DE102021003792A1 - Method for the automated parking of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Parken eines Fahrzeugs unter Verwendung einer zuvor zu einem Einlernzeitpunkt eingelernten Trajektorie (T). Erfindungsgemäß wird bei Aktivierung einer Funktion zum automatisierten Parken zu einem Aktivierungszeitpunkt das Fahrzeug lokalisiert. In Abhängigkeit einer Position (POS) des Fahrzeugs wird die eingelernte Trajektorie (T) in ein Koordinatensystem eines Synthetischen-Apertur-Radarbilds (SARB1, SARB2) überführt und es wird jeweils ein Synthetisches-Apertur-Radarbild (SARB1, SARB2) einer Region, in welcher sich das Fahrzeug befindet, für den Einlernzeitpunkt und den Aktivierungszeitpunkt von einem Server empfangen. Anhand von Unterschieden (U1, U2) zwischen den beiden Synthetischen-Apertur-Radarbildern (SARB1, SARB2) wird ein Differenz-Synthetisches-Apertur-Radarbild (DSARB) ermittelt und es wird eine Schnittmenge zwischen der eingelernten Trajektorie (T) und dem Differenz-Synthetischen-Apertur-Radarbild (DSARB) ermittelt. Anhand der Schnittmenge wird eine Validität der eingelernten Trajektorie (T) ermittelt.The invention relates to a method for the automated parking of a vehicle using a trajectory (T) previously learned at a learning time. According to the invention, when a function for automated parking is activated, the vehicle is localized at an activation time. Depending on a position (POS) of the vehicle, the learned trajectory (T) is converted into a coordinate system of a synthetic aperture radar image (SARB1, SARB2) and a synthetic aperture radar image (SARB1, SARB2) of a region in which the vehicle is located, received from a server for the learning time and the activation time. On the basis of differences (U1, U2) between the two synthetic aperture radar images (SARB1, SARB2), a difference synthetic aperture radar image (DSARB) is determined and an intersection between the learned trajectory (T) and the difference Synthetic aperture radar image (DSARB) determined. A validity of the taught-in trajectory (T) is determined on the basis of the intersection.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Parken eines Fahrzeugs unter Verwendung einer zuvor gelernten Trajektorie.The invention relates to a method for the automated parking of a vehicle using a previously learned trajectory.

Aus der DE 10 2014 014 219 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems zur Durchführung eines Parkvorgangs eines Fahrzeugs bekannt. Dabei

  • - wird während einer Lernfahrt eine Fahrzeugumgebung erfasst und gespeichert,
  • - wird anhand der erfassten Fahrzeugumgebung eine Trajektorie zu einer Zielposition ermittelt und gespeichert,
  • - werden während der Lernfahrt Hindernisse auf der ermittelten Trajektorie erfasst und gespeichert und in für das Fahrzeug passierbare und unpassierbare Hindernisse klassifiziert,
  • - wird die ermittelte Trajektorie an die klassifizierten Hindernisse derart angepasst, dass unpassierbare Hindernisse bei dem Parkvorgang umfahren werden.
From the DE 10 2014 014 219 A1 a method for operating a driver assistance system for carrying out a parking process of a vehicle is known. Included
  • - a vehicle environment is recorded and saved during a learning drive,
  • - A trajectory to a target position is determined and stored on the basis of the detected vehicle environment,
  • - During the learning drive, obstacles are recorded and saved on the determined trajectory and classified into obstacles that are passable and impassable for the vehicle,
  • - the determined trajectory is adapted to the classified obstacles in such a way that impassable obstacles are bypassed during the parking process.

Weiterhin ist aus der DE 10 2019 214 628 A1 ein Verfahren bekannt, welches ein Validieren erster Objektinformationen und Klassifizierungsinformationen aus einer Erkennung eines statischen Umfelds eines Fahrzeugs mittels zweiter Objektinformationen und Klassifizierungsinformationen aus einer satellitenbasierten Umgebungserkennung umfasst. Hierbei wird ein fusioniertes Bild aus einem Satellitenbild im sichtbaren Wellenlängenbereich und einem Synthetischer-Apertur-Radarbild erzeugt, um daraus die zweiten Objektinformationen und Klassifizierungsinformationen abzuleiten.Furthermore, from the DE 10 2019 214 628 A1 a method is known which comprises validating first object information and classification information from a recognition of a static environment of a vehicle by means of second object information and classification information from a satellite-based environment recognition. Here, a merged image is generated from a satellite image in the visible wavelength range and a synthetic aperture radar image in order to derive the second object information and classification information therefrom.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum automatisierten Parken eines Fahrzeugs anzugeben.The invention is based on the object of specifying a novel method for the automated parking of a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

In dem Verfahren zum automatisierten Parken eines Fahrzeugs unter Verwendung einer zuvor zu einem Einlernzeitpunkt eingelernten Trajektorie wird bei Aktivierung einer Funktion zum automatisierten Parken zu einem Aktivierungszeitpunkt das Fahrzeug lokalisiert. In Abhängigkeit einer Position des Fahrzeugs wird die eingelernte Trajektorie in ein Koordinatensystem eines Synthetischen-Apertur-Radarbilds überführt. Weiterhin wird jeweils ein Synthetisches-Apertur-Radarbild (englisch: Synthetic Aperture Radar; kurz SAR) einer Region, in welcher sich das Fahrzeug befindet, für den Einlernzeitpunkt und den Aktivierungszeitpunkt von einem Server empfangen. Anhand von Unterschieden zwischen den beiden Synthetischen-Apertur-Radarbildern wird ein Differenz-Synthetisches-Apertur-Radarbild ermittelt. Weiterhin wird eine Schnittmenge zwischen der eingelernten Trajektorie und dem Differenz-Synthetischen-Apertur-Radarbild ermittelt, wobei anhand der Schnittmenge eine Validität der eingelernten Trajektorie ermittelt wird.In the method for automated parking of a vehicle using a trajectory previously taught in at a learning time, when a function for automated parking is activated, the vehicle is localized at an activation time. Depending on a position of the vehicle, the learned trajectory is transferred to a coordinate system of a synthetic aperture radar image. Furthermore, a synthetic aperture radar image (English: Synthetic Aperture Radar; SAR for short) of a region in which the vehicle is located is received by a server for the time of learning and the time of activation. A difference synthetic aperture radar image is determined on the basis of differences between the two synthetic aperture radar images. Furthermore, an intersection between the taught-in trajectory and the differential synthetic aperture radar image is determined, with the validity of the taught-in trajectory being determined on the basis of the intersection.

In modernen Fahrerassistenzsystemen existieren teilautonome Parkfunktionen, welche nach initialem Einlernen einer Fahrstrecke bzw. Trajektorie diese vollautomatisiert unter Berücksichtigung von mittels einer Fahrzeugsensorik erfassten Daten abfährt. Aufgrund eines begrenzten Erfassungs- und Auflösungsbereichs der Fahrzeugsensorik, kann eine Validität der eingelernten Trajektorie zum Einlernzeitpunkt nicht sichergestellt werden. Dies kann bei einem späteren Abfahren der Trajektorie zu starken Korrekturmanövern oder aber zum Abbruch der Parkfunktion führen. Eine Trajektorie kann invalid werden, wenn sich beispielsweise durch bauliche Veränderungen, durch Vegetation, parkende Fahrzeuge usw. die für das Parkmanöver erforderliche Trajektorie ändert.In modern driver assistance systems, there are partially autonomous parking functions which, after initial teaching-in of a route or trajectory, follow it in a fully automated manner, taking into account data recorded by means of a vehicle sensor system. Due to the limited detection and resolution range of the vehicle sensors, the validity of the taught-in trajectory at the time of teaching cannot be ensured. If the trajectory is followed later, this can lead to strong corrective maneuvers or to the cancellation of the parking function. A trajectory can become invalid if, for example, structural changes, vegetation, parked vehicles, etc. change the trajectory required for the parking maneuver.

Mittels des vorliegenden Verfahrens ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, die Funktion zum automatisierten Parken dahingehend vorzukonditionieren, ob eine Neuermittlung der Trajektorie erforderlich ist, so dass eine Ausführung „weicher“, nicht abrupter Lenkmanöver während des automatisierten Einparkens möglich ist. Dabei ermöglicht das Verfahren eine fahrzeugunabhängige dreidimensionale Objektdetektion und Kartierung.By means of the present method, it is possible in a particularly advantageous manner to precondition the function for automated parking to the effect that a new determination of the trajectory is necessary so that “soft”, non-abrupt steering maneuvers can be carried out during automated parking. The method enables vehicle-independent three-dimensional object detection and mapping.

Da SAR ein atmosphärisches Radarsystem ist, welches durch eine künstliche Generierung einer großen Apertur ein sehr großes räumliches Auflösungsvermögen von beispielsweise 0,25 m ermöglicht, ergibt sich gegenüber satellitengestützten Kamerasystemen der Vorteil, dass auch bei bedeckten Himmel und schlechten Wetterverhältnissen valide Auflösungen und Objektdetektionen realisiert werden können, so dass die Durchführung des Verfahrens unabhängig vom Wetter und Bewölkungsgrad in der Atmosphäre möglich ist.Since SAR is an atmospheric radar system which, through the artificial generation of a large aperture, enables a very high spatial resolution of, for example, 0.25 m, it has the advantage over satellite-based camera systems that valid resolutions and object detections are achieved even when the sky is overcast and bad weather conditions so that the procedure can be carried out regardless of the weather and degree of cloudiness in the atmosphere.

Weiterhin erlauben SAR die Messungen von so genannten schallharten Objekten, im Gegensatz zu kameragestützten Systemen, bei welchen beispielsweise Vegetation als Ganzes in einem Objekt zusammengefasst ist, obgleich eine leichte Berührung und/oder Überfahrt möglich sind/ist. In Abhängigkeit vom gewählten Frequenzband werden beispielsweise Blätter usw. durch SAR dagegen nicht berücksichtigt. Das heißt, abhängig vom gewählten Frequenzband können unterschiedliche Materialen, wie beispielsweise Vegetation, Stein, usw., berücksichtigt werden.Furthermore, SAR allow measurements of so-called reverberant objects, in contrast to camera-based systems, in which, for example, vegetation is combined as a whole in one object, although light contact and / or passage is / is possible. In contrast, depending on the selected frequency band, leaves etc. are not taken into account by SAR. That is, depending on the chosen one Frequency band, different materials, such as vegetation, stone, etc., can be taken into account.

Auch sind die Synthetische-Apertur-Radarbilder frei verfügbar und werden zyklisch, beispielsweise alle 30 Minuten, aktualisiert. Dies ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb des Verfahrens.The synthetic aperture radar images are also freely available and are updated cyclically, for example every 30 minutes. This enables reliable operation of the method.

Auch sind die Synthetische-Apertur-Radarbilder nicht lokal gebunden sondern in der Regel global verfügbar, so dass das Verfahren global zuverlässig durchgeführt werden kann.The synthetic aperture radar images are also not bound locally but are generally available globally, so that the method can be carried out reliably on a global basis.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zum automatisierten Parken eines Fahrzeugs,
  • 2 schematisch eine Visualisierung eines ersten Verfahrensschritts des Verfahrens gemäß 1,
  • 3 schematisch eine Visualisierung eines dritten Verfahrensschritts des Verfahrens gemäß 1,
  • 4 schematisch eine Visualisierung eines vierten Verfahrensschritts des Verfahrens gemäß 1,
  • 5 schematisch eine Visualisierung eines fünften Verfahrensschritts des Verfahrens gemäß 1,
  • 6 schematisch eine Visualisierung eines sechsten Verfahrensschritts des Verfahrens gemäß 1 und
  • 7 schematisch eine Visualisierung eines siebten Verfahrensschritts und eines achten Verfahrensschritts des Verfahrens gemäß 1.
Show:
  • 1 schematically a sequence of a method for the automated parking of a vehicle,
  • 2 schematically a visualization of a first method step of the method according to FIG 1 ,
  • 3 schematically a visualization of a third method step of the method according to FIG 1 ,
  • 4th schematically a visualization of a fourth method step of the method according to FIG 1 ,
  • 5 schematically a visualization of a fifth method step of the method according to FIG 1 ,
  • 6th schematically a visualization of a sixth method step of the method according to FIG 1 and
  • 7th schematically a visualization of a seventh method step and an eighth method step of the method according to FIG 1 .

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

In 1 ist ein Ablauf eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Parken eines Fahrzeugs unter Verwendung einer zuvor zu einem Einlernzeitpunkt eingelernten Trajektorie T mit mehreren Verfahrensschritten S1 bis S9 dargestellt. Die 2 bis 7 zeigen Visualisierungen eines ersten Verfahrensschritts S1 (2) und eines dritten bis siebten Verfahrensschritts S3 bis S7 (3 bis 7).In 1 is a sequence of a possible exemplary embodiment of a method according to the invention for automated parking of a vehicle using a trajectory previously learned at a learning time T with several process steps S1 until S9 shown. the 2 until 7th show visualizations of a first process step S1 ( 2 ) and a third to seventh process step S3 until S7 ( 3 until 7th ).

Das Verfahren umfasst dabei einen Ansatz zur Validitätsüberprüfung von initial zum Einlernzeitpunkt eingelernten Trajektorien T. Beispielsweise können im Rahmen von automatisierten Parkfunktionen Trajektorien T initial durch einen Fahrer des Fahrzeugs eingelernt werden und später automatisiert durch das Fahrzeug unter Nutzung von mittels einer Fahrzeugsensorik erfassten Daten abgefahren werden.The method includes an approach for checking the validity of trajectories initially learned at the time of learning T . For example, as part of automated parking functions, trajectories T initially learned by a driver of the vehicle and later automatically driven off by the vehicle using data recorded by means of a vehicle sensor system.

Beispielsweise ist auf privaten Grundstücken, zum Beispiel aufgrund baulicher Veränderungen, eine hohe Variation von Objekten zu erwarten. Somit kann die initial eingelernte Trajektorie T fehlerbehaftet bzw. nicht valide sein.For example, a high degree of variation in properties is to be expected on private land, for example due to structural changes. This means that the initially taught-in trajectory T be faulty or not valid.

Es besteht somit die Gefahr, dass die Fahrzeugsensorik, beispielsweise aufgrund einer eingeschränkten Sensorauflösung, derartige Änderungen in der Fahrzeugumgebung nur im Nahbereich des entsprechenden Objektes oder aufgrund von Verdeckungen nur bedingt oder gar nicht feststellen kann. Im Resultat wäre während der automatisierten Parkfunktion keine „weiche“ Abfahrt der Trajektorie T ohne abrupte Lenk- und/oder Bremsmanöver möglich oder die automatisierte Parkfunktion würde die Fahraufgabe abbrechen.There is thus the risk that the vehicle sensors, for example due to a limited sensor resolution, can only determine such changes in the vehicle environment in the vicinity of the corresponding object or due to occlusions only to a limited extent or not at all. As a result, there would be no “soft” departure of the trajectory during the automated parking function T possible without abrupt steering and / or braking maneuvers or the automated parking function would abort the driving task.

Um die Validität der initial gelernten Trajektorie T zu überprüfen, werden vorliegend Synthetische-Apertur-Radarbilder SARB1, SARB2 verwendet. Diese werden mittels eines Synthetisches-Apertur-Radars, auch als Synthetic Aperture Radar (kurz SAR) bezeichnet, ermittelt.To the validity of the initially learned trajectory T To be checked, synthetic aperture radar images are used here SARB1 , SARB2 used. These are determined using a synthetic aperture radar, also known as synthetic aperture radar (SAR for short).

Im vorliegenden Verfahren erfolgt zunächst in einem ersten Verfahrensschritt S1 zu einem Einlernzeitpunkt ein Einlernen der Trajektorie T auf Initiierung des Fahrers des Fahrzeugs.In the present process, the first process step takes place S1 a teach-in of the trajectory at a teach-in time T upon initiation of the driver of the vehicle.

Anschließend erfolgt in einem zweiten Verfahrensschritt S2 zu einem Aktivierungszeitpunkt eine Aktivierung der Funktion zum automatisierten Parken, das heißt zum automatisierten und überwachten Abfahren der Trajektorie T.This is followed by a second process step S2 at an activation time, an activation of the function for automated parking, that is to say for automated and monitored driving of the trajectory T .

In einem dritten Verfahrensschritt S3 erfolgt eine Lokalisierung des Fahrzeugs und in Abhängigkeit einer Position POS des Fahrzeugs eine Überführung der eingelernten Trajektorie T in ein Koordinatensystem des Synthetischen-Apertur-Radarbilds SARB1, SARB2. Die Lokalisierung erfolgt beispielsweise anhand von GPS-Daten.In a third process step S3 the vehicle is localized and depending on a position POS of the vehicle a transfer of the learned trajectory T into a coordinate system of the synthetic aperture radar image SARB1 , SARB2 . The localization takes place, for example, on the basis of GPS data.

In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird dann ein Synthetisches-Apertur-Radarbild SARB1 einer Region, in welcher sich das Fahrzeug befindet, für den Einlernzeitpunkt, und ein Synthetisches-Apertur-Radarbild SARB2 der Region, in welcher sich das Fahrzeug befindet, für den Aktivierungszeitpunkt von einem Server, beispielsweise einem Backend, abgerufen bzw. empfangen.In a fourth process step S4 then becomes a synthetic aperture radar image SARB1 a region in which the vehicle is located for the time of learning, and a synthetic aperture radar image SARB2 the region in which the vehicle is located, retrieved or received from a server, for example a backend, for the time of activation.

In einem fünften Verfahrensschritt S5 wird anhand von Unterschieden U1, U2 zwischen den beiden Synthetischen-Apertur-Radarbildern SARB1, SARB2 ein Differenz-Synthetisches-Apertur-Radarbild DSARB ermittelt.In a fifth process step S5 is based on differences U1 , U2 between the two synthetic aperture radar images SARB1 , SARB2 a differential synthetic aperture radar image DSARB is determined.

In einem sechsten Verfahrensschritt S6 wird eine Schnittmenge zwischen der eingelernten Trajektorie T und dem Differenz-Synthetischen-Apertur-Radarbild DSARB ermittelt.In a sixth process step S6 becomes an intersection between the learned trajectory T and the difference synthetic aperture radar image DSARB is determined.

Anschließend wird in einem siebten Verfahrensschritt S7 anhand der Schnittmenge eine Validität der eingelernten Trajektorie T ermittelt.Then in a seventh process step S7 a validity of the learned trajectory based on the intersection T determined.

In einer Verzweigung V wird geprüft, ob die Validität größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Ist dies nicht der Fall, dargestellt durch einen Nein-Zweig N, erfolgt in einem achten Verfahrensschritt S8 bei Unterschreitung des vorgegebenen Schwellwerts der Validität eine Ermittlung einer Ausweichtrajektorie AT. In einem neunten Verfahrensschritt S9 wird dann die ermittelte Ausweichtrajektorie AT an die Funktion zum automatisierten Parken übermittelt und zum überwachten Einparken bzw. Trajektorieabfahren verwendet.In a branch V it is checked whether the validity is greater than a predefined threshold value. If this is not the case, represented by a no branch N, an eighth method step takes place S8 an avoidance trajectory is determined if the specified validity threshold is not reached AT . In a ninth process step S9 is then the determined avoidance trajectory AT transmitted to the function for automated parking and used for monitored parking or trajectory driving.

Ist die Validität dagegen größer als der vorgegebene Schwellwert, dargestellt durch einen Ja-Zweig J, wird im neunten Verfahrensschritt S9 die initial ermittelte Trajektorie T zum überwachten Einparken bzw. Trajektorieabfahren verwendet.If, on the other hand, the validity is greater than the specified threshold value, represented by a yes branch J, the ninth method step S9 the initially determined trajectory T used for monitored parking or trajectory driving.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102014014219 A1 [0002]DE 102014014219 A1 [0002]
  • DE 102019214628 A1 [0003]DE 102019214628 A1 [0003]

Claims (3)

Verfahren zum automatisierten Parken eines Fahrzeugs unter Verwendung einer zuvor zu einem Einlernzeitpunkt eingelernten Trajektorie (T), dadurch gekennzeichnet, dass - bei Aktivierung einer Funktion zum automatisierten Parken zu einem Aktivierungszeitpunkt das Fahrzeug lokalisiert wird, - in Abhängigkeit einer Position (POS) des Fahrzeugs die eingelernte Trajektorie (T) in ein Koordinatensystem eines Synthetischen-Apertur-Radarbilds (SARB1, SARB2) überführt wird, - jeweils ein Synthetisches-Apertur-Radarbild (SARB1, SARB2) einer Region, in welcher sich das Fahrzeug befindet, für den Einlernzeitpunkt und den Aktivierungszeitpunkt von einem Server empfangen wird, - anhand von Unterschieden (U1, U2) zwischen den beiden Synthetischen-Apertur-Radarbildern (SARB1, SARB2) ein Differenz-Synthetisches-Apertur-Radarbild (DSARB) ermittelt wird, - eine Schnittmenge zwischen der eingelernten Trajektorie (T) und dem Differenz-Synthetischen-Apertur-Radarbild (DSARB) ermittelt und - anhand der Schnittmenge eine Validität der eingelernten Trajektorie (T) ermittelt wird.Method for automated parking of a vehicle using a trajectory (T) previously learned at a learning time, characterized in that - when a function for automated parking is activated at an activation time, the vehicle is localized depending on a position (POS) of the vehicle The learned trajectory (T) is transferred into a coordinate system of a synthetic aperture radar image (SARB1, SARB2), - one synthetic aperture radar image (SARB1, SARB2) of a region in which the vehicle is located for the learning time and Activation time is received by a server, - a difference synthetic aperture radar image (DSARB) is determined on the basis of differences (U1, U2) between the two synthetic aperture radar images (SARB1, SARB2), - an intersection between the learned trajectory (T) and the Difference Synthetic Aperture Radar Image (DSARB) and - based on the cut tt amount a validity of the learned trajectory (T) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreitung eines vorgegebenen Schwellwerts der Validität eine Ausweichtrajektorie (AT) ermittelt und an die Funktion zum automatisierten Parken übermittelt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that if the validity falls below a predetermined threshold value, an evasive trajectory (AT) is determined and transmitted to the function for automated parking. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktivierung einer Funktion zum Einlernen einer Trajektorie (T) manuell aktiviert wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that an activation of a function for teaching in a trajectory (T) is activated manually.
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