DE102019205572A1

DE102019205572A1 - Verfahren zur Fahrerassistenz und Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102019205572A1
Application number: DE102019205572.9A
Authority: DE
Inventors: Jan Rohde; Xi Zhang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2020-10-22
Also published as: WO2020212242A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerassistenz, bei dem ein Fahrer eines Fahrzeugs (10) bei wiederkehrenden Fahrmanövern unterstützt wird, wobei nach einer Freigabe der Fahrerassistenz in einer Einlernphase eine Karte des Fahrzeugumfelds erstellt wird und eine Zielposition festgelegt wird und in einem nachfolgenden Anwendungsmodus ein automatisches Führen des Fahrzeugs (10) zur Zielposition erfolgt. Ferner ist vorgesehen, dass die Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt, wenn sich das Fahrzeug (10) in einer Parkumgebung befindet, wobei eine Parkumgebung erkannt wird durch Auswerten einer Bewegungshistorie des Fahrzeugs (10) und Auswerten von mit einem Sensor (14) in der Umgebung des Fahrzeugs (10) erkannten Objekten. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm sowie ein Fahrerassistenzsystem (100), welche zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet sind.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerassistenz, bei dem ein Fahrer eines Fahrzeugs bei wiederkehrenden Fahrmanövern unterstützt wird, wobei in einer Einlernphase eine Karte des Fahrzeugumfelds erstellt wird und eine Position festgelegt wird und in einem nachfolgenden Anwendungsmodus ein automatisches Führen des Fahrzeugs zur Zielposition erfolgt. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Computerprogramm, welche zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet sind.
Moderne Fahrzeuge sind mit Fahrerassistenzsystemen ausgestattet, um den Fahrer eines Fahrzeugs bei der Durchführung verschiedener Fahrmanöver zu unterstützen. Dabei sind im Stand der Technik automatische und semiautomatische Systeme bekannt. Bei automatischen Systemen wird das durchzuführende Fahrmanöver automatisch vom Fahrerassistenzsystem sowohl hinsichtlich der Längsführung als auch hinsichtlich der Querführung des Fahrzeugs durchgeführt. Hierbei wird unter Längsführung das Beschleunigen beziehungsweise Abbremsen des Fahrzeugs verstanden und unter Querführung wird die Lenkung des Fahrzeugs verstanden. Bei einem semi-automatischen System führt der Fahrer des Fahrzeugs entweder die Längsführung durch und die Querführung wird vom Fahrerassistenzsystem übernommen, oder die Querführung wird vom Fahrer des Fahrzeugs durchgeführt und die Längsführung wird vom Fahrerassistenzsystem übernommen.
Aus DE 10 2013 015 349 A1 ist ein Verfahren zum Anfahren eines Parkplatzes bekannt. Bei dem Verfahren wird bei einem wiederholten Anfahren ein Parkplatz als Heim-Parkplatz erkannt und es ist vorgesehen, bei identifizierten Heim-Parkplätzen erfasste Umgebungsdaten oder Fahrtdaten zu speichern beziehungsweise zu aktualisieren.
Aus DE 10 2012 025 317 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zum Freigeben eines autonomen oder pilotierten Garagenparkens bekannt. Das Fahrerassistenzsystem ist dazu eingerichtet, Messwerte während mehrerer Fahrten durch einen Nutzer des Fahrzeugs von einer ersten Position innerhalb und außerhalb eines Stellplatzes zu einer zweiten Position innerhalb des Stellplatzes zu erfassen. Anschließend wird durch das Fahrerassistenzsystem geprüft, ob das Fahrzeug unter Berücksichtigung der Messwerte und von Eigenschaften des Fahrzeugs in der Lage ist, pilotiert ein- und wieder auszuparken. Die erfassten Messwerte können beispielsweise einen Verlauf eines Lenkwinkels oder einer Trajektorie umfassen.
Aus DE 10 2015 221 237 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lokalisieren eines sich innerhalb eines Parkplatzes befindenden Kraftfahrzeugs bekannt. Bei der Lokalisierung wird eine digitale Karte des Parkplatzes verwendet, welche Positionen von sich innerhalb des Parkplatzes befindenden Objekten und einen Maßstab angibt. Bei dem Verfahren werden an charakteristischen Stellen wie Säulen oder Treppen Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug und einem oder mehreren Objekten im Umfeld gemessen und auf Basis der gemessenen Abstände eine Position innerhalb der Karte bestimmt. Des Weiteren ist vorgesehen, dass zwischen solchen charakteristischen Stellen das Kraftfahrzeug basierend auf Odometriedaten navigiert, wobei eine Synchronisierung oder ein Abgleich der Lokalisierung an den charakteristischen Stellen erfolgt. Des Weiteren kann ein Abgleich der Lokalisierung an einer Einfahrt des Parkplatzes erfolgen, da eine Einfahrt eine bekannte und leicht zu lokalisierende Position innerhalb einer digitalen Karte ist.
DE 10 2013 021 867 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bereitstellen einer Funktion für ein Kraftfahrzeug, welche als eine Funktion auf mindestens einem Kontrollmodul des Kraftfahrzeugs installiert ist. Dabei ist vorgesehen, eine als Fahrerassistenzsystem ausgebildete Funktion über ein sogenannten Geofencing im Rahmen eines definierten Nutzungsumfangs in bestimmten geografischen Bereichen beziehungsweise Gebieten und/oder für einen bestimmten Zeitraum freizuschalten.
Aus Gründen der Sicherheit dürfen bestimmte automatisierte Parkfunktionen nicht im Bereich öffentlicher Verkehrsstraßen angeboten werden und dürfen lediglich in dafür vorgesehenen Umgebungen, wie zum Beispiel auf Parkplätzen verwendet werden. Nachteilig an bekannten Verfahren zur Steuerung einer Freigabe eines Fahrerassistenzsystems ist, dass diese eine geeignete Parkumgebung aufgrund der Vielseitigkeit des Aufbaus solcher Parkumgebungen, wie zum Beispiel Parkgaragen, Schotterparkplätze und geteerte Innenhöfe nicht erkennen können oder auf externe Systeme, wie beispielsweise ein Satellitennavigationssystem und digitale Karten angewiesen sind, wobei solche digitalen Karten ständig aktualisiert werden müssten. Es besteht somit der Bedarf nach einem Verfahren zur Freigabe einer Fahrerassistenz, welches für seine Funktion nicht auf eine exakte satellitengestützte Fahrzeuglokalisierung in Verbindung mit digitalen Karten angewiesen ist.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zur Fahrerassistenz vorgeschlagen, bei dem ein Fahrer eines Fahrzeugs bei wiederkehrenden Fahrmanövern unterstützt wird. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass nach einer Freigabe der Fahrerassistenz in einer Einlernphase eine Karte des Fahrzeugumfelds erstellt wird und eine Zielposition festgelegt wird und in einem nachfolgenden Anwendungsmodus ein automatisches Führen des Fahrzeugs zur Zielposition erfolgt. Ferner ist vorgesehen, dass die Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt, wenn sich das Fahrzeug in einer Parkumgebung befindet, wobei eine Parkumgebung erkannt wird durch Auswerten einer Bewegungshistorie des Fahrzeugs und Auswerten von mit einem Sensor in der Umgebung des Fahrzeugs erkannten Objekten.
Bei dem wiederkehrenden Fahrmanöver handelt es sich beispielsweise um das Einparken in eine Garage, das Einparken auf einem Parkplatz mit einer Vielzahl von Stellplätzen oder das Einparken auf einem anderen Parkplatz, um das Ausparken aus einer Garage, von einem Stellplatz oder einem anderen Parkplatz oder beispielsweise um das Durchfahren einer Engstelle, wie einer schmalen Durchfahrt oder einem Tor. Das Fahrerassistenzsystem wird dabei in der Einlernphase durch den Fahrer trainiert. Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen, dass der Fahrer das Fahrzeug während der Einlernphase entlang der gewünschten Trajektorie von einer Startposition zu einer Zielposition führt. Dabei wird unter dem Begriff Trajektorie eine Bahnkurve verstanden, entlang der sich das Fahrzeug während des Fahrmanövers mit einer ebenfalls beschriebenen Geschwindigkeit bewegt. Bei der Zielposition kann es sich insbesondere um eine Parkposition handeln. Bei dem Fahrzeug handelt es sich dabei in der Regel um ein Kraftfahrzeug, zum Beispiel um ein Automobil, das mit einem Verbrennungsmotor und/oder einem Elektromotor betrieben wird.
In dem nachfolgenden Anwendungsmodus kann zu einem späteren Zeitpunkt das Fahrzeug automatisch zu der in der Einlernphase festgelegten Zielposition geführt werden. Dabei wird das Fahrzeug ausgehend von der Startposition oder einer Position, die in der Nähe der Startposition liegt, entlang der Trajektorie, die während der Einlernphase trainiert wurde, zur Zielposition geführt. Die Führung des Fahrzeugs kann dabei semi-automatisch oder automatisch erfolgen. Bei der automatischen Führung wird sowohl die Längsführung, d.h. das Beschleunigen sowie Abbremsen des Fahrzeugs, als auch die Querführung, also das Lenken des Fahrzeugs, automatisch vorgenommen. Dem Fahrer obliegt hierbei lediglich noch eine Überwachungsfunktion. Bei einem semi-automatischen Führen wird bei dem Verfahren entweder die Längsführung übernommen, wobei dem Fahrer die Querführung obliegt, oder umgekehrt wird die Querführung übernommen und dem Fahrer obliegt die Längsführung des Fahrzeugs. Für die Ausführung der Längsführung und/oder der Querführung des Fahrzeugs sind entsprechende Aktuatoren vorgesehen.
Die beschriebene Fahrerassistenz soll nur dann angeboten werden, wenn sich das Fahrzeug in einer Parkumgebung befindet. Umgekehrt, falls sich das Fahrzeug auf oder im direkten Umfeld einer öffentlichen Straße befindet, erfolgt keine Freigabe der Fahrerassistenz. Hierdurch soll gewährleistet werden, dass durch die Verwendung der Fahrerassistenzfunktion keine Gefährdung von anderen Verkehrsteilnehmern erfolgt. Bei der Parkumgebung handelt es sich beispielsweise um Garagen, wie beispielsweise Garagenhöfe oder Tiefgaragen, um Parkhäuser, großflächige Parkplätze mit einer Vielzahl von Stellplätzen, Schotterparkplätze oder geteerte Innenhöfe mit mehreren Stellplätzen. Grundsätzlich ist als geeignete Parkumgebung jede Umgebung mit einem oder mehreren Stellplätzen geeignet, welche fernab einer öffentlichen Straße liegt, so dass bei einer automatischen Führung des Fahrzeugs keine Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer erfolgt.
Das Erkennen einer solchen Parkumgebung erfolgt erfindungsgemäß zweistufig, wobei in einer ersten Stufe das Auswerten der Bewegungshistorie des Fahrzeugs erfolgt und in einer zweiten Stufe das Auswerten von mit einem Sensor in der Umgebung des Fahrzeugs erkannten Objekten.
Bevorzugt wird die Bewegungshistorie durch Aufzeichnen von mindestens einem Fahrzeugparameter erstellt. Dabei ist der mindestens eine Fahrzeugparameter bevorzugt ausgewählt aus dem Lenkwinkel des Fahrzeugs, Raddrehzahlen des Fahrzeugs, der Fahrzeuggeschwindigkeit, einer über ein Satellitennavigationssystem bestimmten Fahrzeugposition und Kombinationen mindestens zweier dieser Fahrzeugparameter.
Die Fahrzeugparameter werden bevorzugt durch entsprechende Systeme des Fahrzeugs bereitgestellt. Beispielsweise können Angaben zum Lenkwinkel, den Raddrehzahlen und der Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Steuergerät für ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) bereitgestellt werden. Ein im Fahrzeug vorhandenes Navigationssystem kann dabei beispielsweise die über ein Satellitennavigationssystem wie GPS, Glonass oder Galileo bestimmte Fahrzeugpositionen bereitstellen.
Bei der Auswertung der Bewegungshistorie des Fahrzeugs ist insbesondere vorgesehen, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auszuwerten. Bevorzugt wird dabei eine Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes als eine notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung definiert. Dabei wird als Fahrzeuggeschwindigkeit bevorzugt die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder eine im letzten Abschnitt der Bewegungshistorie bestimmte gemittelte Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet. Der letzte Abschnitt der Bewegungshistorie ist beispielsweise bis zu 15 Meter, bis zu 30 Meter oder bis zu 50 Meter lang. Der Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit wird beispielsweise im Bereich von 5 bis 30 km/h, bevorzugt im Bereich von 15 bis 25 km/h vorgegeben.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass aus der Bewegungshistorie eine durch das Fahrzeug befahrene Trajektorie bestimmt wird, welche mit einer digitalen Karte eines Straßennetzes verglichen wird, wobei eine aktuelle Fahrzeugposition bestimmt wird und wobei die Fahrzeugposition außerhalb des Straßennetzes als eine notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung definiert wird.
Für das Bestimmen der befahrenen Trajektorie können verschiedene Fahrzeugparameter eingesetzt werden, wie beispielsweise der Lenkwinkel des Fahrzeugs, die Raddrehzahlen des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit und Kombinationen mindestens zweier dieser Fahrzeugparameter. Des Weiteren kann zusätzlich vorgesehen sein, als weiteren Fahrzeugparameter eine über ein Satellitennavigationssystem bestimmte Fahrzeugposition zu verwenden. Dabei ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass eine Bestimmung der aktuellen Fahrzeugposition auch dann möglich ist, wenn gerade keine Bestimmung der Fahrzeugposition über ein Satellitennavigationssystem möglich ist, beispielsweise, weil sich das Fahrzeug in einer Tiefgarage befindet. Hierzu wird beispielsweise ausgehend von einer vorherigen über ein Satellitennavigationssystem bestimmten Fahrzeugposition die Bewegung des Fahrzeugs unter Verwendung anderer Fahrzeugparameter, wie insbesondere des Lenkwinkels und der Raddrehzahlen, weiterverfolgt.
Des Weiteren ist es insbesondere nicht notwendig, dass die digitale Karte Angaben zu zulässigen Parkumgebungen umfasst. Eine Parkumgebung wird vorteilhafterweise dadurch erkannt, dass das Fahrzeug das kartierte Straßennetz verlässt. Dies kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass die gefahrene Trajektorie des Fahrzeugs mit der Straßenkarte gematched bzw. abgeglichen wird und somit Positionen außerhalb des kartierten Straßennetzes erkannt werden können. Des Weiteren ist eine hohe Lenkrate weg von einer kartierten Straße ein Indikator für das Verlassen einer Straße und somit das Erreichen einer Parkumgebung.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die digitale Karte zusätzlich Angaben zu Parkbereichen enthält und eine Parkposition in einem solchen kartierten Parkbereich als eine hinreichende Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung definiert wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass öffentliche Tiefgaragen oder Parkhäuser sowie öffentliche Parkplätze mit einer Vielzahl von Stellplätzen in der digitalen Karte eingetragen sind und durch einen Vergleich der bestimmten aktuellen Fahrzeugposition mit der digitalen Karte leicht eine Fahrzeugposition innerhalb einer solchen zulässigen Parkumgebung erkannt werden kann.
Wird durch das Vergleichen der aktuellen Fahrzeugposition mit der digitalen Karte erkannt, dass sich das Fahrzeug in einer auf der Karte verzeichneten Parkumgebung befindet, kann dies als hinreichende Bedingung angesehen werden, so dass das Überprüfen weiterer Bedingungen entfallen kann. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, zur Plausibilisierung weitere Bedingungen zu überprüfen und gegebenenfalls bei Verletzen einer dieser weiteren Bedingungen keine Freigabe der Fahrerassistenz zu erteilen.
Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, im Rahmen einer zweiten Stufe mit einem Sensor des Fahrzeugs erkannte Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs auszuwerten. Bei dem mindestens einen Sensor kann es sich beispielsweise um einen Ultraschallsensor, einen Radarsensor, einen LIDAR-Sensor, eine Stereokamera oder eine andere optische Kamera handeln. Auch sind selbstverständlich Kombinationen von mehreren verschiedenen Sensorarten denkbar. Bevorzugt wird dabei die Umgebung des Fahrzeugs unter Verwendung des mindestens einen Sensors fortlaufend überwacht und es werden fortlaufend Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt. Beispiele für Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs sind insbesondere andere Fahrzeuge und Verkehrszeichen wie Ampeln oder Schilder.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Geschwindigkeit von erkannten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs bestimmt wird, wobei die Abwesenheit von Objekten mit einer Geschwindigkeit oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes als notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung definiert wird. Der Grenzwert für die Geschwindigkeit kann beispielsweise im Bereich von 5 km/h bis 30 km/h festgelegt werden.
Das Erkennen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs mit einer Geschwindigkeit oberhalb des vorgegebenen Grenzwerts deutet auf das Vorhandensein von weiteren Verkehrsteilnehmern hin, die sich mit einer Geschwindigkeit fortbewegen, welche untypisch für eine Parkumgebung ist. Somit wird nur dann davon ausgegangen, dass eine Parkumgebung vorliegt, wenn keine solchen schnellen Objekte erkannt werden. Bevorzugt ist vorgesehen, die Art der erkannten Objekte zu bestimmen und insbesondere Verkehrszeichen zu erkennen, wobei die Abwesenheit von im Umfeld einer öffentlichen Straße üblichen Verkehrszeichen eine notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung ist. Übliche Verkehrszeichen für eine öffentliche Straße umfassen beispielsweise Vorfahrtszeichen, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Ampeln, Straßenschilder, Parkverbotsschilder und dergleichen. Umgekehrt kann vorgesehen sein, dass Verkehrszeichen, welche typisch für das Vorliegen einer Parkumgebung sind, erkannt werden und zusätzlich bei der Erkennung der Parkumgebung berücksichtigt werden, beispielsweise, um eine zusätzliche Plausibilisierung zu ermöglichen. Entsprechende Verkehrszeichen, welche auf das Vorliegen einer Parkumgebung hinweisen, umfassen beispielsweise Parkplatzmarkierungen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, weitere Objekte zu berücksichtigen, welche üblicherweise in Parkumgebungen beziehungsweise üblicherweise ausschließlich im Bereich öffentlicher Straßen vorkommen. Beispielsweise kann das Erkennen einer Schranke oder einer Tordurchfahrt darauf hinweisen, dass eine öffentliche Straße verlassen und eine Parkumgebung erreicht wird. Hierdurch können weitere Möglichkeiten zur Plausibilisierung bereitgestellt werden, so dass der Entscheidungsprozess, ob eine Parkumgebung vorliegt oder nicht, auf möglichst viele Kriterien und Bedingungen aufgeteilt wird.
Bevorzugt wird für das Auswerten der Bewegungshistorie und der von dem mindestens einen Sensor erfassten Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs ein Satz von Bedingungen definiert, wobei bei Erfüllen und/oder Nicht-Erfüllen der jeweiligen Bedingungen auf das Vorliegen einer Parkumgebung geschlossen wird oder umgekehrt darauf geschlossen wird, dass sich das Fahrzeug auf einer öffentlichen Straße und damit nicht in einer Parkumgebung befindet. Bevorzugt ist entsprechend vorgesehen, dass bei Vorliegen einer hinreichenden Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung die Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt und/oder dass die Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt, wenn alle vorgegebenen notwendigen Bedingungen erfüllt sind. Im letzteren Fall ist es entsprechend erforderlich, dass keine der vorgegebenen notwendigen Bedingungen verletzt ist.
Nach der Freigabe der Fahrerassistenz stehen dem Fahrer des Fahrzeugs die Einlernphase und, wenn die Lernphase zumindest einmal durchlaufen wurde, der nachfolgende Anwendungsmodus zur Verfügung.
Erreicht ein Fahrer mit seinem Fahrzeug beispielsweise erstmalig eine Parkumgebung, so wird nach der Freigabe der Fahrerassistenz in der Einlernphase beispielsweise eine Trajektorie bestimmt, mit der das Fahrzeug von einer Startposition zu der Zielposition geführt werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, eine Karte des Umfelds zu erstellen, welche beispielsweise Objekte und insbesondere Hindernisse in der Umgebung verzeichnet, und auch insbesondere ein Wiedererkennen dieser Parkumgebung, für die die Einlernphase durchgeführt wurde, ermöglicht.
Erreicht der Fahrer später die Parkumgebung erneut, erfolgt wieder eine Freigabe der Fahrerassistenz, wobei dem Fahrer, da dieser die Einlernphase bereits durchlaufen hat, der Anwendungsmodus zur Verfügung steht. Hierbei kann gegebenenfalls vorgesehen sein, die zuvor in der Einlernphase erstellte Karte darauf zu überprüfen, dass diese mit der nun vorgefundenen Parkumgebung übereinstimmt, so dass eine sichere Wiederholung des zuvor gelernten Fahrmanövers möglich ist. Anschließend kann das Fahrzeug von der Startposition oder einer Position in der Nähe der Startposition entlang der zuvor gelernten Trajektorie zu der Zielposition geführt werden. Diese Führung zur Zielposition erfolgt bevorzugt vollautomatisch, d. h. dass durch das Verfahren zur Fahrerassistenz sowohl die Längsführung als auch die Querführung übernommen werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ein Computerprogramm vorzuschlagen gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrerassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln oder um eine Applikation für Fahrassistenzfunktionen, welche beispielsweise auf einem Smartphone oder Tablet ausführbar ist. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD, Blu-Ray Disc oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, zum Beispiel über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, welches mindestens einen Sensor zur Erfassung der Umgebung eines Fahrzeugs und ein Steuergerät umfasst. Das Fahrerassistenzsystem ist ferner dazu eingerichtet, eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen. Die im Rahmen eines der Verfahren beschriebenen Merkmale gelten entsprechend für das Fahrerassistenzsystem und umgekehrt gelten im Rahmen des Fahrersystems beschriebene Merkmale entsprechend für die Verfahren.
Der mindestens eine Sensor ist dazu ausgebildet und eingerichtet, Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu erkennen. Der mindestens eine Sensor ist beispielsweise ein Ultraschallsensor, ein Radarsensor, ein LIDAR-Sensor, eine Stereokamera oder eine andere optische Kamera. Das Fahrerassistenzsystem kann mehrere solcher Sensoren umfassen, wobei selbstverständlich auch Kombinationen von verschiedenen Sensortypen möglich sind.
Um im Rahmen der Fahrassistenz den Fahrer des Fahrzeugs bei wiederkehrenden Fahrmanövern zu unterstützen, ist das Fahrerassistenzsystem entsprechend eingerichtet, eine Einlernphase bereitzustellen, in der eine Trajektorie ausgehend von einer Startposition zu einer Zielposition aufgezeichnet und abgespeichert wird. Um die gelernte Parksituation später wiedererkennen zu können, ist es zudem bevorzugt, unter Verwendung des mindestens einen Sensors eine Karte des Umfelds des Fahrzeugs zu erstellen, in der insbesondere die Positionen von Objekten und Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs eingetragen werden.
Durch das Fahrerassistenzsystem wird bevorzugt auch ein Anwendungsmodus bereitgestellt, über den ein während der Einlernphase gelerntes Fahrmanöver wiederholt werden kann. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, unter Verwendung der während der Einlernphase gespeicherten Karte der Umgebung und unter Verwendung von mit dem mindestens einen Sensor aktuell erfassten Daten über die Umgebung die Lage des Fahrzeugs mit Bezug zu der während der Einlernphase erstellten Karte festzustellen. Anschließend wird das Fahrzeug ausgehend von dem Startpunkt oder einer Position des Fahrzeugs in der Nähe des Startpunkts zu der zuvor in der Einlernphase festgelegten Zielposition entlang der Trajektorie, welche in der Einlernphase abgespeichert wurde, geführt.
Erfindungsgemäß ist das Fahrerassistenzsystem dabei eingerichtet, die Fahrerassistenz nur dann freizugeben, wenn sich das Fahrzeug in einer geeigneten Parkumgebung und somit nicht auf einer öffentlichen Straße befindet.
Hierdurch wird sichergestellt, dass eine Gefährdung von anderen Verkehrsteilnehmern durch unsachgemäße Anwendung des Fahrerassistenzsystems ausgeschlossen wird.
Vorteile der Erfindung
Das vorgeschlagene Fahrerassistenzsystem und das vorgeschlagene Verfahren zur Fahrerassistenz ermöglichen eine sichere Unterstützung des Fahrers bei der Durchführung von wiederkehrenden Fahrmanövern, wobei eine unsachgemäße Verwendung des Verfahrens beziehungsweise des Fahrerassistenzsystems vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Funktion zur Fahrerassistenz im Rahmen des Verfahrens erst freigegeben werden muss, wobei die Freigabe dann erfolgt, wenn sich das Fahrzeug in einer Parkumgebung befindet. Eine solche Parkumgebung stellt einen von öffentlichen Straßen abgetrennten Bereich dar, in dem eine sichere automatische Ausführung von Fahrmanövern möglich ist, ohne andere Verkehrsteilnehmer zu gefährden.
Vorteilhafterweise verlässt sich das erfindungsgemäße Verfahren dabei nicht ausschließlich auf eine mittels Satellitennavigation bestimmte Fahrzeugposition, wie es bei bekannten Verfahren im Rahmen des Geofencing üblich ist. Somit steht die Funktion zur Freigabe der Fahrerassistenz auch dann zur Verfügung, wenn ein Satellitennavigationssystem nicht zur Verfügung steht, beispielsweise in Tiefgaragen oder engen Straßenschluchten. Zudem setzen die üblichen Verfahren für das Geofencing voraus, dass die Bereiche, in denen eine bestimmte Funktion freigegeben werden soll, in einer digitalen Karte eingetragen sind. Bei dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren hingegen ist es nicht erforderlich, jede zulässige Parkumgebung zuvor zu ermitteln und in einer entsprechenden digitalen Karte abzulegen.
Das vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren zur Freigabe einer Fahrerassistenz weist zudem eine große Sicherheit und Zuverlässigkeit auf, da die Freigabe in einem zweistufigen Verfahren erfolgt, bei dem eine Bewegungshistorie des Fahrzeugs und zusätzlich in einer zweiten Stufe über einen Sensor des Fahrzeugs in der Umgebung des Fahrzeugs erkannte Objekte ausgewertet werden.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem und
2 das Ausführen eines Fahrmanövers in einer Parkumgebung.

Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem Fahrerassistenzsystem 100. Das Fahrerassistenzsystem 100 umfasst ein Steuergerät 12, welches dazu eingerichtet ist, eine automatische Längsführung sowie eine automatische Querführung des Fahrzeugs 10 vorzunehmen. In der 1 ist dies durch eine Verbindung zu einem Lenkrad 16 und zu einem Pedal 18 skizziert.
Zum Erkennen von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs 10 umfasst das Fahrzeug 10 zudem einen Sensor 14, welcher mit dem Steuergerät 12 verbunden ist. Das Steuergerät 12 des Fahrzeugs 10 kann zudem mit weiteren Systemen des Fahrzeugs 10 in Verbindung stehen, beispielsweise mit einem Steuergerät für ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), so dass dem Steuergerät 12 beispielsweise Angaben zu den Drehzahlen der Räder des Fahrzeugs 10 zur Verfügung stehen. Des Weiteren kann in weiteren Ausführungsformen das Fahrzeug 10 über weitere Sensoren verfügen, welche ebenfalls mit dem Steuergerät 12 verbunden sind.
2 zeigt eine Parkumgebung 30, welche in der Nähe einer öffentlichen Straße 20 gelegen ist. Bei der Parkumgebung 30 handelt es sich um eine gepflasterte Freifläche, welche eine Vielzahl von Stellplätzen 31 aufweist. Auf einigen der Stellplätze 31 befinden sich bereits parkende Fahrzeuge 32.
Auf der öffentlichen Straße 20 befindet sich ein Fahrzeug 10, das über ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem 100 verfügt. Unter Verwendung des Sensors 14, vgl. 1, erfasst das Fahrerassistenzsystem 100 des Fahrzeugs 10 die Umgebung des Fahrzeugs 10. Des Weiteren erfasst das Steuergerät 12 des Fahrerassistenzsystems 100, vgl. 1, verschiedene Fahrzeugparameter des Fahrzeugs 10, um eine Bewegungshistorie des Fahrzeugs 10 aufzuzeichnen. Über den Sensor 14 des Fahrerassistenzsystems 100 des Fahrzeugs 10 werden Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs 10 erkannt, wie beispielsweise in der in 2 dargestellten Situation ein Verkehrsschild 22 und ein entgegenkommendes Fahrzeug 24.
Um darüber entscheiden zu können, ob eine Freigabe für eine Funktion zur Fahrerassistenz erfolgen kann, berücksichtigt das Fahrerassistenzsystem 100 des Fahrzeugs 10 sowohl die aufgezeichnete Bewegungshistorie des Fahrzeugs 10 als auch die von dem Sensor 14 erkannten Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs 10.
Als Kriterien für das Vorliegen einer Parkumgebung 30 sind beispielsweise als notwendige Bedingungen definiert, dass sich keine Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs 10 befinden dürfen, die eine Geschwindigkeit oberhalb eines Grenzwerts aufweisen, dass keine für eine öffentliche Straße typischen Verkehrsschilder 22 erkannt werden, dass die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegt und dass eine Position des Fahrzeugs 10 nicht auf einer bekannten öffentlichen Straße 20 liegt. Die Grenzwerte für die Geschwindigkeit werden beispielsweise jeweils auf 25 km/h festgelegt. In dem in 2 dargestellten Beispiel sind für das Fahrzeug 10 alle diese notwendigen Bedingungen verletzt. Das Fahrzeug 10 erkennt über seinen Sensor 14 das Verkehrsschild 22, welches hier eine Geschwindigkeitsbegrenzung ist und somit für eine öffentliche Straße 20 typisch und für Parkumgebungen 30 untypisch ist. Des Weiteren wird mit dem entgegenkommenden Fahrzeug 24 ein Objekt erkannt, welches eine Geschwindigkeit oberhalb des Grenzwertes aufweist, nämlich beispielsweise 30 km/h. Auch das eigene Fahrzeug 10 fährt mit beispielsweise 30 km/h schneller als der vorgegebene Grenzwert. Sofern gerade ein Signal eines Satellitennavigationssystems zur Verfügung steht und sich die genaue Position des Fahrzeugs 10 feststellen lässt und auch das Kartenmaterial aktuell genug ist, wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug 10 auf einer öffentlichen Straße 20 befindet. Somit ist eine Freigabe der Fahrerassistenz in der Situation des Fahrzeugs 10 nicht möglich, so dass weder eine Einlernphase noch ein Anwendungsmodus des Fahrerassistenzsystems 100 des Fahrzeugs 10 derzeit zur Verfügung stehen.
Anders stellt sich die Situation für ein weiteres Fahrzeug 10' dar, welches ebenfalls mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem 100 ausgestattet ist. Der Sensor 14 des weiteren Fahrzeugs 10' erkennt in der in 2 dargestellten Situation keinerlei Verkehrszeichen 22 und erkennt lediglich die bereits parkenden Fahrzeuge 32, welche stillstehen und sich somit nicht bewegen. Innerhalb der Parkumgebung 30 ist zudem eine geringe Geschwindigkeit vorgeschrieben, so dass die Geschwindigkeit des weiteren Fahrzeugs 10' unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt. Als weiteren Anhaltspunkt für das Vorliegen einer Parkumgebung 30 dient in dem in 2 dargestellten Beispiel eine Trajektorie 40 des weiteren Fahrzeugs 10', die über die aufgezeichnete Bewegungshistorie des weiteren Fahrzeugs 10' bestimmt wurde. Die Position des weiteren Fahrzeugs 10' am Ende der Trajektorie 40 wird mit einer hinterlegten digitalen Karte verglichen und es wird festgestellt, dass sich das weitere Fahrzeug 10' nicht auf einer öffentlichen Straße 20 befindet. Da nun alle notwendigen Bedingungen erfüllt sind beziehungsweise keine der notwendigen Bedingungen verletzt wird, erfolgt nun eine Freigabe der Fahrerassistenz für das weitere Fahrzeug 10'. Der Fahrer des weiteren Fahrzeugs 10' kann nun beispielsweise eine Einlernphase seines Fahrerassistenzsystems 100 aktivieren und das weitere Fahrzeug 10' entlang einer Parktrajektorie 38 zu einer vom Fahrer des weiteren Fahrzeugs 10' ausgewählten Parkposition 36 als Zielposition führen. Im Rahmen der Einlernphase wird ausgehend von einer Startposition 34, welche in der Nähe einer Einfahrt 26 der Parkumgebung 30 liegt, die Parktrajektorie 38 zu der Parkposition 36 aufgezeichnet und beispielsweise im Steuergerät 12 des Fahrerassistenzsystems 100 hinterlegt. Um später die Startposition 34 wiedererkennen zu können, wird zudem eine Karte der Umgebung des weiteren Fahrzeugs 10' angefertigt, welche insbesondere Begrenzungen der Parkumgebung 30 umfassen kann. Nach dem Abschluss der Einlernphase steht dem Fahrer des weiteren Fahrzeugs 10' der Anwendungsmodus des Fahrerassistenzsystems 100 zur Verfügung. Erreicht der Fahrer des weiteren Fahrzeugs 10' später wieder die Startposition 34 in der Parkumgebung 30, wird die Parkumgebung 30 erkannt, so dass eine Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt und das Fahrerassistenzsystem 100 erkennt, dass bereits die Einlernphase durchlaufen wurde und ausgehend von der Startposition 34 ein geführtes Einparken entlang der gelernten Parktrajektorie 38 zu der Parkposition 36 als Zielposition angeboten werden kann. Nach Aktivierung durch den Fahrer kann dann das weitere Fahrzeug 10' automatisch zu der Parkposition 36 geführt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013015349 A1 [0003]
DE 102012025317 A1 [0004]
DE 102015221237 A1 [0005]
DE 102013021867 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Fahrerassistenz, bei dem ein Fahrer eines Fahrzeugs (10, 10') bei wiederkehrenden Fahrmanövern unterstützt wird, wobei nach einer Freigabe der Fahrerassistenz in einer Einlernphase eine Karte des Fahrzeugumfelds erstellt wird und eine Zielposition festgelegt wird und in einem nachfolgenden Anwendungsmodus ein automatisches Führen des Fahrzeugs (10, 10') zur Zielposition erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt, wenn sich das Fahrzeug (10, 10') in einer Parkumgebung (30) befindet, wobei eine Parkumgebung (30) erkannt wird durch Auswerten einer Bewegungshistorie des Fahrzeugs (10, 10') und Auswerten von mit einem Sensor (14) in der Umgebung des Fahrzeugs (10, 10') erkannten Objekten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungshistorie durch Aufzeichnen von mindestens einem Fahrzeugparameter erstellt wird, wobei der mindestens eine Fahrzeugparameter ausgewählt wird aus dem Lenkwinkel des Fahrzeugs (10, 10'), Raddrehzahlen des Fahrzeugs (10, 10'), der Fahrzeuggeschwindigkeit, einer über ein Satellitennavigationssystem bestimmten Fahrzeugposition und Kombinationen mindestens zweier dieser Fahrzeugparameter.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes eine notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung (30) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Bewegungshistorie eine durch das Fahrzeug (10, 10') gefahrene Trajektorie (40) bestimmt wird, welche mit einer digitalen Karte eines Straßennetzes verglichen wird, wobei eine aktuelle Fahrzeugposition bestimmt wird und eine aktuelle Fahrzeugposition außerhalb des Straßennetzes eine notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung (30) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Karte zusätzlich Angaben zu Parkbereichen enthält und eine Fahrzeugposition in einem Parkbereich eine hinreichende Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung (30) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit von erkannten Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs (10, 10') bestimmt wird, wobei die Abwesenheit von Objekten mit einer Geschwindigkeit oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts eine notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung (30) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Objekten Verkehrszeichen (22) erkannt werden, wobei die Abwesenheit von im Umfeld einer öffentlichen Straße (20) üblichen Verkehrszeichen (22) eine notwendige Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung (30) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer hinreichenden Bedingung für das Vorliegen einer Parkumgebung (30) die Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt und/oder dass die Freigabe der Fahrerassistenz erfolgt, wenn alle vorgegebenen notwendigen Bedingungen erfüllt sind.
Computerprogramm, das das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn es auf einem Computer abläuft.
Fahrerassistenzsystem (100) umfassend mindestens einen Sensor (14) zur Erfassung der Umgebung eines Fahrzeugs (10, 10') und ein Steuergerät (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (100) zur Ausführung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.