DE102011122421A1

DE102011122421A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einparken eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102011122421A1
Application number: DE102011122421A
Authority: DE
Inventors: Philipp Hüger; Ulrich Wuttke; Mehmet Terkes; Torsten Wendler
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-12-24
Filing date: 2011-12-24
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-25
Also published as: DE102011122421B4

Abstract

Ein Verfahren zum Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Querparklücke, wobei das Kraftfahrzeug eine Umfeldsensorik zur Bestimmung des Fahrzeugumfeldes und eine Odometrie zur Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs aufweist, weist die folgenden Schritte auf: – Erreichen einer Ausgangsposition des Fahrzeugs relativ zur Querparklücke, wobei in der Ausgangsposition die Fahrzeuglängsachse mit der Querparklückenlängsachse eine Winkel kleiner 90°, insbesondere kleiner 60°, bildet, und die Flanke des Querparklückenendes und die Flanke des Querparklückenbeginns von der Umfeldsensorik erkennbar ist, – Ermitteln einer Einparktrajektorie aus der Ausgangsposition des Fahrzeugs und den erkannten Querparklückenflanken, und – Ausführen eines unterstützten Einparkvorgangs entlang der ermittelten Trajektorie. Ein entsprechendes Assistenzsystem ist angegeben, welches das angegebene Verfahren ausführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum unterstützten Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Querparklücke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung zum unterstützten Einparken eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Es sind Vorrichtungen zum unterstützten Einparken eines Fahrzeugs bekannt, so genannte Park-Lenk-Assistenten, die das Einparken in Querparklücken unterstützen. Derartige semiautonome Einparksysteme führen das Fahrzeug auf einer berechneten Trajektorie, wobei die Führung des Fahrzeugs durch optische Signale, durch akustische Signale oder durch einen aktiven Eingriff in die Führung des Fahrzeugs erfolgen kann, beispielsweise durch eine wenigstens hilfsweise unterstützte Lenksteuerung. Um die notwendigen Informationen zur Steuerung des Fahrzeugs durch das Einparksystem zu erhalten, muss zunächst eine vollständige Vermessung der Parklücke durch das Einparksystem durchgeführt werden. Dazu fährt das Fahrzeug zunächst vollständig an der möglichen Parklücke vorbei, so dass eine dem Einparksystem zugeordnete Umfeldsensorik ein Vermessung der Parklücke durchführt. Das Vorbeiführen des Fahrzeugs erfolgt dabei durch eine Vorwärtsbewegung. Ist ein Einparken in die mögliche Parklücke möglich, so wird dies dem Fahrer angezeigt. Mit beispielsweise dem Einlegen des Rückwärtsgangs kann das Einparksystem aktiviert werden, um ein unterstütztes Einparken des Kraftfahrzeugs in die Parklücke durchzuführen.
Aus der DE 10 2005 037 468 A1 ist eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Einparkvorgangs eines Fahrzeugs in eine quer zum Fahrzeug befindliche Parklücke bekannt. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Vermessung der Parklücke auf, so dass der Fahrer das Kraftfahrzeug an der Querparklücke vorbeiführen muss, um über eine Sensoranordnung die Querparklücke mit der Vermessungseinrichtung zu vermessen. Nach vollständiger Vermessung der Parklücke ist das Kraftfahrzeug durch den Fahrer bereits an der Parklücke vorbeigeführt worden. Daher kommt es häufig vor, dass weitere Verkehrsteilnehmer annehmen, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Parklücke freigibt bzw. diese nicht zu belegen wünscht. Ferner kommt es ebenfalls häufig vor, dass die nach dem Vorbeifahren des Fahrzeugs an der Parklücke sich ergebende Startposition zur Aktivierung des semiautonomen Einparksystems nicht vorteilhaft ist, so dass häufig komplexe Rangierzüge ausgeführt werden müssen, um das Fahrzeug in die Querparklücke zu bewegen.
Des Weiteren ermöglichen der Großteil der bekannten Vorrichtungen zum unterstützten Einparken in Querparklücken nur ein Rückwärtseinparken, was jedoch oftmals angesichts der Verkehrssituation einerseits zu lange dauert und andererseits mit Behinderungen des fließenden Verkehrs verbunden sein kann. Ferner ist oftmals in Parkhäusern das Rückwärtseinparken nicht erlaubt bzw. gerne gesehen, da ein Rückwärtseinparken im Parkhaus ein Beladen des Fahrzeugs über das Heck erschwert.
Aus der DE 10 2009 027 820 A1 ein System zum unterstützten Einparken in eine quer zum Fahrzeug angeordnete Parklücke bekannt, die wenigstens eine nach vorne ausgerichtete Sensoreinrichtung aufweist, die zur Erkennung von Parklücken ausgebildet ist. Zur Erkennung einer Parklücke ist eine Sensierung eines ersten Eckbereichs eines ersten die Parklücke begrenzenden Hindernisses durch die Sensoreinrichtung erforderlich. Ausgehend von einer durch den Fahrer gewählten Startposition kann dann ein unterstütztes Vorwärtseinparken in eine Querparklücke entlang einer berechneten Trajektorie durchgeführt werden, ohne dass das Fahrzeug vor dem eigentlichen Einparkvorgang vollständig an der Parklücke vorbeibewegt geworden wäre.
Die Druckschrift DE 10 2009 039 084 A1 zeigt ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs beim Vorwärtseinparken in eine Querparklücke, wobei das entsprechende Assistenzsystem zwei seitlich in Höhe der Vorderrads des Fahrzeugs angebrachte Ultraschallsensoren aufweist. Um das unterstützte Einparken durchführen zu können, muss das Fahrzeugs fahrerseitig bereits in eine solche Ausgangsposition relativ zur Parklücke gebracht worden sein, dass der bezüglich der Parklücke ”innere” seitliche Sensor die zur Parklücke gerichtete Seite des vorderen parkende Fahrzeugs der in Fahrtrichtung vorderen Nachbarparklücke erkannt hat.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren zum Vorwärtseinparken in eine Querparklücke ist die Notwendigkeit für den Fahrer, eine Ausgangsposition zu finden, aus der eine Anfahrt in die Querparklücke möglich ist. Wird eine günstige Ausgangsposition nicht gefunden, so kann das Assistenzsystem die Querparklücke nicht ansteuern und das Fahrzeug behindert gegebenenfalls den Nachfolgeverkehr.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einparken insbesondere zum Vorwärtseinparken, in eine Querparklücke anzugeben, die das Einparken einfacher gestaltet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Assistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Querparklücke, wobei das Kraftfahrzeug ein Umfeldsensorik zur Bestimmung des Fahrzeugumfeldes und eine Odometrie zur Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs aufweist, weist die folgenden Schritte auf:

– Erreichen einer Ausgangsposition des Fahrzeugs relativ zur Querparklücke, wobei in der Ausgangsposition die Fahrzeuglängsachse mit der Querparklückenlängsachse einen Winkel kleiner 90°, vorzugsweise kleiner 60°, bildet, und die Flanke des Querparklückenendes und die Flanke des Querparklückenbeginns von der Umfeldsensorik erkennbar ist,
– Ermitteln einer Einparktrajektorie ausgehend von der Ausgangsposition des Fahrzeugs und den erkannten Querparklückenflanken, und
– Ausführen eines unterstützten Einparkvorgangs entlang der ermittelten Trajektorie.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei Erfüllung der genanten Bedingungen eine Einparktrajektorie ermittelt, mit der ein semiautonomes oder autonomes Einparken möglich ist, welches auf Veranlassung des Fahrers durchgeführt wird. Dazu ist die Kenntnis der Position des Fahrzeugs relativ zur Querparklücke notwenig, was aufgrund der Odometrie des Fahrzeugs und der erkannten Flanken der Querparklücke gegeben ist.
Vorzugsweise unterbleibt bei einer Erkennung der Flanke des Lückenanfangs der in Fahrtrichtung nächsten Querparklücke eine Ermittlung der Einparktrajektorie. Dies bedeutet, dass kein Einparkvorgang ausgeführt werden kann, da das Fahrzeug bereits zu weit vorgefahren ist und daher die vordere Flanke der nächsten möglichen Querparklücke erkennt.
Weiter bevorzugt wird die Richtung des Fahrzeugs zur Querparklücke odometrisch ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass kein Navigationssystem oder GPS benötigt wird, um die Ausrichtung des Fahrzeugs zur Querparklücke hin zu ermitteln.
Weiter bevorzugt ist die Einparktrajektorie einzügig oder mehrzügig. Damit können auch Ausgangspositionen des Fahrzeugs berücksichtigt werden, die ein einzügiges Einparken nicht mehr zulassen würde, da ansonsten eine Kollision erfolgen würde. Daher ist der Fahrer bei der Wahl der Ausgangsposition zum Einparken und der Anfahrt zur Ausgangsposition relativ frei, was den Gebrauchswert für den Fahrer erhöht.
Vorzugsweise unterbleibt eine Ermittlung der Einparktrajektorie, wenn die Querparklücke breiter als ein vorgegebenes Maß, insbesondere breiter als 4,20 m, ist. Bei derartig breiten Querparklücken ist einerseits die eindeutige Bestimmung der örtlichen Begebenheiten aufgrund der beschränkten Reichweite der vorzugsweise ultraschallgestützten Umfeldsensorik nicht. mehr gegeben und andererseits ist die Querparklücke so breit, dass ein unterstütztes Einparken nicht notwendig ist; hier kann der Fahrer problemlos selbst einparken.
Vorzugsweise wird die Querparklücke durch ein vorderes und ein hinteres stehendes Objekt, insbesondere ein vorderes und ein hinteres parkendes Fahrzeug, gebildet. Üblicherweise begrenzen andere parkende Fahrzeuge eine Querparklücke und definieren sie auf diese Weise. Es kann aber auch sein, dass ein anderes Objekt, beispielsweise eine Wand oder andere Begrenzung, eine Seite einer Querparklücke bildet. Wird eine Querparklücke nur durch Markierungen auf der Fahrbahn gebildet und nicht durch stehende Objekte definiert, so ist ein unterstützte Einparken in die Querparklücke nicht notwendig, sondern kann vom Fahrer ohne Unterstützung aufgrund des ausreichenden Platzes durchgeführt werden.
Vorzugsweise kann ein Vorwärtseinparken oder ein Rückwärtseinparken ausgeführt werden. Der Algorithmus zum Einparken ist symmetrisch zu 180°, d. h. die Ausgangsposition kann vorwärts oder rückwärts angefahren werden.
Das erfindungsgemäße Assistenzsystem bzw. die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Querparklücke weist eine Umfeldsensorik zur Vermessung des Umfelds des Kraftfahrzeugs, eine Odometrie zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs und eine Einparkunterstützung auf, wobei das Assistenzsystem eine Einrichtung zur Erkennung einer Querparklücke aufweist.
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung zur Erkennung einer Querparklücke eine Einrichtung zur Erkennung der Flanke des Parklückenendes und der Flanke des Parklückenbeginns sowie der Fahrzeugausrichtung relativ zur Querparklücke auf.
Weiter bevorzugt weist das Assistenzsystem eine Einrichtung zur Bestimmung einer Einparktrajektorie auf.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
1 einen Einparkvorgang in eine Querparklücke, und
2 die Umfeldsensorik und Odometrie eines Fahrzeugs.
1 zeigt in beispielhafter Darstellung einen Einparkvorgang eines Kraftfahrzeugs 1 in eine rechtsseitige Querparklücke 2, die von zwei parkenden Fahrzeugen 3, 4 gebildet wird. Die Querparklücke 2 wird nach hinten durch eine Querparklückenbegrenzung 5, wie beispielsweise ein Bordstein, abgeschlossen. Das Kraftfahrzeug 1 wird entlang einer freien Anfahrt 6 in die dargestellte Ausgangsposition 7 gebracht. Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1 entlang der freien Anfahrt 6 ist zu Beginn senkrecht zur Längsachse 8 der Querparklücke 2. Gegen Ende der freien Anfahrt 6 lenkt der Fahrer das Fahrzeug 1 in Richtung der Querparklücke 2, d. h. die Längsachse 9 des Fahrzeugs 1 zeigt in Richtung der Querparklücke 2 und visiert diese sozusagen an. Mit Erreichen der dargestellten Ausgangsposition schließen die Längsachse 8 der Querparklücke und die Fahrzeuglängsachse 9 einen Winkel 10 ein, der kleiner als 90° ist.
In der dargestellten Ausgangsposition 7 erkennt die nicht dargestellte Umfeldsensorik die Flanke 11 des Lückenbeginns und die Flanke 12 des Lückenendes der Querparklücke 2. Dabei wird in Fahrtrichtung vordere Flanke 11 des Lückenbeginns durch die vordere seitliche Kontur des vorderen parkenden Fahrzeugs 3 und die hintere Flanke 12 des Lückenendes durch die vordere seitliche Kontur des hinteren parkenden Fahrzeugs 4 definiert. Die nicht dargestellte Umfeldsensorik umfasst beispielsweise ein übliches Ultraschallsensorsystem mit zwölf Sensoren, wobei vier Sensoren nach vorne gerichtet sind, vier Sensoren nach hinter gerichtet sind, und auf jeder Seite jeweils zwei Sensoren jeweils vorne uns hinten angeordnet sind. Die nach vorne und hinten gerichteten Sensoren haben eine Reichweite von üblicherweise 1,6 m während die seitlichen Sensoren eine Reichweite von 4 m haben. In der dargestellten Ausgangsposition 7 werden daher die dargestellten Flanken 11, 12 der Querparklücke 2 durch die vorderen seitlichen Sensoren der Umfeldsensorik wahrgenommen.
In der dargestellten Ausgangsposition sind nun die wesentlichen Voraussetzungen zum unterstützten Vorwartseinparken in die Querparklücke erfüllt, nämlich:

– die Odometrie (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 1 hat eine Lenkwinkeltendenz in Richtung der Querparklücke 2 festgestellt, da die Längsachse 9 des Fahrzeugs in die Richtung der Querparklücke 2 zeigt, und
– die Umfeldsensorik des Fahrzeugs 1 hat die beiden Flanken 11, 12 des Parklückenbeginns und des Parklückenendes ermittelt.

Weitere zu erfüllende Voraussetzungen betreffen die Breite der Querparklücke, die eine Breite von in diesem Beispiel 4,20 m nicht überschreiten darf. Ferner darf die weitere Flanke 13 des hinteren parkenden Fahrzeugs 4, die der Lückenbeginn eines weiteren Querparkplatzes 14 sein könnte, nicht erkannt worden sein. Wäre dies der Fall, so wäre das Fahrzeug 1 zu weit gefahren.
Sind die oben genannten Voraussetzungen erfüllt, so kann der Fahrer die Aufgabe des Vorwärtseinparken in die Querparklücke 2 an den Park-Lenk-Assistenten (nicht dargestellt) des Fahrzeugs übergeben, der das Einparken teilautonom oder autonom durchführt. Wie aus dem Beispiel der 1 ersichtlich ist, kann das Fahrzeug 1 nicht direkt einzügig in die Querparklücke 2 einfahren, da dies zu einer Kollision mit der den Parklückenbeginn definierenden Flanke 11 des vorderen Fahrzeugs 3 führen würde. Aufgrund der Odometriemessungen und der ausgemessenen Flanken 11, 12 der parkenden Fahrzeuge 3, 4 ist dem Fahrzeug 1 bzw. seinem Assistenzsystem zum Einparken seine Position relativ zur Querparklücke 2 bekannt. Da ein einzügiger Einparkvorgang aus der dargestellten Ausgangsposition 7 heraus nichtmöglich ist, setzt sich die vom Assistenzsystem bestimmte Einparktrajektorie 15 aus zwei Teilstücken zusammen, und zwar einer ersten, rückwärts gerichteten Teiltrajektorie 16 sowie einer zweiten, vorwärts gerichteten Teiltrajektorie 17, die schließlich in die Querparklücke 2 hinein führt. Die Odometrie wird dabei in üblicher Weise aufgrund von Radimpulsen der Räder des Fahrzeugs und der bekannten Radumfänge der Räder durchgeführt, so dass die Bewegung des Fahrzuges 1 entlang der Teiltrajektorien 16 und 17 durchgeführt und der Ablauf überwacht werden kann.
Es ist aus dem Beispiel der 1 ferner ersichtlich, dass dieses Vorgehen nicht nur zum Vorwärtseinparken in eine Querparklücke 2 verwendet werden kann, sondern in gleiche Weise zum Rückwärtseinparken in eine Querparklücke 2. Eine Drehung des einparkenden Fahrzeugs 1 um 180°, d. h. ein Vertauschen der Fahrtrichtungen macht dies deutlich. In diesem Fall würde das einparkende Fahrzeug 1 entlang der freien Anfahrt 6 rückwärts in die Ausgangsposition 7 anfahren. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Umfeldsensorik würden in gleicher Weise die Flanken 11, 12 der Querparklücke bestimmt und ausgemessen. Basierend auf diesen Ergebnissen und denen der Odometrie würde eine mehrzügige Einparktrajektorie 15 mit Teiltrajektorien 16, 17 zum Rückwärtseinparken in die Querparklücke 2 bestimmt werden, entlang der das Fahrzeug 1 einparken würde.
2 zeigt ein typisches Beispiel eines Fahrzeugs 1 mit einer ultraschallbasierten Umfeldsensorik, bestehend aus vier im wesentlichen nach vorne gerichteten Ultraschallsensoren 20, 21, 22 und 23, zwei seitlich nach rechts gerichteten Sensoren 24 und 25, vier nach hinten gerichtete Sensoren 26, 27, 28 und 29, sowie zwei seitlich nach links gerichtete Sensoren 30 und 31. Mit diesen zwölf Ultraschallsensoren ist eine Überwachung des gesamten Umfeldes des Fahrzeugs 1 möglich.
Ferner wird über die unterschiedlichen Bewegungen und Abrollwege der Vorderräder 32 und 33 sowie der Hinterräder 34 und 35 eine Odometrie zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs 1 während des Einparkvorgangs durchgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Eigenfahrzeug
2: Querparklücke
3: vorderes parkendes Fahrzeug
4: hinteres parkendes Fahrzeug
5: Querparkbegrenzung
6: Anfahrt
7: Ausgangsposition
8: Längsachse Querparklücke
9: Längsachse Fahrzeug
10: eingeschlossener Winkel
11: Flanke
12: Flanke
13: Flanke
14: weiterer Querparkplatz
15: Einparktrajektorie
16: Teiltrajektorie rückwärts
17: Teiltrajektorie vorwärts
20: Ultraschallsensor vorne
21: Ultraschallsensor vorne
22: Ultraschallsensor vorne
23: Ultraschallsensor vorne
24: Ultraschallsensor seitlich rechts
25: Ultraschallsensor seitlich rechts
26: Ultraschallsensor hinten
27: Ultraschallsensor hinten
28: Ultraschallsensor hinten
29: Ultraschallsensor hinten
30: Ultraschallsensor seitlich links
31: Ultraschallsensor seitlich links
32: Vorderrad
33: Vorderrad
34: Hinterrad
35: Hinterrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005037468 A1 [0003]
DE 102009027820 A1 [0005]
DE 102009039084 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Einparken eines Kraftfahrzeugs (1) in eine Querparklücke (2), wobei das Kraftfahrzeug (1) ein Umfeldsensorik zur Bestimmung des Fahrzeugumfeldes und eine Odometrie zur Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs (1) aufweist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Erreichen einer Ausgangsposition (7) des Fahrzeugs (1) relativ zur Querparklücke (2), wobei in der Ausgangsposition (7) die Fahrzeuglängsachse (9) mit der Querparklückenlängsachse (8) ein Winkel (10) kleiner 90°, insbesondere kleiner 60°, bildet, und die Flanke (12) des Querparklückenendes und die Flanke (11) des Querparklückenbeginns von der Umfeldsensorik erkennbar ist, Ermitteln einer Einparktrajektorie (15) aus der Ausgangsposition (7) des Fahrzeugs (1) und den erkannten Querparklückenflanken (11, 12), und Ausführen eines unterstützten Einparkvorgangs entlang der ermittelten Trajektorie (15).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erkennung der Flanke (13) des Lückenanfangs der in Fahrtrichtung nächsten Parklücke (14) eine Ermittlung der Einparktrajektorie (15) unterbleibt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung des Fahrzeugs (1) zur Querparklücke (2) odometrisch ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einparktrajektorie (15) einzügig oder mehrzügig ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung der Einparktrajektorie (15) unterbleibt, wenn die Querparklücke (2) breiter als ein vorgegebenes Maß, insbesondere breiter als 4,20 m, ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querparklücke (2) durch ein vorderes und ein hinteres stehendes Objekt, insbesondere ein vorderes und ein hinteres parkendes Fahrzeug (3, 4), gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorwärtseinparken oder ein Rückwärtseinparken ausgeführt wird.
Assistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens zum Einparken eines Kraftfahrzeugs (1) in eine Querparklücke (2) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Assistenzsystem eine Umfeldsensorik zur Vermessung des Umfelds des Kraftfahrzeugs (1), eine Odometrie zur Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs (1) und eine Einparkunterstützung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem eine Einrichtung zur Erkennung einer Querparklücke (2) aufweist.
Assistenzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erkennung einer Querparklücke (2) eine Einrichtung zur Erkennung von Flanken (11, 12) des Parklückenendes und des Parklückenbeginns sowie der Fahrzeugausrichtung relativ zur Querparklücke (2) aufweist.
Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem eine Einrichtung zur Bestimmung einer Einparktrajektorie (15) aufweist.