesandten Ultraschallsignalen 23 dynamisch an die Laufzeitwerte angepasst wird.
Ein Beispiel für eine derartige dynamische Anpassung ist in 4 dargestellt. 4 zeigt ein Diagramm, in dem der Verlauf der Amplitude A_S des ausgesandten Ultraschallsignals 23 und der Verlauf der Amplitude A_R des empfangenen Ultraschallsignals 25 gegen die Zeit t aufgetragen sind. Gemäß 4 wird zunächst ein erster Ausgangspuls 32 erzeugt. Der Ausgangspuls 32 führt nach einer Zeit t_L1 zu einem Eingangpuls 33. Der Eingangspuls 33 löst das Aussenden eines zweiten Ausgangspulses 34 aus, der nach einer Laufzeit t_L2 zu einem Eingangspuls 35 führt. Der Eingangspuls 35 wiederum löst in der Sensorlogik 21 der Sensorschaltung 18 das Aussenden eines Ausgangspulses 36 aus. Da die Laufzeit t_L1 kleiner als die Laufzeit t_L2 ist, ist der Zeitabstand zwischen dem Ausgangspuls 36 und dem Ausgangspuls 34 größer als der Zeitabstand zwischen dem Ausgangspuls 34 und Ausgangspuls 32. Damit passt sich der Zeitabstand zwischen den Ausgangspulsen 32, 34 und 36 dynamisch an die Laufzeiten an. Die dynamische Anpassung des Zeitabstands zwischen den Ausgangspulsen 32, 34 und 36 hat zur Folge, dass nahe gelegene Objekte, die die Ausgangspulse 32, 34 und 36 innerhalb kurzer Zeit zurückwerfen, mit einer größeren Streckenauflösung vermessen werden, da sich das suchende Kraftfahrzeug 8 bei gleich bleibender Geschwindigkeit innerhalb kürzerer Zeitintervalle nur um entsprechende kürzere Wegstrecken bewegen kann.
Es sei angemerkt, dass der Zeitabstand zwischen den Ausgangspulsen auch einen Mittelwert folgen kann, der aus den vorhergehenden Laufzeiten gebildet wird.
Die Vorgänge bei der Freigabe der dynamischen Anpassung der Zeitabstände zwischen aufeinander folgenden ausgesandten Ultraschallsignalen 23 werden im Folgenden anhand der 5 bis 8 näher erläutert.
5 zeigt den Verlauf der Laufzeit Δt_S der vom seitlichen Ultraschallwandler 10 ausgesandten Ultraschallsignale in Abhängigkeit von der vom suchenden Kraftfahrzeug 8 zurückgelegten Strecke x. Die Laufzeit Δt_S ist dabei diejenige Zeit, die zwischen dem Aussenden der Ultraschallsignale 23 und dem Empfang der Ultraschallsignale 25 verstreicht. Eine Laufzeitkurve 37 weist dabei zunächst kleine Werte auf, solange sich der seitliche Ultraschallwandler 10 neben dem parkenden Kraftfahrzeug 3 befindet. Während sich der seitliche Ultraschallwandler 10 an der Ecke des parkenden Kraftfahrzeugs 3 vorbei bewegt, steigen die Laufzeiten Δt_S an, wobei das Überschreiten eines Laufzeitgrenzwerts 38 als Beginn der Parklücke 6 definiert werden kann. Der dazugehörige Streckenwert ist in 5 mit x₀ bezeichnet worden. Während der Vorbeifahrt an der Parklücke 6 verharrt die Laufzeitkurve 37 auf großen Werten. Bei der Vorbeifahrt am Pfosten 7 ergeben sich eventuell entsprechend einer in 5 gestrichelt eingezeichneten Laufzeitkurve 39 zwei unterschiedliche Arten von empfangenen Ultraschallsignalen 25. Zum einen werden die ausgesandten Ultraschallsignale 23 an der Bordsteinkante 2 reflektiert. Dies führt zum durchgezogenen Verlauf der Laufzeitkurve 37. Zum anderen werden die ausgesandten Ultraschallsignale auch am Pfosten 7 reflektiert. Beim seitlichen Ultraschallwandler 10 treffen daher Ultraschallsignale 25 mit kurzer und langer Laufzeit ein. Falls in diesem Fall die dynamische Anpassung der Zeitabstände zwischen den ausgesandten Ultraschallsignalen 23 eingeschaltet ist, erfolgt im Bereich des Pfostens 7 eine dynamische Anpassung der Laufzeiten, so dass die von der Bordsteinkante 2 reflektierten Ultraschallsignale 23 nicht mehr empfangen werden können. Es besteht daher ein Interesse daran, im Bereich des Pfostens 7 die dynamische Anpassung der Zeitabstände ausgeschaltet zu lassen. Der Streckenwert, an dem sich der Pfosten 17 befindet, ist in 5 mit x₂ bezeichnet.
Während sich der seitliche Ultraschallwandler 10 an der hinteren Ecke 16 des hinter der Parklücke 6 parkenden Kraftfahrzeugs 4 vorbeibewegt, fällt die Laufzeitkurve 37 zu niedrigen Werten ab. Ein Unterschreiten des Laufzeitgrenzwertes 38 kann dabei als Ende der Parklücke 6 definiert werden. Dieser Fall tritt gemäß 5 beim Streckwert x₄ ein.
6 zeigt den Verlauf der Laufzeit Δt_v der vom vorderen Ultraschallwandler 11 ausgesandten Ultraschallsignale in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke x. Die Laufzeit Δt_v ist dabei die Laufzeit der vom vorderen Ultraschallwandler 11 ausgesandten Ultraschallsignale 22. Während der Vorbeifahrt an dem vor der Parklücke 6 parkenden Kraftfahrzeug 3 wird der vordere Ultraschallwandler 11 nur zurückreflektierte Ultraschallsignale 25 geringer Intensität empfangen, da der auf die Karosserie des parkenden Kraftfahrzeugs 3 treffende Teil des Strahlkegels nach vorne reflektiert wird und deshalb nicht zum Ultraschallwandler 11 zurückreflektiert wird. Erst wenn der Pfosten 7 vom Schallkegel des vorderen Ultraschallwandlers 11 erfasst wird, können Laufzeitwerte ermittelt werden, deren Verlauf in 6 durch eine Laufzeitkurve 40 in Abhängigkeit von der zurückgelegten Strecke x dargestellt ist. Die Laufzeitkurve 40 fällt mit fortschreitender Annährung an den Pfosten 7 ab und unterschreitet beim Streckenwert x₁ einen vorgegebenen Laufzeitgrenzwert 41. Nachdem sich der vordere Ultraschallwandler 11 am Pfosten 7 vorbeibewegt hat, springt die Laufzeitkurve 40 erneut auf große Werte, da nun die hintere Ecke 16 des nach der Parklücke 6 parkenden Kraftfahrzeugs 4 erfasst wird. Während sich das suchende Kraftfahrzeug 8 an die hintere Ecke 16 des parkenden Kraftfahrzeugs 4 annähert, fällt die Laufzeitkurve 40 erneut ab, um schließlich beim Streckenwert x₃ erneut den Laufzeitgrenzwert 41 zu unterschreiten.
Während bei Annährung an den Pfosten 7 keine dynamische Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Ultraschallpuls 23 des Ultraschallwandlers 10 erfolgen soll, soll beim Streckenwert x₃ die dynamische Anpassung eingeschaltet werden. Gemäß 7 ist daher ein Freigabesignal S_F vorgesehen, mit dem die Sensorlogik 21 der Sensorschaltung 18 von der Recheneinheit 29 beaufschlagt wird. Der Verlauf des Freigabesignals S_F ist in 7 in Abhängigkeit von der vom suchenden Kraftfahrzeug 8 zurückgelegten Strecke x dargestellt.
Beim Streckenwert x₀, bei dem die Parklücke 6 beginnt, weist das Freigabesignal S_F den logischen Wert 1 auf, sodass bei der Vorbeifahrt an der Ecke 12 des vor der Parklücke 6 parkenden Kraftfahrzeugs 3 die Streckenauflösung dynamisch an die Laufzeiten angepasst werden kann. Der logische Wert 1 wird bis zum Ort x_F1 beibehalten, der eine vorbestimmte Strecke vom Ort x₀ entfernt ist, damit über die Ecke 12 hinaus eventuelle Hindernisse an der Vorderseite des parkenden Kraftfahrzeugs 3 erfasst werden können. Am Ort x_F1 springt das Freigabesignal S_F auf den logischen Wert 0. Dadurch wird ein Einschalten der dynamischen Anpassung der Streckenauflösung verhindert. Insbesondere bleibt die dynamische Streckenanpassung bei Annäherung an den Pfosten 7 am Ort x₂ ausgeschaltet. Das Freigabesignal S_F bleibt solange auf dem logischen Wert 0, bis das suchende Kraftfahrzeug 8 ab dem Beginn der Parklücke am Ort x₀ eine Wegstrecke zurückgelegt hat, die größer als die zum Einparken benötigte minimale Länge der Parklücke 6 ist. Gemäß 7 ist das am Ort x_F2 der Fall. Der Abstand zwischen dem Ort x₀ dem Ort x_F2 entspricht somit in etwa der minimalen Länge der Parklücke 6. Am Ort x_F2 nimmt das Freigabesignal S_F erneut den logischen Wert 1 an, sodass das Unterschreiten des Laufzeitgrenzwerts 41 durch die Laufzeitkurve 40 am Ort x₃ ein Einschalten der dynamischen Anpassung der Zeitabstände an die Laufzeit bewirken kann.
In 8 ist schließlich eine Zeitabstandskurve 43 dargestellt, die den Verlauf der Zeitabstände ΔT zwischen aufein ander folgenden Ultraschallsignalen 23 des seitlichen Ultraschallwandlers 10 veranschaulicht. Im Bereich der Ecke 12 des parkenden Kraftfahrzeugs 3 steigt die Zeitabstandskurve 43 der Laufzeitkurve 37 folgend an, um dann im Bereich der Ecke 16 des parkenden Kraftfahrzeugs 4 der Laufzeitkurve 37 folgend abzufallen. Da die dynamische Anpassung der Zeitabstände im Bereich des Pfostens 7 deaktiviert ist, bleiben die Zeitabstände zwischen aufeinander folgenden Ultraschallsignalen 23 im Bereich des Pfostens 7 hoch, sodass sowohl der Verlauf der Bordsteinkante 2 als auch die Lage des Pfostens 7 erfasst werden kann. Falls der Pfosten 7 vom Fahrer des suchenden Kraftfahrzeugs 8 entfernt werden kann, weil es sich bei der Parklücke 6 um eine Parklücke handelt, die dem Fahrer des suchenden Kraftfahrzeugs 8 gehört, kann ein vollautomatischer oder halbautomatischer Einparkvorgang stattfinden, bei dem das suchende Kraftfahrzeug 8 rückwärts in die Parklücke einparkt, da der Verlauf der Bordsteinkante 2 bekannt ist.
Ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen Lösung von Parklücken ist, dass im Bereich von die Parklücke 6 begrenzenden Objekten, nämlich den Kraftfahrzeugen 3 und 4, die Streckenauflösung der Laufzeitkurve 37 erhöht werden kann. Bei einer Fahrgeschwindigkeit des suchenden Kraftfahrzeugs 8 von 36 Kilometern pro Stunde oder 10 Meter pro Sekunde und einem Zeitabstand der vom seitlichen Ultraschallwandler 10 ausgesandten Ultraschallsignale 23 in Höhe von 30 Millisekunden, können entlang des Weges des suchenden Kraftfahrzeugs 8 alle 30 Zentimeter Messwerte aufgenommen werden. Dadurch kann die Parklücke 6 mit einer Ungenauigkeit von etwa 60 Zentimetern vermessen werden. Durch die dynamische Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Ultraschallsignalen 23 kann der Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Ultraschallsignalen 23 beispielsweise halbiert werden. Damit können immer noch Objekte in einer Entfernung von 2,5 Metern erfasst werden. Außerdem können im Bereich der die Parklücke 3 begrenzenden Objekte alle 15 Zentimeter Entfernungsmessungen durchgeführt werden, sodass sich eine Messungenauigkeit von insgesamt 30 Zentimetern ergibt.
Es sei angemerkt, dass die Recheneinheit 29 sowie die Sensorschaltungen 18 und 19 funktionelle Einheiten darstellen, die zum großen Teil auch durch Software realisiert werden können. Beispielsweise können die Funktionen der Recheneinheit 29 und der Sensorlogiken 21 von einem einzelnen Prozessor übernommen werden, der Programmcode ausführt, der die Funktionen der Recheneinheit 29 der Sensorlogiken 21 bereitstellt.
Ferner sei angemerkt, dass auch die Sensorschaltung 19 für ein Umschalten in einen Anpassungsmodus eingerichtet sein kann. Dementsprechend kann auch die Vermessung des sich vor dem suchenden Kraftfahrzeug 8 befindenden Freiraum mit einer dynamischen Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Ultraschallsignalen erfolgen.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass Merkmale und Eigenschaften, die im Zusammenhang mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, auch mit einem anderen Ausführungsbeispiel kombiniert werden können, außer wenn dies aus Gründen der Kompatibilität ausgeschlossen ist.
Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung der Singular den Plural einschließt, außer wenn sich aus dem Zusammenhang etwas anderes ergibt. Insbesondere wenn der unbestimmte Artikel verwendet wird, ist sowohl der Singular als auch der Plural gemeint.

1: Straße
2: Bordsteinkante
3: parkendes Kraftfahrzeug
4: parkendes Kraftfahrzeug
5: parkendes Kraftfahrzeug
6: Parklücke
7: Pfosten
8: suchendes Kraftfahrzeug
9: Fahrtrichtung
10: seitlicher Ultraschallwandler
11: vorderer Ultraschallwandler
12: Ecke
13: Ultraschallsignal
14: Ultraschallsignal
15: Ultraschallsignal
16: Ecke
17: Messschaltung
18: Sensorschaltung
19: Sensorschaltung
20: Oszillator
21: Sensorlogik
22: Ultraschallsignal
23: Ultraschallsignal
24: Ultraschallsignal
25: Ultraschallsignal
26: Filter
27: Komparator
28: Bus
29: Recheneinheit
30: Anzeigeeinheit
31: Streckensensor
32: Ausgangspuls
33: Eingangspuls
34: Ausgangspuls
35: Eingangspuls
36: Ausgangspuls
37: Laufzeitkurve
38: Laufzeitgrenzwert
39: Laufzeitkurve
40: Laufzeitkurve
41: Laufzeitgrenzwert
42: Freigabesignalkurve
43: Zeitabstandskurve

Claims

Vorrichtung zur Vermessung von Parklücken (6) mit: – einem den seitlichen Freiraum neben einem Kraftfahrzeug (8) vermessenden seitlichen Entfernungssensor (10), der Messsignale (13-15, 22-25) aussendet und empfängt, – einer dem Entfernungssensor (10) nachgeschalteten Sensorschaltung (17), die die Laufzeit der von einem Objekt zurückgeworfenen Messsignale (15, 24, 25) bestimmt und daraus Entfernungswerte ermittelt, und mit – einem weiteren an die Sensorschaltung (17) angeschlossenen vorderen Entfernungssensor (11), der einen Freiraum vor dem Kraftfahrzeug (8) vermisst, dadurch gekennzeichnet, dass durch den vorderen Entfernungssensor (11) bei Annäherung an ein die Parklücke (6) begrenzendes Hindernis eine der Signallaufzeit folgende Anpassung des Zeitabstands zwischen aufeinander folgenden Messsignalen (23) des seitlichen Entfernungssensors (10) veranlassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem seitlichen Entfernungssensor (10) zugeordnete Sensorschaltung (18) von der Messschaltung (17) bei Annäherung an ein die Parklücke begrenzendes Hindernis in einen Anpassungsmodus umschaltbar ist, in dem die Zeitabstände zwischen aufeinander folgenden Messsignalen (23) des seitlichen Entfernungssensors (10) den Zeitabständen zwischen aufeinander folgenden Messsignalen (23) folgen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (17) die von einer dem vorderen Entfernungssensor (11) zugeordneten Sensorschaltung (19) gelieferten Laufzeitwerte überwacht und bei Unterschreiten eines vorbestimmten Laufzeitgrenzwerts (41) ein Umschalten der dem seitlichen Entfernungssensor (10) zugeordneten Sensorschaltung (18) in einen Anpassungsmodus veranlasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (17) die seit dem festgestellten Beginn der Parklücke (6) zurückgelegte Strecke überwacht und nach Überschreiten einer vorbestimmten Wegstrecke ein Umschalten der dem seitlichen Entfernungssensor (10) zugeordneten Sensorschaltung (18) in den Anpassungsmodus freigibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (17) die von der dem seitlichen Entfernungssensor (10) zugeordneten Sensorschaltung (18) gelieferten Messwerte überwacht und bei Überschreiten vorbestimmter Grenzwerte einen Beginn der Parklücke (6) festlegt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (17) den Betrieb der dem seitlichen Entfernungssensor (10) zugeordneten Sensorschaltung (18) im Anpassungsmodus über eine vorbestimmte Wegstrecke hinaus ab dem Beginn der Parklücke (6) veranlasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der seitliche Entfernungssensor (10) und der vordere Entfernungssensor (11) im Bereich einer vorderen Ecke eines Kraftfahrzeugs anordnenbar sind und die Messschaltung (17) beim Überschreiten vorbestimmter Grenzwerte für die ermittelten Entfernungen ein Kollisionswarnsignal erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungssensoren Ultraschallwandler (10, 11) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung von aufeinander folgenden Messsignalen (23) des seitlichen Entfernungssensors (10) erfolgt, indem ein empfangenes Messsignal (25) das Aussenden eines nachfolgenden Messsignals (23) veranlasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (17) über die erfassten Laufzeiten mittelt und den Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Messsignalen dem Mittelwert folgend einstellt.