DE102013202915A1 - Method for measuring parking space for parking assistance system of motor vehicle, involves determining free parking area within parking space depending on positions of two corners and detection of obstacles within two blind ranges - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen einer Parklücke für ein Einparkassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs.The present invention relates to a method and a device for measuring a parking space for a parking assistance system of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Im Gebiet der Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge werden häufig Ultraschallwandler als Sensoren, insbesondere für Parkassistenzsysteme, verwendet. Wird eine Funktion zur automatischen Parkplatzerkennung zur Verfügung gestellt, ist meist ein Ultraschallsensor an jeder Längsseite des Fahrzeugs vorgesehen, der mögliche Parkplätze, z.B. am Straßenrand (sogenannte Längsparklücken), erkennt und abtastet. Typischerweise kommt ein Puls-Echo-Verfahren zum Einsatz, das es erlaubt mittels des Ultraschallsensors den Abstand zu einem Objekt im Fahrzeugumfeld zu bestimmen.In the field of driver assistance systems for motor vehicles, ultrasonic transducers are frequently used as sensors, in particular for parking assistance systems. If a function is provided for automatic parking space recognition, an ultrasonic sensor is usually provided on each longitudinal side of the vehicle, the possible parking spaces, e.g. at the roadside (so-called longitudinal parking spaces), detects and scans. Typically, a pulse-echo method is used, which allows using the ultrasonic sensor to determine the distance to an object in the vehicle environment.
Wird nur ein einzelner Ultraschallsensor je Fahrzeuglängsseite verwendet, kann jeweils nur der nächstliegende Punkt einer Parkplatzbegrenzung detektiert und sein Abstand bestimmt werden. Geht man davon aus, dass die vorderen und hinteren Begrenzungen einer Längsparklücke (in Fahrtrichtung betrachtete) durch parkende Fahrzeuge oder ähnliche Objekte gebildet werden, so wird als nächstliegender Punkt der jeweiligen Begrenzung der Eckpunkt dieser Begrenzung von dem Ultraschallsensor erfasst. If only a single ultrasonic sensor per vehicle longitudinal side is used, only the nearest point of a parking space limit can be detected and its distance determined. Assuming that the front and rear limits of a longitudinal parking space (viewed in the direction of travel) are formed by parked vehicles or similar objects, the corner of this boundary is detected by the ultrasonic sensor as the nearest point of the respective boundary.
Aus der Messcharakteristik eines typischen Ultraschallsensors ergibt es sich, dass durch die Erfassung einer Eckenbegrenzung ein Blindbereich entsteht, den der Ultraschallsensor nicht einsehen kann. Dies wird dadurch verursacht, dass die Echosignale, die von der Eckenbegrenzung zurückreflektiert werden, sehr stark sind und alle Signale, die von eventuell vorhandenen Objekten in dem Blindbereich stammen, derart überlagern, dass eine zuverlässige Signaltrennung nicht möglich ist. Es kann außerdem nicht unterschieden werden, ob ein reales Objekt innerhalb des Blindbereichs die empfangenen Ultraschallsignale erzeugt hat, oder ob durch Überlagerung von Signalen das Vorhandensein eines Objektes vorgetäuscht wird.From the measurement characteristic of a typical ultrasonic sensor, it results that the detection of a corner boundary creates a blind area which the ultrasonic sensor can not see. This is caused by the fact that the echo signals, which are reflected back from the corner boundary, are very strong and superimpose all signals originating from possibly existing objects in the blind area in such a way that a reliable signal separation is not possible. In addition, it can not be discriminated whether a real object within the blind area has generated the received ultrasound signals, or whether the presence of an object is simulated by superposing signals.
Es ist demnach nicht möglich, mit Sicherheit festzustellen, ob sich innerhalb dieses Blindbereiches weitere Hindernisse befinden oder nicht. Um sicherzugehen, dass keine Hindernisse übersehen wird, muss das System annehmen, dass die gesamte Fläche der Blindbereiche Hindernisse enthält. Das kann dazu führen, dass Parklücken, deren Abmessungen eigentlich für das Fahrzeug ausreichend sind, nicht als solche erkannt werden.It is therefore not possible to determine with certainty whether or not there are other obstacles within this blind area. To ensure that no obstacles are overlooked, the system must assume that the entire area of the blind areas contains obstructions. This can lead to parking spaces whose dimensions are actually sufficient for the vehicle not being recognized as such.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der Erfindung ist es, die Messgenauigkeit von Einparkassistenzsystemen beim Messen der Länge einer Parklücke bei der Verwendung von nur einem Abstandssensor je Fahrzeuglängsseite zu verbessern. Hierzu wird ein Ultraschallsensor in Kombination mit einem am Fahrzeug vorgesehenen optischen Sensor, beispielsweise einer Bird-View Kamera verwendet. Im Vergleich zu Messungen mit einem einzigen Ultraschallsensor können so Blindbereiche bei der Messung vermieden werden.The object of the invention is to improve the measuring accuracy of parking assistance systems when measuring the length of a parking space when using only one distance sensor per vehicle longitudinal side. For this purpose, an ultrasound sensor is used in combination with an optical sensor provided on the vehicle, for example a bird-view camera. Compared to measurements with a single ultrasonic sensor, blind areas can thus be avoided during the measurement.
Mittels des optischen Sensors werden zusätzliche Informationen über die Blindbereiche, also die mit dem Ultraschallsensor nicht einsehbaren Bereiche einer Parklücke gewonnen. Durch Zusammenführung der Messdaten beider Sensoren (Sensordatenfusion) werden somit genauere Informationen über die Abmessungen einer Parklücke gewonnen.By means of the optical sensor additional information about the blind areas, so the not visible with the ultrasonic sensor areas of a parking space obtained. By merging the measurement data of both sensors (sensor data fusion), more accurate information about the dimensions of a parking space is thus obtained.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Vermessen einer Parklücke für ein Einparkassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, welches einen ersten Abstandssensor an einer Fahrzeuglängsseite, mindestens einen optischen Sensor und eine Steuereinrichtung umfasst, weist folgende Verfahrensschritte auf:
- a) Abtasten einer ersten Eckenbegrenzung der Parklücke mit dem Abstandssensor und Bestimmen eines ersten Blindbereichs des Abstandssensors abhängig von der Position der ersten Eckenbegrenzung,
- b) Abtasten einer zweiten Eckenbegrenzung der Parklücke mit dem Abstandssensor und Bestimmen eines zweiten Blindbereichs des Abstandssensors abhängig von der Position der zweiten Eckenbegrenzung,
- c) Selektive Abtastung des ersten und zweiten Blindbereichs durch den optischen Sensor und Erkennung von Hindernissen,
- d) Bestimmen des freien Parkbereichs innerhalb der Parklücke abhängig Positionen der ersten Eckenbegrenzung und der zweiten Eckenbegrenzung und der Erkennung von Hindernissen in dem ersten und zweiten Blindbereich.
- a) sensing a first corner boundary of the parking space with the distance sensor and determining a first blind area of the distance sensor depending on the position of the first corner boundary,
- b) scanning a second corner boundary of the parking space with the distance sensor and determining a second blind area of the distance sensor depending on the position of the second corner boundary,
- c) Selective scanning of the first and second blind areas by the optical sensor and detection of obstacles,
- d) determining the free parking area within the parking space depending on positions of the first corner boundary and the second corner boundary and the detection of obstacles in the first and second blind areas.
Zunächst wird demnach erfindungsgemäß beim Vorbeifahren an einer Längsparklücke eine erste Eckenbegrenzung der Parklücke erfasst, abgetastet und der Abstand der ersten Eckenbegrenzung zum Fahrzeug bestimmt. Unter Eckenbegrenzung wird dabei die nächstliegende Ecke eines Objektes verstanden, dass die Parklücke in ihrer Länge begrenzt. Es ergibt sich ein nicht von dem Ultraschallsensor einsehbarer erster Blindbereich, dessen Position und Maße durch die Position der ersten Eckenbegrenzung bestimmt sind.First, according to the invention, when driving past a longitudinal parking space, a first corner boundary of the parking space is detected, scanned, and the distance of the first corner boundary from the vehicle is determined. Corner boundary is understood to mean the nearest corner of an object that limits the parking space in its length. The result is a not visible from the ultrasonic sensor first blind area whose position and dimensions are determined by the position of the first corner boundary.
Beim Weiterfahren wird im zweiten Schritt eine zweite Eckenbegrenzung der Parklücke erfasst, abgetastet und der Abstand zum Fahrzeug bestimmt. Analog zu Schritt a) ergibt sich ein nicht von dem Ultraschallsensor einsehbarer zweiter Blindbereich, dessen Position und Maße durch die Position der zweiten Eckenbegrenzung bestimmt sind.When driving on, in the second step, a second corner boundary of the parking space is detected, scanned and determines the distance to the vehicle. Analogously to step a), a second blind area, which is not visible from the ultrasonic sensor, results whose position and dimensions are determined by the position of the second corner boundary.
Um festzustellen, ob sich innerhalb der beiden erkannten Blindbereiche weitere Objekte befinden, die den zur Verfügung stehenden Parkbereich einschränken, wird erfindungsgemäß ein optischer Sensor eingesetzt, der selektiv die beiden Blindbereiche abtastet und eventuell vorhandene Hindernisse erkennt.In order to determine whether there are further objects within the two recognized blind areas which limit the available parking area, an optical sensor is used according to the invention which selectively scans the two blind areas and recognizes any obstacles that may be present.
Abhängig von den Messungen des vorzugsweise als Ultraschallsensor ausgebildeten Abstandssensors und des optischen Sensors kann nun ein freier Parkbereich bestimmt werden, der eine wesentlich größere Übereinstimmung mit dem tatsächlich zur verfügbaren freien Parkbereich aufweist, als ein freier Parkbereich, der lediglich durch die Messung des Ultraschallsensors alleine bestimmt wird.Depending on the measurements of the distance sensor, which is preferably designed as an ultrasonic sensor, and the optical sensor, a free parking area can now be determined which has a much greater correspondence with the free parking area actually available than a free parking area which only determines by measuring the ultrasonic sensor alone becomes.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass meist bereits am Fahrzeug vorhandene optische Sensoren genutzt werden können, um eine verbesserte Parkplatzerkennung zu ermöglichen. Da mittels des optischen Sensors nur kleine Bildbereiche (entsprechend den Blindbereichen des Abstandssensors) erfasst und verarbeitet werden müssen, ist außerdem keine hohe Rechenleistung und/oder Datenübertragungsbandbreite erforderlich.The invention offers the advantage that optical sensors already existing on the vehicle can usually be used in order to enable improved parking space recognition. Since only small image areas (corresponding to the blind areas of the proximity sensor) must be detected and processed by means of the optical sensor, no high computing power and / or data transmission bandwidth is required.
Als optischer Sensor wird bevorzugt eine Kamera verwendet. Dabei kann beispielsweise eine Kamera, die sowieso schon am Fahrzeug vorhanden ist verwendet werden, wie beispielsweise eine Umfeldkamera. Besonders bevorzugt wird eine Bird-View-Kamera, auch als Rundumsichtsystem, Surround-View oder Around-View-Monitor bezeichnet, verwendet. Darunter wird ein System von mehreren Kameras verstanden, die das Umfeld des Fahrzeugs aus verschiedenen Perspektiven aufzeichnen. Aus den Aufnahmen wird mittels eines geeigneten Algorithmus ein Bild des Fahrzeugumfelds aus Vogelperspektive errechnet und dem Fahrer dargestellt. Bei einer erfindungsgemäßen Verwendung eines derartigen Systems als optischem Sensor werden dem Algorithmus die Koordinaten der erfassten Blindbereiche übermittelt, so dass die Blindbereiche selektiv abgetastet und Hindernisse innerhalb der Blindbereiche erkannt bzw. ausgeschlossen werden können.As an optical sensor, a camera is preferably used. In this case, for example, a camera that already exists on the vehicle can be used, such as an environment camera. Particularly preferred is a bird-view camera, also referred to as all-round vision system, surround view or around-view monitor used. This is understood to mean a system of several cameras that record the surroundings of the vehicle from different perspectives. From the images, a picture of the vehicle's surroundings is calculated from a bird's-eye view and displayed to the driver by means of a suitable algorithm. In an inventive use of such a system as an optical sensor, the coordinates of the detected blind areas are transmitted to the algorithm, so that the blind areas can be selectively scanned and obstacles within the blind areas can be detected or excluded.
Vorzugsweise werden der erste Blindbereich und der zweite Blindbereich jeweils durch eine Bounding Box charakterisiert wird und die Koordinaten der Bounding Boxes an den optischen Sensor übergeben. Unter Bounding Box wird in diesem Zusammenhang ein im Wesentlichen rechteckiger Bereich verstanden, dessen Begrenzungen abhängig von der erfassten ersten bzw. zweiten Eckenbegrenzung festgelegt sind. Dabei kann die erfasste Eckenbegrenzung Teil der Begrenzung der Bounding Box sein. Meist wird jedoch die Begrenzung der Bounding Box mit einem gewissen Sicherheitsabstand von der Eckenbegrenzung gewählt, so dass die erfasste Eckenbegrenzung innerhalb der zugehörigen Bounding Box zu liegen kommt.Preferably, the first blind area and the second blind area are each characterized by a bounding box and the coordinates of the bounding boxes are transferred to the optical sensor. In this context, a bounding box is understood to be a substantially rectangular region whose boundaries are defined as a function of the detected first or second corner boundary. The detected corner boundary may be part of the boundary of the bounding box. Usually, however, the boundary of the bounding box is chosen with a certain safety distance from the corner boundary, so that the detected corner boundary comes to lie within the associated bounding box.
Weiterhin werden die Begrenzungen der Bounding Boxes vorzugsweise durch den Abstand der erfassten Eckenbegrenzung zum Fahrzeug und/oder von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder von der bekannten Abstrahlcharakteristik des vorzugsweise als Ultraschallsensor ausgebildeten Abstandssensors bestimmt.Furthermore, the boundaries of the bounding boxes are preferably determined by the distance of the detected corner boundary from the vehicle and / or from the current speed of the vehicle and / or from the known emission characteristic of the distance sensor, which is preferably designed as an ultrasonic sensor.
Die Koordinaten der Bounding Boxes werden vorzugsweise abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder dem Lenkwinkel und/oder der Anordnung des optischen Sensors an dem Fahrzeug und/oder der Anordnung des Ultraschallsensors an dem Fahrzeug bestimmt. Die Koordinaten werden an den optischen Sensor übergeben, so dass eine selektive Abtastung der Bounding Boxes erfolgen kann.The coordinates of the bounding boxes are preferably determined depending on the speed of the vehicle and / or the steering angle and / or the arrangement of the optical sensor on the vehicle and / or the arrangement of the ultrasonic sensor on the vehicle. The coordinates are transferred to the optical sensor, so that a selective sampling of the bounding boxes can take place.
Vorzugsweise kommen bei der Erkennung von Hindernissen in Schritt c) Methoden der digitalen Bildverarbeitung zum Einsatz. Insbesondere durch Kantenerkennung werden Objekte innerhalb der Blindbereiche erkannt und als Hindernisse klassifiziert. Wird beispielsweise kein Objekt innerhalb eines oder beider Blindbereiche erkannt, wird dieses Ergebnis bei der Berechnung ob eine ausreichende Freifläche für ein Einparkmanöver zur Verfügung steht und bei der Berechnung einer optimalen Einparktrajektorie berücksichtigt. Preferably, detection of obstacles in step c) uses methods of digital image processing. In particular, by edge detection objects within the blind areas are recognized and classified as obstacles. If, for example, no object is detected within one or both blind areas, this result is taken into account in the calculation as to whether an adequate free space is available for a parking maneuver and is taken into account in the calculation of an optimal parking trajectory.
Die Auswertung der Sensordaten des optischen Sensors und die Hinderniserkennung innerhalb der Blindbereiche kann direkt in der Steuereinheit des optischen Sensors, die beispielsweise als Mikrokontroller ausgeführt ist, erfolgen. Alternativ können die Berechnungen in der Steuereinheit des Einparkassistenzsystems erfolgen oder in einem Mobilgerät, wie beispielsweise einem Smartphone oder einem Tablet-PC, das zusätzlich auch zur Darstellung der Fahrzeugumgebung genutzt werden kann.The evaluation of the sensor data of the optical sensor and the obstacle detection within the blind areas can be done directly in the control unit of the optical sensor, which is designed for example as a microcontroller. Alternatively, the calculations can be made in the control unit of the parking assistance system or in a mobile device, such as a smartphone or a tablet PC, which can also be used to display the vehicle environment.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Recheneinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Einparkassistenzsystems in einem Fahrzeug handeln oder um eine Applikation, die auf einem Mobilgerät ausführbar ist. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, z.B. über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonverbindung oder eine drahtlose Verbindung.According to the invention, a computer program is also proposed according to which one of the methods described herein is performed when the computer program is executed on a programmable computing device. The computer program can be, for example, a module for implementing a parking assistance system in a vehicle or an application that can be executed on a mobile device. The computer program may be stored on a machine-readable storage medium, such as on a permanent or rewritable storage medium or in association with a computer device or on a removable CD-ROM, DVD or USB stick. Additionally or alternatively, the computer program may be provided for download on a computing device, such as a server, e.g. via a data network such as the Internet or a communication connection such as a telephone connection or a wireless connection.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein Einparkassistenzsystem mit den Merkmalen des weiteren unabhängigen Anspruchs vorgesehen, welches sich insbesondere zur Ausführung eines der oben beschriebenen Verfahren eignet.According to the invention, a parking assistance system is also provided with the features of the further independent claim, which is particularly suitable for carrying out one of the methods described above.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
In
Es ist mittels des Ultraschallsensors
Wie in den
In
Aus dem Abtastvorgang ergibt sich demnach eine Länge d der Parklücke, die durch die Blindbereiche
In den
Das Fahrzeug
In
Wenn das Fahrzeug
Wenn aufgrund der Abmessungen der Blindbereiche
Der optische Sensor
in
Die Steuereinheit des optischen Sensors
Basierend auf dem Ergebnis der Hinderniserkennung innerhalb der Bounding Boxes
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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