DE102016216205B4

DE102016216205B4 - Navigationsverfahren für selbstfahrende Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102016216205B4
Application number: DE102016216205.5A
Authority: DE
Inventors: Stephan Max; Kristian Weiß; Sascha Bauer; Mehmet Eylem Kirlangic; Andreas Wege; Robert KONNOPKA; Lars Krüger; Jesko Klandt; Christian TENDYCK
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: DE102016216205A1

Abstract

Navigationsverfahren für zumindest teilweise selbstfahrende Kraftfahrzeuge (1) mit einer automatischen Einparkhilfe, dadurch gekennzeichnet, dassa) mittels einer Aufnahmevorrichtung aktive und passive Lichtquellen (4a-f) in der Fahrzeugumgebung detektiert und von einer Auswerteeinheit nach stationären und mobilen Lichtquellen (4a-f) sortiert werden undb) aus den Bildpositionen der stationären Lichtquellen (4a-e) innerhalb einer Bilderfolge und der Eigenbewegung des Fahrzeugs (1) ein dreidimensionales Koordinatensystem erstellt wird, in dem die Lichtquellen (4a-e) kartiert werden und in dem das Fahrzeug (1) lokalisierbar ist, so dass bereits einmal absolvierte Einparkmanöver selbstfahrend wiederholbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren für zumindest teilweise selbstfahrende Fahrzeugemit einer automatischen Einparkhilfe.
Mit der zunehmenden Automatisierung von Park- und Fahrfunktionen von selbstfahrenden oder zumindest teilweise selbstfahrenden Fahrzeugen werden leistungsfähige Systeme benötigt, die ressourcenschonend eine exakte Ordnung des Fahrzeugs und eine exakte Lokalisierung von Objekten in der näheren Fahrzeugumgebung sowie des vorausliegenden Wegverlaufs ermöglichen. Beispielsweise wird beim sogenannten „trainierten Parken“ ein vorgegebenes Parkmanöver gespeichert und kann bei zukünftigen Parkmanövern an gleicher Stelle automatisch und selbständig von Fahrzeugen wiederholt werden. Das trainierte Parken findet häufig auf dem eigenen Grundstück und beim Abstellen des Fahrzeugs in Garagen und/oder Carports statt, wo im Wesentlichen stets eine gleiche oder zumindest eine ähnliche Einparkroutine erfolgt. Damit sich das Fahrzeug beim automatischen Einparken orientieren kann, wird die Umgebung während des vorgebenden Parkmanövers gescannt und die Bilder werden von einer Auswerteeinheit nach Merkmalspunkten mit einer hohen Signifikanz durchsucht. Bei den nachfolgenden automatischen Einparkmanövern kann sich das System an den identifizierten Merkmalspunkten orientieren und das Einparkmanöver exakt ausführen.
Problematisch sind bei der hier dargestellten visuellen Lokalisierung mittels einer Kamera unterschiedliche Lichtverhältnisse, die tageszeitabhängig schwanken. Insbesondere bei Nacht sind Helligkeits- und Farbkontraste nur unzureichend aufzulösen, so dass die identifizierten Merkmalspunkte nicht für eine exakte Orientierung wiederzufinden sind. Infolgedessen kann das automatische Einparken nicht angewendet werden und das Parkmanöver muss manuell durchgeführt werden.
Hiervon ausgehend ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Navigationsverfahren anzugeben, dass auch eine Orientierung und mithin ein automatisches Fahren/Einparken bei Dunkelheit ermöglicht.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Fahrassistent- und Orientierungssysteme bekannt. Beispielsweise wird in US 2012/0253596 A1 vorgeschlagen, die Positionierung von Straßenlaternen zu registrieren um hieran festzustellen, ob die vorausliegende Straße eine Kurve enthält, so dass ein eventuelles Kurvenlicht entsprechend eingestellt werden kann.
DE 10 2014 216 577 A1 beschreibt demgegenüber ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs und insbesondere ein Verfahren zum automatischen Einparken, wozu Umfeldsensorik vorgesehen ist, die in Form von Ultraschall und Kameras sowie einem GPS-Empfänger ausgestaltet ist.
Ein weiteres Verfahren zur Einstellung eines Kurvenlichtes wird in US 2006/0106518 A1 beschrieben.
Diese Aufgabe wird durch das Navigationsverfahren nach Anspruch 1 gelöst, wonach erfindungsgemäß mittels einer Aufnahmevorrichtung aktive und passive Lichtquellen in der Fahrzeugumgebung detektiert und von einer Auswerteeinheit nach stationären und mobilen Lichtquellen sortiert werden. Aktive Lichtquellen sind dabei selbststrahlende Lichtquellen, wie beispielsweise Straßenlaternen oder Hofleuchten. Passive Lichtquellen sind Reflektoren, die von selbst nicht leuchten und nur als Lichtquelle identifiziert werden, wenn sie von einer anderen Lichtquelle ausgestrahlt werden. Aus den Bildpositionen der stationären Lichtquellen wird innerhalb einer Bilderfolge und der Eigenbewegung des Fahrzeugs ein dreidimensionales Koordinatensystem erstellt, in dem die Lichtquellen kartiert werden und in dem das Fahrzeug lokalisierbar ist, so dass bereits einmal absolvierte Einparkmanöver selbstfahrend wiederholbar sind. Mit anderen Worten werden mit der Aufnahmevorrichtung, beispielsweise einer Kamera, Lichtquellen detektiert und dahingehend klassifiziert, ob die Lichtquellen stationäre Leuchten, wie beispielsweise Straßenlaternen oder Hoflampen darstellen oder mobile Lichtquellen, wie beispielsweise Scheinwerfer von vorbeifahrenden Fahrzeugen. Aus den Bildpositionen der stationären Lichtquellen und der Eigenbewegung des Fahrzeugs wird ein lokales Koordinatensystem mit dreidimensionalen Positionen dieser Lichtquellen erstellt, was eine Ortung und Lokalisierung des Fahrzeugs erlaubt, so dass sich das Fahrzeug bei der Durchführung eines automatischen Parkmanövers mittels geeigneter Algorithmen orientieren kann.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen angegeben.
Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass neben der Position der Lichtquellen auch deren Helligkeit und/oder Farbe registriert und gespeichert wird. Die Kenntnis über die frühere Helligkeit und Farbe von registrierten Lichtquellen ermöglicht eine schnellere und exaktere Kontrolle, ob eine später identifizierte Lichtquelle tatsächlich derjenigen entspricht, die bei vorherigen Einparkmanövern registriert wurde.
Um etwaige Veränderungen der Positionen stationärer Lichtquellen Rechnung zu tragen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die den Lichtquellen zugeordneten gespeicherten Daten bei nachfolgenden Fahrten, insbesondere bei nachfolgenden Einparkmanövern, aktualisiert werden. Damit die Nichtdetektion von normalerweise vorhandenen Lichtquellen nicht als Fehler gewertet werden, wenn beispielsweise die Lichtquellen tagsüber nicht angeschaltet sind und mithin nicht leuchten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Umgebungshelligkeit bestimmt wird, so dass das System automatisch erkennt, ob die Lichtquellen angeschaltet sein können oder abgeschaltet sein müssten. Zur Bestimmung der Umgebungshelligkeiten wird vorzugsweise der fahrzeugeigene Regenlichtsensor verwendet oder die Umgebungshelligkeit wird über die Helligkeit der Aufnahme der Aufnahmevorrichtung bestimmt.
Es können auch passive Lichtquellen (z.B. Reflektoren, Spiegelungen) in der digitalen Karte gespeichert werden und bei der späteren Ortung berücksichtigt werden. Passive Lichtquellen sind insbesondere vom eigenen Fahrlicht abhängig, weshalb für eine sichere Zuordnung Informationen über das eigene Fahrlicht (z.B., Abblendlicht, Fernlicht, Lichtwerteregulierung) gespeichert werden.
Ein konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im nachfolgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer häufigen Einparksituation und
2 ein Flussdiagramm.

1 zeigt eine typische Situation beim Einparken eines Fahrzeugs 1 in eine Garage 2. Um in die dargestellte Parkposition 3 zu gelangen und ein späteres automatisches Einparken zu ermöglichen, wird eine Trainingsfahrt entlang des Pfads 6 absolviert, bei der in der Fahrzeugumgebung vorhandene Lichtquellen 4_a-f detektiert werden. Hierbei wird zunächst untersucht, ob es sich um stationäre oder mobile Lichtquellen handelt. Im Fall der Lichtquelle 4_f handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Fahrradleuchte, die sich in Pfeilrichtung 5 an der Situation vorbeibewegt und die vom System als mobile Lichtquelle erkannt und verworfen wird. Aus den Bildpositionen der übrigen (stationären) Lichtquellen 4_a-e wird eine 3D-Karte erstellt, die eine spätere Orientierung erlaubt. Die Bewegung des Fahrzeugs 1 beim Einparkmanöver im Verhältnis zu den Bildpositionen der Lichtquellen 4_a-e wird ebenfalls abgespeichert. Anhand der aufgenommenen und ermittelten Daten lassen sich derart gespeicherte Fahrmanöver automatisch wiederholen. Auch das automatische Ausparken eines Fahrzeugs ist mittels des erfindungsgemäßen Navigationsverfahrens möglich, was mit dem Vorteil verbunden ist, dass sich der Benutzer sein Auto direkt vor die Tür fahren lassen kann, ohne bei beengten Platzverhältnissen in einer Garage in sein Auto einsteigen zu müssen.
Ein konkreter Verfahrensablauf ist anhand des Flussdiagramms in 2 nochmals dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Garage
3: Parkposition
4a-f: Lichtquellen
5: Pfeilrichtung
6: Pfad

Claims

Navigationsverfahren für zumindest teilweise selbstfahrende Kraftfahrzeuge (1) mit einer automatischen Einparkhilfe, dadurch gekennzeichnet, dass a) mittels einer Aufnahmevorrichtung aktive und passive Lichtquellen (4_a-f) in der Fahrzeugumgebung detektiert und von einer Auswerteeinheit nach stationären und mobilen Lichtquellen (4_a-f) sortiert werden und b) aus den Bildpositionen der stationären Lichtquellen (4_a-e) innerhalb einer Bilderfolge und der Eigenbewegung des Fahrzeugs (1) ein dreidimensionales Koordinatensystem erstellt wird, in dem die Lichtquellen (4_a-e) kartiert werden und in dem das Fahrzeug (1) lokalisierbar ist, so dass bereits einmal absolvierte Einparkmanöver selbstfahrend wiederholbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Position der Lichtquellen (4_a-e) auch deren Helligkeit und/oder Farbe registriert und gespeichert wird.
Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Lichtquellen (4_a-e) zugeordneten und gespeicherten Daten bei nachfolgenden Fahrten aktualisiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungshelligkeit bestimmt wird, so dass die Nichtdetektion von vorhandenen Lichtquellen (4_a-e) bei einer grenzwertüberschreitenden Umgebungshelligkeit nicht als Fehler gewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungshelligkeiten mittels des fahrzeugeigenen Regenlichtsensors oder über die Helligkeit der Aufnahme der Aufnahmevorrichtung bestimmt wird.