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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines zur automatischen Durchführung eines Einparkvorgangs ausgebildeten Parkassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, welches wenigstens einen Radarsensor zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufweist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Für moderne Kraftfahrzeuge wurden bereits Parkassistenzsysteme vorgeschlagen, die Einparkvorgänge auf Zielabstellplätze teilweise oder vollständig automatisch durchführen können. Das bedeutet, das Park-assistenzsystem nutzt Umgebungssensoren des Kraftfahrzeugs, um den Zielabstellplatz zu erfassen und zu vermessen, woraufhin eine Trajektorie ermittelt wird, über die das Kraftfahrzeug auf dem Zielabstellplatz bewegt werden kann. Das Parkassistenzsystem ist zur tvollautomatisierten Führung des Kraftfahrzeugs, also insbesondere zur Durchführung von Längs- und Querführungseingriffen, ausgebildet, so dass durch entsprechende Ansteuerung von Aktoren des Kraftfahrzeugs die Trajektorie realisiert und das Kraftfahrzeug teilautomatisch oder vollautomatisch auf den Zielabstellplatz verbracht werden kann. Dieser Vorgang wird oft auch mit dem Schlagwort „pilotiertes Einparken“ bezeichnet.
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Um Zielabstellplätze, also Parklücken, zu lokalisieren und zu vermessen werden, wie bereits erwähnt, Umgebungssensoren des Kraftfahrzeugs verwendet, wobei üblicherweise optische Sensoren, beispielsweise Kameras, und Ultraschallsensoren eingesetzt werden.
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Zukünftige Parkassistenzsysteme sollen es auch ermöglichen, dass das Kraftfahrzeug vollständig automatisch oder zumindest teilweise automatisch auf einen Zielabstellplatz innerhalb einer Garage gefahren wird („Garagenpilot“).
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Das bedeutet, mittels der Umgebungssensoren soll automatisch die Garage erkannt werden, um den Zielabstellplatz zu identifizieren, welcher danach vermessen werden soll, so dass eine Trajektorie auf den Zielabstellplatz in der Garage ermittelbar ist. Dabei treten bei der Verwendung von optischen Sensoren und Ultraschallsensoren als Umgebungssensoren jedoch Probleme auf.
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Zunächst ist eine kontinuierlich eingefärbte Wand, beispielsweise eine weiße Wand, einer Garage mit einem optischen Sensor, insbesondere einer Kamera, nur äußerst schwer zu erfassen. Ultraschallsensoren können hier keine Umgebungsdaten ergänzen, da diese keine höhere Reichweite und keine höhere Auflösung aufweisen, so dass beabstandete Garagen erkannt werden könnten. Optische Sensoren haben den weiteren Nachteil, dass sie von äußeren Helligkeitsbedingungen, also der Ausleuchtung, abhängig sind. Dazu kommt, dass bei einer Verschmutzung des optischen Sensors keine zuverlässige Detektion von Objekten, beispielsweise stehenden Hindernissen, mehr gewährleistet werden kann. Ultraschallsensoren können zwar Hindernisse aller Art detektieren, haben jedoch eine niedrige Performance hinsichtlich der Reichweite und keine hinreichende Ortsauflösung, um eine einen potentiellen Zielabstellplatz umgebende Struktur als Garage zu erkennen bzw. den Zielabstellplatz korrekt zu vermessen.
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DE 10 2010 023 162 A1 betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs beim Einparken in eine Parklücke, wobei in einem Lernmodus Referenzdaten über einen Umgebungsbereich einer häufig genutzten Parklücke gesammelt und gespeichert werden, wobei in einem nachfolgenden, von dem Lernmodus unterschiedlichen Betriebsmodus Sensordaten durch eine Sensoreinrichtung erfasst und mit den Referenzdaten verglichen werden, um festzustellen, ob sich das Kraftfahrzeug wiederum in der Nähe der Parklücke befindet und es dort zu lokalisieren. Entsprechend kann die Zielposition, die als Referenzzielposition angefahren wurde, wieder eingenommen werden, insbesondere auch entlang einer Referenzbahn. Referenzmerkmale können mittels einer Mustererkennung wiedererkannt werden, wobei als Referenzmerkmale beispielsweise eine relative Position eines Referenzobjekts bezüglich eines anderen Referenzobjektes und/oder bezüglich der Parklücke und/oder eine geometrische Form und/oder eine Farbgebung verwendet werden können. Daher umfasst die Sensoreinrichtung bevorzugt eine Kamera und/oder einen Ultraschallsensor.
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DE 10 2011 077 173 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung einer Einparktrajektorie in eine Querparklücke, bei der allgemein die Verwendung verschiedener Sensoren, insbesondere auch eines Radarsensors, möglich ist, um ein Umgebungsmodell der Parklücke zu erhalten.
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DE 10 2008 004 633 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung und/oder Vermessung einer Parklücke, wobei Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs in parklückenbegrenzende und nicht parklückenbegrenzende Objekte klassifiziert werden.
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DE 10 2012 102 185 A1 betrifft eine Radarvorrichtung, die den kurz- und langreichweitigen Radarbetrieb unterstützt. Dabei werden durch ein vorgegebenes Modulationsschema mehrere kurzreichweitige Sende-Chirp-Signale und mehrere langreichweitige Sende-Chirp-Signale erzeugt und über wenigstens eine Sende-Array-Antenne zu einem Objekt gesendet. Die von dem Objekt reflektierten Signale werden über wenigstens eine Empfangs-Array-Antenne empfangen. Die mehreren langreichweitigen Sende-Chirp-Signale weisen eine höhere Sendeleistung als die mehreren kurzreichweitigen Sende-Chirp-Signale auf.
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DE 10 2013 018 753 A1 offenbart eine Radarsensoranordnung zur Umgebungsüberwachung für ein Fahrzeug mit mehreren Radarsensoren, die jeweils eine Sendeeinheit zur Ausstrahlung von Radarsignalen und eine Empfangseinheit zum Empfang von an wenigstens einem Gegenstand innerhalb der Ausstrahlungsbereiche reflektierten Radarsignalen aufweisen. Das Fahrzeug weist ferner eine Ansteuer-Einrichtung zum Ansteuern der Radarsensoren auf. Die Radarsensoren sind durch die Ansteuer-Einrichtung individuell derart ansteuerbar, dass verschiedene Erfassungsbereiche mit unterschiedlich ausgeprägten Redundanzbereichen realisierbar sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Parkassistenzsystem im Hinblick auf wenigstens teilweise automatisierte Einparkvorgänge in Garagen zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Erkennung und Vermessung einer Garage.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Die Erfindung schlägt mithin vor, die Garage unter Verwendung eines auf Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technologie, basierenden Radarsensors zu detektieren und zu klassifizieren. Denn es hat sich gezeigt, dass derartige moderne, auf Halbleitertechnologie basierende Radarsensoren auch geeignet sind, schwach reflektierende Strukturen der Umgebung in hoher Ortsauflösung zu vermessen, so dass durch Interpretation der Radardaten auch Garagen detektiert und als solche identifiziert werden können, was den Zielabstellplatz festlegt.
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Die Realisierung von Radarkomponenten auf Halbleiterbasis erwies sich lange Zeit als schwierig, da teure Spezialhalbleiter, insbesondere GaAs, benötigt wurden. Es wurden kleinere Radarsensoren vorgeschlagen, deren gesamtes Radar-Frontend auf einem einzigen Chip in SiGe-Technologie realisiert ist, ehe auch Lösungen in der CMOS-Technologie bekannt wurden. Solche Lösungen sind Ergebnis der Erweiterung der CMOS-Technologie auf Hochfrequenzanwendungen, was oft auch als RF-CMOS bezeichnet wird. Ein solcher CMOS-Radarchip ist äußerst kleinbauend realisiert und nutzt keine teuren Spezialhalbleiter, bietet also vor allem in der Herstellung deutliche Vorteile gegenüber anderen Halbleitertechnologien. Eine beispielhafte Realisierung eines 77 GHz-Radar-Transceivers als ein CMOS-Chip ist in dem Artikel von Jri Lee et al., „A Fully Integrated 77-GHz FMCW Radar Transceiver in 65-nm CMOS Technology“, IEEE Journal of Solid State Circuits 45 (2010), S. 2746-2755, beschrieben.
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Nachdem zudem vorgeschlagen wurde, den Chip und die Antenne in einem gemeinsamen Package zu realisieren, ist ein äußerst kostengünstiger kleiner Radarsensor möglich, der Bauraumanforderungen deutlich besser erfüllen kann und aufgrund der kurzen Signalwege auch ein sehr niedriges Signal-Zu-Rausch-Verhältnis aufweist sowie für hohe Frequenzen und größere, variable Frequenzbandbreiten geeignet ist. Daher lassen sich derartige, kleinbauende Radarsensoren auch für Kurzreichweiten-Anwendungen, beispielsweise im Bereich von 30 cm bis 10 m, einsetzen.
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Es wurde auch bereits vorgeschlagen, einen solchen CMOS-Transceiver-Chip und/oder ein Package mit CMOS-Transceiver-Chip und Antenne auf einer gemeinsamen Leiterplatte mit einem digitalen Signalverarbeitungsprozessor (DSP-Prozessor) vorzusehen oder die Funktionen des Signalverarbeitungsprozessors ebenso in den CMOS-Transceiver-Chip zu integrieren. Eine ähnliche Integration ist für Steuerungsfunktionen möglich.
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Mithin sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass durch den Halbleiterchip auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente und/oder eine Steuereinheit des Radarsensors realisiert sind und/oder der Halbleiterchip und eine Antennenanordnung des Radarsensors als ein Package realisiert sind. Damit ist ein kleinbauende, hochintegrierte Ausgestaltung des Radarsensors gegeben, die insbesondere auch die Signalwege verkürzt und somit das Signal-zu-Rausch-Verhältnis signifikant erhöht. Auf diese Weise kann der Radarsensor auch schwächere Reflexionen bzw. Peaks im Spektrum über das Rauschen detektieren. Die Reduzierung des Sensorrauschens durch die Hochintegration ermöglicht insbesondere die Detektion mehrerer benachbarter Ziele bzw. Reflexionszentren, die zusammen genommen den Verlauf von Strukturen, insbesondere auch potentieller Garagen, abbilden.
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Die Ausgestaltung in Halbleitertechnologie, insbesondere hochintegriert, ermöglicht auch das Arbeiten bei hohen Frequenzen und hohen Frequenzbandbreiten. So sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der Radarsensor in einem Frequenzbereich von 77 bis 81 GHz und/oder mit einer Frequenzbandbreite größer als 1 GHz, insbesondere von 4 GHz, betrieben wird. Die verwendete Frequenzbandbreite ist wesentlich für die Ortsauflösung, mithin die Abstandstrennfähigkeit, des Radarsensors. Während bei herkömmlichen Radarsensoren oft nur mit Frequenzbandbreiten von kleiner als einem GHz gearbeitet werden konnte, mithin nur Strukturen ab einer Ausdehnung von 0,5 m aufgelöst werden konnten, ist bei Verwendung einer Frequenzbandbreite von 4 GHz eine deutlich bessere Ortsauflösung bis hin in den Zentimeterbereich gegeben, beispielsweise eine Ortsauflösung von 0,5 cm.
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Schließlich ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens äußerst zweckmäßig, wenn ein eine zur Winkelauflösung in wenigstens zwei zueinander senkrechten Ebenen ausgebildete Antennenanordnung aufweisender Radarsensor verwendet wird. Dann ist die Ortsauflösung, insbesondere zusätzlich zur Horizontalen, auch in der Elevation gegeben, was ein äußerst genaues Abtasten dreidimensionaler Strukturen bzw. Teilstrukturen ermöglicht. Hierfür kann beispielsweise wenigstens ein Antennenelement außerhalb einer Reihe von in einer ersten Richtung aufeinanderfolgend angeordneten weiteren Antennenelementen angeordnet werden.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Radardaten vor Anwendung des Klassifikators vorausgewertet werden, insbesondere zur Ermittlung eines Umgebungsmodells. Umgebungsmodelle sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt und beschreiben letztlich objektbasiert und/oder gitterbasiert die Umgebung des Kraftfahrzeugs, enthalten mithin auch Strukturen, die Zielabstellplätze definieren können und gegebenenfalls eine Garage sein können. Mithin ist es durch die hochauflösende Erfassung der Fahrzeugumgebung mit dem wenigstens einen auf Halbleitertechnologie basierenden Radarsensor möglich, Garagen in der Umfeldkarte zu erkennen. Hierzu wird der Klassifikator auf die Umfeldkarte appliziert.
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In konkreter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Merkmale eine dreidimensionale Form der Struktur und/oder einer Teilstruktur und/oder die relative Anordnung von insbesondere selbst klassifizierbaren Teilstrukturen der Struktur und/oder eine Materialbeschaffenheit wenigstens einer Teilstruktur der Struktur betrachtet werden. Es sind also eine Vielzahl von Kriterien denkbar, mit denen verlässlich eine Garage als solche identifiziert werden kann. Das erste mögliche Merkmal ist die dreidimensionale Form, also Kontur, der Gesamtstruktur, welche sich bei einer Garage meist durch drei Wände und ein Dach auszeichnet, die den potentiellen Zielabstellplatz umgeben. Es können jedoch auch Teilstrukturen der Gesamtstruktur betrachtet werden, beispielsweise die oft aus Leichtbeton bestehenden Wände oder aber insbesondere teilweise und/oder gänzlich geöffnete Garagentore, welche meist typische Ausgestaltungen aufweisen. Besonders vorteilhaft ist hier die Möglichkeit zur dreidimensionalen Erfassung der Struktur, so dass auch eine dreidimensionale Formbewertung für die Struktur und/oder eine Teilstruktur erfolgen kann. Wie erwähnt, kann auch die relative Anordnung von Teilstrukturen deutliche Hinweise auf das Vorhandensein einer Garage liefern, wobei vorteilhaft die Teilstrukturen selbst klassifiziert werden können, beispielsweise als Wände, Decke und/oder Garagentor, deren bestimmte Anordnung dann überprüft werden kann und gegebenenfalls auf eine Garage hinweist. Auch häufig in Garagen verwendete Materialien, die bestimmte Reflexionseigenschaften aufweisen, können auf Vorliegen an Teilstrukturen oder der Gesamtstruktur untersucht werden. Unterschiedliche Kriterien in der Beurteilung der Struktur, die den potentiellen Zielabstellplatz definiert, können einzeln vorgenommen werden und dann durch ein Entscheidungskriterium miteinander kombiniert werden, um zu einer Gesamtaussage zu gelangen, die die Struktur als Garage oder als Nicht-Garage identifiziert. Es ist selbstverständlich auch denkbar, den hier beschriebenen Klassifikator mit anderen Klassifikatoren zu kombinieren, die für ein Parkassistenzsystem nützlich sind, beispielsweise zur Unterscheidung zwischen Garagen und zwischen anderen Kraftfahrzeugen befindlichen Zielabstellplätzen, am Straßenrand entstehenden Parklücken und dergleichen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zu den Merkmalen jeweils wenigstens eine Strukturinformation ermittelt wird, die mit einer entsprechenden, eine Referenzgarage beschreibenden Referenzstrukturinformation verglichen wird, wobei die Erkennung der Struktur als Garage in Abhängigkeit eines die Vergleichsergebnisse auswertenden Entscheidungskriteriums erfolgt. Mithin können, beispielsweise in einer Datenbank, Referenzstrukturinformationen vorliegen, beispielsweise Referenzformen, Referenzanordnungen, Referenzparameter zu die Reflexionseigenschaften beschreibenden Radarparametern und dergleichen. Erfindungsgemäß sind in diesem Zusammenhang mehrere Referenzstrukturinformationen einer bestimmten Referenzgarage als ein Referenzgaragenmodell zusammengefasst. Es können also bestimmte typische Ausgestaltungen von Referenzgaragen betrachtet werden, deren relevante Vergleichsinformationen als Referenzstrukturinformationen in einem Referenzgaragenmodell zusammengefasst sind.
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Die Verwendung eines derartigen Referenzgaragenmodells erweist sich insbesondere als sehr nützlich, da zur Ermittlung der Garageninformation eine auf die Radardaten angepasste Modellinstanz des den höchsten Übereinstimmungsgrad in dem Vergleich aufweisenden Referenzgaragenmodells erzeugt wird. Das Referenzgaragenmodell gibt mithin bereits Modellparameter vor, die dann auf die tatsächlich gemessenen Radardaten angepasst werden können, so dass auf vereinfachte Weise die gewünschte Garageninformation, beispielsweise deren Ausdehnungen und dergleichen, ermittelt werden können. Beispielsweise kann die Modellanpassung in einem Optimierungsverfahren erfolgen, dessen Ergebnis dann die optimierte Modellinstanz ist.
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Allgemein ist es zweckmäßig, wenn als Garageninformation wenigstens eine Abmessung der Garage und/oder wenigstens eine den Freiraum vor der Garage beschreibende Freirauminformation ermittelt wird. Ist also eine Struktur als Garage identifiziert, ist auch der Zielabstellplatz klar. Um den wenigstens teilweise oder vollständig automatisierten Einparkvorgang zu realisieren, mithin beispielsweise eine geeignete Trajektorie zu ermitteln, sind nun mehrere Informationen über den ja durch die Garage definierten Zielabstellplatz erforderlich. Mit anderen Worten muss die Garage und mithin der Zielabstellplatz vermessen werden, was mit den in den Radardaten enthaltenen Informationen problemlos möglich ist. Maßgebend sind beispielsweise die Größe des Garageneingangsbereichs, die Begrenzungen durch die Wände, der freie Raum bis zur Garage und die obere Begrenzung einer typischen Garage. Mithin können die Garageninformationen insbesondere die Ausdehnung des Zielabstellplatzes und/oder den Weg zum Zielabstellplatz beschreibende Zielabstellplatzinformationen sein.
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Nachdem die Garageninformation vorliegt, kann beispielsweise die Planung einer Trajektorie vorgenommen werden, auf deren Grundlage dann automatisch der Einparkvorgang erfolgt.
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In einer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass nicht zu der Struktur gehörende, die Größe des Zielabstellplatzes verringernde Objekte in den Radardaten identifiziert und bei der Anwendung des Klassifikators nicht berücksichtigt werden. Auf diese Weise können beispielsweise in der Garage bereits abgestellte Objekte, die als solche, nicht zu einer Garage gehörende Objekte identifizierbar sind, der Betrachtung entzogen werden, was eine vereinfachte und verlässlichere Anwendung des Klassifikators ermöglicht. Selbstverständlich sind diese Objekte wieder zu berücksichtigen, wenn die Bahnplanung auf den Zielabstellplatz erfolgt bzw. dessen Größe und Eigenschaften in der Garageninformation analysiert werden sollen.
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Zweckmäßigerweise kann eine Größe des zum Parken zur Verfügung stehenden Freiraums in der Garage ermittelt werden, wobei bei einem nicht für das Parken des Kraftfahrzeugs ausreichendem Freiraum der Einparkvorgang abgebrochen wird, insbesondere unter Ausgabe eines Abbruchhinweises an den Fahrer. Wie bei bekannten Parkassistenzsystemen bekannt, kann mithin eine Beurteilung stattfinden, ob der Zielabstellplatz überhaupt für das Kraftfahrzeug geeignet bzw. durch dieses in einem automatischen Einparkvorgang erreichbar ist. Ist dies nicht der Fall, wird der automatische Einparkvorgang nicht durchgeführt und der Fahrer wird entsprechend informiert.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Radarsensoren verwendet werden, deren Erfassungsbereiche den gesamten 360°-Winkelbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs abdecken. Auf diese Weise ist es vollkommen irrelevant, wie das Kraftfahrzeug zu der Garage orientiert ist, um sie detektieren, identifizieren und vermessen zu können. Beispielsweise kann ein Kraftfahrzeug acht Radarsensoren aufweisen, von denen jeweils drei in dem vorderen und dem hinteren Stoßfänger verbaut sind. Zwei weitere Radarsensoren können in Türen des Kraftfahrzeugs verbaut sein und den seitlichen Anteil der Umgebung des Kraftfahrzeugs abdecken. Vorzugsweise werden Weitwinkel-Radarsensoren verwendet, deren Erfassungsbereiche sich mithin ergänzen und/oder idealerweise sogar teilweise überlappen, so dass eine gewisse Redundanz und Plausibilisierungsmöglichkeit besteht.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen Radarsensor mit einem einen Radartransceiver realisierenden Halbleiterchip, insbesondere CMOS-Chip, und ein Parksystem mit einem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Steuergerät. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 einen Radarsensor, wie er im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann,
- 2 eine Skizze zur Detektion der Umgebung des Kraftfahrzeugs,
- 3 eine Garage,
- 4 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
- 5 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
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1 zeigt einen Radarsensor 1, wie er im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugt eingesetzt wird. Er umfasst ein Gehäuse 2, in dem eine Leiterplatte 3 gehaltert ist. Auf der Leiterplatte 3 ist ein Package 4 vorgesehen, das einen Halbleiterchip 5 und eine Antennenanordnung 9 des Radarsensors 1 umfasst. Der Halbleiterchip 5 und das Package 4 sind in CMOS-Technologie realisiert. Die Antennenanordnung 9 weist Antennenelemente derart auf, dass eine Winkelauflösung in zwei zueinander senkrechten Ebenen gegeben ist, insbesondere neben einer horizontalen Winkelauflösung auch eine Winkelauflösung im Azimut. Hierzu kann beispielsweise wenigstens ein Antennenelement vorgesehen werden, das in einer zu einer ersten Richtung, in der die Antennenelemente aufeinander folgen, senkrechten zweiten Richtung an diese Antennenelemente der ersten Richtung anschließt.
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Durch den Halbleiterchip 5 werden neben einem Radartransceiver 6 auch eine digitale Signalverarbeitungskomponente 7 und eine Steuereinheit 8 des Radarsensors 1 realisiert. Damit ist eine hochintegrierte Lösung mit kurzen Signallaufwegen gegeben, die es nicht nur erlaubt, ein besonders hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu realisieren, sondern auch, den Radarsensor 1 mit hohen Bandbreiten, beispielsweise mit einer Bandbreite von 4 GHz in einem Frequenzbereich von 77 bis 81 GHz, zu betreiben.
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Die durch die verwendete CMOS-Technologie gegebene Hochintegration erlaubt es zum einen, auch schwach reflektierende Objekte mit dem Radarsensor 1 zu detektieren. Zum anderen können auch äußerst kleine Strukturen aufgrund der gegebenen hohen Abstandstrennfähigkeit und Genauigkeit aufgelöst werden, beispielsweise nur geringe Merkmale aufweisende Wände einer Garage, die eine Vielzahl von Reflexionszentren bieten. Dies sei anhand der Prinzipskizze der 2 näher erläutert, die letztlich einen horizontalen Schnitt durch die Wände 10 einer hier als Einbuchtung 11 erkennbaren Garage zeigt. Ersichtlich können eine Vielzahl unterschiedlicher Reflexionszentren 12 unterschieden werden, so dass Strukturen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, insbesondere also auch Garagen, die einen Zielabstellplatz 13 zur Verfügung stellen, äußerst genau vermessen und mithin auch klassifiziert werden können.
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2 zeigt eine Garage 14 in einer schematischen Perspektivansicht nochmals genauer. Die hier gezeigte Garage ist zwischen fluchtenden Wänden 15 eingelassen. Der Boden der Garage 14 bildet den Zielabstellplatz 13. Die Wände 10 ergänzen sich mit der Decke 16 und dem Boden zu einem auf nur einer Seite öffenbaren Raum, der durch ein ebenso durch den Radarsensor detektierbares Garagentor 17 bei Bedarf geschlossen werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, das im Folgenden anhand des Ausführungsbeispiels der 4 näher erläutert werden soll, betrifft nun den Betrieb eines Parkassistenzsystems, welches zur teilweise und/oder vollständig automatischen Führung eines Kraftfahrzeugs auf einen Zielabstellplatz 13, mithin zur Durchführung automatischer Einparkvorgänge, ausgebildet ist. Hierzu muss zum einen der Zielparkplatz identifiziert werden, zum anderen müssen dessen Ausmaße und Umgebung identifiziert werden. Dies leistet das Verfahren auf der Grundlage von Radardaten von Radarsensoren 1, welche die Umgebung des Kraftfahrzeugs äußerst genau vermessen können und somit nicht nur in der Lage sind, durch Klassifizierung einer Struktur als Garage 14 den Zielabstellplatz 13 auszumachen, sondern auch dessen Eigenschaften zu ermitteln.
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In einem Schritt S1 wird das Parkassistenzsystem aktiviert und es werden Radardaten der Umgebung mit mehreren Radarsensoren 1, die im Kraftfahrzeug verbaut sind, aufgenommen. Nachdem vorliegend die Umgebung des Kraftfahrzeugs komplett, das bedeutet, in einem 360°-Winkelintervall, erfasst wird, ist es auch relevant, wie das Kraftfahrzeug zur Garage 14 orientiert ist, da diese in jedem Fall entsprechend erfasst werden kann.
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In einem Schritt S2 erfolgt eine Vorauswertung der Radardaten. Dabei werden nicht nur, wie grundsätzlich bereits bekannt, verschiedene Reflexionszentren 12 gleichen Objekten, beispielsweise einer Wand 10, zugeordnet, sondern es wird ein komplettes Umgebungsmodell aus den Radardaten erzeugt, in welchem mithin auch Strukturen ersichtlich sind, die einen Zielabstellplatz 13 definieren könnten.
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Diese Strukturen werden nun in einem Schritt S3 durch einen Klassifikator untersucht, um festzustellen, ob es sich um eine Garage 14 handelt. Hierzu werden bestimmte Eigenschaften der Struktur aus den Radardaten extrahiert, beispielsweise eine dreidimensionale Gesamtform, aus welchen Teilstrukturen die Struktur zusammengesetzt ist (Wände 10, Decke 16, Garagentor 17, ...), die Anordnung und/oder dreidimensionale Form dieser Teilstrukturen und/oder die Reflexionseigenschaften der Teilstrukturen beschreibende Radarparameter. Es sei angemerkt, dass beispielsweise auf dem Zielabstellplatz 13 innerhalb einer Struktur abgestellte Objekte vorab identifiziert werden können, beispielsweise durch einen weiteren Klassifikator, und der Untersuchung im Klassifikator entzogen werden können.
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Die aus den Radardaten ermittelten, die Struktur beschreibenden Informationen können allgemein als Strukturinformationen bezeichnet werden, die im Rahmen des Klassifikators mit einer entsprechenden, eine Referenzgarage beschreibenden Referenzstrukturinformation verglichen werden. Wenigstens teilweise können die Referenzstrukturinformationen, die sich auf die gleiche Referenzgarage beziehen, zu einem Referenzgaragenmodell zusammengefasst werden. Für derartige Referenzgaragenmodelle kann insgesamt ein Vergleichsergebnis ermittelt werden, wenn die Strukturinformationen mit den Referenzstrukturinformationen vergleichen werden. In jedem Fall werden die einzelnen Vergleichsergebnisse schließlich durch ein Entscheidungskriterium ausgewertet, das die letztendliche Entscheidung trifft, ob es sich bei der Struktur um eine Garage 14 handelt oder nicht.
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Trifft dies zu, wird mit einem Schritt S4 fortgefahren, nachdem der Zielabstellplatz 13 nun definiert und bekannt ist. In Schritt S4 wird die Garage 14 und ihr Umfeld insbesondere in Bezug auf den Zielabstellplatz 13 beschreibende Garageninformation aus den Radardaten ermittelt; es wird mit anderen Worten der Zielabstellplatz 13 und der zur Verfügung stehende Rangierraum vermessen. Dies ist aufgrund der vorliegenden hochaufgelösten Radardaten problemlos möglich, wobei selbstverständlich gegebenenfalls der Betrachtung entzogene Objekte, die den Rangierraum und den Freiraum auf dem Zielabstellplatz 13 einschränken, wieder mit berücksichtigt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn nicht genügend Freiraum auf dem Zielabstellplatz 13 existiert, um das Kraftfahrzeug dort abstellen zu können, auch ein Verfahrensabbruch unter entsprechender Hinweisgabe an den Fahrer erfolgen kann.
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Im Schritt S5 wird die Garageninformation dann genutzt, um den automatischen Einparkvorgang durchzuführen. Das bedeutet, unter Berücksichtigung der Garageninformation wird in der Bahnplanung eine Trajektorie ermittelt, welche dann durch entsprechende Quer- und/oder Längsführungseingriffe umgesetzt wird, bis das Kraftfahrzeug, wie grundsätzlich bekannt, auf dem Zielabstellplatz 13 abgestellt ist.
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5 zeigt schließlich eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 18. Dieses weist vorliegend acht Radarsensoren 1 auf, von denen jeweils drei in den vorderen und hinteren Stoßfängern 19, 20 verbaut sind. Zwei weitere Radarsensoren 1, die die seitliche Umgebung überwachen, sind in Türen 21 verbaut. Ersichtlich decken die Erfassungsbereiche 22 der als Weitwinkel-Radarsensoren ausgebildeten Radarsensoren 1 nicht nur die gesamte Umgebung in einen 360°-Radius ab, sondern haben auch überlappende Erfassungsbereiche 22, um eine gewisse Redundanz und/oder Plausibilisierung zu ermöglichen.
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Das Kraftfahrzeug 18 weist ferner ein Parkassistenzsystem 23 auf, dessen Betrieb durch ein Steuergerät 24 gesteuert wird, welches auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
