DE102018001794A1

DE102018001794A1 - Messsystem und Algorithmus zur Parkplatzerkennung

Info

Publication number: DE102018001794A1
Application number: DE102018001794.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Sensorpaare angebracht an der rechten Seite von Fahrzeugen und eine algorithmische Auswertung zur Detektion von freien Parkplätzen, wobei eine freie Parklücke durch die gemessene Zeit und anhand der aktuellen Geschwindigkeit ab einer gewissen Länge festgestellt wird. Um zwischen Parkplätzen und Lücken zwischen bewegten Fahrzeugen oder Lücken im Stau zu unterscheiden, misst ein Sensorpaar die Bewegung von Fahrzeugen, und die Bedingung wird eingeführt, dass sich innerhalb einer definierten Strecke nur stehende Fahrzeuge befinden dürfen. Die aktuelle Situation detektierter Parklücken oder besetzte Parklücken werden an einen Server übertragen, der die Informationen in der Umgebung an Klienten sendet.

Description

Technisches Gebiet
Messsysteme und algorithmische Auswertung bei der Parkplatzerkennung
Stand der Technik
DE 102015206457 A1 beschreibt eine Erfassung von Parklücken mittels einer Messung des freien Platzes zwischen Fahrzeugen, sowie die Fusionierung von bereits gesammelten Daten und neu erfassten Daten.
Technische Beschreibung
Kern der Erfindung sind induktive oder kapazitive oder Ultraschall-Sensoren, die vorne und hinten rechts außen am Fahrzeug angebracht sind, sowie eine algorithmische Auswertung, die unterscheiden kann, ob sich rechts vom Fahrzeug nun tatsächlich ein freier Parkplatz befindet, oder eine andere Lücke zwischen Autos.
Stellt das System einen Parkplatz fest, wird mit der aktuellen GPS-Position ein freier Parkplatz an einen Server übertragen. Ausgehend vom Server werden freie Parkplätze und dessen Positionen an die teilnehmenden Navigationsgeräte übertragen.
Grob umschreibt es die Erfindung, wenn ein Auto an einer Lücke zwischen zwei Autos vorbeifährt, die Sensoren bei fallender Flanke an der Lücke eine Zeitmessung starten, um anhand der aktuellen Geschwindigkeit und der gemessenen Zeit die Länge dieser Lücke auszuwerten.
Bei der Feststellung einer freien Parklücke wird die fallende Flanke der Sensoren und dann die steigende Flanke zur Auswertung verwendet.
Es seien Sensoren vorne und hinten am Auto angebracht. Im Straßenverkehr gibt es mehrere Negativszenarien, die Sensoren so auslösen, dass fälschlicherweise eine freie Parklücke festgestellt würde.
Es können alleine durch jeweils einen Sensor vorne und hinten keine freien Parkplätze festgestellt werden, denn das Szenario wäre so nicht ausgeschlossen, dass zwei Autos (eines von vorne kommend, eines von hinten kommend) zwei Sensoren in so einem zeitlichen Abstand schalten, dass bei der aktuellen Geschwindigkeit unseres Autos dieser zeitliche Abstand dem selbigen einer freien Parklücke entspräche, was es aber nicht ist.
Ein vorderes Auto fährt nach vorne weg und löse am vorderen Sensor eine fallende Flanke aus, in einem gewissen, zeitlichen Abstand wiederum eine steigende Flanke, ein hinters Auto ebenfalls, und es wird fälschlicher Weise eine freie Parklücke erkannt.
Es gilt, eine Sensoranordnung anzuwenden, in dem ein solches Negativszenario ausgeschlossen wird.
Indem die Richtung der Relativ-Bewegung des auslösenden Objektes nach vorne- oder nach hinten wegfahrend unterschieden werden kann, kann zwischen solch fahrenden Autos und stehenden Autos um eine Parklücke unterschieden werden, denn die Relativbewegung bei einer Parklücke ist eine andere, als die Relativbewegung dieses vorderen Autos dieses Negativszenarios.
Zwei nahe beieinanderliegende Sensoren, hier genannt Sensorpaar, jeweils vorne und hinten, können dann nach vorne oder nach hinten bewegte Autos unterscheiden, weil dadurch je nach Richtung eines vorbeifahrenden Autos die Schaltreihenfolge zweier Sensoren geändert wird.
Das vordere Auto in diesem Negativszenario löst eine fallende Flanke zweier vorderer Sensoren in umgekehrter Reihenfolge aus, als eine Parklücke, und somit wäre dieses Negativszenario ausgeschlossen.
Vorne am Auto seien zwei Sensoren (1_1) und (1_2) direkt nacheinander angebracht, sowie hinten zwei Sensoren (2_1) und (2_2).
Ein vorderes Auto löst beim nach vorne wegfahren erst einen Sensor (x_2) aus, dann einen Sensor (x_1) (fallende Flanke, negative Logik). Eine Parklücke löst erst einen Sensor (x_1), dann einen Sensor (x_2). Somit kann dieses Negativszenario ausgeschlossen werden.
Wird jeweils nur ein äußerer Sensor eines Sensorpaares (1_1) oder (2_2) ausgelöst, werden die gemessenen Daten nicht ausgewertet.
Durch die Anordnung von jeweils zwei Sensoren vorne und hinten kann also diese Situation ausgeschlossen werden, dass zwei Autos von vorne und von hinten Sensoren so auslösen, dass die Schaltzeit dem einer Parklücke entspräche, weil nun die Schaltreihenfolge der fallenden Flanke zweier solcher Sensoren durch ein von vorne kommendes Auto beim nach vorne wegfahren anders herum ist, und somit nicht diesem Schaltverhalten einer freien Lücke entspricht.
Ein zweites Negativszenario stellen bewegte Fahrzeuge und eine Lücke dazwischen dar, was fälschlicher Weise als Parklücke identifiziert werden könnte.
Mit jeweils zwei Sensoren vorne und hinten am Auto, die nahe beieinander liegen, kann sehr gut festgestellt werden, ob sich ein Auto bewegt, und somit eine freie Parklücke von einer Lücke zwischen bewegten Autos unterschieden werden und das zweite Negativszenario wird ausgeschlossen.
Denn beim Vorbeifahren an zwei bewegten Autos lösen zwei Sensoren, die vorne und hinten jeweils nahe beieinander liegen, beim Messen von bewegten Fahrzeugen wegen einer anderen Relativgeschwindigkeit, zeitlich anders versetzte Signale aus, als diese beim Vorbeifahren an zwei stehenden Autos mit einer tatsächlichen Parklücke.
Somit kann mittels der zeitlichen Messung nach den Signalen zweier nahe beieinander liegender Sensoren zwischen bewegten Fahrzeugen und einer Lücke dazwischen, und einer tatsächlichen Parklücke zwischen stehenden Autos unterschieden werden.
Ein Sensorpaar stellt also fest, ob sich ein detektiertes Auto bewegt, indem die gemessene Zeit zwischen zweier Flanken mit der Zeit eines (imaginären) ruhenden Gegenstandes verglichen wird.
Hierzu wird die aktuelle Durchschnittsgeschwindigkeit des messenden Autos (während der Messung) genutzt, sowie der Abstand zweier Sensoren wird miteinberechnet. Hieraus ergibt sich die Zeit, die ein detektierter, nicht bewegter Gegenstand auslösen würde, die als Vergleichswert mit den Messergebnissen dient. Bei einer Beschleunigung des messenden Fahrzeuges muss dabei die Durchschnittsgeschwindigkeit in die Rechnung eingehen.
Zur Detektion einer Parklücke wird die Zeit gemessen, nachdem bei einem Sensorpaar jeweils zwei fallende Flanken festgestellt werden, und bis bei diesem Sensorpaar wieder zwei steigende Flanke festgestellt werden. Es kann hier auch nur 1 Sensor eines Paares so eine fallende und eine steigende Flanke auswerten. Je nach Geschwindigkeit des messenden Fahrzeuges kann nach der gemessenen Zeit der Abstand der detektierten Lücke berechnet werden.
Es wird also erstens festgestellt, ob sich Autos bewegen, zweitens wird festgestellt, um welchen Abstand es sich zwischen zwei Autos handelt.
Eine fallende Flanke wird nach dem vorbei fahren an einem Auto festgestellt. Hierbei ist es annähernd gleichgültig, welchen Abstand das messende Fahrzeug von dem Gegenstand hat. Bei verschiedenen Abständen ergibt sich hier nach dem Vorbeifahren immer eine untere Schwelle der Messung, ab welcher die Zeit nun annähernd genau gemessen werden kann.
Hingegen bei der steigenden Flanke vor einem ankommenden Auto stellen sich verschiedene Höchstwerte der Messung ein, je nach dem Abstand des messenden Fahrzeuges, so dass kein fester Wert als Vergleichswert für die Messung verwendet werden kann.
Stattdessen wird ein maximaler, detektierter Wert gemessen, wenn bspw. 3 Messwerte nacheinander annähernd denselben Wert aufweisen, also ein weitgehend konstanter Wert festgestellt wird, ist dies der Wert nach der steigenden Flanke. Diese 3 Werte werden als Flankenereignis ausgewertet.
Im Folgenden, einführendem Ausführungsbeispiel wird bei der Messung eine Lücke zwischen zwei stehenden Gegenständen festgestellt. Detektierte Werte der 4 Sensoren (1_1, 1_2, 1_3, 1_4) werden wie folgt abgehandelt. Es werden zwei nacheinander folgende, fallende Flanken und danach zwei nacheinander folgende steigende Flanken ausgewertet.
Anderweitige Flankenabfolgen in anderer Reihenfolge werden nach dem ersten Negativszenario []-[] nicht berücksichtigt und gehen nicht in Auswertung einer freien Parklücke ein. Somit wird das erste Negativszenario ausgeschlossen.
Die Werte werden quantisiert nach einem bestimmten Takt AD-gewandelt und an ein Eingangsregister eines bspw. ARM Mikrocomputersystem geladen. Taktsynchron werden die Werte ausgelesen.
Ein Schleifenzyklus der Auswertung der Sensorwerte wird gestartet, wenn auf einen höheren Messwert ein niederer Schwellenwert folgt, also wenn auf einen detektierten Gegenstand eine Lücke folgt, die wie folgt analysiert wird.
Erst soll festgestellt werden, ob sich der detektierte Gegenstand bewegt.
Per Vergleichslogik des auswertenden Mikrocomputersystems wird ein digitaler Code ab einem bestimmten niederen Schwellenwert eines Sensors (1_1) festgestellt, und startet eine Impulszählung bzw. Zeitmessung_1. Wird der annähernd selbe Schwellenwert bei dem zweiten Sensor (1_2) des Sensorpaars unterschritten, stoppt die Zeitmessung_1.
Dies entspricht der gemessenen Zeit der nacheinander folgenden Flanken bei einem Sensorpaar_1. Nun soll per Vergleich festgestellt werden, ob sich der detektierte Gegenstand bewegt.
Im Selben Taktzyklus bei der Zeitmessung_1 wird die aktuelle Geschwindigkeit aufsummiert, und anschließend der Mittelwert gebildet. Mit der berechneten Durchschnittsgeschwindigkeit wird mit dem definierten Abstand eines Sensorpaares diejenige Zeit_1 berechnet, die ein nicht bewegter Gegenstand nach einer Zeitmessung_1 auslösen würde, und mit der Zeitmessung_1 verglichen.
Die Zeit_1 wird anhand des Abstandes s zweier Sensoren 1_x und der Durchschnittsgeschwindigkeit v berechnet, t_1 = s/v. Weicht der Vergleich der Zeitmessung_1 zur Zeit_1 über ein Spiel hinaus ab, bewegt sich der detektierte Gegenstand.
Mit der Auswertung der beiden fallenden Flanke des Sensorpaares_1 wird somit festgestellt, ob sich der detektierte Gegenstand bewegt.
Bewegt sich der Gegenstand, wird der Zyklus von neuem gestartet und wieder ab einer fallenden Flanke bzw. einem niederen Schwellenwert gestartet.
Weiter startet ein niederer Schwellenwert eines Sensors (1_1) eine Impulszählung bzw. eine Zeitmessung_2. Werden anschließend bei einem Sensor (1_1) per Vergleichslogik mehrere, annähernd gleiche, höhere Werte gemessen, stoppt die Zeitmessung_2. Die gemessene Zeit entspricht der Zeit, die während einer (Park-)Lücke aufgezählt wird.
Im Selben Taktzyklus bei der Zeitmessung_2 wird die aktuelle Geschwindigkeit aufsummiert, und anschließend der Mittelwert gebildet.
Mittels Multiplikation der berechneten Durchschnittsgeschwindigkeit mit der Zeitmessung_2 wird der Abstand ab einer fallenden Flanke bis zur steigenden Flanke berechnet. Dies entspricht dem Abstand zwischen zwei stehenden Autos.
Entspricht nun die Zeitmessung_1 der berechneten Zeit_1, steht ein Fahrzeug, nachdem zwei fallende Flanken am Sensorpaar_1 ausgewertet wurden. Nun kann mittels der Zeitmessung_2 und der Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit festgestellt werden, ob der Abstand dem einer Parklücke oder mehreren entspricht.
Mit selbigem Zyklus verfährt separat ein Sensorpaar_2 hinten am Auto.
Werden anderweitige Informationen aus den Sensoren ausgelesen, handelt es sich nicht um eine Parklücke.
Ein weiteres Negativszenario wird beschrieben. Auf einer mehrspurigen Straße befinden sich Fahrzeuge, die in einem Stau nun etwas weiter voneinander entfernt stehen, und eine Lücke aufweisen, die kein Parkplatz ist. Ein messendes Auto auf einer linken Spur würde fälschlicher Weise einen Parkplatz detektieren.
Es kann mittels solcher messtechnischer Verfahren eine solche Lücke wie folgt von einem freien Parkplatz unterschieden werden.
Zusätzlich zur Messung des Abstandes zweier stehender Autos wird eine weitere Bedingung eingeführt, die zur positiven Detektion einer Parklücke dient. Werden bspw. min. 2 stehende Autos innerhalb einer Strecke von bspw. 100m festgestellt, und bewegt sich innerhalb dieser Strecke kein detektiertes Fahrzeug, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass sich das messende Fahrzeug nicht auf einer linken Spur im Stadtverkehr bewegt.
Es werden also bspw. 2 stehende Autos innerhalb einer Strecke genutzt, um davon zu schließen, dass detektierte Lücken dazwischen freie Parkplätze sind, wenn sich innerhalb der Strecke von 100m kein Auto bewegt.
Im Stadtverkehr in einem Stau ist es erstens unwahrscheinlich, dass sich eine so große Lücke im Verkehr auftut, die der Länge einer Parklücke entspricht. Zweitens ist es zusätzlich sehr unwahrscheinlich, dass sich innerhalb von 100m im Stau eines Stadtverkehrs kein einziges Auto bewegt.
Es werden also in so einem Negativszenario höchstwahrscheinlich nur dann 2 Autos innerhalb von 100m nacheinander festgestellt, und keines, das sich bewegt, wenn das messende Auto auf einer rechten Spur fährt, und es können Parklücken zwischen stehenden Autos detektiert werden. Somit werden also Lücken, die sich im Straßenverkehr bilden, nicht als Parkplätze detektiert.
Es werden also stehende Autos genutzt, bspw. 2 Autos innerhalb von 100m, um darauf zu schließen, dass sich hier Parkplätze befinden können.
Im Folgenden Ausführungsbeispiel wird obiger, einführender Zyklus [30]-[46] erweitert, und eine Parklücke nur als solche gekennzeichnet, wenn innerhalb von 100m kein Fahrzeug bewegt, und mindestens 2 stehende Autos gemessen werden. Somit wird das zweite Negativszenario ausgeschlossen.
Es wird eine Wegmessung von 100m gestartet. Innerhalb dieser Wegmessung wiederholt sich der folgende Zyklus. Dieser Zyklus und die Wegmessung wird mehrfach parallel gestartet, bspw. alle 50m, um so alle auszuwertenden Parkmöglichkeiten abzudecken.
Freier Platz bis zu einem Gegenstand
Der Zyklus beginnt hier [56], wenn am Sensor 1_1 aktuell ein niederer Schwellenwert oder eine fallende Flanke gemessen wird, und es wird die Strecke eines freien Platzes berechnet. Im auswertenden Mikrocomputersystem wird eine Zeitmessung_0 gestartet.
Die Zeitmessung_0 misst diejenige Zeit, mit der die Strecke von einem freien Platz bis zu einem Gegenstand berechnet wird.
Mit einer steigenden Flanke an einem Sensor 1_1 wird die Zeitmessung_0 gestoppt, und die Strecke des freien Platzes berechnet.
Entspricht diese Strecke derjenigen von mind. 1 Parklücke, wird die GPS-Position gespeichert.
Wurde eine freie Strecke detektiert, egal wie lange diese ist, fährt der Zyklus bei [68] fort. An dieser Stelle wird die anschließende steigende Flanke ausgewertet, wenn an einen Gegenstand herangefahren wird.
Falls jedoch mit Beginn des Zyklus [56] bereits eine hohe Schwelle oder eine steigende Flanke an Sensor 1_1 gemessen wird, beginnt der Zyklus hier [61], und es wird anstelle des obigen Verfahrens überprüft, wenn an dem Gegenstand vorbeigefahren wird, ob es sich um einen stehenden Gegenstand handelt.
Mit fallender Flanke an einem Sensor 1_1 wird eine Zeitmessung_1 gestartet.
Mit fallender Flanke an einem Sensor 1_2 wird die Zeitmessung_1 gestoppt.
Während der Zeitmessung_1_0 wird die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet. Aus der Durchschnittsgeschwindigkeit und den Abständen der Sensoren 1_1 und 1_2 ergibt sich die Zeit_1, und bei annähernd positivem Vergleich der Zeitmessung_1 und der Zeit_1 wird ein stehender Gegenstand festgestellt.
Die Zeitmessung_1 wird mit derjenigen Zeit verglichen, die ein stehender Gegenstand über diese Strecke auslösen würde.
Wird ein bewegter Gegenstand festgestellt, bricht der Zyklus ab und wird nach 100m von vorne gestartet [55]. Ebenso wird die Wegmessung von neuem gestartet. Nun wurde innerhalb der 100m ein bewegtes Fahrzeug festgestellt, und nach 100m wird der nächste Streckenabschnitt nach freien Parkplätzen überprüft.
Wird kein bewegter Gegenstand festgestellt, fährt der Zyklus bei [56] fort, und es wird der freie Platz bis zu einem Gegenstand gemessen.
Nach dem gemessenen freien Platz fährt der Zyklus fort, und es wird anschließend eventuell ein Gegenstand festgestellt [69]. Falls innerhalb der 100m kein Gegenstand der Länge eines Autos festgestellt wurde, wurde auch kein freier Parkplatz festgestellt, und der Zyklus beginnt nach 100m von neuem [55].
Es wird im auswertenden Mikrocomputersystem mit einer steigenden Flanke an einem Sensor 1_1 des Sensorpaares, also mehrere, annähernd identische Messwerte nacheinander, eine Zeitmessung_2 gestartet, wenn an einen Gegenstand herangefahren wird.
Die Zeitmessung_2 wird gestoppt, wenn am Sensor 1_2 des Sensorpaares ebenwertige Messwerte ergeben.
Nun soll anhand der Zeitmessung_2 und dem Sensorpaar (1_x) festgestellt werden, und ob es sich um einen nicht bewegten Gegenstand handelt.
Während der Zeitmessung_2 wird die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet. Aus der Durchschnittsgeschwindigkeit und den Abständen der Sensoren 1_1 und 1_2 ergibt sich die Zeit_2, und bei positivem Vergleich der Zeitmessung_2 und der Zeit_2 wird ein stehender Gegenstand festgestellt.
Wird ein bewegter Gegenstand festgestellt, bricht der Zyklus ab und wird nach 100m von vorne gestartet. Ebenso wird dann die Wegmessung von neuem gestartet.
Wenn kein bewegter Gegenstand festgestellt wurde, fährt der Zyklus fort, und es wird die Länge des Gegenstandes überprüft, ob es sich um ein Auto handelt.
Weiter wird mit der steigenden Flanke an Sensor 1_1 eine Zeitmessung_3 gestartet, und mit einer fallenden Flanke an Sensor 1_1 gestoppt. Diese beiden Flanken ergeben sich beim Vorbeifahren an diesem ersten Auto oder Gegenstand.
Nun soll anhand der Zeitmessung_3 die Länge des Gegenstandes festgestellt werden, und ob es sich um die Länge eines Autos handelt.
Wieder wird während der Zeitmessung_3 die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet. Die Multiplikation der Zeitmessung_3 mit der Durchschnittsgeschwindigkeit ergibt die Länge des detektierten Gegenstandes. Entspricht diese Länge einen definierten Bereich der Länge von Autos, ist wahrscheinlich ein Auto festgestellt worden.
Bei diesem Schritt des Algorithmus werden andere Gegenstände, die keine Fahrzeuge sind, ausgeschlossen.
Nach dem Vorbeifahren an dem Gegenstand soll nochmals überprüft werden, ob sich der detektierte Gegenstand bewegt, bevor der Gegenstand als erstes, mögliches Fahrzeug deklariert wird.
Mit einer nun fallenden Flanke an einem Sensor 1_1 wird eine Zeitmessung_4 gestartet. Die Zeitmessung_4 wird gestoppt, wenn am Sensor 1_2 eben wertige Messwerte ergeben.
Während der Zeitmessung_4 wird die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet. Aus der Durchschnittsgeschwindigkeit und den Abständen der Sensoren 1_1 und 1_2 ergibt sich die Zeit_4, und bei positivem Vergleich der Zeitmessung_4 und der Zeit_4 wird ein stehender Gegenstand festgestellt.
Wird ein bewegter Gegenstand festgestellt, bricht der Zyklus ab und wird nach 100m von vorne gestartet.
Wenn nun ein stehender Gegenstand der Länge eines Autos festgestellt worden ist [74]-[77], zählt ein Zähler im auswertenden Mikrocomputersystem nach oben.
Es wurde nun möglicher Weise ein stehendes Auto detektiert, und der Zyklus wird fortgesetzt.
Mit einer fallenden Flanke an einem Sensor 1_1 wird eine Zeitmessung_5 gestartet. Die Zeitmessung_5 wird gestoppt, wenn am Sensor 1_1 eine steigende Flanke festgestellt wurde.
Die Zeitmessung_5 entspricht der Zeit der Messung einer Lücke zwischen zwei Autos.
Nun soll die Länge dieser Lücke ermittelt werden.
Während der Zeitmessung_5 wird die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet. Die Multiplikation aus beiden Werten ergibt den Abstand zwischen 2 Autos.
Ist dieser Abstand groß genug, wird die GPS-Position und mind. ein möglicher Parkplatz gespeichert.
Der Zyklus wird mit der steigenden Flanke nun wieder hier fortgesetzt [56], und der nächste Gegenstand detektiert, die Wegmessung der definierten 100m aber nicht, ebenso bleibt der Zählerstand erhalten, und auch die GPS-Position einer detektierten Lücke.
Nun kann in diesem Zyklus ein zweites, stehendes Auto festgestellt werden, auch ein drittes, demnach wird der Zählerstand erhöht, und jeweilige Lücken zwischen Autos werden festgestellt und Parklücken und deren GPS-Position gespeichert.
Es werden nach 100m nach einer Messung der Zählerstand überprüft. Wenn sich während der 100m kein Auto bewegt, kann der Zählerstand detektierter Autos überprüft werden. Ist dieser Zählerstand größer gleich 2 (beispielsweise), handelt es sich bei den gespeicherten GPS-Positionen um Parkmöglichkeiten.
Nun können die gespeicherten GPS-Positionen freier Lücken genutzt werden.
Abbruchbedingungen des Zyklus sind bewegte Autos, sowie eine andere Flankenabfolge, als diese, wenn an Autos vorbeigefahren wird. Es werden nur Flanken betrachtet, wenn an Autos vorbeigefahren wird. Wenn ein Auto am messenden Auto nach vorne wegfährt, wird der Zyklus ebenfalls abgebrochen. In solchen Fällen wurden innerhalb dieser 100m bewegte Autos festgestellt, und der Zyklus wird abgebrochen. Nach den Definitionen der Wegmessung wird der Zyklus bei gefahrenen 100m neu gestartet [55].
Dieser Messalgorithmus ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Parkplätze dicht besetzt sind, und es nur wenige Parkmöglichkeiten gibt. Diese wenigen Parkmöglichkeiten können so detektiert werden. Auch werden Parkmöglichkeiten mit mehreren, freien Parklücken detektiert. Ebenso werden Halteverbote von möglichen Parkplätzen ausgeschlossen.
Dieser Algorithmus kann auch bei 2 spurigen Straßen eingesetzt werden, und freie Parklücken im Stau durch ein messendes Fahrzeug auf einer linken Spur werden höchstwahrscheinlich nicht als freie Parklücke detektiert, da der Algorithmus innerhalb von 100m bei detektierten, bewegten Fahrzeugen abgebrochen wird.
Bei der sensortechnischen Erfassung von freien Parkplätzen ist dieser Algorithmus unausweichlich, weil ansonsten andere Lücken im Straßenverkehr nicht von Parklücken unterschieden werden können. Es werden Parkplätze als solche erkannt, wenn stehende Autos und Lücken dazwischen festgestellt werden, und sich innerhalb eines Bereiches keine Autos bewegen.
Bei Straßen in verkehrsberuhigten Bereichen, bei denen es sehr viele Parkmöglichkeiten und nur wenige stehende Autos gibt, muss ein anderer Messalgorithmus angewandt werden. Beispielsweise können definierte Kennzahlen so abgeändert werden, so dass nur noch mind. 1 Auto innerhalb eines Messbereiches von 100m detektiert wird (und keine bewegten Fahrzeuge), um darum herum Parkmöglichkeit festzustellen. Allerdings werden so detektierte Autos in Parkverbotszonen nicht ausgeschlossen.
Jedoch benötigt man in solchen verkehrsberuhigten Bereichen kaum eine Parkassistenz, so dass solche Messungen [] unnötig sind. Also sind die Kennzahlen gut gewählt worden, und freie Parkplätze können insbesondere bei Knappheit von Parkplätzen detektiert werden, und auch Parkverbotszonen sind so auszuschließen.
Ein letztes Negativszenario stellt eine Lücke zwischen parkenden Autos vor einer Einfahrt dar, die auch mit solchen Messalgorithmen nicht ausgeschlossen werden kann. Hier wird ein Parkplatz festgestellt.
Jedoch kann eine Auswertung seitens eines Servers feststellen, dass hier nie ein Auto parkt, und anschließend diese Lücke als Parkmöglichkeit ausgeschlossen werden.
Ist mindestens eine freie Parklücke festgestellt worden, wird mit der aktuellen GPS-Position und einem positiven Wahrheitswert die freie Parklücke über eine TCP/IP-Verbindung an einen Server übertragen, der alle freien Parklücken speichert.
Ein Auto sendet Pakete mit der GPS-Position und einem Wert über die Parksituation an den Server. Zu jeder relevanten GPS-Position speichert nun der Server diesen Wert, ob sich dort eine oder mehrere freie Parklücken befinden.
Zur technischen Realisierung sendet ein Klient in regelmäßigen Abständen seine GPS-Position und dessen IP-Adresse an den Server. Zum Verbindungsaufbau wird ein freier, fest definierter Zeitschlitz genutzt, wonach ein Server weiß, dass ein bestimmter Klient eine Verbindung wünscht, und sendet an dessen IP-Adresse die Definition eines Zeitfensters, in welchem der Klient Daten versenden darf.
Die Empfängerantenne empfängt eine Frequenz mit modulierter Amplitude zur Datenübertragung. Das freie Zeitfenster wird dabei mittels eines Zählverfahrens der Nulldurchgänge der Schwingung festgestellt. Das vom Server definierte, freie Zeitfenster wird mit dem Zählerstand verglichen und so das freie Zeitfenster festgestellt, indem der Klient Daten senden darf. Der Server stellt dabei für jeden Klienten ein bestimmtes, freies Zeitfenster bereit.
Ein Klient generiert ein definiertes Bitmuster. Eine freie Parklücke bekommt ein bestimmtes Muster zugeordnet, welches vom Server identifizierbar ist. Die GPS-Position wird ebenfalls in ein definiertes Bitmuster transformiert, welches beidseitig verständlich ist. Durch definierte Positionen im Bitstrang kann der Server oder anderweitig der Klient die Daten unterscheiden und auswerten.
Beim Versenden wird ein zuerst ein Bitstrang generiert, und in ein Ausgangsregister geschoben. Eine gewisse Anzahl an Bits dieses Bitstrangs werden nacheinander ausgelesen. Danach werden zu diesem Bitstrang zugehöriger analoge Werte generiert. Wenn der Zeitpunkt des freien Zeitfensters nach einem gewissen Zählerstand vorliegt, werden nacheinander bereitstehende, analoge Amplitudenwerte des modulierten Bitstrangs verstärkt an den Schwingkreis der Antenne geladen.
Wenn der Server die GPS-Position eines Klienten empfängt, sendet der Server die GPS-Positionen bestehender Parklücken an ein messendes Fahrzeuges.
Detektiert der Klient eine freie Parklücke, an der sich zuvor ebenfalls eine Parklücke befand, müssen keine Daten an den Server versendet werden.
Der Klient überprüft bei bestehenden Parklücken, ob sich hier immer noch ein Parkplatz befindet. Ist dem nicht so, sendet der Klient einen besetzten Parkplatz an den Server. Der Server speichert die aktuelle Situation und sendet an alle Klienten in der näheren Umgebung die aktuelle Parksituation.
Somit werden freie Lücken im Straßenverkehr, die zwar unwahrscheinlich fälschlicher Weise als freien Parkplatz an den Server übertragen worden sind, nun durch ein anderes Auto festgestellt, und dann dem Server mitgeteilt, dass es sich nicht um einen freien Parkplatz handelt. Ebenfalls wird dem Server mitgeteilt, wenn eine vorherige, freie Parklücke nun keine mehr ist.
Der Klient vergleicht eine detektierte Parklücke mit den empfangenen Daten vom Server. Wenn sich zuvor an einer GPS-Position keine freie Parklücke befand, und nun eine freie Parklücke detektiert worden ist, sendet der Klient einen freien Parkplatz an den Server. Der Server speichert die aktuelle Situation und sendet an alle Klienten die aktuelle Parksituation der näheren Umgebung.
Leichte Ungenauigkeiten des GPS-Rasters werden seitens des Servers und des Klienten wie folgt gelöst.
Wegen dem GPS-Raster kann es schon vorkommen, dass 2 verschiedene GPS-Positionen zum selben (einzelnen) Parkplatz angegeben werden.
Daher gilt es seitens des Servers auszuwerten, wenn zu einer Parklücke verschiedene GPS-Positionen gesendet worden sind, zwei GPS-Positionen zu einer Parklücke zuzuordnen.
Weil eine einzelne Parklücke von zwei Autos umgeben ist, ist hier ein gewisser, größerer Platz gegeben, um einen Spielraum für einen GPS-Bereich zu ermöglichen.
Wenn nun aber eine GPS-Position so abweicht, dass eine detektierte Parklücke durch ein Auto dann seitens des Servers genau auf ein Auto fällt, welches von 2 Parklücken umschlossen wird, dann weiß der Server nicht, welcher dieser 2 Parklücken gemeint ist.
In solchen Fällen gilt immer eine Parkplatz-Musteranwendung, das heißt, wenn ein messendes Fahrzeug verschiedene Abfolgen von Parklücken und Autos innerhalb von bspw. 100m detektiert, allesamt um einen Rasterblock abweichend, dann kann der Server diese Parklücken-Muster mit dem Muster der gespeicherten Parklücken abgleichen und die fehlerhaften GPS-Positionen den gespeicherten Parklücken zuordnen.
Wenn sich aber innerhalb dieser 100m viele Veränderungen der Parksituationen abtun, geht die Parkplatz-Musteranwendung bis zu einem gewissen Grad, um die aktuell gemessene Abfolge von Parklücken und Autos denen GPS-Positionen bei Abweichungen am Server zuzuordnen.
Kommt so eine Situation vor, bei der sich sehr viele Parkmöglichkeiten verändert haben, und eine Musterabgleichung nicht möglich ist, lassen sich abweichende GPS-Positionen wohl nicht mehr mit dem Server abgleichen und nicht mehr eindeutig Parklücken zuordnen.
Wenn nun keine Parklücken oder nur sehr wenige Parklücken mit dem gespeicherten Stand im Server vergleichbar sind, wird die neue Parksituation am Server gespeichert.
Anstelle der genauen Angaben der GPS-Positionen zu jedem einzelnen Parkplatz wird nun als Alternative ein sehr grobes Raster angewandt, und Angaben über die Anzahl an freien Parkplätzen innerhalb eines Messbereiches von bspw. 100m an den Server gesendet. Somit sind Messungenauigkeiten des GPS kein Problem mehr.
Ein Klient sendet seine GPS-Position an den Server. Wenn der Klient innerhalb von 100m keine bewegten Fahrzeuge detektiert, stehende Autos und freie Parkplätze feststellt, sendet der Klient einfach nach der gemessenen Länge einzelner Lücken die daraus resultierende Anzahl an freien Parkplätzen innerhalb dieses Messbereichs ab der gesendeten GPS-Position an den Server.
Vereinbart zwischen Server und Klient wird, dass die erste GPS-Position, ab der gemessen wird, diese ab dem Beginn einer nächsten Straße ist. Weiter wird vereinbart, dass alle 100m auf dieser Straße der nächste Messbereich beginnt. Die Straße wird also in Messbereiche unterteilt.
Bei zweispurigen Straßen gilt hier, wie zuvor ausgeführt, weiterhin, dass ab einer solchen GPS-Position das Auto nur stehende Fahrzeuge detektiert, also auf der rechten Spur fährt. Andere Messergebnisse werden ausgeschlossen.
Die weiterhin bestehenden Ungenauigkeiten des GPS verursachen nun nur, dass die eine oder andere Parklücke am Rand des Messbereiches nun in einen benachbarten Messbereich verrutschen kann.
Der Server sammelt die Daten. Wenn bei einer Messung ein Parkplatz in den nächsten Messbereich verrutscht, liegen dem Server unterschiedliche Daten vor.
Wenn in einem Messbereich_1 bspw. 3 freie Parkplätze bestehen, im benachbarten Messbereich_2 bspw. 2 freie Parkplätze, und eine andere Messung diese beiden Werte vertauscht, weiß der Server erst mal nicht, ob sich die Parksituation verändert hat, oder ob sich eine freie Parklücke genau zwischen den Messbereichen befindet, welche wegen Messungenauigkeiten des GPS einmal in den Messbereich_1, ein andermal in den Messebereich_2 fällt.
Für den Anwender ist das egal, in welchen der beiden Bereiche nun der Parkplatz am Rand der 100m übernommen wird. Die Anzeige zeigt immer die richtige Anzahl an freien Parkplätzen an, die gemessen werden, nur fallen Parkplätze am Rand der 100m mal in den einen, mal in den anderen Bereich.
Die Anzahl an freien Parkplätzen wird dann solchen Rasterblöcken bzw. Straßenabschnitten zugeordnet.
Das Navigationsgerät zeigt dann für einen entsprechenden Straßenabschnitt die hiesige Anzahl an freien Parkplätzen an.
Eine zusätzliche Messung an den Rändern der Bereiche wäre denkbar, aber unnötig.
Ein letztes Parkszenario stellen Parkplätze dar, die sich rechtwinklig von einer Straße befinden. In so einem seltenen Fall befindet sich vor diesen Parkplätzen eine freie Fläche zum Einfädeln, also sind diese Parkplätze weiter weg von der Straße, und können messtechnisch nicht als solche detektiert werden.
Zur Lösung dieses Problems wird dem Server mitgeteilt, wenn ein Parkplatz belegt wird. Wird der Motor für eine längere Zeit ausgeschaltet, und wieder angeschaltet, wird dem Server an dieser Position ein „möglicher“ Parkplatz mitgeteilt.
„Mögliche" Stellplätze sind Parkplätze, wobei nicht auszuschließen ist, dass alle Plätze belegt sind, wie in diesem letzten Parkszenario.
Um einen Garagenstellplatz hierbei auszuschließen, muss es sich bei der Deklarierung eines „möglichen“ Stellplatzes um eine andere GPS-Position handeln, als diese, an der das Auto meistens steht.
Zur technischen Realisierung werden dem Server die GPS-Positionen mitgeteilt, wenn der Motor nach längerer Parkzeit wieder angeschaltet wird. Vorerst wird aber seitens des Servers noch kein „möglicher“ Parkplatz freigegeben.
Am gewöhnlichen Stellplatz, bspw. einer Garage, teilt ein Auto dem Server immer wieder dieselbe GPS-Position als „möglicher“ Parkplatz mit. Die Häufung dieser GPS-Positionen schließt dann einfach die Kenntlichmachung eines „möglichen“ Parkplatzes aus. Somit werden Garagenplätze nicht als möglicher Parkplatz festgestellt.
Wenn nun der gewöhnliche Stellplatz die Straße ist, wird nun nicht ein „möglicher“ Parkplatz durch dieses Auto gekennzeichnet, hier an dieser Stelle aber sicher durch ein anderes Auto. Somit werden Parkplätze an der Straße weiterhin normal angezeigt.
Der gewöhnliche Stellplatz eines Autos soll hierbei einen größeren Bereich umfassen, um das Parken an verschiedenen Parkplätzen, bspw. in einem privaten Hof oder einer Tiefgarage, von „möglichen“ Parkplätzen auszuschließen.
Mit dieser Vorgehensweise werden mögliche Stellplätze nur dann als solche festgestellt, wenn das Auto wo anders parkt, als sonst.
Wird eine GPS-Position beim Anschalten des Motors übertragen, an dem das Auto sonst nicht steht (also eine andere GPS-Position der gewöhnlichen Stellplätze), registriert dann der Server einen „möglichen“ Parkplatz.
Wenn aber an dieser GPS Position nur höchst selten geparkt wird, handelt es sich um einen Falschfahrer.
GPS-Positionen werden zur Feststellung von möglichen Parkplätzen seitens des Servers wie folgt ausgewertet:
Beim Einschalten des Motors nach längerer Zeit sendet ein Klient dessen GPS-Position an den Server. Es wird noch kein möglicher Parkplatz festgestellt.
Wird eine gewisse GPS-Position oder ein Bereich über längere Zeit hinweg 1-mal am Tag gesendet, handelt es sich um den festgestellten, gewöhnlichen Stellplatz.
Nach der Feststellung des gewöhnlichen Stellplatzes kann nun eine andere, übertragene GPS-Position, an der dieses Auto parkt, vom Server als Parkmöglichkeit identifiziert werden.
Nun können also in der Vielzahl an Teilnehmern auch solche Parkplätze wie in dem letzten Parkszenario, die über obige messtechnische und algorithmische Auswertung nicht aufgefasst werden, als „mögliche“ Parkplätze festgestellt werden.
Hierzu dient ein Parksymbol eines „möglichen“ Parkplatzes, wobei aber auf die beschriebene Weise nicht festzustellen ist, ob sich hier noch freie Plätze befinden.
Weiterhin höher prioritär die Kenntlichmachung eines „tatsächlichen“ Parkplatzes, welches obige Algorithmen feststellen, so dass auch hier weiterhin tatsächliche Parkplätze anzuzeigen sind.
Durch letzte Vorgehensweise werden alle möglichen Parkplätze angezeigt, wobei Garagenplätze ausgeschlossen werden können. Es werden weiterhin durch messtechnische Verfahren und algorithmische Auswertung freie Parklücken angezeigt, leider nicht an einem „möglichen“ Parkplatz des letzten Parkszenarios, alle anderen Parklücken so gut wie fehlerfrei schon.
Auch kann seitens des Klienten zwischen „möglichen“ Stellplätzen und dem gewöhnlichen Stellplatz unterschieden werden.
Es soll noch eine Parkplatzerkennung anstelle von Sensoren mittels einer Kamera beschrieben werden.
Wenn das messende Fahrzeug an anderen Autos vorbeifährt, sollen wieder Parklücken detektiert werden.
Dabei ist wieder festzustellen, ob detektierte Lücken Parkplätze sind, oder Lücken zwischen bewegten Autos oder zwischen Autos im Stau.
Wieder wird hierbei angewandt, dass innerhalb einer definierten Strecke Lücken detektiert werden, wobei eine Mindestanzahl an Autos festgestellt wird, und sich innerhalb dieser Strecke kein Auto bewegen darf.
Bei der Messmethodik mittels Kameras hängt jedoch beim Vorbeifahren an Autos dessen zu messende Geschwindigkeit im Kameraabbild von der Entfernung zur Kamera ab. Wenn man langsam an einem stehenden Auto vorbeifährt, bewegt sich das Auto im Kameraabbild umso schneller, je näher dieses sich an der Kamera befindet.
Um herauszufinden, wie schnell sich ein gefilmtes Fahrzeug bewegt, muss zusätzlich ein Sensor zur Messung des Abstandes der gefilmten Autos verwendet werden, um dann bei der Bildauswertung auf die tatsächliche Geschwindigkeit zu schließen.
Anhand der Messung des Abstandes muss dann die Geschwindigkeit der gefilmten Autos berechnet werden.
Dabei wird bestenfalls ein Grundabstand angewandt. Bei diesem Abstand kann direkt aus den ausgewerteten Daten der Kamera mit dem Faktor 1 aus der Bewegung des Abbildes über das Pixelbild auf die Geschwindigkeit geschlossen werden.
Eine Linsenoptik hat eine bestimmte, mathematische Funktion der Größe eines Abbildes zu dessen Abstand. Je weiter sich ein Abbild entfernt befindet, nimmt dessen Größe nach dieser Funktion ab, als auch dazu proportional nimmt dessen gefilmte Geschwindigkeit der Pixelbewegungen nach dieser Funktion ab.
Genauso wird ein gefilmtes, bewegtes Fahrzeug in der Entfernung kleiner, und bewegt sich auch je nach der Entfernung langsamer über das Pixelbild.
Die Entfernung des Fahrzeuges wird gemessen. Anhand der Funktion der Größe eines Abbildes zu dessen Entfernung kann nun dieser Faktor nach der Entfernung zur Berechnung verwendet werden, um anhand der Auswertung der bewegten Pixel, nun je nach Entfernung, auf die tatsächliche Geschwindigkeit zu schließen.
Denn mit der Entfernung eines Abbildes ist dessen Größe indirekt proportional dazu, sowie auch nach dessen Größe die Geschwindigkeit der bewegten Pixel.
Also kann nach einem Faktor, der aus dem gemessenen Abstand resultiert, nach der Funktion der Linsenoptik ein weiter entferntes Abbild und dessen ermittelte Geschwindigkeit aus der Bildauswertung dann auf die tatsächliche Geschwindigkeit geschlossen werden.
Nun kann die Geschwindigkeit eines gefilmten Fahrzeuges festgestellt werden.
Es wird wieder ein äquivalenter Algorithmus angewandt.
Wird an einem Auto vorbeigefahren, bei dem dieselbe, negative Geschwindigkeit festgestellt wird (also ein stehendes Fahrzeug), startet eine Zeitmessung bis zum nächsten stehenden Fahrzeug. Anhand der aktuellen Durchschnittsgeschwindigkeit wird die Länge der Lücke detektiert.
Ein Zähler zählt stehende Autos, und Lücken der passenden Länge werden anhand der GPS-Position gespeichert.
Werden innerhalb einer definierbaren Strecke eine definierbare Anzahl an stehenden Autos festgestellt, und bewegt sich innerhalb dieser Strecke kein Fahrzeug, handelt es sich bei den gespeicherten GPS-Positionen innerhalb dieser Strecke um Parklücken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015206457 A1 [0002]

Claims

Mindestens ein Sensorpaar oder eine Kamera kombiniert mit einem Abstandssensor, angebracht an der rechten Seite eines Fahrzeuges gekennzeichnet durch eine algorithmische Auswertung zur Feststellung von freien Parklücken und zur Unterscheidung von Lücken im Verkehr, die innerhalb einer definierten Strecke oder Zeit erstens kein bewegtes Fahrzeug feststellen darf, und die innerhalb dieser Strecke zweitens eine Mindestzahl an stehenden Autos feststellen muss, und die innerhalb dieser Strecke drittens mind. eine freie Parklücke feststellt.
Eine algorithmische Auswertung nach Anspruch 1, die anderweitige Flankenereignisse als diese von stehenden Fahrzeugen ausschließt, oder „nur solche“ Flankenabfolgen von stehenden Fahrzeugen einschließt.
Eine Zuordnung von abweichenden GPS-Positionen in einem Server, die dieselbe Parklücke meinen, gekennzeichnet dadurch, dass nach einer positionsdefinierten Abfolge von freien Parkplätzen anhand dessen Abständen das gespeicherte Parkplatz-Muster mit einem Parkplatz-Muster abweichender Positionen abgeglichen wird, und abweichende GPS-Positionen angleicht.
Die Feststellung eines möglichen Parkplatzes, gekennzeichnet durch das Anschalten des Motors nach längerer Zeit und anschließende Deklarierung der hiesigen GPS-Position. Ein Server berechnet mögliche Parkplätze nur dann als solche, wenn ein Auto hier nicht tagtäglich über längere Zeit parkt. Ein möglicher Parkplatz wird nur dann deklariert, wenn der Klient hier seltener parkt.
Die Ausscheidung einer Parklücke durch den Server, wenn diese über längere Zeit nie besetzt wird.
Eine grobe Rasterung bzw. das Teilen einer Straße in Abschnitte und das Zählen von Parkplätzen innerhalb solcher Abschnitte, sowie die Anzeige von freien Parkplätzen innerhalb von Straßenabschnitten in einem Navigationsgerät.