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Die Erfindung betrifft ein Valet-Parking System zum automatischen Verbringen von Fahrzeugen zu einem dem jeweiligen Fahrzeug zugewiesenen Parkplatz innerhalb eines vorgegebenen Parkraums.
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Unter einem Valet-Parking Verfahren bzw. einem Valet-Parking System soll hierbei insbesondere ein Verfahren oder System verstanden werden, bei dem ein Fahrer eines Fahrzeugs, dieses an einer vorbestimmten Abgabestelle abgeben kann, woraufhin das Fahrzeug – automatisiert oder durch Service-Personal geparkt wird und auf Wunsch oder Termin dem Fahrer wieder zur Verfügung gestellt wird. Die vorliegende Erfindung befasst sich speziell mit einem Valet-Parking Verfahren und einem Valet-Parking System, bei dem Fahrzeuge durch ein automatisches System geparkt werden. Die Fahrzeuge bewegen sich dabei autonom, also ohne Zutun eines menschlichen Fahrers zu einem zugewiesenen Parkplatz und wieder zurück zu einer Abholposition.
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Stand der Technik
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Valet Parking Systeme sind vollautomatische Fahrerassistenzsysteme für Parkieranlagen, die es zumeist über die Kommunikation mit einer zentralen Steuerungseinheit, z.B. einem Parkplatzmanagement-System (Server), ermöglichen, ein Fahrzeug ohne die Einwirkung eines Fahrers von einem Einfahrbereich einer Parkieranlage zu einer Parkfläche zu fahren, um das Fahrzeug dort dauerhaft abzustellen. Der Vorteil von Valet Parking Systemen liegt darin, dass im Gegensatz zu automatischen Parkieranlagen mit Fördersystemen bestehende Anlagen nicht weiter ausgerüstet werden müssen, um dem Fahrer den gesteigerten Komfort zu ermöglichen, ihn von der Parkplatzsuche zu befreien.
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Weiterhin bekannt sind Systeme, die es dem Fahrer erlauben, sein Fahrzeug über Distanz zu rufen, so dass es vollautomatisch zu einem Abholbereich zurückkehrt, wo es vom Fahrer in Empfang genommen werden kann.
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Die
DE 10 2012 021 282 A1 , beschreibt ein Verfahren zur Koordination des Betriebs von vollautomatisiert fahrenden Kraftfahrzeugen. Dabei wird eine Trajektorie für jedes Kraftfahrzeug aus Egoinformationen und Umgebungsinformationen des Kraftfahrzeuges ermittelt. Im Folgenden wird ermittelt, ob mindestens eine Koordinationsbedingung vorliegt. Eine Koordinationsbedingung liegt beispielsweise bei einer auftretenden Engstelle vor. Es werden Trajektoriendaten über eine Kommunikationsverbindung zwischen den Kraftfahrzeugen ausgetauscht. Es folgt eine Prüfung der Trajektoriendaten der Kraftfahrzeuge auf Konflikte, die aufgrund einer räumlichen und zeitlichen Überlappung der Trajektorien von mindestens zwei der Kraftfahrzeuge und/oder Nichterreichen der Zielposition mindestens eines der Kraftfahrzeuge vorliegen. Falls ein Konflikt vorliegt, erfolgt eine Anpassung der Trajektorie mindestens eines der an dem Konflikt beteiligten Kraftfahrzeuge.
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Weiterhin sind Ausprägungen von Valet-Parking Systemen bekannt, die wesentliche Aufgaben der Umfelderfassung in die Parkhausinfrastruktur verlagern und hierüber eine „Fernsteuerung“ eines Fahrzeuges umsetzen, indem die Trajektorie von der Start- zur Zielposition von der zentralen Steuerungseinheit berechnet und dem Fahrzeug übertragen wird. Das Fahrzeug fährt im Anschluss diese Trajektorie unter Kontrolle der zentralen Steuerungseinheit ab, wobei der Fortschritt mittels der Lokalisierung durch die infrastrukturgebundenen Umfeldsensoren und ggf. vorhandener Odometrie verfolgt wird.
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So beschreibt die
DE 10 2012 222 562 A1 , beschreibt ein System für bewirtschaftete Parkflächen zur Überführung eines Fahrzeugs von einer Startposition in eine Zielposition. Dieses umfasst eine ortsfest angeordnete zentrale Recheneinheit zur Berechnung einer Bewegungsbahn, entlang der sich das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit autonom von der Startposition in die Zielposition bewegt. Es umfasst weiter eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Bewegungsbahn an das Fahrzeug. Die zentrale Recheneinheit ist ausgebildet, Geschwindigkeitssteuersignale zu generieren und an die Übertragungseinrichtung zur Übertragung an das Fahrzeug zu übergeben, sodass sich das Fahrzeug mit unterschiedlichen von Null verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten, gesteuert durch die Geschwindigkeitssteuersignale, entlang der Bewegungsbahn bewegen kann. Ferner umfasst das System ortsfest angebrachte Umfeldsensoren, die an der Parkfläche angeordnet sind und mit der zentralen Recheneinheit verbunden sind.
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Die
DE 10 2012 016 800 A1 , beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrzeugposition eines zu lokalisierenden Fahrzeugs innerhalb eines vorgegebenen Fahrbereichs in einer kartierten Umgebung, wobei die Fahrzeugposition durch eine Auswertung von Positionsdaten mindestens einer vorbestimmten Komponente des Fahrzeugs bestimmt wird und die Positionsdaten durch eine Vielzahl von innerhalb der kartierten Umgebung fest angeordneten Positionserfassungssensoren bereitgestellt werden. Dadurch ist beispielsweise pilotiertes Fahren in einem Parkhaus möglich. Dabei ist eine Vielzahl von Positionserfassungssensoren in dem Parkhaus so platziert, dass sich der Sichtbereich, also der Bereich, den jeder einzelne der Vielzahl von Umfeldsensoren abdecken bzw. überwachen kann, von wenigstens zwei der Umfeldsensoren in einem vorbestimmten Bereich überschneidet.
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Die vorliegende Erfindung zielt auf Automatische Valet-Parking Systeme mit infrastrukturgebundener Umfeldsensorik ab, wobei die zugehörigen Umfeldsensoren dafür eingesetzt werden, die innerhalb eines vorgegebenen Parkraums, der von dem Valet-Parking System bewirtschaftet wird, autonom fahrenden Fahrzeuge, zu lokalisieren und deren Positionen insbesondere mit einer vorhandenen digitalen Karte zu synchronisieren. Bei derartigen Systemen ist es aus wirtschaftlicher Sicht von Bedeutung, die Anzahl der Umfeldsensoren zu minimieren, um eine kostengünstige Systemumsetzung zu ermöglichen. Damit ist jedoch unter Umständen nicht mehr gewährleistet, dass die Fahrzeuge stets in der erforderlichen Genauigkeit lokalisiert werden können. Es besteht die Gefahr, dass höhere Abweichungen beim Abfahren der jeweiligen Trajektorie entstehen können, da insbesondere in Bereichen, die mit einer reduzierten Genauigkeit durch die Umfeldsensoren erfasst werden, auf eine Wegbestimmung mittels Odometrie zurückgegriffen werden muss, um das Fahrzeug zu lokalisieren. Unter Odometrie wird im Allgemeinen eine Methode der Schätzung von Position und Orientierung eines mobilen Systems anhand der Daten seines Vortriebsystems verstanden. Durch Räder angetriebene Systeme, wie Automobile, benutzen dafür z.B. die Anzahl der Radumdrehungen oder ESP-Signale. Derartige Odometrieverfahren besitzen üblicherweise die Eigenschaft, dass für bestimmte Fahrmanöver Fehler eingegangen werden, die sich über den Verlauf der Odometrie-gestützten Fahrt akkumulieren. So ist es beispielsweise nicht einfach zugänglich, Änderungen der Radumfänge infolge geänderter Reifenprofile bzw. des Reifendrucks zu berücksichtigen oder Schräglaufwinkel infolge von Querbeschleunigungen zu berücksichtigen.
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Innerhalb von Bereichen, in denen die Lokalisierung wegen geringerer Abdeckung der von dem Fahrzeug befahrenen Bereiche durch die Umfeldsensoren oder wegen höherer Messfehler, die z.B. durch einen hohen Abstand des Fahrzeugs zum Umfeldsensor, oder durch Verdeckung des Erfassungsbereichs durch parkende Fahrzeuge verursacht werden können, nicht mit ausreichender Genauigkeit durchgeführt werden kann, wird die Fahrzeugodometrie eingebunden, um Bewegungen des Fahrzeuges innerhalb des Parkraums, z.B. auf einer digitalen Karte zu verfolgen. Da die Odometrie wie oben beschrieben mit Messfehlern behaftet ist, die zu einem Drift-Effekt bei der erwarteten Fahrzeugposition führen, können insbesondere enge Durchfahrten eines Parkhauses nur noch mit hohem Kollisionsrisiko befahren werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, ein Verfahren zur Berechnen von Sensorpositionen für ortsfeste Umfeldsensoren in einem Parkraum anzugeben, so dass durch Odometrie-Fehler verursachte Risiken einer Kollision vermieden werden. Dies wird durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 erreicht. Die Erfindung hat weiterhin die Aufgabe ein Valet-Parking System anzugeben, das ortsfest verbaute Umfeldsensoren umfasst, deren Positionen innerhalb eines vorgegebenen Parkraums gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren berechnet wurden. Die Erfindung hat weiterhin die Aufgabe einen Parkraum mit einem entsprechenden Valet-Parking System anzugeben.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Berechnen von Sensorpositionen für ortsfeste Umfeldsensoren in einem Parkraum vorgeschlagen, die zur Positionsbestimmung von einem sich autonom in dem Parkraum bewegendes Fahrzeug genutzt werden. Dabei wird zunächst eine Karte des Parkraumes mit möglichen, insbesondere typischen, Bewegungspfaden von Fahrzeugen überlagert. Unter Verwendung eines Odometrie-Fehlermodelles und der Bewegungspfade wird ausgehend von einer vorgewählten Position, insbesondere einer Übergabezone, ermittelt, wir groß ein Fehler bei einer Positionsbestimmung des Fahrzeuges mittels einer Odometrie bei einer von der vorgewählten Position ausgehenden Bewegung entlang der Bewegungspfade ist. Überschreitet der Fehler einen gegebenen Schwellenwert, so wird in diesem Bereich eine Position für einen Umfeldsensor vorgesehen. Das Verfahren wird bevorzugt erneut durchlaufen, wobei eine verbesserte Positionsbestimmung des Fahrzeuges durch bereits in einem vorausgegangenen Durchlauf des Verfahrens gesetzte Umfeldsensoren berücksichtigt wird. Bei den Umfeldsensoren handelt es sich um Umfeldsensoren, die zur Lokalisierung eines Fahrzeugs geeignet sind, wie beispielsweise Videosensoren, Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder Infrarotsensoren.
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Es wird also ein Verfahren zum Berechnen von Sensorpositionen für ortsfeste Umfeldsensoren einem Parkraum, insbesondere Umfeldsensoren eines Parkplatzüberwachungssystems, vorgeschlagen, wobei die Umfeldsensoren zur Positionsbestimmung von Fahrzeugen genutzt werden, das die folgenden Schritte umfasst:
- a. Überlagern einer Karte des Parkraums mit möglichen, insbesondere typischen, Bewegungspfaden von Fahrzeugen,
- b. Bestimmung eines ortsabhängigen Fehlers der Positionsbestimmung eines Fahrzeugs mittels eines Odometrie-Fehlermodells und mittels der Bewegungspfade, ausgehend von einer vorgewählten Startposition,
- c. in Bereichen, in denen der Fehler der Positionsbestimmung einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, Vorsehen einer Sensorposition.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, dass die Umfeldsensoren an denjenigen Stellen eines Parkraums, wie beispielsweise eines Parkhauses, verbaut werden, für die hohe Drifts der Odometrie, also große Abweichungen der tatsächlichen Fahrzeugposition von der mittels Odometrie berechneten Fahrzeugposition, zu erwarten sind. Derartige Abweichungen können insbesondere an denjenigen Stellen auftreten, an denen das Fahrzeug Trajektorien mit starken Krümmungen bei geringen Geschwindigkeiten abzufahren hat.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, bei einer gegebenen Geometrie des Parkraums die Position der Umfeldsensoren derart auszulegen, dass die erforderliche Genauigkeit bei der Fahrzeuglokalisierung z.B. bei automatischen Valet-Parking Systemen, mit einer minimalen Anzahl an Umfeldsensoren erzielt werden kann. Damit können vorteilhaft Aufwand und Kosten bei der Auslegung eines automatischen Valet-Parking Systems für einen vorgegebenen Parkraum optimiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das Verfahren iterativ durchgeführt wird, wobei bei jedem erneuten Durchgang eine verbesserte Positionsbestimmung des Fahrzeugs durch Umfeldsensoren an den bereits bestimmten Sensorpositionen berücksichtigt wird. Durch wiederholtes Durchführen des Verfahrens unter Berücksichtigung der bei jedem Durchgang neu und/oder zusätzlich bestimmten Sensorpositionen wird eine verbesserte Genauigkeit der Positionsbestimmung der Umfeldsensoren erreicht, wodurch wiederrum eine verbesserte Genauigkeit der Fahrzeuglokalisierung erzielt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist mindestens ein Umfeldsensor des Parkplatzüberwachungssystems als bildgebendes System, wie beispielsweise als 2D-Videokamerasystem oder als 3D-Videokamerasystem ausgebildet, das insbesondere eine Objekterkennungsfunktion und/oder eine Objektverfolgungsfunktion implementiert. In einer alternativen Ausprägung können die Objekterkennungsfunktion und/oder die Objektverfolgungsfunktion auch auf einer zentralen Steuerungseinheit, die beispielsweise Teil eines Valet-Parking Systems ist, umgesetzt sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt Karte des Parkraums in digitaler Form als 2D-Karte oder als 3D-Karte vor. Bevorzugt umfasst die digitale Karte des Parkraums Information über Begrenzungsmauern, Wände, Pfosten, Fahrwege, vorgeschriebene Fahrtrichtungen in bestimmten Bereichen und Parkflächen. Bei einem Parkraum, der nur auf einer Ebene ausgebildet ist, ist eine zweidimensionale (2D-)Karte meist ausreichend. Handelt es sich bei dem Parkraum beispielsweise um ein Parkhaus oder eine Tiefgarage mit mehreren Ebenen, so enthält die digitale Karte vorteilhafterweise dreidimensionale Informationen. Dazu kann insbesondere auch die Information darüber gehören, an welchen Stellen sich Rampen, die den Übergang zwischen benachbarten Ebenen bilden, befinden. Zusätzlich können Informationen über die Steigung und/oder Länge und/oder Breite der Rampen enthalten sein.
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In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Fall, dass der Parkraum eine oder mehrere Rampen aufweist, im Bereich der Rampen zusätzliche Umfeldsensoren vorgesehen werden. Damit wird in vorteilhafter Weise berücksichtigt, dass das Auffahren von Rampen nur erschwert durch die Odometrie abgebildet werden kann und Sensorinformationen aus dem Fahrzeug, wie z.B. die Beschleunigung auf der z-Achse für die Odometrie genutzt werden müssen. Daraus ergeben sich zusätzliche Ungenauigkeiten in der Positionsbestimmung des Fahrzeugs. Um diese zusätzlichen Ungenauigkeit auszugleichen, sind an Rampensituationen zusätzliche Umfeldsensoren zu verbauen.
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Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Odometrie-Fehlermodell abhängig von einem Fahrzeugtyp gewählt ist. Es ist somit möglich, das Verfahren mehrmals mit unterschiedlichen Odometrie-Fehlermodellen für unterschiedliche, insbesondere häufig auftretende, Fahrzeugtypen durchzuführen und somit eine noch genauere Verteilung der Sensorpositionen zu erreichen.
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Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die vorgewählte Startposition des Fahrzeugs ein vorbestimmte Anfangsunsicherheit angenommen wird, die bei der Bestimmung des ortsabhängigen Fehlers der Positionsbestimmung des Fahrzeugs berücksichtigt wird.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Valet-Parking System zum automatischen Verbringen eines Fahrzeugs von einer Übergabezone zu einem zugewiesenen Stellplatz innerhalb eines vorgegebenen Parkraums und zum automatischen Ausparken und Verbringen des Fahrzeugs zu einer Abholzone vorgeschlagen. Das Valet-Parking System umfasst eine zentrale Steuerungseinheit, beispielsweise einen Server, sowie ein Parkplatzüberwachungssystem mit mindestens einem ortsfest angeordneten Umfeldsensor, einer sogenannten infrastrukturgebundenen Sensoreinheit. Die zentrale Steuerungseinheit kann Daten der Umfeldsensoren empfangen und verarbeiten, um daraus Informationen über die aktuell innerhalb des Parkraums autonom bewegten Fahrzeuge zu erhalten. Ferner ist die zentrale Steuerungseinheit bevorzugt ausgebildet, die Stellplätze des Parkraums zu verwalten und an ankommende Fahrzeuge zuzuteilen, sowie einen Abholvorgang auf Wunsch eines Fahrers oder nach anderen Kriterien, wie z.B, ein vorher festgelegter Abholtermin, ein bestimmtes Ereignis, oder dem Fahrplan eines öffentlichen Verkehrsmittels, zu initiieren.
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Autonom bzw. automatisch im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere, dass das Fahrzeug selbstständig, also ohne einen Eingriff eines Fahrers, navigiert. Das Fahrzeug fährt also selbstständig entlang einer Trajektorie, ohne dass ein Fahrer hierfür das Fahrzeug steuern müsste. Ein Führen umfasst insbesondere eine Quer- und/oder eine Längsführung des Fahrzeugs. Beim autonomen Fahren oder Navigieren muss der Fahrer also selbst nicht im Fahrzeug sein.
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Das Parkplatzüberwachungssystem ist ausgebildet, die innerhalb des vorgegebenen Parkraums fahrenden Fahrzeuge zu lokalisieren und Informationen über die aktuelle Fahrzeugposition an die zentrale Steuerungseinheit zu übermitteln. Dazu weisen die zentrale Steuerungseinheit und das Fahrzeug jeweils insbesondere eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle auf. Die zentrale Steuerungseinheit ist ausgebildet, Informationen an das Fahrzeug zu übermitteln, beispielsweise über eine drahtlose Datenverbindung, so dass das Fahrzeug autonom entlang einer auf den Informationen basierenden Trajektorie innerhalb des Parkraums geführt werden kann, beispielsweise von der Übergabezone zu dem zugewiesenen Stellplatz oder von dem Stellplatz zu der Abholzone. Bevorzugt kann die Trajektorie von der zentralen Steuerungseinheit berechnet und an das Fahrzeug übertragen werden.
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Erfindungsgemäß ist das Valet-Parking System derart ausgebildet, dass die Positionen der Umfeldsensoren innerhalb des vorgegebenen Parkraums nach dem oben beschriebenen Verfahren berechnet sind.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung werden zusätzlich Umgebungsinformationen durch Umfelderfassungssensoren an dem Fahrzeug erfasst, und von dem Fahrzeug, beispielsweise drahtlos, an die zentrale Steuerungseinheit gesendet. Diese zusätzlichen Umgebungsinformationen können insbesondere bei der Anpassung der Trajektorie zur Vermeidung von Kollisionen in Überschneidungsbereichen berücksichtigt werden.
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In einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die zentrale Steuerungseinheit eine Speichereinheit auf, auf der eine 2D- oder 3D-Karte des vorgegebenen Parkraums digital gespeichert ist. Diese digitale Karte umfasst Informationen über Begrenzungen, verfügbare und belegte Parkflächen, befahrbare Fahrstreifen, Verkehrsregeln und aktuelle Positionen von Fahrzeugen. Die Karte wird bevorzugt laufend durch mittels durch die infrastrukturgebundenen Umfeldsensoren erfasste Informationen und gegebenenfalls durch von Umfeldsensoren an den Fahrzeugen erfasste Informationen aktualisiert.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Parkraum vorgeschlagen, der ein wie zuvor beschrieben ausgebildetes Valet-Parking System umfasst. Ein Parkraum im Sinne der Erfindung kann jeder Raum sein, der zum Abstellen von Fahrzeugen geeignet ist. Der Parkraum kann beispielsweise eine Parkfläche im Freien oder innerhalb eines Gebäudes mit einer Mehrzahl von ausgewiesenen Parkplätzen sein, oder ein Parkhaus mit mehreren Ebenen oder eine Anlage mit einer Mehrzahl von Einzelgaragen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur zum automatischen Verbringen eines Fahrzeugs von einer Übergabezone zu einem zugewiesenen Stellplatz innerhalb eines vorgegebenen Parkraums und zum automatischen Ausparken und Verbringen des Fahrzeugs zu einer Abholzone vorgeschlagen, wobei die innerhalb des vorgegebenen Parkraums fahrenden Fahrzeuge mittels eines Parkplatzüberwachungssystem mit mindestens einem ortsfest angeordneten Umfeldsensor lokalisiert und Informationen über die aktuelle Fahrzeugposition an eine zentrale Steuerungseinheit übermittelt werden. Die zentrale Steuerungseinheit übermittelt Informationen an das Fahrzeug, so dass das Fahrzeug autonom entlang einer auf den Informationen basierenden Trajektorie innerhalb des Parkraums geführt werden kann. Erfindungsgemäß sind die Positionen der ortsfesten Umfeldsensoren innerhalb des vorgegebenen Parkraums nach dem oben beschriebenen Verfahren berechnet.
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Die Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik die Vorteile dass, die Anzahl der infrastrukturgebundener Umfeldsensoren gering gehalten werden kann, womit Systemkosten eingespart werden können, das Kollisionsrisiko für sich innerhalb eines Parkraums autonom bewegende Fahrzeuge deutlich reduziert wird, wodurch z.B. mehrere Fahrzeuge zeitglich innerhalb des Parkraums bewegt werden können, und die Effizienz des erfindungsgemäßen Valet-Parking Systems gegenüber dem Stand der Technik verbessert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einer Karte eines Parkraums mit mehreren möglichen Bewegungspfaden eines Fahrzeugs.
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2 zeigt den Kartenausschnitt aus 1 ergänzt durch Sensorpositionen, die gemäß der Erfindung bestimmt wurden.
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3 zeigt schematisch einen Parkraum mit einem Valet-Parking System gemäß der Erfindung.
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4 stellt das erfindungsgemäße Verfahren zum Berechnen von Sensorpositionen für ortsfeste Umfeldsensoren in einem Parkraum schematisch anhand eines Flussdiagramms dar.
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Ausführungen der Erfindung
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In 1 ist ein Ausschnitt einer digitalen Karte eines Parkraums 20 mit einer Vielzahl von Stellplätzen 23, 24 in einer schematischen Ansicht dargestellt. Es handelt sich in diesem Beispiel um einen Ausschnitt einer Ebene eines mehrstöckigen Parkhauses. Eine Rampe 60 ist vorgesehen, die zur nächsthöheren Ebene führt.
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Die digitale Karte enthält Informationen über Begrenzungsmauern des Parkraums 20, sowie über Stellplätze 23, 24, nicht befahrbare Bereiche, wie beispielsweise einen Fußweg 21, sowie eine Übergabezone 18 von der aus ein Fahrzeug 10 üblicherweise autonom einen Parkvorgang in einen der Stellplätze 23, 24 startet.
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in dem gezeigten Beispiel ist eine erste Sensorposition eines Umfeldsensors 30 initial vorgegeben. Der Umfeldsensor 30 ist im Bereich der Übergabezone 18 angeordnet und dient dazu, die Startposition des Fahrzeugs 10 zu bestimmen. Um weitere Sensorpositionen zu bestimmen, werden nun verschiedene mögliche Bewegungspfade 42, 44, 46, 48 des Fahrzeugs 10 der Karte überlagert. Bei den Bewegungspfaden 42, 44, 46, 48 handelt sich bevorzugt um typische Bewegungspfade, also Bewegungspfade, die das Fahrzeug mit hoher Wahrscheinlichkeit abfahren wird. Dies sind beispielsweise Bewegungspfade 42, 44, 46 von der Übergabezone 18 zu einem Stellplatz 24 oder ein Bewegungspfad 48, der beim Ausparken aus einen Stellplatz 24 von dem Fahrzeug 10 abgefahren wird und der einen Rückwärtszug umfasst. In der 1 sind lediglich vier mögliche Bewegungspfade 42, 44, 46, 48 beispielhaft dargestellt. Zur Erhöhung der Genauigkeit des Verfahrens können wesentlich mehr als vier Bewegungspfade berücksichtigt werden.
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Mittels eine Odometrie-Fehlermodells und abhängig von einer vorgegebenen Anfangsgenauigkeit der Startposition des Fahrzeugs 10, wird die erwartete Abweichung der Fahrzeugposition von der gewünschten Position auf dem jeweiligen Bewegungspfad 42, 44, 46, 48 berechnet. Diese ortsabhängige Abweichung ist in der 1 durch die schraffierten Bereiche um den jeweiligen Bewegungspfad 42, 44, 46, 48 angedeutet. Die Berechnung der Abweichung berücksichtigt die jeweilige Krümmung des Bewegungspfad 42, 44, 46, 48, sowie die erwartete Geschwindigkeit des Fahrzeugs an jedem Punkt des Bewegungspfads 42, 44, 46, 48. Wenn die Abweichung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wie beispielsweise am Punkt 46a des Bewegungspfades 46, so wird erfindungsgemäß im Bereich des Punktes 46a eine Sensorposition 31 auf der Karte vorgesehen.
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Der vorgegebene Schwellenwert kann beispielsweise abhängig von den Gegebenheiten des Parkraums 20 gewählt werden. So können bei engen Durchfahrten kleinere Schwellenwerte vorgesehen sein. Ebenfalls kann die Größe der Parkplätze 23, 24, die vorgesehene Fahrgeschwindigkeit und/oder ein bestimmter Mindestabstand zu Parkraumbegrenzungen oder geparkten Fahrzeugen berücksichtigt werden.
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In Bereichen, in denen die Fahrbahn geneigt ist, wie z.B. im Fall einer Rampe 60, die verschiedene Ebenen des Parkraums 20 miteinander verbindet, wird bevorzugt immer mindestens eine Sensorposition 31 vorgesehen, da das Auffahren auf Rampen nur erschwert durch die Odometrie abgebildet werden kann.
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2 stellt nun den der 1 entsprechenden Ausschnitt des Parkraums 20 dar, wobei Umfeldsensoren 30 entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren positioniert wurden. Ein Fahrzeug 10 kann sich autonom von der Übergabezone 19 entlang einer Trajektorie 40 zu einem zugewiesenen Parkplatz 24 bewegen. Abweichungen von der Soll-Trajektorie 40, die sich durch Odometriefehler des Fahrzeugs 10 ergeben, werden durch die Umfeldsensoren 30 erkannt. Entsprechende Informationen werden an eine zentrale Steuerungseinheit 15 des Parkraums 20 übermittelt und können von dort verarbeitet werden. Entsprechende Korrekturanweisungen werden an das autonom fahrende Fahrzeug 10, beispielsweise drahtlos, übermittelt und die Trajektorie kann entsprechend korrigiert werden. Damit wird sichergestellt, dass das Fahrzeug 10 kollisionsfrei den Stellplatz 24 erreicht.
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In 3 stellt ein Valet-Parking System gemäß der Erfindung schematisch dar. Es ist eine Ebene eines Parkraums 20 dargestellt.
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Der Parkraum 20 umfasst eine Übergabezone 18, an der ein Fahrzeug 10 an den Betreiber des Parkraums 20 übergeben werden kann. Dazu fährt der Fahrer des Fahrzeugs 10 sein Fahrzeug 10 in die Übergabezone 18, verlässt sein Fahrzeug 10 und übergibt sein Fahrzeug 10 an den Betreiber des Parkraums 20.
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Zur Überwachung des Fahrzeugs 10 während es sich innerhalb des Parkraums 20 bewegt, ist dem Parkraum 20 ein Parkplatzüberwachungssystem zugeordnet, das eine Mehrzahl von als Kameras ausgebildete Umfeldsensoren 30 umfasst. Die innerhalb des Parkraums ortsfest verbauten Umfeldsensoren 30, z.B. 360° Video-Kameras umfassen eine Objekterkennung und -tracking Funktionalität. In einer alternativen Ausprägung kann das Objekttracking auch auf einer zentralen Steuerungseinheit 15 umgesetzt sein. Die Positionen der Umfeldsensoren 30 entsprechen den Positionen gemäß 2 und wurden gemäß der Erfindung durch das im Zusammenhang mit den 1 und 4 beschriebene Verfahren bestimmt.
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Nach der Übergabe des Fahrzeugs 10 an den Parkplatzbetreiber wird dem Fahrzeug 10 durch eine zentrale Steuerungseinheit 15 aus den möglichen freien Stellplätzen 23 ein freier Stellplatz 24 als Parkposition zugewiesen. Bereits belegte Stellplätze sind in der 1 mit dem Bezugszeichen 22 gekennzeichnet.
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Nach Zuweisung der Parkposition wird das Fahrzeug 10 auf den als zugewiesenen freien Stellplatz 24 bewegt. Das Fahrzeug 10 ist eingerichtet, ein Fahrmanöver autonom mithilfe eines Parkassistenzsystems auszuführen. Der zentralen Steuerungseinheit 15 wird Zugriff auf das Parkassistenzsystem gewährt, so dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des Parkraums 20 autonom bewegen kann und selbstständig die Parkposition 24 ansteuert. Erfindungsgemäß werden von der zentralen Steuerungseinheit 15 entsprechende Informationen an das Fahrzeug 10 übermittelt, so dass das Fahrzeug 10 autonom entlang einer auf den Informationen basierenden Trajektorie 40 innerhalb des Parkraums 20 geführt werden kann.
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Die von den Umfeldsensoren 30 aufgenommenen Umfelddaten werden an die zentralen Steuerungseinheit 15 übermittelt. Je nach Ausführungsvariante kann dies über Kabelverbindungen oder auch drahtlos geschehen. Die zentrale Steuerungseinheit 15 umfasst eine Speichereinheit 17 auf der die digitale Karte des Parkraums 20 abgelegt und, wobei fortlaufend Informationen, beispielsweise über die aktuelle Belegung der Stellplätze 23, 24 und/oder die aktuellen Positionen von sich innerhalb des Parkraums 20 autonom bewegenden Fahrzeugen 10 der digitalen Karte überlagert werden. Die Zuweisung der Stellplätze sowie die Berechnung einer Trajektorie für die Fahrzeuge erfolgt auf Basis der aktuellen Karte durch die zentrale Steuerungseinheit 15.
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Möchte der Fahrer sein Fahrzeug 10 wieder abholen, wird dem Parkassistenzsystem des Fahrzeugs 10 von der zentralen Steuerungseinheit 15 der Wunsch des Fahrers übermittelt. Dabei können auch Informationen übertragen werden, beispielsweise die Position der gewünschten Abholzone 19. Das Fahrzeug steuert daraufhin die Abholzone 19 selbstständig an, wobei es sich entlang einer Trajektorie 40 bewegt. In der gezeigten beispielhaften Ausführung stimmen die Übergabezone 18 und die Abholzone 19 überein. Alternativ können beispielsweise räumlich getrennte Übergabezonen und Abholzonen vorgesehen sein.
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4 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Berechnen von Sensorpositionen 31 für ortsfeste Umfeldsensoren 30 in einem Parkraum 20 als Flussdiagramm. In einem ersten Schritt 100 wird eine digitale Karte des Parkraums 20 mit möglichen, insbesondere typischen, Bewegungspfaden 42, 44, 46, 48 von Fahrzeugen 10 überlagert. In einem zweiten Schritt 200 wird für jeden Bewegungspfad ein ortsabhängiger Fehler der Positionsbestimmung des Fahrzeugs 10 mittels eines Odometrie-Fehlermodells und mittels der Bewegungspfade 42, 44, 46, 48, ausgehend von einer vorgewählten Startposition 18, 24 berechnet. In einem dritten Schritt 300 wird in denjenigen Bereichen der Karte, in denen der Fehler der Positionsbestimmung einen gegebenen Schwellenwert überschreitet, eine Sensorposition 31 vorgesehen.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012021282 A1 [0005]
- DE 102012222562 A1 [0007]
- DE 102012016800 A1 [0008]
