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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugparkassistenzsystem und
Verfahren zum Assistieren bei einem Rückwärtseinparken eines Fahrzeugs.
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Es
sind verschiedene Fahrzeugparkassistenzsysteme bekannt. Die JP 11-373207 A (
US 6,825,880 ) offenbart
beispielsweise ein System zum Assistieren bei einem Rückwärtseinparken
eines Fahrzeugs. Bei diesem System legt ein Fahrzeugführer (Benutzer)
einen Parkzielpunkt fest, an dem er mit dem linken hinteren Ende
eines Subjektfahrzeugs halten will. Eine elektronische Steuereinheit
berechnet einen Bewegungsablauf bzw. eine Kurve des linken vorderen
Endes des Fahrzeugs von der aktuellen Position zu dem Parkzielpunkt.
Eine Anzeigevorrichtung zeigt den berechneten Bewegungsablauf des linken
vorderen Endes des Fahrzeugs an. Der Fahrer kann es jedoch als störend empfinden,
den Parkzielpunkt jedes Mal festzulegen, wenn er die Parkassistenz
wünscht.
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Es
ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugparkassistenzsystem
und ein Verfahren bereitzustellen, die einem Fahrzeugführer beim
Einparken seines Fahrzeugs assistieren, ohne dass er eine Parkzielposition
festlegen muss.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Pfad eines vorderen
Endes eines Subjektfahrzeugs in der Annahme, dass das Fahrzeug zunächst von
einer vorbestimmten Position im Uhrzeigersinn oder entgegen dem
Uhrzeigersinn bei maximalem Lenkwinkel in eine Richtung rückwärts und
anschließend
von einer Zwischenposition in die andere der beiden Drehrichtungen
Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn bei maximalem Lenkwinkel
in die andere Richtung rückwärts bewegt
wird, bis das Fahrzeug wieder in die gleiche Richtung wie an der
vorbestimmten Position gerichtet ist, festgelegt. Das vordere Ende
des Fahrzeugs befindet sich auf der Seite, auf der das Fahrzeug
von der vorbestimmten Position eingeparkt werden soll. Der Pfad
wird zusätzlich
zu anderen Bildern, die ein Bild mit einer Vogelperspektivansicht
des Subjektfahrzeugs und dessen Umgebung, ein Hin dernis für eine Einparkbewegung
oder dergleichen sein können,
auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung,
die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde,
näher ersichtlich
sein. In der Zeichnung zeigt/zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Fahrzeugparkassistenzsystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Draufsicht auf an einem Subjektfahrzeug befestigte
Sonarvorrichtungen;
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3 eine
schematische Ansicht eines Beispiels eines Bewegungsablaufs eines
linken vorderen Endes und eines äußersten
Pfades des Fahrzeugs;
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4 ein
Ablaufdiagramm einer in der Ausführungsform
ausgeführten
Parkassistenzverarbeitung;
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5A und 5B schematische
Ansichten mit Beziehungen zwischen dem Subjektfahrzeug und einem
geparkten Fahrzeug;
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6A und 6B schematische
Ansichten von Anzeigebildern mit dem äußersten Pfad, der in dem Subjektfahrzeug
in Übereinstimmung
mit den in den 5A und 5B gezeigten
Beziehungen bereitgestellt wird;
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7 eine
schematische Ansicht von Anzeigebildern, bei denen der Bewegungsablauf
des Subjektfahrzeugs animiert dargestellt ist;
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8A und 8B schematische
Ansichten mit Beziehungen zwischen dem Subjektfahrzeug, dem geparkten
Fahrzeug und einem Erfassungspunkt;
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9A und 9B schematische
Ansichten von Anzeigebildern mit dem äußersten Pfad und dem Erfassungspunkt
in Übereinstimmung
mit den in den 8A und 8B gezeigten
Beziehungen; und
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10A und 10B schematische
Ansichten von Anzeigebildern mit dem äußersten Pfad und dem Bewegungsablauf
des rechten vorderen Endes des Subjektfahrzeugs.
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Ein
Fahrzeugparkassistenzsystem 1 weist, wie in 1 gezeigt,
eine elektronische Steuereinheit 2, Sonarvorrichtungen 3a bis 3f,
eine Kamera 4, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 5,
einen Gierratensensor 6, einen Lenkpositionssensor 7, eine
Anzeigevorrichtung 8, eine Tonausgabevorrichtung 9 und
eine Fahrzeuginformationsdatenbank 10 auf. Diese verschiedenen
Sensoren und Vorrichtungen sind mit der Steuereinheit 2 verbunden.
Die Steuereinheit 2 kann ein Mikrocomputer sein, der eine
CPU, ein RAM, ein ROM, eine E/A-Schnittstelle und dergleichen aufweist
und derart programmiert ist, dass er den gesamten Betrieb des Systems 1 steuert.
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Die
Sonarvorrichtungen 3a bis 3f sind, wie in 2 gezeigt,
an dem linken vorderen Ende, an dem rechten vorderen Ende, an dem
linken hinteren Ende, an mittleren hinteren Teilen und an dem rechten
hinteren Ende eines Subjektfahrzeugs SV befestigt. Jede Sonarvorrichtung 3a bis 3f strahlt
Ultraschallwellen über
einen Winkelbereich von ungefähr
90°C ab,
um einen im Allgemeinen fächerförmigen Erfassungsbereich
zu bilden, um ein Hindernis innerhalb dieses Erfassungsbereichs
zu erfassen.
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Die
Kamera 4 ist an dem hinteren Teil des Fahrzeugs SV befestigt,
um Bilder in der hinteren Richtung des Fahrzeugs SV aufzunehmen
und diese an die Steuereinheit 2 zu geben. Die Steuereinheit 2 erzeugt
zu diesem Zeitpunkt auf die Bilder ansprechend ein aktuelles Bild
mit einer Vogelperspektivansicht (nachstehend auch als Vogelperspektivansichtsabbildung
bezeichnet), in dem sie die Bilder mit Hilfe eines Ansichtspunktwandlungsalgorithmus wandelt.
Die Steuereinheit 2 erzeugt ferner eine kombinierte Vogelperspektivansichtsabbildung,
in dem sie die aktuelle Vogelperspektivansichtsabbildung mit der
früheren
Vogelperspektivansichtsabbildung oder der früheren kombinierten Vogelperspektivansichtsabbildung
kombiniert.
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Der
Geschwindigkeitssensor 5 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit
und gibt ein die erfasste Geschwindigkeit anzeigendes Geschwindigkeitserfassungssignal
an die Steuereinheit 2. Der Gierratensensor 5 erfasst
eine Gierrate und gibt ein die erfasste Gierrate anzeigendes Gierratenerfassungssignal an
die Steuereinheit 2. Der Lenksensor 7 erfasst
den Dreh- oder Rotationswinkel eines Lenkrades (nicht gezeigt) und
gibt ein den erfassten Rotationswinkel anzeigendes Lenkpositionserfassungssignal
an die Steuereinheit 2. Folglich bestimmt die Steuereinheit 2 einen
Bewegungs- oder
Drehzustand des Fahrzeugs SV über
eine Analyse der Erfassungssignale.
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Die
Anzeigevorrichtung 8 ist in dem Fahrzeug SV befestigt und
stellt verschiedene Anzeigen, die von dem Fahrer betrachtet werden
können,
im Ansprechen auf Anzeigebefehlssignale von der Steuereinheit 2 an.
Die Tonausgabevorrichtung 9 ist in dem Fahrzeug SV befestigt
und stellt verschiedene Sprachnachrichten bzw. Tonsignale, die von
dem Fahrer gehört
werden können,
im Ansprechen auf Tonausgabebefehlssignale von der Steuereinheit 2 bereit.
Es sollte beachtet werden, dass wenigstens ein Teil der Funktionen
des obigen Systems 1, wie beispielsweise die Anzeigefunktion,
durch ein Navigationssystem realisiert werden kann.
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Die
Fahrzeuginformationsdatenbank 10 speichert einen Bewegungsablauf
(Pfad) eines vorderen Endes des Fahrzeugs, das sich auf der gleichen
Seite (links oder rechts) wie die Parkposition befindet. Dieser
Bewegungsablauf wird in der Annahme gebildet, dass sich das Fahrzeug
SV von der aktuellen Position bei maximalem Lenkwinkel in einer Richtung
rückwärts und
anschließend
bei maximalem Lenkwinkel in die andere Richtung (entgegengesetzt
zu der einen Richtung) bewegt, bis das Fahrzeug SV auf eine Parkposition
bewegt wurde, die gewöhnlich
die gleiche Bewegungsrichtung aufweist wie die Bewegungsrichtung
an der aktuellen Position. Die Datenbank 10 speichert ferner
einen äußersten
Pfad, der gebildet wird, indem die äußersten Bewegungslinien (Pfade)
einer Mehrzahl von Bewegungslinien an einer Mehrzahl von Zwischenpunkten verbunden
werden.
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Die
Datenbank 10 speichert beispielsweise die Bewegungslinien
die in der 3 gezeigten B-B', C-C' und D-D' des linken vorderen
Endes des Fahrzeugs. Bei diesem Beispiel wird angenommen, dass das
Fahrzeug SV derart bewegt wird, dass es links von seiner aktuellen
Position eingeparkt wird. Die Bewegungsabläufe B-B', C-C' und D-D' werden über eine Berechnung in der
Annahme gebildet, dass das Fahrzeug SV zunächst bei maximalem Lenkwinkel von
der aktuellen Position rückwärts bewegt
wird, um es im Uhrzeigersinn zu bewegen, und anschließend bei
maximalem Lenkwinkel in entgegengesetzter Richtung von drei verschiedenen
Zwischenpunkten P1, P2 und P3 zur Parkposition bewegt wird, an denen
das Fahrzeug SV jeweils wieder in die gleiche Richtung gerichtet
ist, wie bei Beginn des obigen Parkvorgangs. Die Datenbank 10 speichert
ferner einen äußersten
Pfad L der Bewegungsabläufe
B-B', C-C' und D-D'.
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In
dem in der 3 gezeigten Fall entspricht der äußerste Pfad
L gewöhnlich
einer Kombination aus den Bewegungsabläufen A-B-B'-D'.
Diese Bewegungsabläufe
und der äußerste Pfad
unterscheiden sich in Übereinstimmung
mit den Fahrzeugeigenschaften. Wie aus der 3 ersichtlich,
wird die Wegstrecke der Bewegung des Fahrzeugs SV von der aktuellen
Position (Startposition) zu der Parkposition (Halteposition) länger, wenn
der Zwischenpunkt weiter von der aktuellen Position entfernt liegt, d.h.
wenn sich das Umsteuern des Lenkrades verzögert bzw. das Lenkrad erst
nach einer längeren
Zeitspanne umgesteuert wird.
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Die
obigen Bewegungsabläufe
und der äußerste Pfad
können
in der Annahme bestimmt werden, dass die Lenkradrichtung an einer
verschiedenen Anzahl von Punkten, wie beispielsweise an vier oder
mehr Zwischenpunkten, umgesteuert wird. Ferner kann die Datenbank 10 ebenso
andere Bewegungsabläufe
und einen anderen äußersten
Pfad speichern, die entgegengesetzt zu den obigen Bewegungsabläufen und
dem obigen äußersten
Pfad verlaufen, da es ferner vorkommen kann, dass das Fahrzeug entgegengesetzt
zu dem in der 3 gezeigten Fall auf der hinteren
rechten Seite eingeparkt werden soll.
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Die
Steuereinheit 2 kann derart programmiert sein, dass sie
die Bilder von der Kamera 4 alle 100 ms empfängt und
eine in der 4 gezeigte Fahrzeugparkassistenzverarbeitung
ausführt.
Hierbei wird angenommen, dass das Fahrzeug SV, wie in den 5A und 5B gezeigt,
in denen ein anderes Fahrzeug (geparktes Fahrzeug PV) bereits auf der
linken Seite geparkt ist, bewegt wird.
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Die
Steuereinheit 2 überprüft zunächst in Schritt
(S)1, ob ein Fahrer des Fahrzeugs SV eine Fahrzeugparkassistenz
angefordert hat. Bei JA in S1 nimmt die Steuereinheit 2 in
S2 von der Kamera 4 nach hinten des Fahrzeugs SV aufgenommene
Bilder auf. Die Steuereinheit 2 erzeugt in S3 eine Vogelperspektivansichtsabbildung,
indem sie die Bilder mit Hilfe eines vorbestimmten Ansichtspunktwandlungsalgorithmus
wandelt, und anschließend
in S4 eine kombinierte Vogelperspektivansichtsabbildung, in dem
sie die frühere
Vogelperspektivansichtsabbildung und die aktuelle Vogelperspektivansichtsabbildung
kombiniert. Die Steuereinheit 2 liest in S5 den in der
Datenbank 10 gespeicherten äußersten Pfad aus und zeigt
sowohl die kombinierte Vogelperspektivansichtsabbildung als auch
den äußersten
Pfad L auf der Anzeigevorrichtung 8 an, indem sie die Linie L,
wie in den 6A und 6B gezeigt,
der angezeigten Vogelperspektivansichtsabbildung überlagert.
Auf diese Weise kann dem Fahrer die Beziehung des Bewegungsablaufes
des linken vorderen Endes des Fahrzeugs SV zu dem geparkten Fahrzeug
PV angezeigt werden.
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Bei
dem in der 5A gezeigten Fall, bei dem das
Fahrzeug SV kurz vor dem geparkten Fahrzeug PV steht, wird die Linie
L, wie in 6A gezeigt, derart auf der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt, dass
sie das geparkte Fahrzeug PV kreuzt. Dies zeigt, dass das Fahrzeug
SV selbst dann nicht erfolgreich hinter dem geparkten Fahrzeug PV
eingeparkt werden kann, wenn es derart bewegt wird, dass es bei
maximalen Einschlag des Lenkrades entgegen dem Uhrzeigersinn im
Uhrzeigersinn rückwärts dreht.
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In
dem in der 5B gezeigten Fall, bei dem das
Fahrzeug SV demgegenüber
kurz hinter dem geparkten Fahrzeug PV steht, wird die Linie L derart
auf der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt, dass sie das geparkte
Fahrzeug PV, wie in 6B gezeigt, nicht kreuzt. Dies
zeigt, dass das Fahrzeug SV erfolgreich auf die Parkposition hinter
dem geparkten Fahrzeug PV bewegt werden kann, indem es im Uhrzeigersinn bei
maximalem Lenkwinkel rückwärts und
anschließend
entgegen dem Uhrzeigersinn bei im Uhrzeigersinn maximal eingeschlagenen
Lenkrad gedreht wird.
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Nach
dem Anzeigen der Linie L auf der kombinierten Vogelperspektivansichtsabbildung
in S5 überprüft die Steuereinheit 2 in
S6, ob der Drehwinkel des Lenkrades unter einem vorbestimmten Winkel nahe
des maximalen Winkels liegt. Hierdurch kann überprüft werden, ob das Lenkrad nicht
auf den maximalen Winkel eingeschlagen ist. Bei JA in S6 überprüft die Steuereinheit 2 in
S7, ob eine Wegstrecke der Bewegung des Fahrzeugs SV eine vorbestimmte Wegstrecke
erreicht hat. Bei JA in S7 ist ersichtlich, dass sich das Fahrzeug
im Uhrzeigersinn rückwärts bewegt
hat, ohne dass das Lenkrad maximal eingeschlagen wurde, und dass
es nicht möglich
ist, das Fahrzeug SV angemessen hinter dem geparkten Fahrzeug PV
zu parken. Folglich steuert die Steuereinheit 2 die Anzeigevorrichtung 8 in
S8 derart an, dass sie die Linie L löscht, und steuert die Tonausgabevorrichtung 9 in
S9 ferner derart an, dass sie einen Warnton in dem Fahrzeug SV ausgibt,
um anzuzeigen, dass die Parkassistenz gestoppt werden sollte.
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In
der obigen Ausführungsform
kann das Fahrzeug SV, wie in 7 gezeigt,
animiert auf der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt werden,
so dass es sich über
die Zeit entlang des äußersten
Pfades L bewegt. In dem in den 8A und 8B gezeigten Fall
können
ferner Erfassungspunkte DP, die von den Sonarvorrichtungen (z.B.
3C) als Hindernis erfasst werden, wie in den 9A und 9D gezeigt, auf der Vogelperspektivansichtsabbildung
der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt werden. Ferner kann
ein äußerster
Pfad L', welcher
den Bewegungsablauf des rechten vorderen Endes des Fahrzeugs SV
anzeigt, wie in den 10A und 10B gezeigt,
zusätzlich zu
dem äußersten
Pfad L auf der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt werden.
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Gemäß der Ausführungsform
wird der äußerste Pfad
des linken vorderen Endes des Subjektfahrzeugs SV in der Annahme,
dass das Subjektfahrzeug SV zunächst
von der aktuellen Position im Uhrzeigersinn rückwärts bewegt wird, indem das
Lenkrad auf einen maximalen Winkel eingeschlagen wird, und anschließend von
der Zwischenposition in die entgegengesetzte Richtung umgesteuert
wird, bis es in der gleichen Richtung wie an der aktuellen Position angeordnet
ist, auf der kombinierten Vogelperspektivansichtsabbildung angezeigt.
Folglich muss der Fahrer die Parkzielposition, die sich von Zeit
zu Zeit ändert,
nicht festlegen bzw. einstellen. Ferner wird eine geeignete Fahrzeugparkassistenz
bereitgestellt, indem die Beziehung des linken vorderen Endes des Subjektfahrzeugs
SV zu dem geparkten Fahrzeug PV auf der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt
wird.
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Da
ferner der äußerste Pfad
L, der bestimmt wird, indem der äußerste Bewegungsablauf
einer Mehrzahl von Bewegungsabläufen
des linken vorderen Endes verbunden wird, auf der Vogelperspektivansichtsabbildung
angezeigt wird, kann, egal an welcher Position in seitlicher Richtung
der Fahrer das Subjektfahrzeug SV einparken will, eine geeignete Fahrzeugparkassistenz
bereitgestellt werden.
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Wenn
ferner der äußerste Pfad
des rechten äußersten
Endes des Subjektfahrzeugs SV auf der kombinierten Vogelperspektivansichtsabbildung
angezeigt wird, kann die Fahrzeugparkassistenz effektiver bereitgestellt
werden, da der Fahrer ebenso die Beziehung des vorderen rechten
Endes des Subjektfahrzeugs zu dem Hindernis in der rechten Richtung erkennen
kann.
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Wenn
ferner die Erfassungspunkte des Hindernisses, wie beispielsweise
das von den Sonarvorrichtungen 3a bis 3f erfasste
geparkte Fahrzeug PV, auf der Vogelperspektivansichtsabbildung angezeigt werden,
kann die Beziehung des linken vorderen Endes des Subjektsfahrzeugs
SV zu dem Hindernis selbst dann auf der Anzeigevorrichtung 8 erkannt werden,
wenn das Hindernis nicht deutlich zu erkennen ist.
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Die
obige Ausführungsform
kann derart ausgestaltet werden, dass einzig der äußerste Pfad
des linken vorderen Endes des Subjektfahrzeugs SV und der Erfassungspunkt
des geparkten Fahrzeugs auf der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt
werden, ohne dass der äußerste Pfad
des linken vorderen Endes des Subjektfahrzeugs SV überlappend
auf der kombinierten Vogelperspektivansichtsabbildung angezeigt
wird.
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Die
obige Ausführungsform
kann ferner derart ausgestaltet werden, dass die Steuereinheit 2 und die
Anzeigevorrichtung 8 beim Einparken des Fahrzeugs in der
rechten hinteren Richtung assistieren können, indem sie den äußersten
Pfad der Bewegungsabläufe
des rechten vorderen Endes des Fahrzeugs auf die gleiche Weise wie
beim Assistieren in der linken hinteren Richtung anzeigen.
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Vorstehend
wurden ein Fahrzeugparkassistenzsystem und ein zugehöriges Verfahren
offenbart.
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Ein
Fahrzeugparkassistenzsystem 1 zeigt ein Bild mit einer
Vogelperspektivansicht auf einer Anzeigevorrichtung 8,
um bei einer Rückwärtseinparkbewegung
eines Fahrzeugs SV zu assistieren. Eine Steuereinheit 2 legt
einen Pfad L, L' eines
vorderen Endes des Fahrzeugs SV in der Annahme fest, dass das Fahrzeug
SV zunächst
bei maximalem Lenkwinkel von einer vorbestimmten Position im Uhrzeigersinn
rückwärts und
anschließend
bei maximalem Lenkwinkel in die andere Richtung von einer Zwischenposition
P1 bis P3 entgegen dem Uhrzeigersinn rückwärts bewegt wird, bis das Fahrzeug
SV wieder in die gleiche Richtung wie an der vorbestimmten Position
gerichtet ist. Die Anzeigevorrichtung 8 zeigt den Pfad
L, L' überlappend
auf der Vogelperspektivansicht an.