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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines semi-autonomen oder autonomen Einpark- oder Ausparkmanövers eines Kraftfahrzeugs.
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In Fahrerassistenzsystemen von Kraftfahrzeugen spielt die genaue Erfassung von dynamischen und statischen Objekten im Umfeld des Ego-Fahrzeugs eine wichtige Rolle. Fahrerassistenzsysteme sind so ausgebildet, dass eine dynamische und/oder eine statische Karte des Fahrzeugumfelds generiert werden kann. Durch das Fahrerassistenzsystem kann der Fahrer beim Fahren oder während eines Einpark- oder Ausparkmanövers unterstützt werden. In Abhängigkeit von erkannten Umfeldobjekten wird eine Bewertung der Verkehrssituation durchgeführt und bei einer drohenden Kollision kann eine Warnung für den Fahrer ausgelöst werden.
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Herkömmliche Fahrerassistenzsysteme, die semi-autonom oder autonom ein- oder ausparken können, basieren zumeist auf Ultraschallsensorik. Allerdings liefert die Ultraschalltechnologie bei der Erfassung von statischen und dynamischen Objekten, die sich in einem bestimmten Abstand vom Fahrzeug befinden, keine ausreichende Leistung. Dadurch ist es schwierig, einfache Parkfunktionen, beispielsweise das Fahren in eine oder aus einer Parklücke, um komplexere Funktionen zu erweitern. Ein wichtiger Aspekt insbesondere beim autonomen Parken ist die Erkennung von Garagen, das heißt, die Erkennung eines Garagentors. Mit den derzeit üblichen Technologien ist die Erkennung eines geschlossenen Garagentors oder generell die Erkennung des „Status” eines Garagentors sehr schwierig.
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Das Dokument
DE 10 2012 022 336 A1 schlägt ein Verfahren vor, bei dem die Position einer Garage oder einer Garageneinfahrt durch eine Bildaufnahme mittels einer Kamera erfasst wird, wobei die Bildaufnahme einer Mustererkennung unterzogen wird. Es handelt sich somit um eine optische Erfassung beziehungsweise eine auf Bildauswertung beruhende Umfelderfassung.
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In der
DE 10 2014 200 611 A1 wird ein Verfahren zum Durchführen eines autonomen Parkvorgangs eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei zwischen einem Mobilgerät eines sich innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs befindenden Bedieners und dem Fahrzeug eine Kommunikationsverbindung besteht, durch welche ein Befehl zur Aktivierung des autonomen Parkvorgangs des Fahrzeugs übertragen wird. Dabei werden vor Beginn des autonomen Parkvorgangs des Fahrzeugs charakteristische Umfeldinformationen der Zielposition über die Kommunikationsverbindung an das Fahrzeug gesendet. Durch einen Vergleich zwischen von einem Sensorsystem des Fahrzeugs erfassten Umfeldinformationen und den charakteristischen Umfeldinformationen kann eine Trajektorie für den autonomen Parkvorgang berechnet werden.
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Aus der
DE 10 2010 023 162 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs beim Einparken in eine Parklücke sowie ein zugehöriges Fahrerassistenzsystem bekannt. Die Umgebung wird mittels eines Ultraschallsensors erfasst, ergänzend oder alternativ auch mittels eines Radargeräts oder eines Lidargeräts. Zusätzlich können mittels einer Kamera Bilddaten erfasst werden.
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Aus
DE 10 2010 056 064 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung eines autonomen Einparkmanövers bekannt, bei dem mittels Videobildern das Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst und ein Garagentor in den Videobildern ermittelt wird. Durch Bildanalyse wird auch die Torbewegung erfasst. Bei offenem Tor fährt das Fahrzeug in die Garage ein, wenn ein Bedienelement im Fahrzeug betätigt oder ein Mobiltelefon seitens des Nutzers bedient wird.
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In
DE 10 2009 051 463 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung eines Ausparkvorgangs eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem der Ausparkvorgang unter anderem durch die Gabe von Handgesten seitens des Nutzers gesteuert werden kann. Die Gesten werden mittels einer fahrzeugseitigen Kamera erfasst und ausgewertet, wobei eine Steuerungseinrichtung den Vorgang in Abhängigkeit der erfassten Gesten steuert.
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Obwohl aus den genannten Druckschriften bereits einzelne Aspekte von Fahrerassistenzsystemen bekannt sind, die einzelne Schritte bei einem Parkmanöver erleichtern, ist es bisher nicht möglich, ein geöffnetes Garagentor zuverlässig zu erkennen, sodass anschließend ein autonomer oder semi-autonomer Parkvorgang ausgelöst werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, dass die Erkennung eines geöffneten Garagentors ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: Erfassen von Umfelddaten des Kraftfahrzeugs mittels Radarsensoren, Auswerten der Umfelddaten zum Erkennen eines sich bewegenden Objekts, Feststellen, ob ein erkanntes sich bewegendes Objekt ein Garagentor ist, Erfassen eines Öffnungsbereichs des Garagentors, und Durchfahren des geöffneten Garagentors und Durchführen des Einpark- oder Ausparkmanövers.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, dass Einpark- oder Ausparkmanöver mit größerer Genauigkeit semi-autonom oder autonom durchgeführt werden können, indem ein Garagentor mittels Radarsensoren erfasst wird. Wesentlich ist dabei, dass das Garagentor exakt erfasst werden kann, wenn es sich in Bewegung befindet, das heißt, wenn es geöffnet oder geschlossen wird. Insbesondere kann die Bewegung des Garagentors mittels der Radarsensoren detektiert werden, indem bewegte Reflexionspunkte detektiert werden. Da mittels der Radarsensoren auch andere sich bewegende Objekte erfasst werden, erfolgt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Auswertung der Umfelddaten dahingehend, dass festgestellt wird, ob ein erkanntes sich bewegendes Objekt ein Garagentor ist. Insbesondere kann festgestellt werden, ob das sich bewegende Objekt charakteristische Merkmale aufweist, beispielsweise eine bestimmte Breite, eine bestimmte Höhe, eine bestimmtes Verhältnis zwischen Höhe und Breite, eine bestimmte Fläche oder eine bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit beim Öffnen oder Schließen. Wenn ein sich bewegendes Objekt als Garagentor identifiziert worden ist, wird der Öffnungsbereich, d. h. die Größe der von dem Garagentor freigegebenen Öffnung, erfasst. Da das Garagentor während der Bewegung erfasst wird, verändert sich der erfasste Öffnungsbereich des Garagentors. In Abhängigkeit von der Richtung der Bewegung vergrößert oder verkleinert sich der Öffnungsbereich des Garagentors. Es versteht sich, dass ein Einparkvorgang und ein Einfahren in eine Garage nur dann möglich ist, wenn detektiert worden ist, dass sich das Garagentor öffnet. Im umgekehrten Fall, wenn ein schließendes Garagentor erfasst worden ist, kann dementsprechend kein Einpark- oder Ausparkmanöver durchgeführt werden.
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Wenn im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt worden ist, dass das sich bewegende Objekt ein Garagentor ist, das einen ausreichend großen Öffnungsbereich aufweist, kann dieses durchfahren werden und das Einpark- oder Ausparkmanöver durchgeführt werden. Dieses Fahrmanöver kann entweder semi-autonom oder autonom durchgeführt werden. Bei einem semi-autonomen Einpark- oder Ausparkmanöver kann beispielsweise der Fahrer das Durchfahren des geöffneten Garagentors auslösen, beispielsweise durch eine entsprechende Bedieneingabe an einem Smartphone oder mittels Sprachsteuerung oder eine festgelegte Bewegung, das heißt durch eine Geste.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass ein sich bewegendes Objekt durch eine Doppler-Auswertung der Umfelddaten erkannt wird. Durch Nutzung des Doppler-Effekts kann somit ein sich bewegendes Objekt von einem ortsfesten oder sich nicht bewegenden Objekt unterschieden werden. Derartige Verfahren sind an sich bekannt und beruhen auf einer Auswertung von Laufzeitunterschieden von Signalen, die zu einer Änderung der Wellenlänge und Frequenz führen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es besonders bevorzugt, dass mittels der Radarsensoren ein Elevationswinkel eines sich bewegenden Objekts oder wenigstens eines Punkts des sich bewegenden Objekts erfasst wird. Der Radarsensor oder vorzugsweise die mehreren Radarsensoren, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden, sind so ausgebildet, dass Bewegungen in vertikaler Richtung erfasst werden. Die Fähigkeit der Messung eines Elevationswinkels kann durch entsprechende Ausgestaltung einer Antenne des Radarsensors realisiert werden.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass Höhe und/oder Breite des Öffnungsbereichs des Garagentors erfasst werden. Vorzugsweise werden diese Parameter in Echtzeit erfasst, das heißt, während der Bewegung des Garagentors. Auf diese Weise ist es selbstverständlich auch möglich, die Bewegungsrichtung des Garagentors zu ermitteln, sodass ein sich schließendes Garagentor von einem sich öffnenden Garagentor unterschieden werden kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, dass das Durchfahren des Garagentors ausgelöst wird, wenn sich das Garagentor nicht mehr bewegt. Sobald das Garagentor zum Stillstand gekommen ist, kann das vorgesehene Einpark- oder Ausparkmanöver autonom ausgelöst werden. Alternativ kann das Durchfahren des Garagentors während eines semi-autonomen Betriebs selbstverständlich auch durch ein Bedienkommando des Benutzers ausgelöst werden. Um Unfälle oder Kollisionen zu vermeiden, wird während des Durchfahrens des Garagentors kontinuierlich oder in festgelegten Abständen dessen Position erfasst, wodurch eine gefährliche Situation vermieden werden kann. Eine derartige gefährliche Situation könnte ansonsten beispielsweise dann entstehen, wenn das geöffnete Garagentor von einem anderen Benutzer geschlossen wird.
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Eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Durchfahren des Garagentors ausgelöst wird, sobald der Öffnungsbereich des Garagentors eine ausreichende Höhe und oder Breite aufweist. Anhand des erfassten aktuellen Öffnungsbereichs und der bekannten Höhe des Ego-Fahrzeugs kann der Zeitpunkt ermittelt werden, ab dem das Fahrzeug ohne Gefährdung die Garageneinfahrt passieren kann. Es ist somit nicht erforderlich, ein vollständiges Öffnen des Garagentors abzuwarten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur bei sich in Vertikalrichtung bewegenden Garagentoren durchgeführt werden, dies ist ebenso bei einem sich horizontal bewegenden Garagentor möglich.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorsehen, dass das Durchfahren des Garagentors durch eine Gestensteuerung eines Benutzers ausgelöst wird. Es ist erforderlich, dass der Benutzer eine festgelegte Geste ausführt, die vom Fahrzeug erfasst wird, beispielsweise durch eine Kamera und eine sich daran anschließende Bildauswertung.
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Eine besonders hohe Genauigkeit lässt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielen, wenn das Feststellen des Öffnungsbereichs des Garagentors kontinuierlich oder in festgelegten Abständen erfolgt. Auf diese Weise kann das Passieren der Einfahrt der Garage zum frühestmöglichen Zeitpunkt erfolgen.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem, das zum Durchführen eines semi-autonomen oder autonomen Einpark- oder Ausparkmanövers ausgebildet ist und wenigstens einen Radarsensor und eine Steuerungseinrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem zeichnet sich dadurch aus, dass es zum Durchführen eines Verfahrens der beschriebenen Art ausgebildet ist.
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Vorzugsweise umfasst das Fahrerassistenzsystem mehrere Radarsensoren, beispielsweise können insgesamt acht Radarsensoren vorgesehen sein, wobei vier Radarsensoren im Bereich der Ecken angeordnet sind und weitere Sensoren an der Frontseite, der Heckseite sowie an der linken und der rechten Fahrzeugseite angeordnet sind.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass es ein Fahrerassistenzsystem der beschriebenen Art aufweist.
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Die im Zusammenhang mit dem Fahrerassistenzsystem erwähnte Steuerungseinrichtung ist mit den Radarsensoren verbunden und erfasst deren Signale. Die Steuerungseinrichtung ist zum Auswerten der von den Radarsensoren erfassten Umfelddaten ausgebildet, sodass ein sich bewegendes Objekt erkannt werden kann. Ferner stellt sie fest, ob ein erkanntes sich bewegendes Objekt ein Garagentor ist. Nachdem der Öffnungsbereich eines identifizierten Garagentors erfasst worden ist, löst die Steuerungseinrichtung das Durchfahren des geöffneten Garagentors aus, sodass das Einpark- oder Ausparkmanöver durchgeführt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs;
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2 das Fahrzeug von 1 vor einem Garagentor;
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3 eine ähnliche Ansicht wie 2 während des Öffnens des Garagentors;
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4 die Erfassung des sich öffnenden Garagentors; und
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5 das Garagentor während eines späteren Zeitpunkts der Öffnungsbewegung.
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1 ist eine Draufsicht eines Fahrzeugs 1, das insgesamt acht Radarsensoren 2 aufweist, die an der Front, am Heck, an beiden Seiten sowie an vier Ecken des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Gestrichelte Linien 3 geben dem Erfassungsbereich der Radarsensoren 2 an. Man erkennt, dass mittels der Radarsensoren 2 praktisch das gesamte Umfeld des Fahrzeugs 1 erfasst werden kann. Die einzelnen Radarsensoren 2 weisen Antennen auf, die in der Lage sind, einen Elevationswinkel eines sich bewegenden Objekts zu erfassen. Als Elevationswinkel wird der Winkel zwischen einer Bezugslinie oder einer Bezugsebene und dem sich bewegenden Objekt verstanden. Die Bezugsebene kann beispielsweise eine horizontale Ebene sein, in der sich der entsprechende Radarsensor 2 befindet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 4, die mit den einzelnen Radarsensoren 2 über einen nicht dargestellten Datenbus verbunden ist. In der Steuerungseinrichtung 4 erfolgt die Auswertung der von den Radarsensoren 2 erfassten Umfelddaten, um ein sich bewegendes Objekt zu erkennen. Im Anschluss daran wird seitens der Steuerungseinrichtung 4 festgestellt, ob es sich bei dem erfassten, sich bewegenden Objekt um ein Garagentor handelt oder nicht.
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Die wesentlichen Schritte des Verfahrens zum Durchführen eines semi-autonomen oder autonomen Einpark- oder Ausparkmanövers werden anhand der 2 bis 5 erläutert.
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In 2 befindet sich das Fahrzeug 1 vor einem Gebäude 5, das eine von einem Garagentor 6 verschlossene Garageneinfahrt 7 aufweist. Die Steuerungseinrichtung 4 bildet gemeinsam mit den mehreren Radarsensoren 2 ein Fahrerassistenzsystem, das ein semi-autonomes Einparken und Ausparken des Kraftfahrzeugs 1 ermöglicht.
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Nachdem ein Fahrer 8 – wie in 2 gezeigt – das Fahrzeug 1 verlassen hat, werden Umfelddaten mittels der Radarsensoren 2 erfasst. In der in 2 gezeigten Situation ist das Garagentor 6 geschlossen, daher werden statische Reflexionen erfasst. Da keine Relativgeschwindigkeit vorhanden ist, wenn an unterschiedlichen Zeitpunkten erfasste Umfelddaten miteinander verglichen werden, kann daraus geschlossen werden, dass sich das Garagentor 6 momentan nicht bewegt.
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3 zeigt das vor dem Gebäude 5 stehende Fahrzeug 1, nachdem der Fahrer 8 einen Öffnungsmechanismus der Garagentors 6 betätigt hat. Das Garagentor 6 bewegt sich dementsprechend in Richtung eines Pfeils 9 nach oben, wodurch die Garageneinfahrt 7 geöffnet wird.
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4 ist eine ähnliche Ansicht wie 3 und zeigt wie das sich bewegende Garagentor 6 mittels der Radarsensoren 2 erfasst werden kann. Wie bereits erwähnt, sind die Radarsensoren 2 so ausgebildet, dass sie bestimmte, sich bewegende Reflexionspunkte erfassen und verfolgen können. Dabei wird von dem dabei auftretenden Doppler-Effekt Gebrauch gemacht. Durch die Bewegung des Garagentors 6 weist ein Reflexionspunkt in den Umfelddaten, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst worden sind, eine Relativgeschwindigkeit auf, die anhand der Doppler-Verschiebung bestimmbar ist. Die Radarsensoren 2 sind in der Lage die Elevation der Reflexionspunkte, das heißt deren Winkel zu einer Bezugsfläche, zu erfassen. Zusätzlich können mittels der Radarsensoren 2 der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Garagentor 6 und der Winkel gemessen werden, dadurch können alle Bereiche des Garagentors 6 und der Garageneinfahrt 7 erfasst werden. Insbesondere kann die Breite der Garageneinfahrt 7 vermessen und die Einfahrmöglichkeit im Hinblick auf die Breite, Höhe und Tiefe der Garageneinfahrt 7 bewertet werden.
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5 ist eine ähnliche Darstellung wie 3 und zeigt das Garagentor 6 zu einem späteren Zeitpunkt, während der Öffnungsbewegung. In 5 erkennt man, das die von dem nach oben bewegten Garagentor 6 freigegebene Öffnung bereits so groß ist, dass das Fahrzeug 1 durch die Garageneinfahrt 7 in die Garage einfahren kann.
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In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Einparkmanöver semi-automatisch. Der Fahrer 8 führt dazu eine manuelle Geste aus, die von einer in dem Fahrzeug 1 integrierten Kamera (nicht gezeigt) erfasst wird. Daraufhin wird das Einparkmanöver ausgelöst und das Fahrzeug 1 fährt in das Gebäude 5 ein bis zu einem freien Parkplatz.
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Es versteht sich, dass analog auch das Ausparken und Herausfahren aus einer Garage, aus einer Tiefgarage, aus einem Parkhaus oder aus einem durch ein Tor verschlossenen Parkplatz und dergleichen erfolgen kann. In diesem Fall befindet sich das Fahrzeug 1 bei geschlossenem Garagentor 6 im Inneren, sobald eine Öffnungsbewegung des Garagentors 6 mittels der Radarsensoren 2 in der beschriebenen Art erfasst worden ist, führt das Fahrzeug 1 das Ausparkmanöver durch.
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Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein autonomes Einparkmanöver vorgesehen. Sobald die Steuerungseinrichtung 4 festgestellt hat, dass der von dem geöffneten oder sich öffnenden Garagentor 6 freigegebene Bereich ausreichend groß ist, löst die Steuerungseinrichtung 4 selbsttätig das Einparkmanöver aus, sodass das Fahrzeug 1 durch die Garageneinfahrt 7 in das Gebäude 5 einfährt.
