DE102013221355A1

DE102013221355A1 - Verfahren zum Einparken eines Fahrzeuges auf einem Bordstein

Info

Publication number: DE102013221355A1
Application number: DE201310221355
Authority: DE
Inventors: Benjamin Herzer; Jana Kneslova
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einparken eines Fahrzeuges (10) in eine Parklücke (12), wobei sich die Parklücke (12) zumindest teilweise auf einer erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) in einer Kurve befindet, mit folgenden Schritten: a) Erfassen von Umfelddaten mit Hilfe von wenigstens einem Abstandssensor (28, 32), b) Ermitteln eines Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) aus den erfassten Umfelddaten, wobei das Umfeldmodell zumindest eine Krümmung (16) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) umfasst, und c) Ermitteln einer Zielparkposition (24) in Abhängigkeit von der Krümmung (16) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14). Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrassistenzsystem (26) und ein Computerprogramm, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Einparken eines Fahrzeuges in eine Parklücke, die sich zumindest teilweise auf einer erhöhten Fahrbahnbegrenzung in einer Kurve befindet. Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrassistenzsystem und ein Computerprogramm, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet sind.
Fahrassistenzsysteme sind Zusatzeinrichtungen im Fahrzeug, die den Fahrer beim Manövrieren des Fahrzeuges unterstützen. Dazu umfassen Fahrassistenzsysteme unterschiedliche Subsysteme, wie einen Parkassistenten, eine Abstandsregelanlage (ACC, Adaptive Cruise Control) und eine Totwinkelüberwachung. Insbesondere Parkassistenten dienen dabei der Entlastung des Fahrers in Einparksituationen. Bei zunehmender Verkehrsdichte wird der zur Verfügung stehende Parkraum knapper und für den Fahrer wird die Suche nach einem geeigneten Parkplatz, der zu den Fahrzeugabmessungen passt, zu einer Herausforderung. Dem Fahrer wird abverlangt, trotz hohen Verkehrsaufkommens schnell zu entscheiden, ob und wie sein Fahrzeug in eine aufgefundene Parklücke passt.
Um den Fahrer zu unterstützen, vermisst ein Einparkassistent eine Parklücke bereits während der Vorbeifahrt, wozu etwa ein oder mehrere Ultraschallsensoren eingesetzt werden. Stellt der Einparkassistent fest, dass die Parklücke geeignet ist, also etwa groß genug ist, wird die Parklücke dem Fahrer zum Beispiel auf einem Display zur Auswahl angeboten. Bestätigt der Fahrer die Auswahl, wird das Fahrzeug basierend auf einer berechneten Einparktrajektorie in die Parklücke hineingeführt. Die Führung kann in passiver Form geschehen, d.h. der Fahrer bekommt Lenkwinkelvorgaben und/oder Losfahr- und Anhaltebefehle übermittelt. Bei einer aktiven Führung übernimmt der Einparkassistent eine Quer- und/oder Längsführung.
Da insbesondere im urbanen Umfeld unterschiedlichste Parksituationen auftreten können, wird die Funktionalität von Einparkassistenten stetig erweitert. Dies gilt insbesondere beim Einparken in Kurvensituationen, da die Parklücke eine bogenförmige Begrenzung aufweist und damit für den Fahrer schwer einzuschätzen ist.
In DE 10 2005 034 699 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorganges eines Fahrzeuges in eine seitlich zu dem Fahrzeug angeordnete Parklücke beschrieben, in dem die Länge und Tiefe der Parklücke während einer Vorbeifahrt des Fahrzeuges an der Parklücke erfasst wird. Dabei wird die Länge und Tiefe der Parklücke in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel und der Orientierung der Begrenzungsobjekte berechnet. Liegt die Parklücke in einer Kurve wird die Länge der Parklücke in Abhängigkeit von einem minimalen, durch die Krümmung eines Bordsteinabschnittes angegebenen Parklückenradius, einem Vorbeifahrabstandes des einzuparkenden Fahrzeuges und einer Breite des hinteren Begrenzungsobjektes berechnet.
Aus DE 10 2004 027 640 A1 ist ein Verfahren zum unterstützten Einparken eines Fahrzeuges in eine Parklücke bekannt, welches die Parklücke beim Anfahren dieser mittels am Fahrzeug angeordneter Sensoren vermisst, einen Soll-Einparkpfad berechnet und auf einem Display anzeigt, so dass der Ist-Einparkpfad an den Soll-Einparkpfad angepasst werden kann. Dabei wird beim Passieren der Parklücke ein Anfangsgierwinkel bezüglich der Erstreckung der Parklücke festgelegt. Bei in einer Kurve liegenden Parklücken wird das Fahrzeug parallel zu einem Bordstein ausgerichtet.
Zwar weisen diese Systeme eine erhöhte Verfügbarkeit etwa dadurch auf, dass eine Kurvensituation beim Einparken erkannt werden kann. Jedoch kann es bei Kurvensituationen, in denen auf einem Bordstein geparkt werden muss, zu Problemen hinsichtlich der Einparktrajektorie kommen. So sind nicht nur die Abmessung und die Orientierung der Parklücke zu berücksichtigen. Auch die Anfahrt auf die erhöhte Fahrbahnbegrenzung und die Endposition beeinflussen den Einparkvorgang. Beispielsweise kann die Anfahrt in einem zu flachen Winkel oder eine Endposition, in der die Reifen teilweise auf einer Bordsteinkante zum Stehen kommen, zu Schäden an den Felgen oder Reifen führen. Daher besteht ein anhaltendes Interesse daran, das Einparken in Kurvensituationen zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Einparken eines Fahrzeuges in eine Parklücke vorgeschlagen, wobei sich die Parklücke zumindest teilweise auf einer erhöhten Fahrbahnbegrenzung in einer Kurve befindet. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

a) Erfassen von Umfelddaten mit Hilfe von wenigstens einem Abstandssensor,
b) Ermitteln eines Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung aus den erfassten Umfelddaten, wobei das Umfeldmodell zumindest eine Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung umfasst, und
c) Ermitteln einer Zielparkposition in Abhängigkeit von der Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung.

Eine erhöhte Fahrbahnbegrenzung bezeichnet hierbei eine überfahrbare Begrenzung, deren Niveau gegenüber dem Niveau der Fahrbahn erhöht ist. Die erhöhte Fahrbahnbegrenzung kann insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten im Bereich von 1 bis 10 km/h von einem Fahrzeug überfahren werden, ohne dass es zu Beschädigungen im Bereich des Unterbodens des Fahrzeuges kommt. Dabei hängt die Geschwindigkeit, mit der die erhöhte Fahrbahnbegrenzung überfahren werden kann, von der Höhe der Fahrbahnbegrenzung ab. So können hohe Fahrbahnbegrenzungen mit einer Höhe von beispielsweise 12 cm mit niedrigeren Geschwindigkeiten überfahren werden als niedrige mit einer Höhe von beispielsweise 5 cm. Erhöhte Fahrbahnbegrenzungen, wie Bordsteine, können zum Beispiel eine Höhe von bis zu 15 cm, bevorzugt von bis zu 12 cm, von dem Fahrbahnniveau bis zu einer Bordsteinkante aufweisen. Liegt die erhöhte Fahrbahnbegrenzung in einer Kurve, weist diese zusätzlich eine Krümmung auf.
Die Parklücke kann in einer konkaven Kurve oder einer konvexen Kurve zumindest teilweise auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung liegen. Dabei bezeichnet eine konkave Kurve eine Kurve, bei der sich das Fahrzeug auf einem Innenbogen der Kurve bewegt. Konvex ist eine Kurve, bei der sich das Fahrzeug auf einem Außenbogen der Kurve bewegt. Weiterhin kann die Parklücke eine Längsparklücke oder eine Querparklücke sein. Bei Längsparklücken kann das Fahrzeug in der Zielparkposition mit zwei oder vier Rädern auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung parken.
Abstandssensoren bezeichnen Sensoren, die geeignet sind, einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und Objekten im Fahrzeugumfeld zu messen. Die Umfelddaten umfassen damit Daten, die den Abstand zwischen dem Fahrzeug und Objekten im Fahrzeugumfeld betreffen. Dazu können die Abstandssensoren in unterschiedlichen Positionen, beispielsweise vorne, hinten und/oder seitlich, am Fahrzeug angeordnet sein.
Als Abstandssensoren eignen sich Ultraschallsensoren, LIDAR-Sensoren, Radarsensoren oder optische Sensoren. Besonders geeignet sind Ultraschallsensoren. Zum Erfassen von Umfelddaten können Ultraschallsensoren Ultraschallsignale aussenden. Befindet sich ein Objekt im Fahrzeugumfeld oder im Erfassungsbereich des Ultraschallsensors, wird das ausgesandte Ultraschallsignal reflektiert und als Echo empfangen. Aus der Laufzeit des Ultraschallsignals ergibt sich der Abstand zu Objekten im Fahrzeugumfeld.
In einer Implementierung werden die Umfelddaten der erhöhten Fahrbahnbegrenzung oder anderen Objekten im Fahrzeugumfeld getrennt zugeordnet und zusätzlich ein Umfeldmodell von an die Parklücke angrenzenden Objekten ermittelt. Dazu werden beim Passieren der Parklücke entlang einer Fahrtrajektorie Umfelddaten erfasst, und aus den erfassten Umfelddaten werden die Umfeldmodelle ermittelt. So können auf Basis der Umfelddaten Abstände zwischen dem Fahrzeug oder der Fahrtrajektorie und der erhöhten Fahrbahnbegrenzung oder Objekten im Fahrzeugumfeld ermittelt werden.
Insbesondere kann die erhöhte Fahrbahnbegrenzung von anderen Objekten im Fahrzeugumfeld dadurch unterschieden werden, dass die erhöhte Fahrbahnbegrenzung eine geringere Höhe aufweist als beispielsweise parkende Fahrzeuge, die die Parklücke begrenzen. Dabei können erhöhte Fahrbahnbegrenzungen nur ein einziges Echo reflektieren, während andere Objekte im Fahrzeugumfeld, wie parkende Fahrzeuge, zwei oder mehrere Echos reflektieren. Bei der Verwendung von Ultraschallsensoren können somit überfahrbare Begrenzungen mit nur einer einzigen Reflektion oder einem einzigen Echo von nicht überfahrbaren Begrenzungen mit mehreren Reflektionen oder mehreren Echos unterschieden werden.
Insbesondere bei Längsparklücken, die das Einparken mit vier Rädern auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung erlauben, kann sich die erhöhte Fahrbahnbegrenzung in einem geringeren Abstand zur Fahrtrajektorie befinden als beispielsweise parkende Fahrzeuge, die die Parklücke begrenzen. Wird in einem bestimmten Vorbeifahrabstand das Vorhandensein einer erhöhten Fahrbahnbegrenzung erkannt, kann das zeitlich gesehen erste Echo in diesem Abstand damit der erhöhten Fahrbahnbegrenzung zugeordnet werden, während das zeitlich gesehen zweite und jedes folgende Echo einem Objekt auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung zugeordnet werden kann. Bei Längsparklücken, die das Einparken mit zwei Rädern auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung erlauben, kann sich die erhöhte Fahrbahnbegrenzung in einem größeren Abstand zur Fahrtrajektorie befinden als beispielsweise parkende Fahrzeuge, die die Parklücke begrenzen. So können die Echos je nach Abstand der erhöhten Fahrbahnbegrenzung oder den parkenden Fahrzeugen zugeordnet werden.
Damit charakterisieren die Umfeldmodelle die Fahrsituation durch die erhöhte Fahrbahnbegrenzung, insbesondere eine Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung, und durch sich auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung befindlichen Objekte, wie parkende Fahrzeuge. Freie Parklücken können auf Basis von Objekt-freien Flächen auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung erkannt werden. In analoger Weise kann die Unterscheidung zwischen der erhöhten Fahrbahnbegrenzung und anderen Objekten im Fahrzeugumfeld für Querparklücken erfolgen.
In einer weiteren Implementierung wird zum Ermitteln des Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung ein Erfassungsbereich des Abstandssensors in Abstandsbereiche eingeteilt. Dabei werden die Abstandsbereiche für einzelne Punkte entlang der Fahrtrajektorie des Fahrzeuges vorgegeben. Es werden also parallel zur Fahrtrajektorie äquidistante Linien vorgegeben, entlang derer der Abstand zur Fahrtrajektorie des Fahrzeuges konstant ist.
In einer weiteren Implementierung kann innerhalb der Abstandsbereiche ein Häufungsbereich ermittelt werden, der der erhöhten Fahrbahnbegrenzung zugeordnet ist. Der Häufungsbereich bezeichnet dabei den Abstandsbereich, in dem die meisten der gemessenen Abstände liegen, die der erhöhten Fahrbahnbegrenzung zugeordnet sind. Für Ultraschallsensoren kann auch von dem Abstandsbereich mit der höchsten Echodichte gesprochen werden.
In einer weiteren Implementierung wird das Umfeldmodell der erhöhten Fahrbahnbegrenzung ausgehend von zumindest einem Teil der erfassten Umfelddaten im Häufungsbereich sukzessive ermittelt. Dazu kann ein Mittelwert aus solchen gemessenen Abständen gebildet werden, die nach Passieren der Parklücke entlang der Fahrtrajektorie der erhöhten Fahrbahnbegrenzung zugeordnet sind. Beispielsweise können entlang der Fahrtrajektorie aufeinanderfolgende Abstände im Häufungsbereich gemittelt werden. Anschließend kann auf Basis des Mittelwertes ein Toleranzbereich vorgegeben werden, in dem ein entlang der Fahrtrajektorie unmittelbar darauffolgender oder vorhergehender Abstandsmesswert erwartet wird. Liegt der entlang der Fahrtrajektorie unmittelbar darauffolgende oder vorhergehende Abstandsmesswert innerhalb des Toleranzbereiches, kann dieser der erhöhten Fahrbahnbegrenzung zugeordnet werden. So wird das Umfeldmodell der erhöhten Fahrbahnbegrenzung sukzessive also Messpunkt für Messpunkt entlang der Fahrtrajektorie aus den erfassten Umfelddaten ermittelt.
In einer weiteren Implementierung wird die Zielparkposition auf Basis des Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung, insbesondere der Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung, und der an die Parklücke angrenzenden Objekte, wie parkenden Fahrzeugen, ermittelt.
In einer weiteren Implementierung wird eine Ausrichtung der Zielparkposition in Bezug auf eine Sekante oder eine Tangente zu der Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung bestimmt. So kann für eine Längsparklücke auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung im Fall einer konvexen Kurve eine Sekante ermittelt werden, die durch die Schnittpunkte der Vorderachse und der Hinterachse des Fahrzeuges in der Zielparkposition mit der Krümmung der Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung bestimmt wird. Für eine Längsparklücke auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung im Fall einer konkaven Kurve kann eine Tangente im Schnittpunkt der mittigen Längsachse des Fahrzeuges in der Zielparkposition mit der Krümmung der Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung bestimmt werden. Dabei kann das Fahrzeug in der Zielparkposition mit zwei oder vier Rädern auf der erhöhten Fahrbahnbegrenzung parken. Bevorzugt ist ein Parken mit vier Rädern.
In einer weiteren Implementierung wird die Ausrichtung der Zielparkposition parallel zu der bestimmten Sekante oder Tangente gewählt. In einer Längsparklücke kann die Ausrichtung der Zielparkposition derart gewählt werden, dass die mittige Längsachse des Fahrzeuges parallel zu einer Sekante oder einer Tangente ausgerichtet ist. Für eine Querparklücke kann die Ausrichtung und Positionierung in Bezug zu den die Querparklücke begrenzenden Objekten, wie parkenden Fahrzeugen oder sonstigen Begrenzungen der Querparklücke, bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausrichtung der Zielparkposition in der Querparklücke derart gewählt werden, dass die mittige Querachse des Fahrzeuges parallel zu einer Sekante oder einer Tangente ausgerichtet ist.
In einer weiteren Implementierung wird ein minimaler Abstand zu einer Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung vorgegeben, der den minimalen Abstand des Fahrzeuges zur Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung in der Zielparkposition bestimmt. So kann der minimale Abstand beim Parken in einer Längsparklücke mit vier oder zwei Rädern den minimalen Abstand von Reifen des Fahrzeuges zu der Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung bestimmen.
In einer weiteren Implementierung wird die Ausrichtung des Fahrzeuges bei Längsbewegung innerhalb einer Längsparklücke oder bei Querbewegung innerhalb einer Querparklücke derart angepasst, dass ein minimaler Abstand zur Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung eingehalten wird. Dazu können die Tangenten oder die Sekanten relative zur Krümmung angepasst werden.
In einer weiteren Implementierung wird das Fahrzeug in die ermittelte Zielparkposition geführt. Dazu wird eine Einparktrajektorie berechnet, die den aktuellen Standort des Fahrzeuges mit der Zielparkposition verknüpft und das Fahrzeug entlang dieser Trajektorie führt. Das Führen kann dabei passiv durch Lenkwinkelvorgaben und/oder Losfahr- und Anhaltebefehle erfolgen, die optisch, akustisch und/oder haptisch an den Fahrer weitergegeben werden. Alternativ kann das Führen aktiv durch Steuern der Quer- und/oder Längsführung des Fahrzeuges erfolgen. Das Fahrzeug kann somit automatisch oder semiautomatisch in die Zielparkposition geführt werden.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren vorgeschlagen, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei der Computereinrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Steuergerät (ECU) zur Implementierung eines Fahrassistenzsystems bzw. eines Subsystems hiervon. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD, Blue-Ray oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, zum Beispiel über Datennetzwerke wie das Internet, eine Cloud oder eine Kombinationsverbindung wie etwa eine Drahtlosverbindung.
Außerdem wird erfindungsgemäß ein Fahrassistenzsystem zum Einparken eines Fahrzeuges in eine Parklücke vorgeschlagen, wobei sich die Parklücke zumindest teilweise auf einer erhöhten Fahrbahnbegrenzung in einer Kurve befindet. Das Fahrassistenzsystem umfasst folgende Komponenten:

a. wenigstens einem Abstandssensor zum Erfassen von Umfelddaten,
b. eine Komponente zum Ermitteln eines Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung aus den erfassten Umfelddaten, wobei das Umfeldmodell zumindest eine Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung umfasst, und
c. eine Komponente zum Ermitteln einer Zielparkposition in Abhängigkeit von der Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung.

Das erfindungsgemäße Fahrassistenzsystem ist vorzugsweise zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Dabei stellen die einzelnen Komponenten, insbesondere die Komponenten b. und c., funktionale Komponenten oder Routinen dar, die beispielsweise im Rahmen eines Computerprogramms auf einer elektronischen Einrichtung, wie einem Steuergerät (ECU) zur Implementierung des Fahrassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon, ausgeführt werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht es dem Fahrer eines Fahrzeuges, einfach und schnell in eine Parklücke einzuparken, die sich in einer Kurve auf einer erhöhten Fahrbahnbegrenzung, etwa einem Bordstein, befindet. So kann durch das sukzessive Ermitteln des Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Lage und der Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung erreicht werden. Ist die Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung bekannt, kann auch die optimale Zielparkposition bestimmt werden. Dabei wird durch die Bestimmung der Sekante oder der Tangente relativ zur Krümmung der erhöhten Fahrbahnbegrenzung die optimale Ausrichtung gewählt. Zusätzlich wird durch den minimalen Abstand von der Kante der erhöhten Fahrbahnbegrenzung vermieden, dass die Reifen auf der Kante zum Stehen kommen, was später zu Reifenschäden führen kann.
Insgesamt erhöht die Erfindung die Systemverfügbarkeit und erhöht damit auch den Nutzen sowie die Akzeptanz von Fahrassistenzsystemen. Da Fahrzeuge oft bereits mit Abstandssensoren ausgestattet sind, kann das erfindungsgemäße Verfahren einfach und kostengünstig in bestehende Systeme, beispielsweise im Rahmen eines Software-Updates, integriert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Zeichnungen eingehender beschrieben. Hierbei zeigen:
1 ein mit einem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem ausgerüstetes Fahrzeug in einer beispielhaften Parksituation,
2 das mit dem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem ausgerüstete Fahrzeug in einer weiteren beispielhaften Parksituation,
3.1 schematisch einen Ablauf zum Erfassen der Parksituation, bis 3.3
4 eine beispielhafte Längsbewegung innerhalb einer Parklücke.
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten und Elemente mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei in Einzelfällen auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten oder Elemente verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist eine beispielhafte Parksituation angedeutet, in der sich die freie Parklücke 12 in einer Kurve auf dem Bordstein 14 mit Bordsteinkante 16 befindet.
Die Kurve ist eine konkave Kurve, bei der sich das Fahrzeug 10 entlang einer angedeuteten Fahrtrajektorie 18 bewegt. Zwischen parkenden Fahrzeugen 20, 22, die vollständig auf dem Bordstein 14 parken, ist die freie Parklücke 12 angeordnet. Die freie Parklücke 12 ist dabei derart angeordnet, dass das Fahrzeug 10 vollständig mit vier Rädern auf dem Bordstein 14 parken kann. In solchen Parksituationen sind die Abmessungen der freien Parklücke 12 durch die Kurvenlage für den Fahrer oft schwer einschätzbar. Das Einparken in derartige Parklücken 12 wird weiter dadurch erschwert, dass der Bordstein 14 erhöht ist und daher insbesondere beim Anfahren der Bordsteinkante 16 Vorsicht geboten ist, um die Reifen und Felgen nicht zu beschädigen. Auch die Zielparkposition 24 sollte so gewählt werden, dass die Reifen nicht auf der Bordsteinkante 16 zum Stehen kommen, da dies die Reifen ebenfalls beschädigen kann.
Das Fahrzeug 10 mit erfindungsgemäß ausgestaltetem Fahrassistenzsystem 26 ermöglicht es, dem Fahrer das Einparken insbesondere in solchen Parksituationen, die in einer Kurve gelegen sind, auf dem Bordstein 14 zwischen Hindernissen, wie parkenden Fahrzeugen 20, 22, zu erleichtern. Dazu umfasst das Fahrassistenzsystem 26 Abstandssensoren 28, die das Umfeld des Fahrzeuges 10 überwachen.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 mit Ultraschallsensoren als Abstandssensoren 28 ausgerüstet, die Umfelddaten aus Ultraschalllaufzeitmessungen liefern. Beispielsweise können in der vorderen und hinteren Stoßstange des Fahrzeuges 10 Ultraschallsensoren als Abstandssensoren 28 angeordnet sein die ein vorderes, hinteres und seitliches Umfeld des Fahrzeuges 10 überwachen. Im gezeigten Beispiel ist der Erfassungsbereich 30 des Ultraschallsensors 28, 32 dargestellt, der vorne links am Fahrzeug 10 angeordnet ist und das seitliche Umfeld überwacht.
In anderen Ausführungsformen kann das Fahrassistenzsystem 26 weitere Sensoren, etwa LIDAR-Sensoren, optische Sensoren oder Radarsensoren, umfassen, die weitere Umfelddaten zur Überwachung des Fahrzeugumfeldes liefern.
Die Abstandssensoren 28 übermitteln die erfassten Umfelddaten aus der Laufzeitmessung an eine Steuereinheit 34 (Electronic Control Unit, ECU), in der die Umfelddaten weiterverarbeitet werden. Insbesondere ist die vorliegende ECU 34 dazu ausgebildet, die freie Parklücke 12 in der Kurvensituation zu erkennen und den Fahrer beim Einparken zu unterstützen. So werden Umfelddaten beim Passieren der freien Parklücke 12 von den Abstandssensoren 28 erfasst und der ECU 34 bereitgestellt. Die ECU 34 ist zumindest ausgebildet, ein Umfeldmodell des Bordsteins 14 zu ermitteln, das eine Krümmung des Bordsteins 14 umfasst. Die Datenverarbeitung der erfassten Ultraschalldaten zum Ermitteln des Umfeldmodells wird in Bezug auf 3.1 bis 3.3 näher beschrieben.
Aus dem Umfeldmodell wird in Abhängigkeit von der Krümmung des Bordsteins 14 eine Zielparkposition 24 ermittelt, in der das Fahrzeug 10 mit allen vier Reifen auf dem Bordstein 14 steht und einen bestimmten Abstand 36 zur Bordsteinkante 16 einhält. Dabei wird die Ausrichtung der Zielparkposition 24 anhand einer Tangente 38 bestimmt, die die Krümmung der Borsteinkante 16 in dem Punkt berührt, in dem die mittige Querachse 40 des Fahrzeuges 11 in der Zielposition 24 die Krümmung der Bordsteinkante 16 schneidet.
Anschließend wird eine Einparktrajektorie zum Einparken in die Zielparkposition 24 ermittelt und das Fahrzeug 10 entlang der Einparktrajektorie in die freie Parklücke 12 geführt. Das Führen kann dabei in passiver Form durch Lenkwinkelvorgaben und/oder Losfahr- und Anhaltebefehle erfolgen, die optisch, akustisch und/oder haptisch an den Fahrer weitergegeben werden. Alternativ kann das Führen zumindest teilweise in aktiver Form durch Steuern des Lenk-, Brems- und/oder Antriebssystems erfolgen.
In 2 ist eine weitere beispielhafte Parksituation angedeutet, in der sich die freie Parklücke 12 in einer Kurve auf dem Bordstein 14 mit Bordsteinkante 16 befindet.
Die Kurve ist eine konvexe Kurve, bei der sich das Fahrzeug 10 entlang einer angedeuteten Fahrtrajektorie 18 bewegt. Zwischen parkenden Fahrzeugen 20, 22, die vollständig auf dem Bordstein 14 parken, ist die freie Parklücke 12 angeordnet. Die freie Parklücke 12 ist dabei derart angeordnet, dass das Fahrzeug 10 vollständig mit vier Rädern auf dem Bordstein 14 parken kann. In derartigen Parksituationen ergeben sich die in Bezug auf 1 beschrieben Schwierigkeiten.
Das Fahrzeug 10 mit erfindungsgemäß ausgestaltetem Fahrassistenzsystem 26 ermöglicht es, dem Fahrer das Einparken insbesondere in solchen Parksituationen, die in einer Kurve gelegen sind, auf dem Bordstein 14 zwischen Hindernissen, wie parkenden Fahrzeugen 20, 22, zu erleichtern. Dazu ist das Fahrassistenzsystem 26, wie in Bezug auf 1 beschrieben, ausgebildet, ein Umfeldmodell des Bordsteins 14 zu ermitteln, das eine Krümmung des Bordsteins 14 umfasst. Die Datenverarbeitung der erfassten Ultraschalldaten zum Ermitteln des Umfeldmodells wird in Bezug auf 3.1 bis 3.3 näher beschrieben.
Aus dem Umfeldmodell wird in Abhängigkeit von der Krümmung des Bordsteins 14 eine Zielparkposition 24 ermittelt, in der das Fahrzeug 10 mit allen vier Reifen auf dem Bordstein 14 steht und einen bestimmten Abstand 36 zur Bordsteinkante 16 einhält. Dabei wird die Ausrichtung der Zielparkposition 24 anhand einer Sekante 42 bestimmt, die die Krümmung der Borsteinkante 16 im den Punkten schneidet, in denen die hintere und vordere Radachse 44, 46 des Fahrzeuges 11 in der Zielposition 24 die Krümmung der Bordsteinkante 16 schneiden. Anschließend wird, wie in Bezug zu 1 beschrieben, eine Einparktrajektorie ermittelt und das Fahrzeug in die Zielparkposition 24 geführt, in der das Fahrzeug 10 mit allen vier Reifen auf dem Bordstein 14 steht und einen bestimmten Abstand 36 zur Bordsteinkante 16 einhält.
In den 3.1 bis 3.3 ist schematisch ein Ablauf zum Erfassen der Parksituation und zum Ermitteln der entsprechenden Umfeldmodelle gezeigt.
Die Parksituation der 3.1 bis 3.3 entspricht im Wesentlichen der aus 1, wobei sich die freie Parklücke 12 zwischen zwei parkenden Fahrzeugen 20, 22 in einer konkaven Kurve befindet. Beim Passieren der freien Parklücke 12 entlang der Fahrtrajektorie 18 werden Umfelddaten mit Hilfe von als Ultraschallsensoren ausgebildeten Abstandssensoren 28 erfasst. Dabei kennzeichnet die in 3.1 eingezeichnete Fahrtrajektorie 18 die Trajektorie des Ultraschallsensors 28, 32, der links vorne am Fahrzeug 10 angeordnet ist. Für weitere am Fahrzeug 10 angeordnete Ultraschallsensoren 28, 32 ergibt sich ein ähnliches Bild. Diese sind jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit in den 3.1 bis 3.3 nicht gezeigt.
Zum Erfassen der Umfelddaten wird ein Ultraschallsignal im Erfassungsbereich 30 ausgesendet, und bei Reflektion an einem Objekt wird das Echo empfangen. Aus der Laufzeit des Ultraschallsignals wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug 10 und dem entsprechenden Objekt bestimmt. Die gemessenen Abstände aus den detektierten Echos 50, 52, 54 sind in 3.1 schematisch als Messpunkte dargestellt. So werden die auf dem Bordstein 14 parkenden Fahrzeuge 20, 22 und der Bordstein 14 oder die Bordsteinkante 16 als Objekte erkannt.
Weiterhin wird der Erfassungsbereich 30 des Ultraschallsensors 28, 32 in Abstandsbereiche 56 eingeteilt, die parallel zu der Fahrtrajektorie 18 verlaufen und einen gleichbleibenden Abstand vom Fahrzeug 10 kennzeichnen. Anhand der Einteilung in Abstandsbereiche 56 und der detektierten Echos oder der detektierten Messpunkte wird anschließend ein Häufungsbereich 58 bestimmt, der dem Abstandsbereich 56 mit der höchsten Echodichte entspricht.
Eine Anzahl N von detektierten Echos im Häufungsbereich 58 werden direkt der Bordsteinkante 16 zugewiesen. In Abhängigkeit dieser detektierten Echos, die der Bordsteinkante 16 zugewiesen worden sind, werden anschließend weitere Echos der Bordsteinkante 16 ermittelt, wie mit den Pfeilen 60, 62 angedeutet.
3.2 illustriert, wie weitere Echos zugeordnet werden, die Reflektionen von der Bordsteinkante 16 darstellen.
Dazu wird der mittlere Abstand aus der Anzahl N von Echos ermittelt, die entlang der Bordsteinkante 16 unmittelbar aufeinanderfolgen. Daraus wird ein Toleranzbereich 64 definiert, in dem das nächste Echo etwa in die durch Pfeil 60 angedeuteten Richtung liegen kann, um der Bordsteinkante 16 zugeordnet zu werden. Auf die Weise kann der Verlauf der Bordsteinkante 16 relativ zu der Fahrtrajektorie 18 mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Darüberhinaus kann zwischen Echos der Bordsteinkante 16, also solche Ultraschallsignalen, die von der Bordsteinkante 16 reflektiert wurden, und Echos von Objekten, also solchen Ultraschallsignalen, die beispielsweise von einem parkenden Fahrzeug 20, 22 reflektiert wurden, unterschieden werden. So wird beispielsweise ein erstes Echo 50, 52, mit einer kürzeren Laufzeit als das zweite darauffolgende Echo 50, 54, der Bordsteinkante 16 zugewiesen. Dementsprechend wird das zweite Echo 50, 54 einem Fahrzeug 20, 22 auf dem Bordstein 14 zugeordnet. Weiterhin wird die freie Parklücke 12 bestimmt.
3.3 illustriert, wie Umfeldmodelle der Parksituation ermittelt werden.
Aus den Umfelddaten und der Zuordnung zu unterschiedlichen Objekten im Fahrzeugumfeld wird das Umfeldmodell für den Bordstein 14 oder die Bordsteinkante 16 und das Umfeldmodell der Parklücke 12 ermittelt. Beispielsweise wird in der Parksituation gemäß der 3.3 die Position der parkenden Fahrzeuge 20, 22 und deren Abmessung genutzt, um die Abmessungen der freien Parklücke 12 zu ermitteln. Somit werden die Umfelddaten, die dem Bordstein 14 zugeordnet wurden und die Umfelddaten, die den parkenden Fahrzeugen 20, 22 zugewiesen wurden, in Umfeldmodelle verarbeitet. Befinden sich im Bereich der freien Parklücke 12 weitere Objekte, wie Bäume oder Zäune, können auch diese in Umfeldmodelle einbezogen werden.
Weiterhin wird die Krümmung der erfassten Bordsteinkante 16 und damit das entsprechende Bogenelement 17 ermittelt, um die Zielparkposition 24, wie in 1 gezeigt, zu bestimmen. So wird bei einer konkaven Kurve in dem Punkt die Tangente 38 ermittelt, in dem die mittige Querachse 40 des Fahrzeuges 10 in der Zielparkposition 24 den Bogen der Bordsteinkante 16 berührt. Bei einer konvexen Kurve kann die Sekante 42 ermittelt werden, die das Bogenelement 17 der Bordsteinkante 16 in den Punkten schneidet, in denen die hintere und vordere Radachse 44, 46 des Fahrzeuges 10 in der Zielparkposition 24 das Bogenelement 17 der Bordsteinkante 16, wie in 2 gezeigt, schneiden. Weiterhin wird der minimaler Abstand 36 der Zielparkposition 24 zu der Bordsteinkante 16 definiert und die Zielparkposition 24 so ausgerichtet, dass das Fahrzeug 10 diesen minimalen Abstand 36 zur Bordsteinkante 16 einhält. Derartige Zielparkpositionen 24 sind für konvexe und konkave Kurven beispielhaft in 1 und 2 dargestellt.
4 zeigt eine Parksituation, in der sich das Fahrzeug 10 in einer Längsbewegung innerhalb der Parklücke 12 befindet.
Bei der Längsbewegung innerhalb der Parklücke 12 wird das Fahrzeug 10 so ausgerichtet, dass der minimale Abstand 36 zur Bordsteinkante 16 eingehalten wird. Dazu wird die in 1 und 2 beispielhaft gezeigten Tangente 38 oder Sekante 42 relative zum Bogenelement 17 der Bordsteinkante 16 angepasst werden.
Die Erfindung ermöglicht es somit, das Einparken in Parksituationen mit Kurvenlage durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems 26 zu vereinfachen und zuverlässiger zu gestalten. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zum Parken mit vier Rädern auf einem Bordstein 14 gelten dabei entsprechend für das Parken auf einem Bordstein 14 mit zwei Rädern. Die Erfindung ist nicht auf die hier beschrieben Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Viel mehr sind innerhalb des durch die anhängenden Ansprüche angegebenen Bereiches, eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005034699 A1 [0005]
DE 102004027640 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Einparken eines Fahrzeuges (10) in eine Parklücke (12), wobei sich die Parklücke (12) zumindest teilweise auf einer erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) in einer Kurve befindet, mit folgenden Schritten: a) Erfassen von Umfelddaten mit Hilfe von wenigstens einem Abstandssensor (28, 32), b) Ermitteln eines Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) aus den erfassten Umfelddaten, wobei das Umfeldmodell zumindest eine Krümmung (17) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) umfasst, und c) Ermitteln einer Zielparkposition (24) in Abhängigkeit von der Krümmung (17) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umfelddaten der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) oder anderen Objekten (20, 22) im Fahrzeugumfeld getrennt zugewiesen werden und zusätzlich ein Umfeldmodell von an die Parklücke (12) angrenzenden Objekten (20, 22) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zum Ermitteln des Umfeldmodell der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) ein Erfassungsbereich (30) des Abstandssensors (28, 32) in Abstandsbereiche (56) eingeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei innerhalb der Abstandsbereiche (56) ein Häufungsbereich (58) ermittelt wird, der der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Umfeldmodell der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) ausgehend von zumindest einem Teil der erfassten Umfelddaten im Häufungsbereich (58) sukzessive ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zielparkposition (24) auf Basis des Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) und des Umfeldmodells der an die Parklücke (12) angrenzenden Objekte (20, 22) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Ausrichtung der Zielparkposition (24) in Bezug auf eine Sekante (42) oder eine Tangente (38) zu der Krümmung (17) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Ausrichtung der Zielparkposition (24) parallel zu der bestimmten Sekante (42) oder eine Tangente (38) gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein minimaler Abstand (36) zu einer Kante (16) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) vorgegeben wird, der den minimalen Abstand (36) des Fahrzeuges (10) zur Kante (16) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) in der Zielparkposition (24) bestimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ausrichtung des Fahrzeuges (10) bei Bewegung innerhalb der Parklücke (12) derart angepasst, dass ein minimaler Abstand (36) zur Kante (16) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) eingehalten wird.
Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird.
Fahrassistenzsystem (26) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit folgenden Komponenten: a. wenigstens einem Abstandssensor (28, 32) zum Erfassen von Umfelddaten, b. eine Komponente (34) zum Ermitteln eines Umfeldmodells der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) aus den erfassten Umfelddaten, wobei das Umfeldmodell zumindest eine Krümmung (17) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14) umfasst, und c. eine Komponente (34) zum Ermitteln einer Zielparkposition (24) in Abhängigkeit von der Krümmung (17) der erhöhten Fahrbahnbegrenzung (14).