DE102018205346A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein alternatives Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts,wobei ein erneutes Erkennen (S4) der Position einer zweiten Kante (x') durch mindestens einen Sensor (12) oder mindestens einen weiteren Sensor (13) erfolgt, wobei sich ein mobile Gerät (11) in einer zu einer ersten Bewegungsrichtung (s) im Wesentlichen entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung (s) mit einer im Wesentlichen konstanten zweiten Geschwindigkeit (v) bewegt, wobei die zweite Geschwindigkeit (v) kleiner als eine erste Geschwindigkeit (v) ist oder wobei ein Korrigieren (S2) einer Position einer ersten Kante (x') und der Position der zweiten Kante (x') basierend auf der ersten Geschwindigkeit (v) und einer ersten Gierrate (Ψ) des mobilen Geräts (11) sowie einer Latenz (t) des mindestens einen Sensors (12) erfolgt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.
• In modernen Kraftfahrzeugen kommen automatische Einparksysteme zum Einsatz. Diese automatischen Einparksysteme ermöglichen es einem Fahrzeugführer den Einparkvorgang vollautomatisch durchführen zu lassen. Dies steigert den Komfort und die Sicherheit bei Einparkvorgängen und insbesondere beim Rückwärtseinparken, da die Parklücke automatisch mittels Umgebungssensoren des Kraftfahrzeugs vermessen und, sofern die Parklücke groß genug ist, der Einparkvorgang mittels eines entsprechenden Einparkalgorithmus automatisch durchgeführt wird.
• Das Vermessen einer Parklücke, insbesondere zum Rückwärtseinparken, erfolgt während des Fahrens. Dadurch ergibt sich eine Latenz des Abtastsignals der Umgebungssensoren. Diese Latenz führt zu einer Verschiebung der erkannten Position der Kanten der Parklücke in der virtuellen Umgebungskarte gegenüber der tatsächlichen Position der Kanten der Parklücke. Vor allem der Beginn der Parklücke wird dadurch mit einer Verschiebung nach vorne, also innerhalb des die Parklücke vorne begrenzenden Hindernisses, erkannt. Dies kann zu einem vorzeitigen Einlenken während des automatischen Einparkens und somit zu einer Kollision mit dem Hindernis vor der Parklücke führen.
• Diese Verschiebung der erkannten Positionen der Kanten in der virtuellen Umgebungskarte gegenüber der tatsächlichen Position der Kanten kann auch bei anderen Anwendungen zu Problemen führen. Allgemein kann eine Verschiebung der erkannten Positionen der Kanten in der virtuellen Umgebungskarte eines Objekts gegenüber den tatsächlichen Positionen der Kanten des Objekts zu Fehlern in automatisierten Abläufen führen.
• Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, Fehler in automatisierten Abläufen und insbesondere Kollisionen mit die Parklücke vorne begrenzenden Hindernissen zu vermeiden, welche auf der Verschiebung von Kanten von erkannten Objekten in einer virtuellen Karte relativ zu ihrer tatsächlichen Position basieren.
• Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 oder 2 sowie die Vorrichtung gemäß dem weiteren unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts, umfassend die folgenden Schritte:
• a1) Erkennen einer Position einer ersten Kante x₁ sowie einer Position einer zweiten Kante x₂ eines Objekts in einer ersten Bewegungsrichtung s₁ des mobilen Geräts basierend auf Informationen mindestens eines Sensors des mobilen Geräts. Dabei bewegt sich das mobile Gerät an dem Objekt mit einer im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ vorbei.
• b1) In der virtuellen Umgebungskarte Speichern der Position der ersten Kante x₁ und der Position der zweiten Kante x₂ des Objekts.
• c1) Erneutes Erkennen der Position der zweiten Kante x_2' durch den mindestens einen Sensor oder mindestens einen weiteren Sensor. Dabei bewegt sich das mobile Gerät in einer zu der ersten Bewegungsrichtung s₁ im Wesentlichen entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung s₂ mit einer im Wesentlichen konstanten zweiten Geschwindigkeit v₂ . Dabei ist die zweite Geschwindigkeit v₂ kleiner als die erste Geschwindigkeit v₁ .
• d1) Verschieben der Position der zweiten Kante x₂ in der virtuellen Umgebungskarte basierend auf der erneut erkannten Position der zweiten Kante x_2' .
• Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein alternatives Verfahren zum Verschieben eines erkannten Objekts () in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts (), umfassend die folgenden Schritte:
• a2) Erkennen einer Position einer ersten Kante x₁ sowie einer Position einer zweiten Kante x₂ eines Objekts in einer ersten Bewegungsrichtung s₁ des mobilen Geräts basierend auf Informationen mindestens eines Sensors des mobilen Geräts.
• Dabei bewegt sich das mobile Gerät an dem Objekt mit einer im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ vorbei.
• a2') Korrigieren der Position der ersten Kante x₁' und der Position der zweiten Kante x₂' basierend auf der ersten Geschwindigkeit v₁ und einer ersten Gierrate Ψ₁ des mobilen Geräts sowie einer Latenz t_L des mindestens einen Sensors.
• b2) In der virtuellen Umgebungskarte Speichern der korrigierten Position der ersten Kante x₁' und der korrigierten Position der zweiten Kante x₂' des Objekts.
• Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts mittels eines der zuvor beschriebenen Verfahren. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Sensor, der an dem mobilen Gerät angeordnet ist und eingerichtet ist, um Positionen von Kanten eines Objekts zu erkennen. Weiter umfasst die Vorrichtung optional mindestens einen weiteren Sensor, der an dem mobilen Gerät angeordnet ist und eingerichtet ist, um die Positionen der Kanten des Objekts zu erkennen. Zudem umfasst die Vorrichtung eine Berechnungseinheit, die eingerichtet ist, die Schritte des einen der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen.
• Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das die zuvor beschriebene Vorrichtung umfasst.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch den mindestens einen Sensor an dem mobilen Gerät die Positionen x_i der Kanten des Objekts erkannt, während sich das mobile Gerät an dem Objekt vorbei bewegt. Das mobile Gerät bewegt sich dabei mit der im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ an dem Objekt vorbei. Es wird zunächst die erste Kante x₁ , des Objekts von dem mindestens einen Sensor erkannt, während sich das Fahrzeug in der ersten Bewegungsrichtung s₁ dem Objekt nähert. Somit entspricht die erste Kante des Objekts der dem mobilen Gerät in der Bewegungsrichtung s₁ am nächsten liegenden Kante des Objekts. Aus den dabei erhaltenen Informationen des mindestens einen Sensors wird die Position der ersten Kante x₁ in der virtuellen Karte des mobilen Geräts gespeichert. Sobald sich das mobile Gerät an der ersten Kante vorbei bewegt hat, wird durch den mindestens einen Sensor die Position der zweite Kante x₂ erkannt. Die zweite Kante entspricht der in Bewegungsrichtung s₁ am weitesten weg Liegenden Kante des Objekts. Es kann auch mindestens ein weiterer Sensor an dem mobilen Gerät angebracht sein, der ebenfalls die Position der ersten Kante x₁ oder die Position der zweiten Kante x₂ erkennt, während sich das mobile Gerät an dem Objekt mit der im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit v₁ vorbeibewegt.
• Der mindestens eine Sensor oder der mindestens eine weitere Sensor des mobilen Geräts kann beispielsweise ein Ultraschallsensor, ein Kurzstreckenradar, LiDAR-Kamera oder dergleichen sein.
• Der mindestens eine Sensor bzw. der mindestens eine weitere Sensor hat je nach Ausführung eine gewisse Latenz t_L . Die Latenz t_L ergibt sich aus dem Abstand d des jeweiligen Sensors zu dem zu erkennenden Objekt und der verwendeten Messmethode. Dabei wird die Latenz t_L mit sinkendem Abstand d zu dem Objekt immer geringer.
• Beispielsweise beträgt die Latenz t_L für einen Ultraschallsensor im Abstand d von 5 Metern zu einem zu erkennenden Objekt: $${\text{t}}_{\text{L}}=2*\text{d}/{\text{v}}_{\text{s}}=10\text{m}/\mathrm{343,2}\text{m}/\text{s}=\mathrm{0,03}\text{s}$$

  

  wobei t_L die Latenz in s [Sekunden], d der Abstand des Sensors zum Objekt in m [Metern] und v_s die Schallgeschwindigkeit in Luft von 343,2 m/s [Meter pro Sekunde] ist.
• Aufgrund der ersten Geschwindigkeit v₁ des mobilen Geräts und der Latenz t_L des mindestens einen Sensors bzw. des mindestens einen weiteren Sensors ergibt sich eine Verschiebung s_v der Position der Kante des Objekts x in der virtuellen Umgebungskarte gegenüber der tatsächlichen Position der Kante des Objekts.
• Beispielsweise beträgt die Verschiebung s_v bei Verwendung eines Ultraschallsensors in einem Abstand d von 5 m und einer ersten Geschwindigkeit v₁ von 40 km/h [Kilometer pro Stunde] (11,1 m/s) : $${\text{s}}_{\text{v}}={\text{v}}_1*{\text{t}}_{\text{L}}=\mathrm{11,1}\text{ m}/\text{s}*\mathrm{0,03}\text{ s}=\mathrm{0,33}\text{ m}$$

  

  wobei s_V die Verschiebung in m, v₁ die erste Geschwindigkeit in m/s und t_L die Latenz in s ist.
• Da die erste Geschwindigkeit v₁ relativ hoch ist, ergibt sich ein relativ großer Versatz s_V . Durch diesen Versatz s_V werden die Position der ersten Kante x₁ und die Position der zweiten Kante x₂ gegenüber der tatsächlichen Position der jeweiligen Kante um s_V versetzt in der virtuellen Umgebungskarte gespeichert.
• Nach dem das Vorbeifahren des mobilen Geräts an dem Objekt mit der im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ beendet ist, wird die Bewegungsrichtung des mobilen Geräts umgekehrt. Da mobile Gerät nähert sich dann dem Objekt in der im Wesentlichen zur ersten Bewegungsrichtung s₁ entgegengesetzten Bewegungsrichtung s₂ . Dabei bewegt sich das mobile Gerät mit der im Wesentlichen konstanten zweiten Geschwindigkeit v₂ . Die Geschwindigkeit v₂ ist geringer als die erste Geschwindigkeit v₁ . Durch das erneute vorbeifahren des mobilen Geräts an dem Objekt in der im Wesentlichen entgegengesetzten Bewegungsrichtung s₂ mit einer geringeren Geschwindigkeit v₂ < v₁ ergibt sich für das erneute Erkennen der zweiten Kante eine geringere Verschiebung s_V' < s_V. Somit wird die Position der zweiten Kante x_2' um einen geringeren Versatz s_V' gegenüber der tatsächlichen Position der zweiten Kante versetzt in der virtuellen Umgebungskarte gespeichert.
• Es erfolgt also eine Korrektur der Position der zweiten Kante des Objekts.
• Die Verschiebung s_V beim erneuten Erkennen der Position der zweiten Kante x_2' erfolgt aufgrund der im Wesentlichen entgegengesetzten Bewegungsrichtung s₂ auch in die entgegengesetzte Richtung. Dies kann von Vorteil sein, da dann die Position der zweite Kante mit Sicherheit innerhalb der tatsächlichen Position Objektes und nicht außerhalb davon liegt.
• Das Erkennen und Speichern der Position der ersten Kante kann auch vor dem Erkennen und Speichern der Position der zweiten Kante erfolgen.
• Es kann das Erkennen der Position der ersten Kante x₁ durch den mindestens einen Sensor oder den mindestens einen weiteren Sensor oder durch beide nacheinander erfolgen. Es kann auch das Erkennen der Position der zweiten Kante x₂ durch den mindestens einen Sensor oder den mindestens einen weiteren Sensor oder durch beide nacheinander erfolgen. Zudem kann das erneute Erkennen der Position der zweiten Kante x_2' durch den mindestens einen Sensor oder den mindestens einen weiteren Sensor oder durch beide nacheinander erfolgen.
• Es kann jeweils eine Bildung eines Mittelwerts der Position der Kante x_i basierend auf der von dem mindestens einen Sensor erkannten Position der Kante und der von dem mindestens einen weiteren Sensor erkannten Position der Kante erfolgen.
• Dies führt dazu, dass Fehler in einem automatisierten Ablauf vermieden werden können, da die Position der zweiten Kante x_2' des erkannten Objekts mit einem geringeren Versatz in der virtuellen Umgebungskarte gespeichert ist und somit die Position des Objekts relativ zum mobilen Gerät mit größerer Genauigkeit vorliegt und in dem automatisierten Ablauf verwendet werden kann.
• Alternativ kann gemäß der vorliegenden Erfindung auch nach dem Erkennen der Position der ersten Kante x₁ bzw. der Position der zweiten Kante x₂ auch das Korrigieren der jeweiligen Position basierend auf der im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ und der ersten Gierrate Ψ₁ sowie der Latenz t_L des entsprechenden Sensors erfolgen. Da die erste Geschwindigkeit v₁ und die erste Gierrate Ψ₁ aus Informationen anderer Sensoren wie beispielsweise Gyroskopen und Beschleunigungssensoren bekannt sind und sich die Latenzzeit t_L aus den Messungen des entsprechenden Sensors des mobilen Geräts ergibt, kann die Position der ersten Kante x₁ bzw. die Position der zweiten Kante x₂ gemäß folgender Formeln korrigiert werden: $${\mathrm{\psi }}_1={\mathrm{\psi }}_1*{\text{t}}_{\text{L}}$$

  

  $${\text{x}}_{\text{i}}\text{'}={\text{x}}_{\text{i}}+{\text{v}}_{\text{1}}*{\text{t}}_{\text{L}}*\text{cos}\left({\mathrm{\psi }}_{\text{1}}\right)$$

  

  wobei ψ₁ ein erster Winkel um die vertikale Achse des mobilen Geräts in rad, Ψ₁ die erste Gierrate in rad/s, t_L die Latenz in s, v₁ die erste Geschwindigkeit m/s, x_i die ermittelte Position der Kante und x_i ' die korrigierte Position der Kante ist.
• Anschließend wird die korrigierte Position der ersten Kante x₁' und die korrigierte Position der zweiten Kante x₂' in der virtuellen Umgebungskarte des mobilen Geräts gespeichert.
• Das Erkennen, Korrigieren und Speichern der Position der ersten Kante kann auch vor dem Erkennen, Korrigieren und Speichern der Position der zweiten Kante erfolgen.
• Es kann das Erkennen der Position der ersten Kante x₁ durch den mindestens einen Sensor oder den mindestens einen weiteren Sensor oder durch beide nacheinander erfolgen. Es kann auch das Erkennen der Position der zweiten Kante x₂ durch den mindestens einen Sensor oder den mindestens einen weiteren Sensor oder durch beide nacheinander erfolgen.
• Es kann jeweils eine Bildung eines Mittelwerts der korrigierten Position der Kante x_i' basierend auf der von dem mindestens einen Sensor erkannten korrigierten Position der Kante und der von dem mindestens einen weiteren Sensor erkannten korrigierten Position der Kante erfolgen.
• Durch die korrigierte Position der ersten Kante x₁' und die korrigierte Position der zweiten Kante x₂' können Fehler in einem automatisierten Ablauf vermieden werden, da die korrigierten Positionen der Kanten x_i' des erkannten Objekts mit einem geringeren Versatz in der virtuellen Umgebungskarte gespeichert werden und somit die Position des Objekts relativ zum mobilen Gerät mit größerer Genauigkeit vorliegt und in dem automatisierten Ablauf verwendet werden kann.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt nach Schritt a1) oder a2) der Schritt a2') und anschließend die Schritte b1) oder b2) sowie die Schritte c1) und d1).
• Es wird also die erkannte Position der ersten Kante x₁ und die erkannte Position der zweiten Kante x₂ gemäß Schritt a2') korrigiert und danach gespeichert.
• Dies erhöht die Genauigkeit der Position des erkannten Objekts in der virtuellen Umgebungskarte, sodass Fehler in einem automatisierten Ablauf, der die Position des Objekts in der virtuellen Karte benötigt, weiter reduziert werden können.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt nach Schritt c1) der folgende Schritt:
  c1') Korrigieren der Position der erneut erkannten zweiten Kante X_2'' basierend auf der zweiten Geschwindigkeit v₂ und einer zweiten Gierrate Ψ₂ des mobilen Geräts sowie der Latenz tL des mindestens einen Sensors oder des mindestens einen weiteren Sensors. Dabei basiert in Schritt d1) das Verschieben der Position der zweiten Kante x₂ in der virtuellen Umgebungskarte auf der korrigierten erneut erkannten Position der zweiten Kante x_2''.
• Analog zu Schritt a2') wird die in der zweiten Bewegungsrichtung s₂ bei der im Wesentlichen konstanten zweiten Geschwindigkeit v₂ erneut erkannte Position der zweiten Kante x₂' mittels der zweiten Geschwindigkeit v₂ und der zweiten Gierrate Ψ₂ sowie der Latenz t_L durch folgende Gleichungen korrigiert: $${\mathrm{\psi }}_2={\mathrm{\psi }}_2*{\text{t}}_{\text{L}}$$

  

  $${\text{x}}_{\text{2'}}\text{'}={\text{x}}_{2\text{'}}+{\text{v}}_{\text{2}}*{\text{t}}_{\text{L}}*\text{cos}\left({\mathrm{\psi }}_{\text{2}}\right)$$

  

  wobei W₂ ein zweiter Winkel um die vertikale Achse des mobilen Geräts in rad, Ψ₂ die zweite Gierrate in rad/s, t_L die Latenz in s, v₂ die zweite Geschwindigkeit m/s, x₂' die erneut ermittelte Position der zweiten Kante und X_2'' die korrigierte erneut ermittelte Position der zweiten Kante ist.
• Durch die Korrektur der erneut ermittelten Position der zweiten Kante X_2'' kann die Position des erkannten Objekts in der virtuellen Umgebungskarte noch genauer angegeben werden. Dies reduziert das Auftreten von Fehlern bei einem automatisierten Ablauf, der die Position des Objekts in der virtuellen Karte benötigt, nochmal weiter.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt in Schritt b1) oder b2) ein Bestimmen einer Länge L des Objekts basierend auf der Position der ersten Kante x₁ und der Position der zweiten Kante x₂ bzw. der korrigierten Position der ersten Kante x₁' und der korrigierten Position der zweiten Kante x₂' in der virtuellen Umgebungskarte.
• Aus den gespeicherten Positionen der Kanten kann die Länge L des erkannten Objekts in der virtuellen Umgebungskarte ermittelt werden.
• Dabei kann, sofern eine auch das erneute Erkennen der Position der zweiten Kante x₂' und gegebenenfalls das Korrigieren der erneut erkannten Position der zweiten Kante x_2'' erfolgt, die Position der ersten Kante x₁ bzw. die korrigierte Position der ersten Kante x₁' mittels der erneut erkannten Position der zweiten Kante x_2' . bzw. der korrigierten erneut erkannten Position der zweiten Kante x_2'' und der Länge L entsprechend in der virtuellen Karte verschoben werden.
• Durch diese Maßnahmen kann in der virtuellen Karte beispielsweise für einen Benutzer die Länge L des erkannten Objekts auf einem Display dargestellt werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt in Schritt a1) oder a2) ein Erkennen einer Tiefe T des Objekts in einer zu der ersten Bewegungsrichtung s₁ im Wesentlichen senkrechten Richtung r entlang der ersten Bewegungsrichtung s₁ basierend auf den Informationen des mindestens einen Sensors.
• Durch diese Maßnahmen kann in der virtuellen Karte beispielsweise für einen Benutzer die Tiefe T des erkannten Objekts auf einem Display dargestellt werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt in Schritt b1) oder b2) ein Bestimmen einer Kontur des Objekts basierend auf der Länge L und der Tiefe T. Außerdem erfolgt in Schritt d1), sofern dieser ausgeführt wird, ein Verschieben der Kontur basierend auf der verschobenen Position der zweiten Kante x_2' bzw. x_2''.
• Durch die Länge L und die Tiefe T des erkannten Objekts kann eine Kontur des erkannten Objekts in der virtuellen Umgebungskarte bestimmt werden. Die Kontur kann auch im Schritt d1) in der virtuellen Umgebungskarte basierend auf der verschobenen Position der zweiten Kante x_2' . bzw. der x_2'' entsprechend verschoben werden. Die verschobenen Position der zweiten Kante kann entweder die erneut erkannte Position der zweiten Kante x_2' oder die korrigierte erneut erkannte Position der zweiten Kante x_2'' sein.
• Durch diese Maßnahmen kann in der virtuellen Karte beispielsweise für einen Benutzer die Kontur des erkannten Objekts auf einem Display dargestellt werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die zweite Geschwindigkeit v₂ mindestens zweimal, bevorzugt mindestens fünfmal und besonders bevorzugt mindestens zehnmal kleiner als die erste Geschwindigkeit v₁ .
• Je geringer die zweite Geschwindigkeit v₂ ist, desto geringer ist die Verschiebung s_v der erneut erkannten Position der zweiten Kante x_2' .
• Beispielsweise beträgt die Verschiebung s_v bei einer ersten Geschwindigkeit v₁ von 40km/h (11,1 m/s) und einem 5 Meter entfernten Objekt (t_L = 0,03s): $${\text{s}}_{\text{v}}={\text{v}}_1*{\text{t}}_{\text{L}}=\mathrm{11,1}\text{ m}/2*\mathrm{0,03}\text{ s}=\mathrm{0,33}\text{ m}$$

  

  und bei einer zweiten Geschwindigkeit v₂ von 1 m/s und einem 5 Meter entfernten Objekt (t_L = 0,03s): $${\text{s}}_{\text{v}}={\text{v}}_2*{\text{t}}_{\text{L}}=1\text{ m}/\text{s}*\mathrm{0,03}\text{ s}=\mathrm{0,03}\text{ m}$$

  
• Somit wird durch eine entsprechend geringere zweite Geschwindigkeit v₂ und somit eine genauere Angabe der Position des Objekts in der virtuellen Umgebungskarte das Auftreten eines Fehlers in einem automatisierten Ablauf, der die Position des Objekts in der virtuellen Karte benötigt, reduziert.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Objekt eine Parklücke, die virtuelle Umgebungskarte eine virtuelle Umgebungskarte eines automatischen Einparksystems und das mobile Gerät ein Fahrzeug.
• Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft in Verbindung mit einem automatischen Einparksystem eines Fahrzeugs zum Einsatz kommen. Durch mindestens einen der Sensoren des Fahrzeugs kann die Position der ersten Kante x₁ einer Parklücke und die Position der zweiten Kante x₂ der Parklücke erkannt werden. Dabei bewegt sich das Fahrzeug mit der im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ an der Parklücke vorbei. Nachdem das Fahrzeug an der Parklücke vorbei gefahren ist, kann das automatische Einparksystem den Einparkvorgang automatisiert vornehmen. Dabei werden die wie zuvor beschreiben korrigierten Positionen der Kanten der Parklücke oder die zuvor beschriebene Verschiebung der Position der zweiten Kante beim erneuten Annähern an die Parklücke in der im Wesentlichen entgegengesetzten Bewegungsrichtung mit der zweiten Geschwindigkeit durch das automatische Einparksystem verwendet.
• Besonders vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung mit einem automatischen Einparksystem bei einem Rückwärtseinparkvorgang zu Einsatz kommen.
• Durch die genauerer Ermittlung der Position der Parklücke in der virtuellen Karte des automatischen Einparksystems des Fahrzeugs kann eine Kollision mit einem die Parklücke begrenzenden Hindernis vermieden werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Verschieben der Parklücke bei einem Rückwärtseinparkmanöver erfolgt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine Sensor oder der mindestens eine weitere Sensor entlang der ersten Bewegungsrichtung s₁ hinten an dem mobilen Gerät angebracht. Zudem erfolgt zumindest das erneute Erkennen der Position der zweiten Kante mit dem hinten angebrachten Sensor.
• Insbesondere bei einem Rückwärtseinparkvorgang durch ein automatisches Einparksystem kann durch den hinten am mobilen Gerät bzw. Fahrzeug angebrachte Sensor das erneute Erkennen der Position der zweiten Kante x₂' vorteilhafter Weise durchgeführt werden, da dieser der zweiten Kante beim Zurücksetzten in die Parklücke am nächsten ist, was die Latenz t_L verringert.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Schritte a1/a2), ggf. a2') und b1/b2) für die Position der ersten Kante und für die Position der zweiten Kante jeweils getrennt ablaufen. Dabei können die Schritte während der Bewegung des beweglichen Objekts in der ersten Bewegungsrichtung s₁ für die jeweilige Position jeder der beiden Kanten jeweils solange iterativ durchlaufen werden, bis jeweils eine minimale Latenz t_L,min erreicht wird. Dies ist der Fall, wenn der entsprechende Sensor den minimal möglichen Abstand d_min zu der Position der jeweiligen Kante x_i hat. Bei dem Abstand d_min des entsprechenden Sensors zu der Position der jeweiligen Kante x_i des Objekts ist die Latenz t_L,min und somit auch die Verschiebung s_V,min bei dem Erkennen der Position der jeweiligen Kante x_i minimal. Gleiches gilt für die Schritte c1), c1') und d1) bei dem erneuten Erkennen und Speichern der Position der zweiten Kante x₂' in der zweiten Bewegungsrichtung x₂ .
• Figurenliste
• 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 2A bis 2C zeigen eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Fahrzeug und eine beispielhafte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Rückwärtseinparkvorgang.
• 3A bis 3C zeigen schematisch verschieden angeordnete Sensoren an dem Fahrzeug.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
• Die in den Figuren und deren Beschreibung dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung, sind jedoch keinesfalls einschränkend auszulegen.
• In 1 ist der prinzipielle Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform schematisch Dargestellt. Ausgehend von einem optionalen Initialisierungsschritt S0 erfolgt zunächst in Schritt S1 ein Erkennen einer Position einer ersten Kante x₁ sowie einer Position einer zweiten Kante x₂ eines Objekts 10 in einer ersten Bewegungsrichtung s₁ des mobilen Geräts 11. Dazu werden Informationen mindestens eines Sensors 12 des mobilen Geräts 11 verwendet. Das mobile Gerät 11 bewegt sich an dem Objekt 10 mit einer im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ vorbei. Es kann in Schritt S1 auch ein Erkennen einer Tiefe T des Objekts 10 in einer zu der ersten Bewegungsrichtung s₁ im Wesentlichen senkrechten Richtung r entlang der ersten Bewegungsrichtung s₁ basierend auf den Informationen des mindestens einen Sensors 12 erfolgen.
• In einem anschließenden optionalen Schritt S2 kann ein Korrigieren der Position der ersten Kante x₁' und der Position der zweiten Kante x₂' erfolgen. Dazu wird basierend auf der ersten Geschwindigkeit v₁ und einer ersten Gierrate Ψ₁ des mobilen Geräts 11 sowie einer Latenz t_L des mindestens einen Sensors 12 eine Verschiebung v_S gegenüber der tatsächlichen Position der ersten Kante und der zweiten Kante berechnet.
• Anschließend erfolgt in Schritt S3 ein in der virtuellen Umgebungskarte Speichern der Position der ersten Kante x₁ bzw. der korrigierten Position der ersten Kante x₁' und der Position der zweiten Kante x₂ bzw. der korrigierten Position der zweiten Kante x₂' des Objekts 10. Es kann in Schritt S3 auch ein Bestimmen einer Länge L des Objekts (10) basierend auf der Position der ersten Kante x₁ bzw. der korrigierten Position der ersten Kante (x₁') und der Position der zweiten Kante (x₂ ) bzw. der korrigierten Position der zweiten Kante (x₂') in der virtuellen Umgebungskarte erfolgen. Ferner kann in Schritt S3 ein Bestimmen einer Kontur 14 des Objekts 10 basierend auf der Länge L und der Tiefe T in der virtuellen Umgebungskarte erfolgen.
• Die Schritte S1 bis S3 können während der Bewegung des beweglichen Objekts 11 in der ersten Bewegungsrichtung s₁ jeweils für die jeweilige Position der beiden Kanten getrennt ablaufen. Dabei können die Schritte S1 bis S3 iterativ jeweils für die jeweilige Position der beiden Kanten ausgeführt werden, bis jeweils eine minimale Latenz t_L,min erreicht wird. Dies ist der Fall, wenn der entsprechende Sensor 12 den minimal möglichen Abstand d_min zu der Position der jeweiligen Kante x_i hat. Bei diesem minimalen Abstand d_min des entsprechenden Sensors 12 zu der Position der jeweiligen Kante x_i des Objekts 10 ergibt sich eine minimale Latenz t_L,min und somit auch eine minimale Verschiebung s_V,min der Position der Kanten x_i in der virtuellen Karte gegenüber der tatsächlichen Position der Kanten.
• In einem optionalen Schritt S4 kann anschließend ein erneutes Erkennen der Position der zweiten Kante x_2' durch den mindestens einen Sensor 12 oder mindestens einen weiteren Sensor 13 erfolgen. Das mobile Gerät 11 bewegt sich dabei in einer zu der ersten Bewegungsrichtung s₁ im Wesentlichen entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung s₂ . Die Bewegung erfolgt mit einer im Wesentlichen konstanten zweiten Geschwindigkeit v₂ bewegt, wobei die zweite Geschwindigkeit v₂ kleiner als die erste Geschwindigkeit v₁ ist. Die zweite Geschwindigkeit v₂ kann dabei mindestens zweimal, bevorzugt mindestens fünfmal und besonders bevorzug mindestens zehnmal kleiner als die erste Geschwindigkeit v₁ sein.
• In einem optionalen Schritt S5 kann ein Korrigieren der Position der erneut erkannten zweiten Kante x_2'' basierend auf der zweiten Geschwindigkeit v₂ und einer zweiten Gierrate Ψ₂ des mobilen Geräts 11 sowie der Latenz t_L des mindestens einen Sensors 12 oder des mindestens einen weiteren Sensors 13 erfolgen.
• In einem optionalen Schritt S6 kann ein Verschieben der Position der zweiten Kante x₂ in der virtuellen Umgebungskarte auf der erneut erkannten Position der zweiten Kante x2' bzw. auf der korrigierten erneut erkannten Position der zweiten Kante x_2'' basieren. Es kann auch ein Verschieben der Kontur 14, sofern diese in Schritt S3 bestimmt wurde, erfolgen. Das Verschieben der Kontur 14 basiert auf der verschobenen Position der zweiten Kante x₂' bzw. x_2''.
• Analog zu den Schritten S1 bis S3 können die Schritte S4 bis S6 während der Bewegung des mobilen Geräts 11 in der zweiten Bewegungsrichtung s₂ iterativ für die Position der zweiten Kante x_2' ausgeführt werden, bis jeweils eine minimale Latenz t_L,min erreicht wird. Dies ist der Fall, wenn der entsprechende Sensor 12, 13 den minimal möglichen Abstand d_min zu der Position der zweiten Kante x_2' des Objekts 10 hat. Bei diesem minimalen Abstand d_min ergibt sich eine minimale Latenz t_L,min und somit auch eine minimale Verschiebung s_V,min der Position der zweiten Kanten x_2' in der virtuellen Karte gegenüber der tatsächlichen Position der zweiten Kante.
• In 2A bis 2C wird schematisch das erfindungsgemäße Verfahren wie in 1 dargestellt bei einem Rückwärtseinparkvorgang mit einem automatischen Einparksystem illustriert. Ein Fahrzeug 11 bewegt sich mit einer im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit v₁ von 40km/h auf eine Parklücke 10 zwischen zwei Hindernissen 15 zu (2A). Die Bewegung des Fahrzeugs 11 erfolgt in einer ersten Bewegungsrichtung s₁ parallel zu der Parklücke 10. Ein Sensor 12, beispielsweise ein Ultraschallsensor, erkennt eine Position einer ersten Kante x₁ der Parklücke 10. Aufgrund der ersten Geschwindigkeit v₁ und einer Latenz des Sensors 12 wird die Position der ersten Kante x₁ in einer virtuellen Umgebungskarte des automatischen Einparksystems mit einer Verschiebung v_s gespeichert. Ebenso wird im Verlauf des Vorbeifahrens an der Parklücke 10 (2B) eine Position einer zweiten Kante x₂ der Parklücke 10 von dem Sensor 12 erkannt. Auch die Position der zweiten Kante x₂ wird in der virtuellen Umgebungskarte mit einer entsprechenden Verschiebung x_V gegenüber der tatsächlichen Position der zweiten Kante gespeichert. Neben der Position der jeweiligen Kante x_i wird auch eine Tiefe T der Parklücke 10 beim Vorbeifahren durch den Sensor 12 bestimmt.
• Aus der Position der ersten Kante x₁ bzw. der Position der zweiten Kante x₂ kann mittels der ersten Geschwindigkeit v₁ und einer ersten Gierrate Ψ₁ des Fahrzeugs 11 sowie der Latenz t_L des Sensors 12 eine korrigierte Position der ersten Kante x₁' bzw. eine korrigierte Position der zweiten Kante x₂' ermittelt werden. Optional kann auch eine Länge L der Parklücke 10 mit Hilfe der Position der ersten Kante x₁ bzw. der korrigierten Position der ersten Kante x₁' und der Position der zweiten Kante x₂ bzw. der korrigierten Position der zweiten Kante x₂' ermittelt werden. Sofern die Länge L und Tiefe T ermittelt wurden, kann auch eine Kontur 14 der Parklücke 10 basierend auf der Tiefe T und der Länge L in die virtuelle Umgebungskarte eingetragen werden. Nachdem das Fahrzeug 11 an der Parklücke 10 vorbei gefahren ist kann das automatische Einparksystem den Rückwärtseinparkvorgang selbständig durchführen. Dabei können die korrigierten Positionen der Kanten x_i' für den Rückwärtseinparkvorgang von dem automatischen Einparksystem verwendet werden. Aufgrund der Korrektur der Positionen der Kanten x_i' kann eine Kollision mit den Hindernissen 15 vermieden werden. Dazu wird die Bewegung des Fahrzeugs gestoppt und umgekehrt, sodass sich das Fahrzeug in einer zweiten Bewegungsrichtung s₂ auf die Parklücke zu bewegt. Die zweite Bewegungsrichtung verläuft im Wesentlichen in entgegengesetzter Richtung zu der ersten Bewegungsrichtung. Dabei bewegt sich das Fahrzeug mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit von 1 m/s. Mit einem weiteren Sensor 13 kann optional die Position der zweiten Kante x_2' der Parklücke 10 erneut erkannt werden. Da die Geschwindigkeit v₂ wesentlich geringer als die erste Geschwindigkeit v₁ ist, ist auch die entsprechende Verschiebung v_s der Position der zweiten Kante x_2' in der virtuellen Umgebungskarte gegenüber der tatsächlichen Position der zweiten Kante wesentlich geringer. Zudem ist die Verschiebung v_s in diesem Fall analog zu der zweiten Bewegungsrichtung s₂ in die entgegengesetzte Richtung gerichtet. Somit ist die erneut erkannte Position der zweiten Kante x_2' mit Sicherheit von dem Hindernis 15 an der zweiten Kante weg in die Parklücke 10 hinein verschoben. Daher kann eine Kollision mit dem Hindernis 15 an der zweiten Kante beim zurücksetzen in die Parklücke 10 besonders effektiv vermieden werden.
• Die 3A bis 3C zeigen schematisch mögliche Anordnungen des Sensors 12 und des weiteren Sensors 13. Die vorliegende Erfindung insbesondere das Verfahren wie in 1 und 2A bis 2C beispielhaft illustriert kann mit nur einem Sensor 12 an dem Fahrzeug 11 wie in 3A dargestellt durchgeführt werden. Dabei kann der Sensor 12 mittig an einer Seite des Fahrzeugs angeordnet sein. Der Sensor kann in einem Bereich von im Wesentlichen 180° Positionen von Kanten von Objekten erkennen. Ferner kann der Sensor 12 nur in einem in Bewegungsrichtung hinten gelegenen Bereich des Fahrzeugs 11 wie in 3B dargestellt angeordnet sein. Es können auch wie in 3C illustriert ein Sensor 12 in einem in Bewegungsrichtung vorne gelegenen Bereich des Fahrzeugs 11 und ein weiterer Sensor 13 in einem in Bewegungsrichtung hinten gelegenen Bereich des Fahrzeugs 11 angeordnet sein.
• Bezugszeichenliste

x₁

Position der ersten Kante

x₁'

korrigierte Position der ersten Kante

x₂

Position der zweiten Kante

x₂'

korrigierte Position der zweiten Kante

x_2'

erneut erkannte Position der zweiten Kante

x_2''

korrigierte erneut ermittelte Position der zweiten Kante

s₁

erste Bewegungsrichtung

s₂

zweite Bewegungsrichtung

s_V

Verschiebung

r

zu der ersten Bewegungsrichtung s₁ im Wesentlichen senkrechte Richtung

v₁

erste Geschwindigkeit

v₂

zweite Geschwindigkeit

Ψ₁

erste Gierrate

Ψ₂

zweite Gierrate

ψ₁

erster Winkel

ψ₂

zweiter Winkel

t_L

Latenz

d

Abstand

v_s

Schallgeschwindigkeit

1

Verfahren

10

Objekt, Parklücke

11

mobiles Gerät/Fahrzeug

12

Sensor

13

weiterer Sensor

14

Kontur

15

Hindernis

Claims (12)

1. Verfahren (1) zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts (11), umfassend die folgenden Schritte: a1) Erkennen (S1) einer Position einer ersten Kante (x₁) sowie einer Position einer zweiten Kante (x₂) eines Objekts (10) in einer ersten Bewegungsrichtung (s₁) des mobilen Geräts (11) basierend auf Informationen mindestens eines Sensors (12) des mobilen Geräts (11), wobei sich das mobile Gerät (11) an dem Objekt (10) mit einer im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit (v₁) vorbei bewegt; b1) in der virtuellen Umgebungskarte Speichern (S3) der Position der ersten Kante (x₁) und der Position der zweiten Kante (x₂) des Objekts (10); c1) erneutes Erkennen (S4) der Position der zweiten Kante (x₂') durch den mindestens einen Sensor (12) oder mindestens einen weiteren Sensor (13), wobei sich das mobile Gerät (11) in einer zu der ersten Bewegungsrichtung (s₁) im Wesentlichen entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung (s₂) mit einer im Wesentlichen konstanten zweiten Geschwindigkeit (v₂) bewegt, wobei die zweite Geschwindigkeit (v₂) kleiner als die erste Geschwindigkeit (v₁) ist; d1) Verschieben (S6) der Position der zweiten Kante (x₂) in der virtuellen Umgebungskarte basierend auf der erneut erkannten Position der zweiten Kante (x_2').
2. Verfahren (1) zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts (11), umfassend die folgenden Schritte: a2) Erkennen (S1) einer Position einer ersten Kante (x₁) sowie einer Position einer zweiten Kante (x₂) eines Objekts (10) in einer ersten Bewegungsrichtung (s₁) des mobilen Geräts (11) basierend auf Informationen mindestens eines Sensors (12) des mobilen Geräts (11), wobei sich das mobile Gerät (11) an dem Objekt (10) mit einer im Wesentlichen konstanten ersten Geschwindigkeit (v₁) vorbei bewegt; a2') Korrigieren (S2) der Position der ersten Kante (x₁') und der Position der zweiten Kante (x₂') basierend auf der ersten Geschwindigkeit (v₁) und einer ersten Gierrate (Ψ₁) des mobilen Geräts (11) sowie einer Latenz (t_L) des mindestens einen Sensors (12); b2) in der virtuellen Umgebungskarte Speichern (S3) der korrigierten Position der ersten Kante (x₁') und der korrigierten Position der zweiten Kante (x₂') des Objekts (10).
3. Verfahren (1) nach Anspruch 1 und 2, wobei nach Schritt a1) oder a2) (S1) der Schritt a2') (S2) und anschließend die Schritte b1) oder b2) (S3) sowie die Schritte c1) (S4) und d1) (S6) erfolgen.
4. Verfahren (1) nach Anspruch 1 oder 3, umfassend nach Schritt c1) (S4) den folgende Schritt: c1') Korrigieren (S5) der Position der erneut erkannten zweiten Kante (x_2'') basierend auf der zweiten Geschwindigkeit (v₂) und einer zweiten Gierrate (Ψ₂) des mobilen Geräts (11) sowie der Latenz (t_L) des mindestens einen Sensors (12) oder des mindestens einen weiteren Sensors (13), wobei in Schritt d1) (S6) das Verschieben der Position der zweiten Kante (x₂') in der virtuellen Umgebungskarte auf der korrigierten erneut erkannten Position der zweiten Kante (x_2'') basiert.
5. Verfahren (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt b1) oder b2) (S3)ein Bestimmen einer Länge (L) des Objekts (10) basierend auf der Position der ersten Kante (x₁) und der Position der zweiten Kante (x₂) bzw. der korrigierten Position der ersten Kante (x₁') und der korrigierten Position der zweiten Kante (x₂') in der virtuellen Umgebungskarte erfolgt.
6. Verfahren (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in Schritt a1) oder a2) (S1) ein Erkennen einer Tiefe (T) des Objekts (10) in einer zu der ersten Bewegungsrichtung (s₁) im Wesentlichen senkrechten Richtung (r) entlang der ersten Bewegungsrichtung (s₁) basierend auf den Informationen des mindestens einen Sensors (12) erfolgt.
7. Verfahren (1) nach Anspruch 5 und 6, wobei in Schritt b1) oder b2) (S3) ein Bestimmen einer Kontur (14) des Objekts (10) basierend auf der Länge (L) und der Tiefe (T) erfolgt und wobei in Schritt d1) (S6), sofern dieser ausgeführt wird, ein Verschieben der Kontur (14) basierend auf der verschobenen Position der zweiten Kante (x₂', x_2'') erfolgt.
8. Verfahren (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, wobei die zweite Geschwindigkeit (v₂) mindestens zweimal, bevorzugt mindestens fünfmal und besonders bevorzugt mindestens zehnmal kleiner als die erste Geschwindigkeit (v₁) ist.
9. Verfahren (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Objekt (10) eine Parklücke, die virtuelle Umgebungskarte eine virtuelle Umgebungskarte eines automatischen Einparksystems und das mobile Gerät (11) ein Fahrzeug ist.
10. Vorrichtung zum Verschieben eines erkannten Objekts in einer virtuellen Umgebungskarte eines mobilen Geräts (11) mittels des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend: - mindestens einen Sensor (12), der an dem mobilen Gerät (11) angeordnet ist und eingerichtet ist, um Positionen von Kanten (x_i) eines Objekts (10) zu erkennen; - optional mindestens einen weiteren Sensor (13), der an dem mobilen Gerät (11) angeordnet ist und eingerichtet ist, um die Positionen der Kanten (x_i) des Objekts (10) zu erkennen; - eine Berechnungseinheit, die eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Sensor (12) oder der mindestens eine weitere Sensor (13) entlang der ersten Bewegungsrichtung (s₁) hinten an dem mobilen Gerät (11) angebracht ist und zumindest das erneute Erkennen der zweiten Kante (x₂') mit dem hinten angebrachten Sensor (12, 13) erfolgt.
12. Fahrzeug (11) umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11.

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