DE102015221237A1

DE102015221237A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015221237A1
Application number: DE102015221237.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Nordbruch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2035-10-31
Also published as: DE102015221237B4; FR3043237A1; FR3043237B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt, umfassend die folgenden Schritte: – Messen eines jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs, – Bestimmen einer Position innerhalb der digitalen Karte, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht, und – Lokalisieren des Kraftfahrzeugs innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung, ein Kraftfahrzeug sowie ein Computerprogramm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug sowie ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Im Rahmen eines automatischen Parkvorgangs fährt ein Kraftfahrzeug automatisch innerhalb eines Parkplatzes und stellt sich automatisch auf einer Parkposition ab. Nach Ende einer Parkdauer fährt das Kraftfahrzeug automatisch zu einer Abholposition des Parkplatzes, an welcher das Kraftfahrzeug von einer Person abgeholt werden kann.
Im Rahmen des automatischen Parkvorgangs, der auch als ein AVP-Vorgang bezeichnet werden kann (AVP steht für "Automated Valet Parking" und kann mit automatischer Parkvorgang übersetzt werden), fährt das Kraftfahrzeug autonom oder wird ferngesteuert.
Sowohl bei einem autonomen Fahren als auch bei einem ferngesteuerten Führen des Kraftfahrzeugs ist es notwendig, dass das Kraftfahrzeug innerhalb des Parkplatzes lokalisiert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein effizientes Konzept zum effizienten Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs anzugeben.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt, bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:

– Messen eines jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs,
– Bestimmen einer Position innerhalb der digitalen Karte, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht, und
– Lokalisieren des Kraftfahrzeugs innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position.

Nach einem anderen Aspekt wird eine Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt, bereitgestellt, umfassend:

– eine Abstandsmesseinrichtung zum Messen eines jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs,
– eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Position innerhalb der digitalen Karte, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht, und
– eine Lokalisierungseinrichtung zum Lokalisieren des Kraftfahrzeugs innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches die Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes umfasst, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes umfasst, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, eine Abstandsmessung für sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindende Objekte relativ zum Kraftfahrzeug durchzuführen. Es wird dann in der digitalen Karte nach einer Position gesucht, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld dieser Position innerhalb der digitalen Karte dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen entspricht. Dies im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung. Sofern dann eine solche Position bestimmt werden konnte, wird das Kraftfahrzeug innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position lokalisiert. Zum Beispiel wird das Kraftfahrzeug an der bestimmten Position lokalisiert.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das Kraftfahrzeug effizient innerhalb des Parkplatzes lokalisiert werden kann.
Dadurch, dass die digitale Karte einen Maßstab angibt, ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht, einen Abstand zwischen zwei Positionen innerhalb der digitalen Karte zu ermitteln oder zu berechnen, also zum Beispiel einen Abstand von einer Position zu einer anderen Position, an welcher ein Objekt ist. Aufgrund des Vorsehens oder der Angabe des Maßstabs ist es also in vorteilhafter Weise ermöglicht, jeweilige Abstände von einem oder von mehreren Objekten zu einer Position innerhalb der digitalen Karte zu ermitteln oder zu berechnen.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der jeweilige Abstand relativ zu einer oder mehrerer der folgenden Außenseiten des Kraftfahrzeugs gemessen wird: Backbordseite, Steuerbordseite, Bugseite, Heckseite.
Die Begriffe „Backbordseite, Steuerbordseite, Bugseite, Heckseite“ werden üblicherweise im Zusammenhang mit Wasserfahrzeugen verwendet. Doch sollen diese Begriffe auch im Rahmen dieser Beschreibung für Kraftfahrzeuge gelten.
So bezeichnet die Backbordseite die linke Seite des Kraftfahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Backbord ist also links bezogen auf die Fahrtrichtung.
So bezeichnet die Steuerbord die rechte Seite des Kraftfahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Steuerbord ist also rechts bezogen auf die Fahrtrichtung.
So bezeichnet die Bugseite die vordere Seite des Kraftfahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Der Bug ist also das vordere Ende des Kraftfahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung. Am Bug ist also zum Beispiel das Abblendlicht des Kraftfahrzeugs angeordnet.
So bezeichnet die Heckseite die hintere Seite des Kraftfahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Das Heck ist also das hintere Ende des Kraftfahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung. Am Heck sind also zum Beispiel die Bremsleuchten des Kraftfahrzeugs angeordnet.
Die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs die Richtung, in der sich das Kraftfahrzeug wie konstruktiv vorgesehen hauptsächlich bewegt. Entgegen die Fahrtrichtung fährt das Kraftfahrzeug, wenn es mit eingelegtem Rückwärtsgang fährt.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass der jeweilige Abstand effizient gemessen werden kann. Dies deshalb, da eine Außenseite des Kraftfahrzeugs einfach und effizient als Bezugsort oder Bezugspunkt für eine Abstandsmessung zu einem Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der jeweilige Abstand ausschließlich zu einer einzigen der Außenseiten des Kraftfahrzeugs gemessen wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ausschließlich der jeweilige Abstand relativ zu der Backbord- und Steuerbordseite gemessen wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der jeweilige Abstand ausschließlich relativ zu der Bugseite und relativ zu der Heckseite gemessen wird.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ausschließlich ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs gemessen wird, das respektive die der entsprechenden Außenseite gegenüber liegt respektive gegenüber liegen.
Das heißt also, dass zum Beispiel eine Abstandsmessung nur zu den Objekten durchgeführt wird, die sich Backbord respektive Steuerbord respektive heckseitig respektive bugseitig bezogen auf das Fahrzeug befinden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abstandmessung in Normalenrichtung relativ zu der oder den mehreren Außenseiten durchgeführt wird. Das heißt, dass nur nach Objekten gesucht wird, die sich in Normalenrichtung relativ zur entsprechenden Außenseite befinden, wobei dann, wenn ein entsprechendes Objekt gefunden wird, der entsprechende Abstand gemessen wird. Die Normalenrichtung bezeichnet eine Richtung senkrecht von der Außenseite und weg von der Außenseite.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich oder anstelle zur Abstandsmessung in Normalenrichtung eine Abstandsmessung in einer Richtung weg vom Kraftfahrzeug durchgeführt wird, die von der Normalenrichtung verschieden ist. Es wird somit eine Abstandsmessung für Objekte durchgeführt, die sich bezogen auf die Außenseite nicht senkrecht, sondern schräg vom Fahrzeug weg befinden. Diese Objekte liegen also unter einem Winkel zur entsprechenden Außenseite, der verschieden von 90° Grad ist.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs eine Änderung eines gemessenen Abstands gemessen wird, wobei das Bestimmen der Position basierend auf der gemessenen Änderung durchgeführt wird. Dies basierend auf einer momentanen Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, was nachfolgend weiter erläutert wird. Die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit wird nach einer Ausführungsform gemessen. Dadurch ist diese bekannt. In der Bewegung des Kraftfahrzeugs werden mehrere Abstandsmessungen durchgeführt, so dass eine Änderung eines einmal gemessenen Abstands möglich ist und durchgeführt wird. Über die bekannte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und die Änderung des Abstands kann dann somit in vorteilhafter Weise eine Analyse der Lokalisierung (Bestimmen der Position) durchgeführt werden.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Position effizient bestimmt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Messen des jeweiligen Abstands dann durchgeführt wird, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem vorbestimmten Teilbereich des Parkplatzes befindet, in welchem sich ein oder mehrere Objekte befinden, die jeweils einen Eignungswert für eine Eignung für eine Abstandsmessung aufweisen, der größer oder größer gleich einem vorbestimmten Eignungswert ist.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das Messen effizient durchgeführt werden kann. Denn in der Regel eignet sich nicht jedes Objekt gleich gut für eine Abstandsmessung. So wird sich bei einer geradlinigen Bewegung des Kraftfahrzeugs innerhalb des Parkplatzes ein seitlicher Abstand zu einer Wand bei dieser Bewegung nicht ändern. In der digitalen Karte ist zwar eine solche Wand eingezeichnet. Da aber der Abstand zu der Wand bei der geradlinigen Bewegung sich nicht ändern wird, kann allein auf dieser Messung nicht bestimmt werden, wo sich das Fahrzeug längs der Wand befindet.
Hingegen bewirkt eine vorstehende Säule bezogen auf die Wand eine Abstandsverkürzung zum Fahrzeug, die prägnant und signifikant ist. Diese Abstandsverkürzung kann dann in vorteilhafter Weise effizient und einfach in der digitalen Karte wiedergefunden werden.
Ein Eignungswert charakterisiert also insbesondere eine Eignung für ein Objekt bezüglich einer Abstandsmessung. Je höher der Eignungswert, desto geeigneter ist das Objekt für die Abstandsmessung. Dadurch, dass für Abstandsmessungen Objekte mit einem Eignungswert verwendet werden, der größer oder größer gleich einem vorbestimmten Eignungswert ist, kann eine effiziente Abstandsmessung bewirkt werden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das eine oder die mehreren Objekte umfassend den jeweiligen Eignungswert jeweils ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Objekten sind: Säule, Treppenaufgang, Vorsprung, Schranke, Rampe, Wand, Bürgersteig, Fußweg, Schaltschrank, zum Beispiel elektrischer Schaltschrank für eine Elektrik des Parkplatzes, Geländer, Automat, zum Beispiel Kassenautomat.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug basierend auf Odometriedaten, die auf einer Bewegung des Kraftfahrzeugs basieren, innerhalb der digitalen Karte lokalisiert wird, um zu bestimmen, wenn sich das Kraftfahrzeug in den vorbestimmten Teilbereich bewegt.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass effizient bestimmt werden kann, wenn sich das Kraftfahrzeug in den vorbestimmten Teilbereich bewegt. Sofern sich das Kraftfahrzeug in den vorbestimmten Teilbereich bewegt, ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Messen des jeweiligen Abstands durchgeführt wird.
Das heißt also, dass sich das Kraftfahrzeug zum Beispiel außerhalb des vorbestimmten Teilbereichs basierend auf Odometriedaten lokalisiert. Sofern es sich dann in den vorbestimmten Teilbereich bewegt, lokalisiert es sich basierend auf einer oder mehreren Abstandsmessungen zu den Objekten, die sich im vorbestimmten Teilbereich befinden, wobei dann diese Lokalisierung mit der Lokalisierung, die auf den Odometriedaten basiert, abgeglichen werden kann respektive wird.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das Kraftfahrzeug effizient innerhalb des Parkplatzes lokalisiert werden kann.
Fahrzeuge im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Kraftfahrzeuge.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs ausgebildet oder eingerichtet ist, das Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs aus- oder durchzuführen.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug eingerichtet oder ausgebildet ist, das Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs aus- oder durchzuführen.
Nach einer Ausführungsform wird das Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs mittels der Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs aus- oder durchgeführt.
Nach einer Ausführungsform wird das Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs mittels des Kraftfahrzeugs ausgeführt oder durchgeführt.
Technische Funktionalitäten der Vorrichtung ergeben sich analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Verfahrens und umgekehrt. Ausführungen, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemacht sind, gelten analog für das Verfahren und umgekehrt.
Das heißt also, dass nach einer Ausführungsform vorgesehen ist, dass die Abstandsmessung ausgebildet ist, den jeweiligen Abstand relativ zu einer der mehreren der folgenden Außenseiten des Kraftfahrzeugs zu messen: Backbordseite, Steuerbordseite, Bugseite, Heckseite.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abstandsmesseinrichtung ausgebildet ist, bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs eine Änderung eines gemessenen Abstands zu messen, wobei die Bestimmungseinrichtung ausgebildet ist, das Bestimmen der Position basierend auf der gemessenen Änderung durchzuführen.
Nach In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Abstandsmesseinrichtung ausgebildet ist, das Messen des jeweiligen Abstands dann durchzuführen, wenn sich das Kraftfahrzeug in einem vorbestimmten Teilbereich des Parkplatzes befindet, in welchem sich ein oder mehrere Objekte befinden, die jeweils einen Eignungswert für eine Eignung für eine Abstandsmessung aufweisen, der größer oder gleich einem vorbestimmten Eignungswert ist.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Lokalisierungseinrichtung ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug basierend auf Odometriedaten, die auf einer Bewegung des Kraftfahrzeugs basieren, innerhalb der digitalen Karte zu lokalisieren.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bestimmungseinrichtung ausgebildet ist, zu bestimmen, wenn sich das Kraftfahrzeug in den vorbestimmten Teilbereich bewegt.
Nach einer Ausführungsform umfasst die Abstandsmesseinrichtung eine Umfeldsensorik.
Eine Umfeldsensorik umfasst einen oder mehrere Umfeldsensoren. Ein Umfeldsensor ist zum Beispiel einer der folgenden Umfeldsensoren: Radarsensor, Lidarsensor, Videosensor, Lasersensor, Ultraschallsensor und Magnetsensor.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels des oder der Umfeldsensoren der Umfeldsensorik eine sensorische Erfassung des Umfelds des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Basierend auf der sensorischen Erfassung werden Umfeldsensordaten ermittelt. Basierend auf den ermittelten Umfeldsensordaten wird der jeweilige Abstand bestimmt. Das heißt also, dass die Abstandsmessung nach einer Ausführungsform eine entsprechende Umfelderfassung, wie vorstehend beschrieben, sowie eine entsprechende Auswertung der Umfeldsensordaten umfasst.
Nach einer Ausführungsform umfassen die Objekte des Parkplatzes, die von der digitalen Karte angegeben sind, folgende Objekte: Säule, Treppenaufgang, Vorsprung, Schranke, Rampe.
Die Formulierung "respektive" umfasst insbesondere die Formulierung "und/oder".
Ein Parkplatz im Sinne der vorliegenden Erfindung dient als Abstellfläche für Kraftfahrzeuge. Der Parkplatz bildet somit insbesondere eine zusammenhängende Fläche, die mehrere Stellplätze (bei einem Parkplatz auf privatem Grund) oder Parkstände (bei einem Parkplatz auf öffentlichem Grund) aufweist. Die Parkstände oder Stellplätze sind also Parkpositionen, in welchen Kraftfahrzeuge parken können. Der Parkplatz ist nach einer Ausführungsform als ein Parkhaus gebildet. Der Parkplatz ist nach einer weiteren Ausführungsform als eine Parkgarage ausgebildet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs,
2 eine Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs,
3 ein Kraftfahrzeug,
4 ein Kraftfahrzeug, welches innerhalb eines Parkplatzes fährt,
5 ein Ergebnis einer Abstandsmessung des Kraftfahrzeugs der 4 bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs innerhalb des Parkplatzes bezogen auf die Steuerbordseite des Kraftfahrzeugs,
6 ein Ergebnis einer Abstandsmessung des Kraftfahrzeugs der 4 bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs innerhalb des Parkplatzes bezogen auf die Backbordseite des Kraftfahrzeugs und
7 die in den 5 und 6 gezeigten Abstände in aufsummierter vereinfacht graphisch dargestellter Form.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Messen 101 eines jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs,
– Bestimmen 103 einer Position innerhalb der digitalen Karte, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht, und
– Lokalisieren 105 des Kraftfahrzeugs innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position.

2 zeigt eine Vorrichtung 201 zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt.
Die Vorrichtung 201 umfasst:

– eine Abstandsmesseinrichtung 203 zum Messen eines jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs,
– eine Bestimmungseinrichtung 205 zum Bestimmen einer Position innerhalb der digitalen Karte, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht, und
– eine Lokalisierungseinrichtung 207 zum Lokalisieren des Kraftfahrzeugs innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position.

3 zeigt ein Kraftfahrzeug 301.
Das Kraftfahrzeug 301 umfasst die Vorrichtung 201 der 2.
Das Kraftfahrzeug 301 ist nach einer Ausführungsform ausgebildet, das Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs aus- oder durchzuführen.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug eine Umfeldsensorik, die einen oder mehrere Umfeldsensoren umfasst. Zum Beispiel ist respektive sind ein oder mehrere Umfeldsensoren am Bug respektive an der Steuerbordseite respektive am Heck respektive an der Backbordseite des Kraftfahrzeugs 301 angeordnet. Somit kann also das Kraftfahrzeug 301 in Heckrichtung respektive Bugrichtung respektive Steuerbordrichtung respektive Backbordrichtung Objekte erfassen und basierend auf dieser Erfassung einen Abstand zu diesen Objekten bestimmen.
So ist es zum Beispiel mittels eines Radarsensors respektive Ultraschallsensors respektive Lasersensors respektive Lidarsensors ermöglicht und nach einer Ausführungsform so vorgesehen, eine Laufzeitmessung der mittels der entsprechenden Umfeldsensoren ausgesendeten Signale durchzuführen. Diese Signale sind zum Beispiel für einen Ultraschallsensor Ultraschallsignale oder Ultraschallwellen. Ein Radarsensor sendet Radarsignale oder Radarwellen aus. Basierend auf der Laufzeitmessung kann so effizient ein Abstand zum Objekt bestimmt werden.
Sofern ein Videosensor verwendet wird, ist es in vorteilhafter Weise ermöglicht und nach einer Ausführungsform auch so vorgesehen, dass basierend auf dem oder den mittels des Videosensors aufgenommenen Bildern eine Bildanalyse durchgeführt wird, um einen Abstand zum Objekt zu bestimmen. Eine Abstandsbestimmung basierend auf aufgenommenen Bildern ist als solche dem Fachmann bekannt und muss daher an dieser Stelle nicht im Detail beschrieben werden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur eine Abstandsmessung für Objekte durchgeführt wird, die sich an Steuerbord respektive an Backbord respektive heckseitig respektive bugseitig vom Kraftfahrzeug befinden. Somit kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise ein für die Abstandsmessung benötigter Rechenaufwand effizient reduziert werden.
4 zeigt in schematisch vereinfacht dargestellter Form einen Parkplatz 401 in einer Draufsicht von oben. Der Parkplatz 401 umfasst eine Fahrgasse 403. Quer zur Fahrgasse 403 sind mehrere Parkflächen oder Parkpositionen 405 vorgesehen, auf welchen Fahrzeuge parken können.
Vereinfacht dargestellt ist das Kraftfahrzeug 301, welches entlang oder auf der Fahrgasse 403 fährt. Dies ist symbolisch mittels eines Pfeils mit dem Bezugszeichen 409 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 301 umfasst zwar die Vorrichtung 201 der 2, was aber der Übersicht halber nicht dargestellt ist.
Der Parkplatz 401 umfasst mehrere Infrastrukturelemente, die als Objekte bezeichnet werden können. So umfasst der Parkplatz zum Beispiel mehrere Säulen 411, die entlang der Fahrgasse 403 gebildet sind. Diese Säulen 411 sind schematisch vereinfacht in Form eines Vierecks dargestellt.
Ferner umfasst der Parkplatz 401 Treppenaufgänge 413, die in vereinfachter Form in Form eines Vierecks dargestellt sind. Die Säulen 411 und die Treppenaufgänge 413 bilden Objekte, die im Vergleich zu sich gegenüberliegenden und sich seitlich von der Fahrgasse 403 befindenden Parkplatzwänden 415 hervorspringen. Die Treppen 413 und die Säulen 411 können somit als vorspringende Objekte oder Vorsprünge bezeichnet werden.
Wenn das Kraftfahrzeug 301 entlang der Fahrgasse 403 an den Parkpositionen 405 und somit auch den vorspringenden Objekten 411, 413 vorbeifährt, misst es einen seitlichen (also backbordseitig und steuerbordseitig) Abstand relativ zu sich selbst zu den entsprechenden Objekten. So wird das Kraftfahrzeug 301 am Anfang seiner Fahrt einen Abstand zu den Wänden 415 bestimmen oder messen. Dieser gemessene seitliche Abstand, also nach Steuerbord und nach Backbord, wird sich erst dann ändern, wenn das Kraftfahrzeug 301 an den Säulen 411 und an den Treppenaufgängen 413 vorbeifährt. Ein Umfeld um diese hervorspringenden Objekte 411, 413 bildet somit einen vorbestimmten Teilbereich des Parkplatzes 401, welcher Objekte umfasst, die sich für eine Abstandsmessung besonders eignen, also einen entsprechenden Eignungswert aufweisen.
Bei seiner Fahrt entlang der Gasse 403 wird das Kraftfahrzeug 301 einen Abstand zwischen sich und einer quer zur Fahrgasse 403 verlaufenden Wand 417 messen, die sich am Ende der Fahrgasse 403 befindet.
Das heißt also, dass mehrere Abstände zu einzelnen Objekten, die sich innerhalb des Parkplatzes befinden, gemessen wurden. Es ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einer digitalen Karte des Parkplatzes 401, die Positionen von Objekten, die sich innerhalb des Parkplatzes 401 befinden, sowie einen Maßstab angeben, eine Position gesucht wird, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht.
Das heißt also, dass die digitale Karte insbesondere die Positionen der Säulen 411 und der Treppenaufgänge 413 angibt. Somit kann also effizient das Kraftfahrzeug 301 innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position lokalisiert werden.
5 zeigt ein Ergebnis einer Abstandsmessung des Kraftfahrzeugs 301 bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 301 innerhalb des Parkplatzes 401 bezogen auf die Steuerbordseite des Kraftfahrzeugs 301.
Es sind mehrere Striche 501 eingezeichnet, die eine unterschiedliche Länge aufweisen, was einem unterschiedlich gemessenen Abstand entspricht, je nachdem, ob das Kraftfahrzeug 301 an einer Säule 411, am Treppenaufgang 413 oder nur an der Wand 415 entlanggefahren ist.
6 zeigt ein Ergebnis einer Abstandsmessung des Kraftfahrzeugs 301 bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 301 innerhalb des Parkplatzes 401 bezogen auf die Backbordseite des Kraftfahrzeugs.
Analog zu 5 zeigt das Bezugszeichen 601 auf Striche unterschiedlicher Länge, die somit unterschiedlichen gemessenen Abständen entsprechen, je nachdem, ob das Kraftfahrzeug 301 an einer Säule 411, am Treppenaufgang 413 oder nur an der Wand 415 entlanggefahren ist.
7 zeigt die in den 5 und 6 gezeigten Abstände in aufsummierter vereinfacht graphisch dargestellter Form: Die aufsummierten Abstände 701, also die Abstände 501 und 601 in aufsummierter Form.
Die Abstände zu den beiden Seiten (links, rechts) ergeben in der Summe, sofern der Parkplatz nicht völlig symmetrisch bezogen auf eine bezogen auf die Papierebene von unten nach oben verlaufende Achse ist, eine einzigartige Position im Raum, also innerhalb des Parkplatzes, oder zumindest die Information, dass sich das Kraftfahrzeug innerhalb eines bestimmten Bereichs befindet.
Zusammenfassend stellt die Erfindung insbesondere ein effizientes technisches Konzept bereit, welches es erlaubt, ein Kraftfahrzeug effizient innerhalb eines Parkplatzes zu lokalisieren. Dies insbesondere dann, wenn das Kraftfahrzeug einen automatischen Parkvorgang durchführt.
Das heißt, dass nach einer Ausführungsform vorgesehen ist, dass das Konzept bei einem automatischen Parkvorgang durchgeführt wird. Das heißt, dass das Kraftfahrzeug nach einer Ausführungsform autonom fährt oder ferngesteuert geführt wird, wobei sich das Kraftfahrzeug basierend auf dem erfindungsgemäßen Konzept lokalisiert.
Der erfindungsgemäße Grundgedanke ist insbesondere darin zu sehen, dass das Kraftfahrzeug Umfeldsensoren aufweist, welche eine Abstandsmessung ermöglichen. Diese Umfeldsensoren sind insbesondere nach vorne (bugseitig), nach hinten (heckseitig) und zu den Seiten (backbordseitig und steuerbordseitig) am Kraftfahrzeug angeordnet. Solche Umfeldsensoren sind zum Beispiel Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Lidarsensoren, Lasersensoren und Videosensoren, insbesondere Videosensoren einer Videokamera.
Ferner steht ein Wissen für das Umfeld (zum Beispiel Parkplatzwände, Parkplatzsäulen, Treppenaufgänge) zur Verfügung. Dies mittels einer digitalen Karte oder eines digitalen Bauplans des Parkplatzes, wobei die Karte respektive der Bauplan einen Maßstab angibt.
Der erfindungsgemäße Grundgedanke ist nun insbesondere darin zu sehen, dass mit den Umfeldsensoren Abstände gemessen werden, insbesondere zu allen Seiten des Kraftfahrzeugs, und dass die gemessenen Abstände mit der digitalen Karte abgeglichen werden. Das heißt also, dass in der digitalen Karte der Punkt oder Ort oder die Position gesucht wird, bei dem respektive der die Abstände vom Kraftfahrzeug zu den Objekten, also zu den Wänden, Säulen, Treppenaufgängen mit den gemessenen Abständen übereinstimmen. Dies im Rahmen einer Fehlergenauig- oder Messgenauigkeit der Abstandsmessung.
Das in den 5 bis 7 dargestellte Konzept der linken und rechten und aufsummierten Quermessungen ist analog übertragbar auf eine vertikale Messung, also auf eine bugseitige Abstandsmessung zu Objekten, die sich vor dem Kraftfahrzeug 301 befinden, also zum Beispiel eine Abstandsmessung zur Wand 417, die sich bugseitig vom Kraftfahrzeug 301 und quer zu den Wänden 415 befindet. Bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs 301 innerhalb des Parkplatzes 401 entlang der Fahrgasse 403 nimmt dann natürlich ein Abstand zu einer heckseitigen Wand 419, die der Wand 417 gegenüberliegt, zu. Das heißt also, wenn das Kraftfahrzeug 301 bezogen auf die Papierebene nach oben fährt, nimmt der Abstand zur Wand 417 ab und der Abstand zur Wand 419 nimmt zu.
Durch die Veränderung und einen Vergleich mit Abständen in der digitalen Karte lässt sich in vorteilhafter Weise die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 301 finden.
Die Abstandsmessung respektive die entsprechende Analyse, also das Bestimmen und das Lokalisieren, wird nach einer Ausführungsform immer dann durchgeführt, wenn sich das Kraftfahrzeug in der Nähe einer charakteristischen Stelle befindet. Eine charakteristische Stelle ist ein vorbestimmter Teilbereich, wie er vorstehend beschrieben wurde. Beispiele für solche charakteristischen Stellen sind zum Beispiel die Säulen 411 respektive die Treppenaufgänge 413. Der Vorteil hierin ist insbesondere darin zu sehen, dass sich die gemessenen Abstände zu den Wänden 415 entlang der Parkpositionen 405 in der Regel nicht ändern werden respektive dass sich gegebenenfalls auf den Parkpositionen 405 Kraftfahrzeuge befinden können. Das heißt also, dass dann ein Abstand zu einem solch geparkten Kraftfahrzeug gemessen würde, der so nicht in der digitalen Karte wiedergefunden werden könnte.
Zwischen diesen charakteristischen Stellen ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug basierend auf Odometriedaten navigiert. Eine Synchronisierung oder Abgleich der Lokalisierung erfolgt dann vorzugsweise an den charakteristischen Stellen. Grundlage ist hier insbesondere, dass das Kraftfahrzeug zu Beginn seiner Fahrt einmal seine momentane Position bestimmt hat. Das Kraftfahrzeug weiß also, wo genau es losgefahren ist, zum Beispiel wird die Position bestimmt, wenn das Kraftfahrzeug in den Parkplatz hineinfährt. Denn eine Einfahrt des Parkplatzes ist eine bekannte und leicht zu lokalisierende Position innerhalb der digitalen Karte. Die weiteren Positionsbestimmungen basierend auf Odometriedaten werden dann ausgehen von der einmal bestimmten Position durchgeführt. Des Weiteren ist ein Abgleich mit der digitalen Karte und basierend auf einer Vorbeifahrt an den charakteristischen Stellen oder Orten oder Positionen vorgesehen, um die momentane Trajektorie des Kraftfahrzeugs abzugleichen.
Das heißt, ein Mal ist es hilfreich und sinnvoll, wenn die Position des Kraftfahrzeugs unabhängig von einer Abstandsmessung bestimmt wird. Eine leicht zu identifizierende Position des Kraftfahrzeugs ist zum Beispiel bei einer Einfahrt des Parkplatzes gegeben oder bei einem Start eines automatischen Parkvorgangs.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur nach Steuerbord respektive nach Backbord Abstandsmessungen durchgeführt werden respektive nur nach vorne, also bugseitig, oder nach hinten, heckseitig. Insbesondere ist eine Messung nur nach Backbord bei einem Rechtsfahrgebot sinnvoll. Respektive ist eine Messung nur nach Steuerbord bei einem Linksfahrgebot besonders sinnvoll.
Messungen nur nach Steuerbord bei einem Linksfahrgebot respektive Messungen nur nach Backbord bei einem Rechtsfahrgebot weisen insbesondere den technischen Vorteil auf, dass kein entgegenkommendes Kraftfahrzeug in einen Messbereich hineinfährt und die Abstandsmessung stört, was gegebenenfalls zu Falschmessungen führen könnte.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden auch schräge Abstandsmessungen mit verschiedenen Winkeln zusätzlich oder anstelle der Abstandsmessungen in Normalenrichtung bezogen auf eine Außenseite des Kraftfahrzeugs durchgeführt.
Nach einer Ausführungsform wird die Lokalisierung des Kraftfahrzeugs allein basierend auf dem erfindungsgemäßen Konzept durchgeführt. In einer weiteren Ausführungsform wird das Lokalisieren mittels weiterer Lokalisierungskonzepte oder Lokalisierungsverfahren ergänzt. Zum Beispiel umfasst ein weiteres Lokalisierungskonzept, dass eine Parkplatzinfrastruktur über Videokameras das Kraftfahrzeug erfasst und basierend auf dieser Erfassung das Kraftfahrzeug lokalisiert. Insbesondere können fahrzeuginterne Lokalisierungssysteme in weiteren Lokalisierungskonzepten vorgesehen sein, zum Beispiel kann sich das Kraftfahrzeug über fahrzeuginterne Kameras lokalisieren. Auch Kombinationen der vorstehend ausgeführten Lokalisierungskonzepte sind vorgesehen.

Claims

Verfahren zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes (401) befindenden Kraftfahrzeugs (301) unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes (401), welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes (401) befindenden Objekten und einen Maßstab angibt, umfassend die folgenden Schritte: – Messen (101) eines jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug (301) und einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs (301), – Bestimmen (103) einer Position innerhalb der digitalen Karte, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht, und – Lokalisieren (105) des Kraftfahrzeugs (301) innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der jeweilige Abstand relativ zu einer oder mehrerer der folgenden Außenseiten des Kraftfahrzeugs (301) gemessen wird: Backbordseite, Steuerbordseite, Bugseite, Heckseite.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs (301) eine Änderung eines gemessenen Abstands gemessen wird, wobei das Bestimmen der Position basierend auf der gemessenen Änderung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Messen des jeweiligen Abstands dann durchgeführt wird, wenn sich das Kraftfahrzeug (301) in einem vorbestimmten Teilbereich des Parkplatzes (401) befindet, in welchem sich ein oder mehrere Objekte befinden, die jeweils einen Eignungswert für eine Eignung für eine Abstandsmessung aufweisen, der größer oder größer gleich einem vorbestimmten Eignungswert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das eine oder die mehreren Objekte umfassend den jeweiligen Eignungswert jeweils ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Objekten sind: Säule, Treppenaufgang, Vorsprung, Schranke, Rampe, Wand, Bürgersteig, Fußweg, Schaltschrank, zum Beispiel elektrischer Schaltschrank für eine Elektrik des Parkplatzes, Geländer, Automat, zum Beispiel Kassenautomat.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Kraftfahrzeug (301) basierend auf Odometriedaten, die auf einer Bewegung des Kraftfahrzeugs (301) basieren, innerhalb der digitalen Karte lokalisiert wird, um zu bestimmen, wenn sich das Kraftfahrzeug (301) in den vorbestimmten Teilbereich bewegt.
Vorrichtung (201) zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes (401) befindenden Kraftfahrzeugs (301) unter Verwendung einer digitalen Karte des Parkplatzes (401), welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes (401) befindenden Objekten und einen Maßstab angibt, umfassend: – eine Abstandsmesseinrichtung (203) zum Messen eines jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug (301) und einem oder mehreren Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs (301), – eine Bestimmungseinrichtung (205) zum Bestimmen einer Position innerhalb der digitalen Karte, an welcher ein jeweiliger Abstand zu einem oder mehreren Objekten im Umfeld der Position dem oder den jeweiligen gemessenen Abständen im Rahmen einer Messgenauigkeit der Abstandsmessung entspricht, und – eine Lokalisierungseinrichtung (207) zum Lokalisieren des Kraftfahrzeugs (301) innerhalb der digitalen Karte basierend auf der bestimmten Position.
Kraftfahrzeug (301), umfassend die Vorrichtung (201) nach Anspruch 7.
Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.