DE102017216442A1 - Automatic parking system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Parksystem und ein entsprechendes automatisches Verfahren zum Parken eines Kraftfahrzeugs, bei dem mögliche Kandidaten für freie Parklücken automatisch ermittelt und ausgewählt werden. Dies geschieht auf der Grundlage einer Besetzungszustandskarte, in der Sensordaten eines oder mehrerer Fahrzeugsensoren fusioniert werden. Die Daten werden entsprechend aufbereitet und für einen Fahrer so visualisiert, so dass dieser den Verfahrensablauf jederzeit verfolgen und wenn erforderlich eingreifen kann. Für eine ausgewählte Parklücke wird ein Fahrweg geplant und, gegebenenfalls nach Bestätigung durch den Fahrer, der automatische Parkvorgang ausgeführt.The present invention relates to an automatic parking system and a corresponding automatic method for parking a motor vehicle, in which possible candidates for free parking spaces are automatically determined and selected. This is done on the basis of a population state map in which sensor data of one or more vehicle sensors are fused. The data are prepared accordingly and visualized for a driver so that he can follow the process at any time and if necessary intervene. For a selected parking space, a route is planned and, optionally after confirmation by the driver, the automatic parking process is carried out.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Parksystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein automatisches Parksystem, welches in der Lage ist, freie Parklücken auf einem Parkplatz selbstständig zu erkennen.The present invention relates to an automatic parking system. In particular, the present invention relates to an automatic parking system, which is able to independently detect vacant parking spaces in a parking lot.
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Automobiltechnik, insbesondere Fahrerassistenzsysteme (FAS; auch unter der englischen Bezeichnung „Advanced Driver Assistance Systens“, kurz ADAS bekannt). In letzter Zeit haben automatische Parksysteme (auch als automatische Parkassistenzsysteme bezeichnet) viel Beachtung gefunden, da sie wertvolle Unterstützung in besonders herausfordernden Fahrsituationen bieten und somit den Fahrkomfort wesentlich erhöhen. Insbesondere im Bereich der Sensortechnik, etwa zum Auffinden von Hindernissen wie bereits geparkten Fahrzeugen, die einen bestimmten Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs auf einem Parkplatz als (freie) Parklücke ausschließen, sind in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt worden. Als Fahrzeugsensoren kommen im Bereich automatischer Parksysteme heute neben Ultraschall insbesondere auch radar- (radio detection and ranging), lidar- (light detection and ranging) und kamerabasierte Sensoren zum Einsatz.The present invention relates to the field of automotive engineering, in particular driver assistance systems (FAS, also known by the name "Advanced Driver Assistance System", ADAS for short). Recently, automatic parking systems (also referred to as automatic parking assistance systems) have received much attention because they provide valuable assistance in particularly challenging driving situations and thus significantly increase ride comfort. In particular, in the field of sensor technology, such as finding obstacles such as already parked vehicles that exclude a certain area of a motor vehicle in a parking lot as (free) parking space, great progress has been made in recent years. As vehicle sensors come in the field of automatic parking systems today in addition to ultrasound in particular radar (radio detection and ranging), lidar (light detection and ranging) and camera-based sensors used.
Heute übliche automatische Parksysteme basieren vor allem auf Ultraschallsensoren zum Erkennen von Hindernissen und freien Räumen. Aufgrund der geringen Auflösung und eingeschränkten Erfassungsreichweite von Ultraschallsensoren weisen ultraschallbasierte Parkassistenzsysteme einige prinzipielle Schwächen auf. Erstens muss das Fahrzeug hinreichend nah (zum Beispiel bis auf ungefähr 2 Meter (m)) an eine freie Parklücke herangefahren werden, um diese zu erkennen. Weiterhin kann der Ultraschallsensor (Sonar) nur die Vorderfront aber nicht die Seiten der geparkten Fahrzeuge erfassen. Dies ist in
Man geht deshalb zunehmend dazu über, auch andere Arten von Umgebungssensoren am Fahrzeug zu verwenden, insbesondere die oben bereits aufgezählten Sensorarten. Neben Ultraschallsensoren werden insbesondere Fischaugenkameras mit weitem Blickwinkel immer beliebter für die Umgebungserfassung moderner kommerzieller Fahrzeuge in „Rundumsicht“. Dies bringt jedoch neue Herausforderungen bezüglich einer Verarbeitung der Vielzahl von einem oder mehreren Sensoren erfasster Daten mit sich, um diese so aufzubereiten, dass sie für ein automatisches Parkassistenzsystem maximal nutzbar sind. Verfahren für die Aufbereitung von Sensordaten für Kartendarstellungen der Umgebung eines mit Sensoren ausgestatteten Objekts und die Sensorfusion sind zum Beispiel in den Artikeln
Was insbesondere noch fehlt ist ein effizientes Verfahren, die Fahrzeugumgebung darzustellen (zu visualisieren) und das Erkennen von Parklücken bei gleichzeitiger Vermeidung unklarer Situationen, die zu Fehlentscheidungen und daraus resultierenden Verkehrsunfällen führen können, zu ermöglichen.What is still missing in particular is an efficient method of displaying (visualizing) the vehicle environment and enabling the detection of parking spaces while at the same time avoiding unclear situations that can lead to wrong decisions and resulting traffic accidents.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein verbessertes automatisches Parksystem, welches in der Lage ist, eine Vielzahl von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren eines Fahrzeugs erfasster Daten effizient für einen automatischen Parkvorgang zu nutzen, und somit den Benutzerkomfort insgesamt zu erhöhen, sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.The present invention aims to efficiently use an improved automatic parking system capable of efficiently utilizing a plurality of data acquired from one or more vehicle sensors of a vehicle for automatic parking, and thus to increase overall user convenience, as well as to provide a corresponding method ,
Dies wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 10 erreicht.This is achieved with the features of the
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein automatisches Parksystem für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das automatische Parksystem umfasst eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Besetzungszustandskarte einer Fahrzeugumgebung des Kraftfahrzeugs, wobei die Besetzungszustandskarte ein zweidimensionales Gitter von Zellen umfasst, deren jede mit einem Parameterwert assoziiert ist, der einen der möglichen Besetzungszustände „frei“, „besetzt“ und „unbekannt“ annimmt. Das automatische Parksystem umfasst weiterhin eine Berechnungseinrichtung, eingerichtet zum Ermitteln freier Bereiche der Fahrzeugumgebung auf der Grundlage der Besetzungszustandskarte als Kandidaten für Parklücken sowie eine Visualisierungseinrichtung, eingerichtet zum Visualisieren der Fahrzeugumgebung einschließlich der ermittelten Kandidaten für Parklücken und zum Visualisieren einer aus den ermittelten Kandidaten ausgewählten Parklücke. Schließlich umfasst das automatische Parksystem eine Planungseinrichtung, eingerichtet zum Ermitteln eines geplanten Fahrwegs von einer aktuellen Fahrzeugposition in die ausgewählte Parklücke, unter Berücksichtigung gegebener Fahrzeugparameter und eine Steuerungseinrichtung, eingerichtet zum automatischen Steuern des Kraftfahrzeugs in die ausgewählte Parklücke entlang des geplanten Fahrwegs.According to a first aspect of the present invention, an automatic parking system for a motor vehicle is provided. The automatic parking system comprises a memory device for storing a population state map of a vehicle environment of the motor vehicle, the population state map comprising a two-dimensional grid of cells, each of which is associated with a parameter value representing one of the possible occupation states "free", "occupied" and " unknown ". The automatic parking system further comprises a calculation device configured to determine vacant areas of the vehicle environment based on the occupation state map as candidate for parking spaces and a visualization device configured to visualize the vehicle environment including the identified candidates for parking spaces and to visualize a parking space selected from the determined candidates. Finally, the automatic parking system comprises a planning device configured to determine a planned travel path from a current vehicle position into the selected parking space, taking into account given vehicle parameters, and a control device configured to automatically steer the motor vehicle into the selected parking space along the planned travel path.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für das automatische Parken eines Kraftfahrzeugs mit einem automatischen Parksystem bereitgestellt. Das automatische Parksystem umfasst eine Speichereinrichtung zum Speichern einer Besetzungszustandskarte einer Fahrzeugumgebung des Kraftfahrzeugs, wobei die Besetzungszustandskarte ein zweidimensionales Gitter von Zellen umfasst, deren jede mit einem Parameterwert assoziiert ist, der einen der möglichen Besetzungszustände „frei“, „besetzt“ und „unbekannt“ annimmt. Das Verfahren umfasst die Schritte des automatischen Ermittelns freier Bereiche der Fahrzeugumgebung auf der Grundlage der Besetzungszustandskarte als Kandidaten für Parklücken, des Visualisierens der Fahrzeugumgebung einschließlich der ermittelten Kandidaten für Parklücken, des Auswählens einer Parklücke aus den ermittelten Kandidaten und des Visualisierens der ausgewählten Parklücke, des Planens eines Fahrwegs von einer aktuellen Fahrzeugposition in die ausgewählte Parklücke, unter Berücksichtigung gegebener Fahrzeugparameter und des automatischen Steuerns des Kraftfahrzeugs in die ausgewählte Parklücke entlang des geplanten Fahrwegs.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for automatically parking a motor vehicle with an automatic parking system. The automatic parking system includes storage means for storing a population status map of a vehicle environment of the motor vehicle, the occupancy state map comprising a two-dimensional grid of cells, each associated with a parameter value that assumes one of the possible occupation states "free", "occupied" and "unknown" , The method includes the steps of automatically determining vacant areas of the vehicle environment based on the occupancy map as candidates for parking spaces, visualizing the vehicle environment including the identified candidates for parking spaces, selecting a parking space from the identified candidates and visualizing the selected parking space, scheduling a travel path from a current vehicle position in the selected parking space, taking into account given vehicle parameters and the automatic control of the motor vehicle in the selected parking space along the planned route.
Es ist der besondere Ansatz der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Parkassistenzsystem bereitzustellen, welches es ermöglicht, die Besetzt-/Freizustände von Parklücken in einer Fahrzeugumgebung basierend auf einer Besetzungszustandskarte als mathematisches Modell der Fahrzeugumgebung (eines Außenbereichs des Fahrzeugs) visuell darzustellen. Dabei kann die Besetzungszustandskarte insbesondere das Ergebnis einer Sensorfusion von Daten eines oder mehrerer Fahrzeugsensoren sein. Die visualisierte Information wird anschließend für das automatische Einparken genutzt.It is the particular approach of the present invention to provide an automatic parking assist system which makes it possible to visually represent the occupied / vacant states of parking spaces in a vehicle environment based on a occupancy state map as a mathematical model of the vehicle environment (an exterior of the vehicle). In particular, the population status card may be the result of sensor fusion of data from one or more vehicle sensors. The visualized information is then used for automatic parking.
Vorzugsweise ist die Besetzungszustandskarte das Ergebnis einer Sensorfusion von durch wenigstens einen Fahrzeugsensor des Kraftfahrzeugs ermittelten Daten. Eine so ermittelte Besetzungszustandskarte wird deshalb auch als Sensorfusionskarte bezeichnet. Sensorfusion bei nur einem Fahrzeugsensor ist beispielsweise so zu verstehen, dass der Fahrzeugsensor während eines Fahrvorgangs des Fahrzeugs zeitlich nacheinander Daten aufnimmt, die dann in einer anschließenden Sensorfusion zusammengeführt werden. Mit anderen Worten, fährt das Fahrzeug über den Parkplatz und es werden nacheinander Daten bezüglich verschiedener Bereiche des Parkplatzes aufgenommen und zusammengeführt. Sensorfusion bei mehreren Fahrzeugsensoren beinhaltet sowohl eine Zusammenführung zeitlich nacheinander aufgenommener als auch von verschiedenen Sensoren aufgenommener Daten.Preferably, the occupancy status map is the result of a sensor fusion of data determined by at least one vehicle sensor of the motor vehicle. An occupied state card thus determined is therefore also called a sensor fusion card. Sensor fusion in only one vehicle sensor is to be understood, for example, as meaning that the vehicle sensor during a driving operation of the vehicle takes time in succession data, which are then merged in a subsequent sensor fusion. In other words, the vehicle drives over the parking lot and data relating to different areas of the parking lot are successively recorded and merged. Sensor fusion in multiple vehicle sensors involves both a collection of data taken in succession and taken by different sensors.
Weiter vorzugsweise umfasst die Besetzungszustandskarte Besetzungsinformation wenigstens bezüglich Zellen im Bereich einer Frontlinie von während der Datenaufnahme durch die Sensoren entlang einer Seite des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekten. Die Berechnungseinrichtung ist dabei vorzugsweise eingerichtet, einen freien Bereich als einen Kandidaten für eine Parklücke zu ermitteln, indem sie eine Frontlinie eines Objekts als eine durch eine Mehrzahl als besetzt gekennzeichneter Zellen entlang der Seite des Kraftfahrzeugs verlaufende gerade Linie bestimmt, eine Orientierung des Objekts nach einem vorbestimmten Algorithmus beruhend auf der Frontlinie festlegt, eine Mittelachse eines freien Bereichs als Kandidat für eine Parklücke basierend auf der so ermittelten Orientierung eines Objekts oder zweier benachbarter Objekte festlegt und eine Frontlinie des freien Bereiches senkrecht zu der festgelegten Mittelachse so festlegt, dass diese im wesentlichen mit der Frontlinie des einen oder der zwei benachbarten Objekte fluchtet.More preferably, the occupancy state map comprises occupancy information at least with respect to cells in the region of a front line of objects located during the data acquisition by the sensors along one side of the motor vehicle. The calculation device is preferably set up to determine a free area as a candidate for a parking space by determining a front line of an object as a straight line running through a plurality of occupied cells along the side of the motor vehicle, an orientation of the object after one predetermined predetermined algorithm based on the front line, defining a central axis of a free area as a candidate for a parking space based on the thus determined orientation of an object or two adjacent objects and a front line of the free area perpendicular to the fixed central axis so determined that this substantially with the front line of the one or two adjacent objects is aligned.
Eine solche Vorgehensweise ist insbesondere auch beim Einsatz nur von Ultraschall-oder Radarsensoren geeignet, da diese wie bereits ausgeführt keine Tiefeninformation liefern. Als „Objekte“ sind in der angenommenen Situation des Befahrens eines Parkplatzes vor allem andere, bereits auf Parklücken des Parkplatzes geparkte Kraftfahrzeuge zu erwarten. Das vorstehend beschriebene beispielhafte Verfahren für die Ermittlung eines Kandidaten für eine freie Parklücke ist deshalb insbesondere anwendbar, wenn nur die Positionen der Vorderfronten der bereits geparkten Fahrzeuge, etwa durch Ultraschall-oder Radarsensoren bekannt sind. Für die Besetzungszustandskarte bedeutet dies, dass Zellen im Bereich der Vorderfronten der bereits geparkten Fahrzeuge als besetzt markiert sind. Andere Zellen in unmittelbarer Nähe des mit den Sensoren ausgerüsteten Fahrzeugs, in deren Bereich sich keine anderen Objekte befinden, sind als frei gekennzeichnet. Dies sind insbesondere Zellen im Bereich einer freien Parklücke, der dem mit den Sensoren ausgerüsteten Kraftfahrzeug bei der Datenaufnahme unmittelbar benachbart war. Alle anderen Zellen, insbesondere Zellen hinter der Frontlinie eines erkannten Objekts bzw. weiter von dem mit den Sensoren ausgerüsteten Kraftfahrzeug entfernte Zellen einer freien Parklücke werden als „unbekannt“ markiert.Such an approach is particularly suitable when using only ultrasonic or radar sensors, as they provide as already stated no depth information. As "objects" are expected in the assumed situation of driving a parking lot especially other, already parked on parking spaces of the parking lot motor vehicles. The above-described exemplary method for determining a candidate for a free parking space is therefore particularly applicable if only the positions of the front fronts of the vehicles already parked, for example by ultrasound or radar sensors, are known. For the occupancy status card, this means that cells in the front fronts area of already parked vehicles are marked as occupied. Other cells in the immediate vicinity of the vehicle equipped with the sensors, in the area of which there are no other objects, are marked as free. These are in particular cells in the area of a free parking space, the one equipped with the sensors Motor vehicle was directly adjacent to the data recording. All other cells, in particular cells behind the front line of a recognized object or cells of a vacant parking space removed further from the motor vehicle equipped with the sensors, are marked as "unknown".
Noch weiter vorzugsweise wird in dem vorbestimmten Algorithmus die Orientierung des Objekts als eine Senkrechte zu der Frontlinie festgelegt. Hierdurch kann eine Orientierung des Objekts bestimmt werden, ohne dass zusätzlich Daten über andere Zellen der Besetzungszustandskarte, als diejenigen im Bereich der Frontlinie erforderlich sind.Even more preferably, in the predetermined algorithm, the orientation of the object is determined to be perpendicular to the front line. As a result, an orientation of the object can be determined without requiring additional data about cells of the population status card other than those in the area of the front line.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst die Besetzungszustandskarte zusätzlich zu der Besetzungsinformation von Zellen im Bereich der Frontlinie auch Besetzungsinformation bezüglich Zellen im Bereich von Seitenkanten von während der Datenaufnahme durch die Sensoren entlang einer Seite des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekten. Der vorbestimmte Algorithmus bestimmt eine Seitenlinie eines Objekts als eine durch eine Mehrzahl als besetzt gekennzeichneter Zellen in einer im wesentlichen zu der Frontlinie senkrechten Richtung verlaufende Linie und legt weiterhin eine Orientierung des Objekts als die Orientierung der Seitenlinie fest. Durch die Nutzung der zusätzlichen Informationen ist in diesem Fall eine präzisere Bestimmung der Position des Objekts, sowie auch eine Abschätzung der Größe des Objekts möglich.According to another preferred embodiment, in addition to the occupancy information of cells in the area of the front line, the occupation state map also includes occupation information regarding cells in the area of side edges of objects located during the data acquisition by the sensors along one side of the motor vehicle. The predetermined algorithm determines a sideline of an object as a cell characterized by a plurality of busy as in a direction substantially perpendicular to the front line and further defines an orientation of the object as the orientation of the sideline. By using the additional information in this case, a more precise determination of the position of the object, as well as an estimate of the size of the object is possible.
Eine solche Vorgehensweise ist insbesondere dann geeignet, wenn (neben Ultraschall- oder Radarsensoren oder ausschließlich) Lidar-Einrichtungen und/oder Kameras zur Verfügung stehen, da diese zusätzlich Tiefeninformation, wie zum Beispiel Information über Seiten von Objekten liefern können.Such a procedure is particularly suitable if (in addition to ultrasound or radar sensors or exclusively) lidar devices and / or cameras are available, since they can additionally provide depth information, such as information about pages of objects.
Weiter vorzugsweise zieht die Berechnungseinrichtung zusätzlich von einem Fahrzeugsensor erfasste Information über Fahrbahnmarkierungen von Parklücken für die Festlegung der Mittelachse eines freien Bereiches als Kandidat für eine Parklücke heran, sofern diese Fahrbahnmarkierungen nicht ganz oder teilweise von während der Datenaufnahme durch die Sensoren entlang einer Seite des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekten verdeckt sind. Sensoren, die in der Lage sind, Tiefeninformation, also Information in einer zu der Fahrzeugseite beziehungsweise Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs senkrecht gelegenen Richtung nicht nur im unmittelbaren Nahbereich aufzunehmen, erfassen solche Parklückenmarkierungen. Bei der Festlegung eines freien Bereichs als möglicher Kandidat für eine Parklücke sollen jedoch Objektbegrenzungen, insbesondere Begrenzungen bereits geparkter Fahrzeuge, Priorität vor Fahrbahnmarkierungen erhalten.In addition, the calculation device additionally uses information recorded by a vehicle sensor about lane markings of parking spaces for determining the central axis of a free area as a candidate for a parking space, provided that these lane markings are not wholly or partially located during a data acquisition by the sensors along one side of the motor vehicle Objects are obscured. Sensors that are able to absorb depth information, ie information in a direction perpendicular to the vehicle side or direction of travel of the motor vehicle not only in the immediate vicinity, detect such parking space markings. However, when defining a free area as a possible candidate for a parking space, object boundaries, in particular boundaries of vehicles already parked, are to be given priority over lane markings.
Vorzugsweise erfolgt die Datenaufnahme durch die Fahrzeugsensoren während der Fahrt, insbesondere während der Fahrt über einen Parkplatz.Preferably, the data is recorded by the vehicle sensors while driving, in particular while driving on a parking space.
Vorzugsweise wird durch die Visualisierungseinrichtung zusätzlich der geplante Fahrweg visualisiert.Preferably, the visualization device additionally visualizes the planned infrastructure.
Vorzugsweise erfolgt das Auswählen der Parklücke aus den ermittelten Kandidaten automatisch. Alternativ vorzugsweise erfolgt das Auswählen der Parklücke durch den Fahrer, durch eine Benutzereingabe anhand der visualisierten Fahrzeugumgebung.The selection of the parking space from the determined candidates preferably takes place automatically. Alternatively, preferably, the parking space is selected by the driver by a user input based on the visualized vehicle environment.
Vorzugsweise ist die Visualisierungseinrichtung weiterhin eingerichtet, einen jeweils durchlaufenden Abschnitt eines automatischen Parkvorgangs zu visualisieren. Dies kann zum Beispiel durch Einblenden einer entsprechenden Bezeichnung auf einem Display realisiert werden. Mögliche Bezeichnungen für einzelne Abschnitte des Parkvorgangs sind insbesondere „Suche“, „Parklücke gefunden oder erfasst“, „Parkvorgang läuft“ und „Parkvorgang abgeschlossen“.Preferably, the visualization device is further configured to visualize a respective continuous section of an automatic parking process. This can be realized, for example, by fading in a corresponding designation on a display. Possible designations for individual sections of the parking process are, in particular, "search", "parking space found or detected", "parking operation in progress" and "parking process completed".
Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine Fahrzeugsensor einen Ultraschallsensor, eine Radareinrichtung, eine Kamera oder einen Lidar-Sensor.Preferably, the at least one vehicle sensor comprises an ultrasonic sensor, a radar device, a camera or a lidar sensor.
Vorzugsweise wird zusätzlich eine Meldung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs mit der Aufforderung ausgegeben, eine ausgewählte Parklücke zu akzeptieren. Der Fahrer muss dann die ausgewählte Parklücke durch eine Benutzereingabe, etwa durch Betätigen eines Buttons auf einem Touchscreen, bestätigen, bevor der Fahrweg geplant und der automatische Einparkvorgang eingeleitet wird. Diese Möglichkeit ist insbesondere im Zusammenhang mit einer automatischen Auswahl der Parklücke wichtig. Falls der Fahrer die ausgewählte Parklücke nicht bestätigt/zurückweist (etwa durch eine andere Benutzereingabe, oder dadurch dass er die für das Akzeptieren vorgesehene Benutzereingabe nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit ausführt), so kann das automatische Parksystem in Übereinstimmung mit den verfügbaren Daten über die Fahrzeugumgebung eine andere freie Parklücke vorschlagen, falls mehrere Kandidaten für Parklücken ermittelt wurden. Alternativ kann in diesem Falle der automatische Parkvorgang abgebrochen werden.Preferably, a message is additionally issued to the driver of the motor vehicle with the request to accept a selected parking space. The driver must then confirm the selected parking space by a user input, such as by pressing a button on a touch screen, before the route is planned and the automatic parking process is initiated. This possibility is particularly important in connection with an automatic selection of the parking space. If the driver does not acknowledge / reject the selected parking space (such as by other user input, or by not performing the user input intended for acceptance within a predetermined time), then the automatic parking system may perform a service in accordance with the available vehicle environment data suggest other free parking spaces if several candidates for parking spaces have been identified. Alternatively, in this case, the automatic parking operation can be aborted.
Ebenfalls vorzugsweise wird der Fahrer über den erfolgreichen Abschluss des automatischen Parkvorgangs durch Ausgabe einer entsprechenden Meldung nach Beendigung des automatischen Parkvorgangs informiert. Eine solche Meldung kann zum Beispiel akustisch, visuell (grafisch) oder durch einen vorbestimmten Vibrationsvorgang erfolgen.Also preferably, the driver is informed of the successful completion of the automatic parking operation by issuing a corresponding message after completion of the automatic parking process. Such a message can be made, for example, acoustically, visually (graphically) or by a predetermined vibration process.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche. Further features and advantages of the present invention are the subject of dependent claims.
Figurenlistelist of figures
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden in der detaillierten Beschreibung erläutert und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei:
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1 einen allgemeinen Überblick über die Funktionsweise eines automatischen Parksystems gemäß der vorliegenden Erfindung gibt; -
2 eine Übersichtszeichnung ist, die die Ermittlung eines Kandidaten für eine freie Parklücke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen Fall zeigt, in welchem die Sensordaten lediglich Informationen bezüglich einer dem vorbeifahrenden Kraftfahrzeug zugewandten Seite von Objekten (geparkten Fahrzeugen) liefern; -
3 eine detailliertere Darstellung derSituation aus 2 für verschiedene Fälle ist; -
4 eine weitere Detaildarstellung für eine ähnliche Situation wie in2 ist; -
5 das Auffinden eines Kandidaten für eine freie Parklücke für einen Fall darstellt, wenn sich keine weiteren Objekte in dem relevanten Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs befinden; -
6 eine Übersichtszeichnung ist, die die Ermittlung eines Kandidaten für eine freie Parklücke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für einen Fall zeigt, in welchem die Sensordaten Informationen sowohl bezüglich einer dem vorbeifahrenden Kraftfahrzeug zugewandten Seite als auch Tiefeninformation bezüglich einer zu letzterer im wesentlichen senkrecht verlaufenden Seite eines Objekts (geparkten Fahrzeugs) liefern; -
7 eine detailliertere Darstellung derSituation aus 6 für verschiedene Fälle ist; -
8 eine weitere Detaildarstellung für eine ähnliche Situation wie in6 ist; -
9 das Auffinden eines Kandidaten für eine freie Parklücke für einen Fall veranschaulicht, wenn zusätzlich Fahrbahnmarkierungen für Parklücken vorhanden sind und von Fahrzeugsensoren erfasst werden; -
10 einen weiteren Fall veranschaulicht, bei dem Fahrbahnmarkierungen für Parklücken vorhanden sind, aber teilweise von Objekten (geparkten Fahrzeugen) verdeckt sind; -
11 eine Veranschaulichung einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs auf der Grundlage einer Besetzungszustandskarte ist; -
12 die Auswahl eines von mehreren Kandidaten für eine Parklücke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie die Planung eines Fahrwegs veranschaulicht; -
13 ein Beispiel für eine Visualisierung der Fahrzeugumgebung einschließlich einer ausgewählten Parklücke und eines geplanten Fahrwegs zeigt; und -
14 ein Ablaufdiagramm für einen automatischen Parkvorgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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1 gives a general overview of the operation of an automatic parking system according to the present invention; -
2 FIG. 11 is an overview drawing showing the determination of a vacancy candidate according to an embodiment of the present invention for a case where the sensor data merely provides information regarding a passing vehicle side of objects (parked vehicles); FIG. -
3 a more detailed account of thesituation 2 for different cases; -
4 a further detail for a similar situation as in2 is; -
5 finding a candidate for a free parking space for a case when there are no other objects in the relevant surrounding area of the motor vehicle; -
6 FIG. 11 is an outline drawing showing the determination of a candidate for a free parking space according to an embodiment of the present invention for a case where the sensor data includes information regarding both a passing vehicle side and depth information with respect to a substantially perpendicular side of the vehicle Object (parked vehicle); -
7 a more detailed account of thesituation 6 for different cases; -
8th a further detail for a similar situation as in6 is; -
9 finding a candidate for a free parking space for a case when additionally there are lane markings for parking spaces and are detected by vehicle sensors; -
10 illustrates another case where lane markers for parking spaces exist but are partially obscured by objects (parked vehicles); -
11 an illustration of an environment of a motor vehicle based on a staff condition map; -
12 illustrates the selection of one of a plurality of parking slot candidates according to an embodiment of the present invention and the planning of a travel path; -
13 shows an example of a visualization of the vehicle environment including a selected parking space and a planned travel path; and -
14 Fig. 10 is a flow chart for an automatic parking operation according to an embodiment of the present invention.
In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche oder einander entsprechende Merkmale, so dass auf eine erneute Beschreibung gegebenenfalls verzichtet wird.In the various figures, the same reference numerals designate the same or corresponding features, so that a renewed description is optionally omitted.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Parkassistenzsystem, welches auf einer Besetzungszustandskarte einer Fahrzeugumgebung eines Kraftfahrzeugs beruht, welches auf einem Parkplatz geparkt werden soll. Hierfür ist das Fahrzeug mit Fahrzeugsensoren ausgerüstet, die während einer Parksuchfahrt im Bereich des vorgesehenen Parkplatzes Daten aufnehmen, deren Auswertung zur Ermittlung möglicher geeigneter freier Parklücken (Kandidaten für Parklücken) auf der Grundlage einer Besetzungszustandskarte führen. Unter dem Begriff „Fahrzeugumgebung“ soll ein Außenbereich des Fahrzeugs, etwa ein Parkplatz oder bestimmte Bereiche eines Parkplatzes verstanden werden. Dabei wird nicht notwendigerweise vorausgesetzt, dass die hier betrachtete Fahrzeugumgebung das Fahrzeug komplett umgibt (einen Winkel von 360° um das Fahrzeug umfasst), sondern gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind auch Ausschnitte des Außenbereichs, die einen kleineren Winkel abdecken, von dem Begriff der Fahrzeugumgebung erfasst, etwa im wesentlichen nur der in Fahrtrichtung links oder nur der in Fahrtrichtung rechts vom Fahrzeug liegende Bereich. Die genaue Größe der betrachteten Fahrzeugumgebung ist hierbei für die Erfindung nicht wesentlich, sie kann z.B. von den örtlichen Gegebenheiten und/oder der Art der Sensoren abhängen, mit denen das Fahrzeug ausgestattet ist.The present invention relates to an automatic parking assist system based on a occupancy status map of a vehicle environment of a motor vehicle to be parked in a parking lot. For this purpose, the vehicle is equipped with vehicle sensors which record data during a parking search in the area of the designated parking space, the evaluation of which lead to the determination of possible suitable free parking spaces (candidates for parking spaces) on the basis of a population status card. The term "vehicle environment" is to be understood as an exterior area of the vehicle, for example a parking space or certain areas of a parking space. It is not necessarily assumed that the vehicle environment contemplated here completely surrounds the vehicle (includes an angle of 360 ° about the vehicle), but according to embodiments of the invention, also sections of the outer area covering a smaller angle are covered by the concept of the vehicle environment , Essentially only in the direction of travel left or only lying in the direction of travel to the right of the vehicle area. The exact size of the considered vehicle environment is not essential to the invention, it may e.g. Depending on the local conditions and / or the type of sensors that the vehicle is equipped.
Eine Besetzungszustandskarte wird mit Hilfe einer Datenfusion von Sensordaten erzeugt. Hierbei verwendete Fahrzeugsensoren umfassen zum Beispiel insbesondere Ultraschallsensoren, Kameras, Radar-und Lidareinrichtungen. Eine Sensorfusion ist selbst dann möglich, wenn das Fahrzeug lediglich mit einem einzigen Sensor oder einer einzigen Art von Sensoren ausgerüstet ist. Es erfolgt dann eine Sensorfusion von Daten, die mit dem einzigen Sensor zeitlich nacheinander während der Parksuchfahrt (und/oder von mehreren gleichartigen Sensoren parallel oder zeitlich nacheinander) aufgenommen wurden.A population state map is generated using a data fusion of sensor data. Vehicle sensors used herein include, for example, particularly ultrasonic sensors, cameras, radar and lidar devices. A sensor fusion is possible even if the vehicle is equipped with only a single sensor or a single type of sensors. There then takes place a sensor fusion of data which with the single sensor in succession during the Parksuchfahrt (and / or of several similar sensors parallel or in chronological order).
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine gitterbasierte Besetzungszustandskarte verwendet. Hierbei wird zur Erstellung der Besetzungszustandskarte die Fahrzeugumgebung in ein zweidimensionales Gitter rechteckiger Zellen eingeteilt. Jede Zelle ist mit einem Maß (Parameter) versehen, welcher einen von drei möglichen Zuständen einnimmt: „unbekannt“, „frei“ und „besetzt“. Dieses Maß gibt an, dass die jeweilige Zelle bei der Auswertung der Daten aus der Sensorfusion mit hinreichender Wahrscheinlichkeit (Wahrscheinlichkeit höher als eine vorbestimmte Schwelle) von einem Hindernis besetzt ist oder freier Raum ist. Kann der Besetzungszustand einer Zelle aus den vorhandenen Daten nicht mit ausreichender Wahrscheinlichkeit ermittelt werden, so wird diese mit dem Parameterwert „unbekannt“ markiert. Wenn insbesondere über eine Zelle keinerlei Dateninformation verfügbar ist, so wird diese mit „unbekannt“ markiert. Ein hoher Wert einer aus den Daten der Sensorfusion ermittelten Besetzungswahrscheinlichkeit zeigt also an, dass die Zelle ein Hindernis enthält und deshalb nicht befahren werden kann. Ein kleiner Wert bedeutet, dass die Zelle frei ist. Die Besetzungswahrscheinlichkeiten der Gitterzellen werden mit der Zeit in Übereinstimmung mit einem bestimmten Sensormodell akkumuliert. Die Besetzungszustandskarte wird letztendlich als Darstellung der Fahrzeugumgebung erhalten, bei der jede Zelle mit den oben genannten drei Zuständen versehen wird. Da die Besetzungszustandskarte aus der Sensorfusion erzeugt wird, wird sie auch als Sensorfusionskarte bezeichnet. Diese Karte wird anschließend verwendet, um mögliche Parklücken (Kandidaten für Parklücken) zu ermitteln.In accordance with preferred embodiments of the present invention, a grid-based population condition map is used. Here, the vehicle environment is divided into a two-dimensional grid of rectangular cells to create the occupation state map. Each cell is provided with a measure (parameter), which takes one of three possible states: "unknown", "free" and "occupied". This measure indicates that the respective cell in the evaluation of the data from the sensor fusion with sufficient probability (probability higher than a predetermined threshold) is occupied by an obstacle or free space. If the occupation status of a cell can not be determined with sufficient probability from the existing data, then this is marked with the parameter value "unknown". If, in particular, no data information is available about a cell, it will be marked "unknown". A high value of a occupation probability determined from the sensor fusion data thus indicates that the cell contains an obstacle and therefore can not be traveled on. A small value means that the cell is free. The population probabilities of the grid cells are accumulated over time in accordance with a particular sensor model. The occupancy state map is ultimately obtained as a representation of the vehicle environment in which each cell is provided with the above three states. Since the population state map is generated from the sensor fusion, it is also referred to as a sensor fusion card. This card is then used to identify possible parking spaces (candidates for parking spaces).
Wenn Kandidaten für Parklücken ermittelt wurden, so wird eine geeignete Parklücke (Zielparklücke) entweder automatisch von dem automatischen Parksystem ausgewählt (dies kann zum Beispiel im Regelfall die nächstliegende geeignete Parklücke sein) oder manuell vom Fahrer ausgewählt. Anschließend wird der Fahrweg geplant und das Fahrzeug automatisch in die ausgewählte Parklücke gesteuert.When candidates for parking spaces have been identified, a suitable parking space (target parking space) is either automatically selected by the automatic parking system (this may, for example, typically be the nearest suitable parking space) or manually selected by the driver. Then the route is planned and the vehicle is automatically controlled in the selected parking space.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist schematisch in
Die Karte kann, wie bereits ausgeführt, auf der Grundlage verschiedener Sensortypen erstellt und aktualisiert werden. Die häufigsten Fälle sind hierbei 1.) die Bereitstellung von Sensordaten nur von Ultraschall- und/oder Radarsensoren (Frequenzsignale) und 2.) die Bereitstellung von Sensordaten von Kameras und/oder Lidareinrichtungen, oder aber von Daten aller der erwähnten Sensortypen.As already stated, the map can be created and updated based on different sensor types. The most common cases here are 1.) the provision of sensor data only from ultrasound and / or radar sensors (frequency signals) and 2.) the provision of sensor data from cameras and / or lidar devices, or from data of all the mentioned sensor types.
Im ersten Fall kann aufgrund der Bauart des Sensors nur Information über die Vorderseite eines Objekts, aber keine Tiefeninformation gewonnen werden. Wie zum Beispiel aus
Besser ist die Situation im zweiten Fall. Hierbei kann auch eine dreidimensionale Struktur entlang der Seitenkanten des Objekts rekonstruiert werden.The situation is better in the second case. In this case, a three-dimensional structure along the side edges of the object can also be reconstructed.
Deshalb wurden im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Lösungen entwickelt, um - je nach dem Umfang der verfügbaren Daten in der Besetzungszustandskarte - eine Ermittlung freier Parklücken auszuführen. Diese werden im folgenden anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher dargestellt. Beispielhaft wird hierbei davon ausgegangen, dass Parklücken auf einem Parkplatz senkrecht zu einer Fahrtrichtung im Parksuchverkehr angeordnet sind („Parken quer zur Fahrtrichtung“). Die Erfindung ist jedoch in analoger Weise für den Fall des Parkens parallel zur Fahrtrichtung oder des Schrägparkens anwendbar.Therefore, within the scope of the invention, different solutions have been developed to carry out a determination of free parking spaces, depending on the amount of available data in the occupancy state map. These will be described in more detail below with reference to the following drawings. By way of example, it is assumed here that parking spaces are arranged on a parking space perpendicular to a direction of travel in the parking search traffic ("parking transverse to the direction of travel"). However, the invention is applicable in an analogous manner in the case of parking parallel to the direction of travel or oblique parking.
Zunächst wird unter Bezug auf die
Es wird also hierbei nur Information über die Frontseite von Objekten (geparkten Fahrzeugen) verwendet. Diese ist in
In einem ersten Schritt wird eine Gruppierung besetzter Zellen
Im nachfolgenden zweiten Schritt wird die Mittelsenkrechte
Ziel des nachfolgenden dritten Schritts ist es, die Hauptachse (Mittelachse) eines als Kandidat für eine Parklücke geeigneten freien Bereichs zu ermitteln. Dies kann je nach Situation (entsprechend der aus der Sensorfusionskarte entnommenen Besetzungsinformation) auf unterschiedliche Weise erfolgen.The goal of the subsequent third step is to determine the main axis (central axis) of a free area suitable as a candidate for a parking space. Depending on the situation (corresponding to the occupation information taken from the sensor fusion card), this can be done in different ways.
Ist insbesondere, wie in
Wenn andererseits nur ein bereits geparktes Fahrzeug
Schließlich soll noch der Fall betrachtet werden, dass in einem relevanten Bereich der Fahrzeugumgebung überhaupt keine weiteren Objekte, etwa bereits geparkte Fahrzeuge, festgestellt werden. In diesem Fall wird die Zielachse
Im nachfolgenden vierten Schritt wird der Kandidat
Es wird also in dem geschilderten Fall, eingedenk der Tatsache dass es keine Information über die Seiten der vorhandenen Objekte (geparkten Fahrzeuge)
Im Folgenden wird unter Bezug auf die Figuren
In einem ersten Schritt wird die Besetzungsinformation in der Sensorfusionskarte ausgewertet. Da angenommen wird, dass die verwendeten Sensoren zusätzlich auch Tiefeninformation, insbesondere Seiteninformation des Fahrzeugs
Entsprechend werden wieder gerade Linien
Ziel des nachfolgenden zweiten Schritts ist die Ermittlung der Zielachse
Ist insbesondere, wie in
Der Fall zweier paralleler geparkter Fahrzeuge
Der Fall nur eines bereits geparkten Objekts
Auch bei Vorhandensein präziserer Sensoren kann natürlich der Fall auftreten, dass keinerlei Objekte ermittelt werden. Auch in diesem Fall ist das im Zusammenhang mit
Im anschließenden dritten Schritt wird der Mittelpunkt
Mit der Orientierung, vorgegeben durch die Zielachse
Wenn also, wie in den zuletzt ausgeführten Beispiel, die Seitenkanten
Im folgenden werden weitere Varianten einer Ermittlung von Kandidaten
Hierbei ist zu beachten, dass in diesem Fall die Zielachse
Im Fall einer Verdeckung werden jedoch die ermittelten Seitenlinien
Die weiteren Schritte der Vorgehensweise für die Bestimmung von Kandidaten
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung einer Darstellung der Fahrzeugumgebung, wie diese auf der Grundlage der durch die Sensorfusion ermittelten Besetzungskarte und nach Ausführen der vorstehend beschriebenen Schritte zum Ermitteln möglicher Kandidaten für Parklücken in einem beispielhaften Fall präsentiert werden kann.The following is a description of a representation of the vehicle environment as it may be presented based on the occupation map determined by the sensor fusion and after performing the steps described above for determining possible candidates for parking spaces in an exemplary case.
Ein Beispiel einer solchen Darstellung (Visualisierung) ist in
Unter den freien Bereichen, die mögliche Kandidaten für Parklücken darstellen, werden in bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung letztlich nur solche als „gültig“ für eine Darstellung und zur Auswahl als Zielparklücke ausgewählt, die weiteren Kriterien genügen. Insbesondere muss die Größe eines als frei ermittelten Bereichs die Größe des eigenen Fahrzeugs
Zum besseren Verständnis sei noch erwähnt, dass die unterschiedlich dargestellten Bereiche in
Eine vereinfachte Darstellung eines Ausschnitts einer beispielhaften Visualisierung eines Bereichs eines Parkplatzes ist in
Aus der Mehrzahl der „gültigen“ Kandidaten für Parklücken wird nun automatisch oder manuell durch den Fahrer eine als die Zielparklücke ausgewählt. In dem dargestellten Beispiel wird der Kandidat
Es ist zu beachten, dass in einem realen System vorzugsweise eine farbige Visualisierung erfolgt. Zum Beispiel können in einer bevorzugten Ausführungsform die in den Zeichnungen der
Wie bereits ausgeführt, ist eine solche Darstellung einer Fahrzeugumgebung bzw. eines Ausschnitts daraus das Ergebnis einer Verarbeitung aller verfügbarer Information bezüglich Grenzen von Hindernissen, freiem Raum und Parkmarkierungen, aufgenommen während mindestens einer Parksuchfahrt des eigenen Fahrzeugs
Eine weitere Form der Visualisierung in Form einer dreidimensionalen Darstellung ist in
Zur Visualisierung der Zielparklücke
Zur Visualisierung von Hindernissen wird ebenfalls eine dreidimensionale Wand um diese herum dargestellt, die den ermittelten Begrenzungen folgt.To visualize obstacles, a three-dimensional wall is also shown around them, following the determined boundaries.
Mit der gewählten Darstellung kann der Fahrer verfolgen, wie das Fahrzeug
In bevorzugten Ausführungsformen können zum Beispiel die dreidimensionalen „Wände“ in braun, das eigene Fahrzeug sowie der geplante Fahrweg in grau und die Zielposition in grün dargestellt werden. Auch hier sind natürlich wieder andere geeignete Farben gleichermaßen möglich.In preferred embodiments, for example, the three-dimensional "walls" in brown, the own vehicle and the planned route in gray and the destination position can be displayed in green. Again, of course, other suitable colors are equally possible.
Automatische Parksysteme gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind des weiteren so eingerichtet, dass sie unterschiedliche Stadien eines Parkvorgangs visualisieren können. Solche Stadien können insbesondere sein: „Suchen“, „Parklücke gefunden“, „automatischer Parkvorgang läuft“ und „Parkvorgang abgeschlossen“.Automatic parking systems according to embodiments of the present invention are further adapted to visualize different stages of a parking operation. In particular, such stages may be: "search," "parking spot found," "automatic parking in progress," and "parking completed."
Eine entsprechende Darstellung kann sowohl im Rahmen einer zweidimensionalen Visualisierung wie in
Im folgenden wird der Ablauf eines Verfahrens zum automatischen Parken eines Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Darstellung in dem Flussdiagramm der
Das Verfahren beginnt mit einer Suchfahrt (Schritt
Nachfolgend (Schritt
Sobald ein Kandidat für eine Parklücke gefunden und als „gültig“ erkannt oder gefunden worden ist, wird der Fahrer im Schritt
Im anschließenden Schritt
Im folgenden Schritt
Anschließend erfolgt im Schritt
Im anschließenden Schritt
In der beispielhaften Ausführungsform der
Alternativ (oder zusätzlich) kann eine entsprechende Abfrage auch im unmittelbaren Anschluss an den Schritt
Im nachfolgenden Schritt
Im abschließenden Schritt
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein automatisches Parksystem und ein entsprechendes automatisches Verfahren zum Parken eines Kraftfahrzeugs, bei dem mögliche Kandidaten für freie Parklücken automatisch ermittelt und ausgewählt werden. Dies geschieht auf der Grundlage einer Besetzungszustandskarte, in der Sensordaten eines oder mehrerer Fahrzeugsensoren fusioniert werden. Die Daten werden entsprechend aufbereitet und für einen Fahrer so visualisiert, so dass dieser den Verfahrensablauf jederzeit verfolgen und wenn erforderlich eingreifen kann. Für eine ausgewählte Parklücke wird ein Fahrweg geplant und, gegebenenfalls nach Bestätigung durch den Fahrer, der automatische Parkvorgang ausgeführt.In summary, the present invention relates to an automatic parking system and a corresponding automatic method for parking a motor vehicle, in which possible candidates for free parking spaces are automatically determined and selected. This is done on the basis of a population state map in which sensor data of one or more vehicle sensors are fused. The data are prepared accordingly and visualized for a driver so that he can follow the process at any time and if necessary intervene. For a selected parking space, a route is planned and, optionally after confirmation by the driver, the automatic parking process is carried out.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |