DE102016123391A1

DE102016123391A1 - Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorganges sowie Parkassistenzvorrichtung

Info

Publication number: DE102016123391A1
Application number: DE102016123391.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Gunia; Christian Malessa; Alexander Stoff
Original assignee: Continental Engineering Services GmbH; Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH; Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-06-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorganges sowie eine Parkassistenzvorrichtung. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Identifizierung eines geeigneten Parkplatzes basierend auf wenigstens einer Parkplatzvermessung unterstützt, welche unter Verwendung wenigstens eines an dem Fahrzeug vorhandenen Ultraschallsensors erfolgt. Die Parkplatzvermessung erfolgt ferner basierend auf einem eine Vielzahl von Zellen aufweisenden Belegungsraster, welches unter Verwendung wenigstens eines an dem Fahrzeug vorhandenen weiteren Sensors erzeugt wird, wobei mit dem wenigstens einen weiteren Sensor erfasste Hindernisse durch belegte Zellen innerhalb dieses Belegungsrasters repräsentiert werden, wobei eine Bewertung der Nutzbarkeit des Parkplatzes für den Einparkvorgang auf Basis des Belegungsrasters erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorganges sowie eine Parkassistenzvorrichtung.
Bei der Unterstützung von Manövriervorgängen eines Kraftfahrzeuges sowie zur Erfassung und Vermessung von Parkplätzen werden heutzutage Ultraschallsensoren zur Abstandsmessung eingesetzt. Aufgrund der physikalischen Beschränkungen solcher Ultraschallsensoren (z.B. hinsichtlich der Abtastfrequenz, des Sensorsichtfeldes, Ultraschalleigenschaften etc.) können die Messergebnisse einer Parkplatzvermessung von unzureichender Genauigkeit oder sogar vollkommen unzutreffend sein. Dabei stellt die Vermessung insbesondere bei Vorhandensein von vergleichsweise kleinen Objekten oder von Objekten, welche die Ultraschallwellen form- oder materialbedingt nur teilweise reflektieren, eine anspruchsvolle Herausforderung dar. Da die Leistungsfähigkeit von Parkassistenzsystemen wesentlich von der exakten Vermessung des zur Verfügung stehenden freien Parkraumes abhängig ist, kann sich die Realisierung einer Parkassistenzvorrichtung auf Basis einer einzigen Sensortechnologie als nachteilig und unzureichend erweisen.
Aus US 2014/0300504 A1 ist u.a. ein Verfahren zur Bewertung eines Bereichs zum Einparken eines Fahrzeugs bekannt, bei welchem der Bereich sowohl zum Erhalt von Ultraschalldaten via Ultraschall als auch zum Erhalt von Radardaten via Radar abgetastet wird, wobei eine Festlegung, ob das Fahrzeug in dem betreffenden Bereich geparkt werden soll, sowohl auf Basis der Ultraschalldaten als auch auf Basis der Radardaten getroffen wird.
Aus US 2014/0240502 A1 ist u.a. ein Fahrerassistenzsystem bekannt, bei welchem unter Verwendung von Abstandssensoren sowie Kamerasensoren eine 3-dimensionale Darstellung von Bereichen vor und hinter dem Fahrzeug bzw. in der Fahrzeugumgebung erzeugt wird.
Aus der Publikation Choi, J., Chang, E., Yoon, D., Ryu, S. et al., „Sensor Fusion-Based Parking Assist System", SAE Technical Paper 2014-01-0327, 2014, doi:10.427112014-01-0327 ist u.a. ein Parkassistenzsystem bekannt, bei welchem die Information von Kamerasensoren mit derjenigen von Ultraschallsensoren verknüpft wird, wobei die Belegung eines Parkplatzes mit Hindernissen ultraschallbasiert erfasst und klassifiziert wird.
Aus der Publikation Matthias R. Schmid et al., „Parking Space Detection with HierarchicalDynamic Occupancy Grids", 2011 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Baden-Baden, Germany, June 5-9, 2011 ist ein System zum automatischen Einparken bekannt, wobei eine Abschätzung der Parkplatzgeometrie über ein anhand von Radarsensoren erzeugtes 3-dimensionales Belegungsgitter erfolgt.
Zum weiteren Stand der Technik wird lediglich beispielhaft auf DE 10 2012 001 554 A1 , US 8,044,781 B2 sowie US 2005/0270225 A1 verwiesen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorganges sowie eine Parkassistenzvorrichtung bereitzustellen, welche eine verbesserte Parkplatzerfassung und -vermessung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw. die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 8 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorganges eines Fahrzeuges, wobei die Identifizierung eines geeigneten Parkplatzes basierend auf wenigstens einer Parkplatzvermessung unterstützt wird, welche unter Verwendung wenigstens eines an dem Fahrzeug vorhandenen Ultraschallsensors erfolgt, erfolgt diese Parkplatzvermessung ferner basierend auf einem eine Vielzahl von Zellen aufweisenden Belegungsraster, welches unter Verwendung wenigstens eines an dem Fahrzeug vorhandenen weiteren Sensors erzeugt wird, wobei mit dem wenigstens einen weiteren Sensor erfasste Hindernisse durch belegte Zellen innerhalb dieses Belegungsrasters repräsentiert werden, wobei eine Bewertung der Nutzbarkeit des Parkplatzes für den Einparkvorgang auf Basis des Belegungsrasters erfolgt.
Dadurch, dass gemäß der Erfindung die Parkplatzvermessung auf Basis von Informationen erfolgt, die anhand unterschiedlicher Sensortypen ermittelt werden, kann eine wesentlich höhere Genauigkeit erzielt werden. Hierdurch kann die Leistungsfähigkeit heutiger Parkassistenzsysteme, aber auch künftiger Technologien wie dem vollautomatischen Einparken oder dem ferngesteuerten Einparken, gesteigert werden. Die Erfindung macht sich dabei den Umstand zunutze, dass moderne Fahrzeuge mit einer Vielzahl von Sensoren unterschiedlichen Typs ausgestattet sind, wozu visuelle Sensoren wie z.B. Kameras, aber auch Sensoren anderen Typs (z.B. unter Verwendung von Lidar-, Radar- und Lasertechnologien) gehören. Diese weiteren Sensortypen können erfindungsgemäß ebenfalls genutzt werden, um ein auf Ultraschall basierendes Sensorsystem bei der Erfassung und Vermessung eines Parkplatzes zu unterstützen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine weitere Sensor ein Radarsensor.
In einem beispielhaften Szenario erfolgt, während das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortbewegt wird, mit Hilfe eines oder mehrerer Ultraschallsensoren fortwährend eine Suche nach geeigneten Parkplätzen. Wenn ein Parkplatz erfasst und vermessen wurde, werden dessen Abmessungen und dessen Position sowie dessen Orientierung relativ zum Fahrzeug an ein Modul übertragen. Unter Verwendung des wenigstens einen Radarsensors wird ein Belegungsraster basierend auf statischen Radarreflektionen erzeugt. Hierbei ist es infolge der physikalischen Eigenschaften der Radarwellen möglich, wesentlich kleinere Objekte bzw. Hindernisse unterschiedlicher Form und mit unterschiedlichen Materialeigenschaften zu erfassen. Demzufolge kann ein sehr genaues, aus einer Vielzahl von Zellen aufgebautes Raster der Umgebung erzeugt werden.
Dieses Raster wird erfindungsgemäß verwendet, um den unter Verwendung der Ultraschallsensoren erfassten Parkplatz hinsichtlich des Vorhandenseins von Hindernissen innerhalb des Rasters zu überprüfen, wobei diese Hindernisse durch belegte Zellen innerhalb des Rasters repräsentiert werden.
Hierbei sind grundsätzlich drei unterschiedliche Resultate möglich: In einem ersten Szenario liegt die Anzahl der belegten Zellen unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes, so dass der Parkplatz als verwendbar („gültig“) eingestuft wird. In einem zweiten Szenario liegt die Anzahl belegter Zellen oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts, so dass in dem zunächst erfassten Parkplatz kein nutzbarer Parkraum von hinreichender Größe verbleibt. In diesem Falle wird der Parkplatz als nicht verwendbar („ungültig“) eingestuft. In einem dritten Szenario liegt die Anzahl belegter Zellen oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes, wobei jedoch innerhalb des ursprünglichen Parkplatzes noch ein ausreichend großer Parkraum verbleibt. In diesem Falle kann innerhalb des ursprünglichen Parkplatzes ein modifizierter Parkplatz (mit geringeren Abmessungen) festgelegt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird ferner eine Überprüfung der auf Basis des Belegungsrasters erfolgten Bewertung unter Verwendung wenigstens eines visuellen Sensors, insbesondere eines Kamerasensors, durchgeführt. Die auf Basis der vorstehend beschriebenen Verknüpfung erhaltene Parkplatzinformation kann somit an ein Kameramodul gesendet werden.
Durch Verknüpfung von Ultraschall-, Radar- und Kameradaten werden die Möglichkeiten visueller und nicht-visueller Sensoren, welche auf unterschiedlichen physikalischen Ansätzen basieren, miteinander kombiniert. Hierdurch wird im Ergebnis eine wesentlich verbesserte Parkplatzerfassung und -vermessung erzielt.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überprüfung eine modifizierte Bewertung der Nutzbarkeit des Parkplatzes für den Einparkvorgang.
Auf Basis der visuellen Eigenschaften des Kameramoduls kann der durch die vorstehend beschriebene Verknüpfung erhaltene Parkplatz einer erneuten Überprüfung („Validierung“) unterzogen werden. Als Ergebnis dieser Überprüfung sind zwei unterschiedliche Resultate möglich: Im ersten Falle wird der Parkplatz weiterhin als nutzbar („gültig“) eingestuft. Im zweiten Falle wird der Parkplatz aufgrund der durch die Kamera gesammelten zusätzlichen Informationen (z.B. Abschattungsbereiche, Parkverbotsschilder etc.) als nicht nutzbar („ungültig“) eingestuft. Die so erhaltene endgültige Parkplatzinformation wird dann an das Parkassistenzmodul gesendet. Wenn der betreffende Parkplatz als nutzbar („gültig“) eingestuft ist, erfolgt die Planung einer geeigneten Trajektorie sowie die entsprechende Steuerung des Parkmanövers. Wenn der Parkplatz als nicht nutzbar („ungültig“) eingestuft ist, wird dem Fahrer kein entsprechendes Manöver angeboten.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Abhängigkeit von der Bewertung der Nutzbarkeit des Parkplatzes eine Trajektorienplanung für den Einparkvorgang durchgeführt oder der identifizierte Parkplatz verworfen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt eine Anpassung der Größe des als verfügbar angesehenen Parkplatzes auf Basis des Belegungsrasters.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt diese Anpassung der Größe auf Basis einer Verschiebung eines den Parkplatz symbolisierenden Fensters innerhalb des Belegungsrasters unter Ermittlung von innerhalb dieses Fensters jeweils vorhandenen belegten Zellen.
Die Erfindung betrifft weiter eine Parkassistenzvorrichtung zur Unterstützung eines Einparkvorganges eines Fahrzeuges, wobei die Parkassistenzvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Verfahren mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen durchzuführen.
Zu bevorzugten Ausgestaltungen sowie Vorteilen der Vorrichtung wird auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigefügten Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die (einzige) 1 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines beispielhaften Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gemäß 1 erfolgt nach Start des Verfahrens (Schritt S1) im Schritt S2 ein Abtasten bzw. Abscannen der Umgebung eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs nach geeigneten Parkplätzen unter Verwendung wenigstens eines Ultraschallsensors, sowie die Abfrage (Schritt S3), ob ein Parkplatz identifiziert wurde. Parallel erfolgt unter Verwendung wenigstens eines Radarsensors im Schritt S4 ein Abtasten der Umgebung des Fahrzeugs nach möglichen Hindernissen beliebiger Art, sowie im Schritt S5 die Erzeugung eines Belegungsgitters (wobei dieses Belegungsgitter in eine Vielzahl von Zellen unterteilt ist).
Falls gemäß vorstehender Abfrage im Schritt S3 ein Parkplatz identifiziert wurde, erfolgt im Schritt S6 eine Verknüpfung bzw. Synchronisierung der ultraschallbasiert ermittelten, die Parkplatzumgrenzung bzw. -umrandung betreffenden Information mit dem im Schritt S5 erzeugten Belegungsgitter.
Daraufhin wird im Schritt S7 ein den Parkplatz mit den erforderlichen Mindestmaßen symbolisierendes Fenster („Dummy-Parkplatz“) mit der Schrittweite einer Zellengröße durch den erfassten Parkplatzbereich geschoben, wobei jeweils im Schritt S8 die Abfrage erfolgt, ob innerhalb dieses Fensters bzw. des „Dummy-Parkplatzes“ belegte Zellen des Belegungsgitters existieren. Ist dies der Fall, erfolgt die wiederholte Durchführung von Schritt S7, d.h. das weitere Verschieben des Fensters bzw. „Dummy-Parkplatzes“ durch den erfassten Parkbereich. Falls gemäß Abfrage im Schritt S8 keine belegten Zellen innerhalb des Fensters erfasst wurden, erfolgt im Schritt S9 eine Ausdehnung des (zunächst minimalen) Fensters bis zum äußersten Ende des Parkbereichs (d.h. bis zur Umrandung des aufgefundenen Parkplatzes) bzw. der Parkplatzumgrenzung. Daraufhin erfolgt im Schritt S10 wiederum eine Abfrage, ob innerhalb des Fensters belegte Zellen vorliegen. Falls dies der Fall ist, erfolgt im Schritt S11 eine Verkleinerung (d.h. ein „Schrumpfen“) des Fensters mit der Schrittweise einer Zellengröße und eine erneute Rückkehr zur Abfrage von Schritt S10. Falls die Abfrage im Schritt S10 keine belegten Zellen innerhalb des Fensters ergibt, erfolgt im Schritt S12 die Berechnung von Offset-Werten. Daraufhin erfolgt im Schritt S13 die Berechnung einer neuen bzw. verkleinerten Parkplatzumrandung.
Im Schritt S14 erfolgt sodann die Abfrage, ob der verbleibende Parkplatz kleiner als ein minimaler Schwellenwert ist. Falls dies nicht der Fall ist, erfolgt im Schritt S16 ein Einparken des Fahrzeuges in den neuen, entsprechend verkleinerten Parkplatz. Anderenfalls wird der Parkplatz im Schritt S15 gelöscht. Daraufhin endet das Verfahren (Schritt S17).
Die Schritte S7-S11 sind in 1 zum Block 120 zusammengefasst und umfassen die Prozedur zum Auffinden des größtmöglichen nutzbaren Parkraumes innerhalb der Umgrenzung des Parkplatzes. Des Weiteren sind die Schritte S6-S14 in 1 zum Block 110 zusammengefasst und umfassen die erfindungsgemäße Verknüpfung der ultraschallbasierten und der radarbasierten Information.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/0300504 A1 [0003]
US 2014/0240502 A1 [0004]
DE 102012001554 A1 [0007]
US 8044781 B2 [0007]
US 2005/0270225 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Choi, J., Chang, E., Yoon, D., Ryu, S. et al., „Sensor Fusion-Based Parking Assist System“, SAE Technical Paper 2014-01-0327, 2014, doi:10.427112014-01-0327 [0005]
Matthias R. Schmid et al., „Parking Space Detection with HierarchicalDynamic Occupancy Grids“, 2011 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV), Baden-Baden, Germany, June 5-9, 2011 [0006]

Claims

Verfahren zur Unterstützung eines Einparkvorganges eines Fahrzeuges, wobei die Identifizierung eines geeigneten Parkplatzes basierend auf wenigstens einer Parkplatzvermessung unterstützt wird, welche unter Verwendung wenigstens eines an dem Fahrzeug vorhandenen Ultraschallsensors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Parkplatzvermessung ferner basierend auf einem eine Vielzahl von Zellen aufweisenden Belegungsraster erfolgt, welches unter Verwendung wenigstens eines an dem Fahrzeug vorhandenen weiteren Sensors erzeugt wird, wobei mit dem wenigstens einen weiteren Sensor erfasste Hindernisse durch belegte Zellen innerhalb dieses Belegungsrasters repräsentiert werden; wobei eine Bewertung der Nutzbarkeit des Parkplatzes für den Einparkvorgang auf Basis des Belegungsrasters erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Sensor ein Radarsensor ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Überprüfung der auf Basis des Belegungsrasters erfolgten Bewertung unter Verwendung wenigstens eines visuellen Sensors, insbesondere eines Kamerasensors, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieser Überprüfung eine modifizierte Bewertung der Nutzbarkeit des Parkplatzes für den Einparkvorgang erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Bewertung der Nutzbarkeit des Parkplatzes eine Trajektorienplanung für den Einparkvorgang durchgeführt oder der identifizierte Parkplatz verworfen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der Größe des als verfügbar angesehenen Parkplatzes auf Basis des Belegungsrasters erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anpassung der Größe auf Basis einer Verschiebung eines den Parkplatz symbolisierenden Fensters innerhalb des Belegungsrasters unter Ermittlung von innerhalb dieses Fensters jeweils vorhandenen belegten Zellen erfolgt.
Parkassistenzvorrichtung zur Unterstützung eines Einparkvorganges eines Fahrzeuges, wobei die Identifizierung eines geeigneten Parkplatzes basierend auf wenigstens einer Parkplatzvermessung unterstützt wird, welche unter Verwendung wenigstens eines an dem Fahrzeug vorhandenen Ultraschallsensors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Parkassistenzvorrichtung dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.