EP1611459A1 - Einparkhilfe für ein fahrzeug - Google Patents

Einparkhilfe für ein fahrzeug

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Publication number
EP1611459A1
EP1611459A1 EP04726522A EP04726522A EP1611459A1 EP 1611459 A1 EP1611459 A1 EP 1611459A1 EP 04726522 A EP04726522 A EP 04726522A EP 04726522 A EP04726522 A EP 04726522A EP 1611459 A1 EP1611459 A1 EP 1611459A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
area
recording
dimensions
parking space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04726522A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Becker
Marta Castillo Franco
Bruno Mirbach
Thierry Mousel
Marc Schifflers
Marc Schmiz
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IEE International Electronics and Engineering SA
Original Assignee
IEE International Electronics and Engineering SA
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Filing date
Publication date
Application filed by IEE International Electronics and Engineering SA filed Critical IEE International Electronics and Engineering SA
Priority to EP04726522A priority Critical patent/EP1611459A1/de
Publication of EP1611459A1 publication Critical patent/EP1611459A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
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    • G01S2015/933—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for parking operations for measuring the dimensions of the parking space when driving past
    • G01S2015/935—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for parking operations for measuring the dimensions of the parking space when driving past for measuring the contour, e.g. a trajectory of measurement points, representing the boundary of the parking space

Definitions

  • the present invention relates to a parking aid for a vehicle.
  • German patent application DE-A-38 44 340 describes a device for determining the dimensions of a parking space.
  • the device proposed in this document comprises a plurality of sensors (ultrasound, infrared or microwave transmitters and receivers) which are attached to the motor vehicle and measure the geometric position of the parking space in relation to the motor vehicle.
  • the dimensions of the parking space are determined by trigonometric calculation methods or by differences in transit time of the optical or acoustic signals.
  • Document DE-A-100 45 616 describes a method for automatically parking a vehicle, in which the surrounding area lying in front of and to the side of the vehicle is recorded by means of a video camera. This recorded real image is converted into a plan view by means of suitable image evaluation methods, which the driver can see on a screen is presented. On the basis of this top view, the driver can then recognize a parking space at an early stage and select it for parking. A control system of the vehicle then causes the vehicle to be brought into a starting position that is optimal for automatic parking and the parking process can take place in a known manner and with the aid of distance sensors.
  • a problem with this device is that the image recorded by the video camera has to be analyzed using complex image processing methods in order to obtain depth information relating to the free parking space. In order to receive reliable depth information about the available free depth of the parking space, the recorded image must indeed be mathematically separated into an image background of interest and an irrelevant image background. However, this processing of the captured images is very worthwhile and therefore requires a correspondingly expensive hardware system.
  • the object of the present invention is therefore to propose a better method for parking assistance and a corresponding device.
  • a method for parking assistance for a vehicle comprises the steps of recording ambient data in the outside area of a vehicle, calculating the dimensions of a specific area using the recorded environmental data, and evaluating the suitability of the specific area as a parking space using the calculated dimensions and known, vehicle-specific reference values ,
  • the Recording of environmental data the recording of three-dimensional environmental images using an optical 3D system.
  • a device for parking assistance for a vehicle comprises a sensor device for recording ambient data in the outer area of a vehicle, and an evaluation device for calculating the dimensions of a specific area on the basis of the recorded environmental data and for evaluating the suitability of the specific area as a parking space on the basis of the calculated dimensions and known, vehicle-specific reference values.
  • the sensor device comprises an optical 3D sensor system for recording three-dimensional surroundings.
  • An optical three-dimensional system such as a 3D camera, provides, in addition to a two-dimensional image of the surrounding area, depth information about the recorded image.
  • the depth information is determined, for example, in a transit time method, the time span between the emission of a light pulse and the arrival of a reflected light pulse being determined and converted into a distance between the sensor system and the reflecting object. Accordingly, such a system directly provides all the necessary data for evaluating the dimensions of the space available for parking. This eliminates the need for complex image processing for detection and, if necessary, for eliminating a disturbing background. In fact, the 3D sensor system fades out a background that is not of interest by restricting the depth of the outside area of the vehicle that is to be recorded as soon as the ambient data is recorded.
  • the recording of environmental data comprises the recording of a situation image of the entire area of interest, ie a possible parking space is completely recorded by the optical 3D sensor system.
  • This method can take place both while the vehicle is driving past the potential parking space and can also be carried out from the stationary vehicle if it stops, for example, in the immediate vicinity of the potential parking space. With such a near-field observation, which can be done, for example, using a wide-angle lens, a single image acquisition is sufficient to record all relevant properties of the potential parking space.
  • the optical 3D sensor comprises a large number of pixels, each of which detects the distance to possible objects in its field of vision.
  • the sensor directly provides topographical information about the outside of the vehicle within the measuring range.
  • the recording of environmental data comprises the successive recording of adjacent partial images of the area of interest, ie the area of interest is scanned by the 3D sensor system.
  • the area of interest is subdivided into a large number of narrow partial areas, which are picked up in succession by the sensor system and then evaluated together to determine the dimension of the parking space. Since the individual partial images contain comparatively less information than an overall situation image of the parking space, the number of pixels of the sensor system can be reduced in this embodiment of the method without the overall resolution of the device deteriorating. This means that the sensor system is correspondingly cheaper. If a sensor system with a high number of image points is used, the resolution capacity of the system can alternatively be increased with such a method so that there is a better detection of possible obstacles.
  • each partial image generally contains all depth information in connection with the recorded partial area.
  • the scanning speed In order to determine the length of the potential parking space, the scanning speed must be determined in addition to the recorded partial images in order to be able to create a topographical image of the specific area.
  • the proposed embodiment of the method is used, for example, while the vehicle drives past the potential parking space, the instantaneous speed of the vehicle being determined as it drives past and taken into account as the scanning speed when evaluating the individual partial images.
  • the individual successive partial images of the region of interest can then be correlated with one another via a determined vehicle speed.
  • the 3D sensor system can be arranged so that it can be pivoted so that the region of interest can be scanned by pivoting the sensor system even when the vehicle is stationary.
  • an optical 3D sensor system is suitable on the basis of the directly determined distance data of individual people
  • Image information excellent for determining the dimensions of a certain area can be identified using the supplied
  • Sensor systems can even be determined whether the obstacle is a stationary obstacle, which precludes the use of the particular area as a parking space in general, or whether the obstacle is movable, which does not necessarily preclude its use as a parking space.
  • the evaluation unit can evaluate whether the vehicle fits into the potential parking space. Once this evaluation has been carried out, the result of this can be reported to the driver of the vehicle as an instruction to try or cancel the parking process and to approach another parking space.
  • the evaluation device is preferably coupled to an information system for outputting a result of the evaluation step to a driver of the vehicle.
  • the result can be output optically, for example, on a screen arranged in the vehicle interior.
  • the result can be indicated optically by means of signal lights in the dashboard and / or transmitted acoustically as a signal tone or as voice output and / or mechanically, for example by means of a vibration of the steering wheel.
  • a position of a parking space with respect to the vehicle can be determined on the basis of the recorded environmental data. This position determination can be carried out with little effort in addition to the calculation of the dimensions of the specific area. If the evaluation device is coupled to a control system for an automatic parking system (sensor fusion), the determined dimension and position data can be transmitted to this control system and used in the automatic parking process.
  • the sensor device works in the infrared range.
  • the optical 3D sensor system then advantageously comprises a pulsed IR illumination source and an image sensor that is sensitive in the IR range, for recording the light pulses reflected in the exterior of the vehicle.
  • the optical 3D sensor system is preferably mounted on the outside of the vehicle.
  • a suitable position on the vehicle is, for example, the exterior mirror on the passenger side of the vehicle.
  • the sensor system in the vehicle can be arranged looking outwards. Possible installation locations are, for example, fenders or A, B or C column of the vehicle.
  • the sensor system, or the entire parking aid can preferably be activated by the driver if necessary, the system possibly being activated only below a predetermined limit speed.
  • Fig. 1 a schematic plan view of a possible parking situation for one
  • Fig.2 A schematic representation of the algorithm of a runtime method (Time of Flight);
  • Fig. 3 a block diagram of a 3D sensor system
  • the aim of the present invention is to identify free parking spaces that are suitable for the vehicle on which the system is mounted.
  • the detection can take place both when the vehicle is stationary and when the vehicle is driving past.
  • Fig. 1 shows a typical parking situation.
  • the vehicle 2 travels along a road.
  • the edge of the street is delimited by vertical obstacles 4, for example trees on a sidewalk.
  • Two further vehicles 3 are parked along the sidewalk, between which a parking space 1 can be seen.
  • the driver of vehicle 2 wants to use this parking space. To do this, he must first estimate whether the dimensions of the parking space 1 are sufficient to allow the vehicle 2 to be parked, of course without touching the vehicles 3.
  • This evaluation of the parking space is preferably carried out using a method according to the present invention. In the illustrated embodiment of the method, the dimensions of the parking space are determined while the vehicle 2 drives past the parking space 1.
  • an optical 3D sensor system arranged on a passenger-side outside area, for example on the outside mirror 7, of the vehicle is used successively different partial images of the parking space lying next to each other.
  • Each of the partial images comprises all topographical information from the respectively recorded narrow area 5 of the parking space 1.
  • Each of the partial images can be evaluated separately in order to identify a possible obstacle in the respective partial area of the parking space.
  • the length of the available parking space 1 can be determined on the basis of the vehicle speed and, if appropriate, the scanning frequency of the 3D sensor system by calculating the driving distance between two sub-areas in which an obstacle has been detected.
  • the individual partial images can also be combined to form an overall image of the parking space, should this be necessary for further image evaluation.
  • the depth of the measuring area 5 is preferably set such that the 3D sensor system processes only the information necessary for determining the parking space dimension.
  • the depth is set, for example, in such a way that the measuring range extends only insignificantly beyond a rear boundary, for example a curb. In this way, obstacles in the immediate vicinity of the curb, which represent a real danger when parking, can still be effectively detected while a pedestrian standing on the sidewalk lies outside the measuring range.
  • the measurement depth is preferably set automatically after a rear boundary of the parking space, for example the curb, has been detected and its distance to the sensor system has been determined.
  • a situation image of the entire parking space is recorded with the sensor system.
  • the 3D sensor system can use a wide-angle lens to record a three-dimensional situation image of parking space 1 (measuring area 5a, shown in dashed lines in FIG. 1).
  • the SD sensor system provides topographical information about the existing parking space, ie information about the height, width and depth of the Parking spaces 1 are detected directly by the sensor system.
  • the situation image, or the topographical information contained therein, relating to the parking space is then processed by the evaluation unit (not shown) in order to determine the dimensions of the free parking space and to evaluate the suitability of the parking space for vehicle 2.
  • an optical or acoustic release signal can be transmitted to the driver of the vehicle 2, for example.
  • 2 illustrates the runtime method on the basis of which the depth of an image can be determined by a 3D sensor system 8.
  • the time span, represented by the stopwatch, between the emission of a light pulse 9 and the arrival of a reflected light pulse 10 is determined.
  • This time span is then converted into a distance between the 3D sensor system and the reflecting object.
  • this method can simultaneously determine depth information for each pixel of the sensor system. In this way, the topographical image of the parking space is created.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a 3D sensor system 8. This essentially comprises an illumination unit with a light source 12 and an associated ballast 14 and an image recording unit with an image sensor 16 with associated driver circuit 18.
  • the light source is preferably an IR light source, so that the light it emits is not disturbing to humans.
  • the lighting unit and the image recording unit are connected to control and evaluation electronics 20, which coordinates the function of the two units and processes the recorded situation images.

Abstract

Ein Verfahren zur Einparkhilfe für ein Fahrzeug, umfasst die Schritte Aufnahme von Umgebungsdaten im Außenbereich eines Fahrzeugs, Berechnung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs unter Benutzung der aufgenommenen Umgebungsdaten, und Bewerten der Eignung des bestimmten Bereichs als Parklücke unter Benutzung der berechneten Abmessungen und bekannter, fahrzeugspezifischer Referenzwerte. Erfindungsgemäß umfasst die Aufnahme von Umgebungsdaten die Aufnahme von dreidimensionalen Umgebungsbilden mittels eines optischen 3D-Systems.

Description

Einparkhilfe für ein Fahrzeug
Einleitung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einparkhilfe für ein Fahrzeug.
Um das Fahren mit dem Kraftfahrzeug zu erleichtern und Zusammenstösse mit Wagen oder anderen im Weg befindlichen Gegenständen zu verhindern, ist es bekannt, an der Front- und/oder Rückseite des Kraftfahrzeuges Sensoren vorzusehen, welche beispielsweise Ultraschall- oder Radarsignale aussenden und die von dem Hindernis reflektierten Signale wieder zu empfangen. Dabei wird der Abstand zwischen dem am Kraftfahrzeug angeordneten Sensor und dem Hindernis aus der Laufzeit des Signals vom Sensor zum Hindernis und wieder zurück bestimmt. Ein solches System ist beispielsweise aus der EP-A-0 984 300 bekannt. Derartige Systeme sind in der Lage dem Fahrer, z.B. beim Zurücksetzen des Fahrzeugs, Informationen über die Distanz zu einem hinter dem Wagen angeordneten Hindernis zu übermitteln. Allerdings können solche Systeme vor dem Einfahren in die Parklücke keine Hilfestellung bei der Einschätzung der Eignung dieser Parklücke liefern. Die deutsche Patentanmeldung DE-A-38 44 340 beschreibt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Abmessungen einer Parklücke. Die in diesem Dokument vorgeschlagene Vorrichtung umfasst mehrere am Kraftfahrzeug angebrachte Sensoren (Ultraschall-, Infrarot- oder Mikrowellensender und -Empfänger), die die geometrische Lage der Parklücke in Bezug auf das Kraftfahrzeug vermessen. Die Abmessungen der Parklücke werden durch trigonometrische Berechnungsverfahren oder durch Laufzeitunterschiede der optischen oder akustischen Signale bestimmt.
Das Dokument DE-A-100 45 616 beschreibt ein Verfahren zum automatischen Einparken eines Fahrzeugs, bei dem der vor und seitlich vor dem Fahrzeug liegende Umgebungsbereich mittels einer Videokamera aufgenommen wird. Dieses aufgenommene reale Bild mittels geeigneter Bildauswerteverfahren in eine Draufsicht umgerechnet wird, die dem Fahrer auf einem Bildschirm präsentiert wird. Anhand dieser Draufsicht kann der Fahrer dann eine Parklücke frühzeitig erkennen und diese zum Eiπparken auswählen. Ein Steuerungssystem des Fahrzeugs veranlasst dann, dass das Fahrzeug in eine für das automatische Einparkeπ optimale Ausgangsposition gebracht wird und der Einparkvorgang kann auf bekannte Art und der Zuhilfenahme von Abstandsensoren ablaufen. Ein Problem bei dieser Vorrichtung besteht darin, dass das von der Videokamera aufgenommene Bild mittels aufwendiger Bildbearbeituπgsverfahreπ analysiert werden muss, um eine Tiefeninformation bezüglich der freien Parklücke zu erhalten. Um eine verlässliche Tiefeninformation über die zur Verfügung stehende freie Tiefe der Parklücke erhalten, muss das aufgenommene Bild in der Tat rechnerisch in einen interessierenden Bildvordergruπd und einen nicht relevanten Bildhintergrund getrennt werden. Diese Verarbeitung der aufgenommenen Bilder ist sich jedoch sehr rechnen intensiv unterfordert demzufolge eine entsprechend teurer Hardwareausstattung des Systems.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, ein besseres Verfahren zur Einparkhilfe sowie eine entsprechende Vorrichtung vorzuschlagen.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 9 der vorliegenden Anmeldung.
Ein Verfahren zur Einparkhilfe für ein Fahrzeug, umfasst die Schritte Aufnahme von Umgebungsdaten im Außenbereich eines Fahrzeugs, Berechnung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs unter Benutzung der aufgenommenen Umgebungsdaten, und Bewerten der Eignung des bestimmten Bereichs als Parklücke unter Benutzung der berechneten Abmessungen und bekannter, fahrzeugspezifischer Referenzwerte. Erfinduπgsgemäß umfasst die Aufnahme von Umgebungsdaten die Aufnahme von dreidimensionalen Umgebungsbilden mittels eines optischen 3D-Systems.
Dementsprechend umfasst eine Vorrichtung zur Einparkhilfe für ein Fahrzeug eine Sensoreinrichtung zur Aufnahme von Umgebungsdaten im Außenbereich eines Fahrzeugs, und eine Auswerteeinrichtung zur Berechnung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs auf der Basis der aufgenommenen Umgebungsdaten und zur Bewerten der Eignung des bestimmten Bereichs als Parklücke auf der Basis der berechneten Abmessungen und bekannter, fahrzeugspezifischer Referenzwerte. Gemäss der vorliegenden Erfindung zeichnet sich ein solches System dadurch aus, dass die Sensoreiπrichtung ein optisches 3D-Sensorsystem zur Aufnahme von dreidimensionalen Umgebungsbilden umfasst.
Ein optisches dreidimensionales System, wie beispielsweise eine 3D-Kamera, liefert neben einem zweidimensionalen Bild des Umgebungsbereichs gleichzeitig eine Tiefeninformatioπ zu dem aufgenommenen Bild. Die Tiefeninformatioπ wird beispielsweise in einer Laufzeitmethode ermittelt, wobei die Zeitspanne zwischen dem Aussenden eines Lichtpulses und dem Eintreffen eines reflektierten Lichtpulses ermittelt und in eine Entfernung zwischen dem Sensorsystem und dem reflektierenden Gegenstand umgerechnet wird. Demnach liefert ein solches System direkt alle notwendigen Daten zur Auswertung der Abmessungen des zum Einparken zur Verfügung stehenden Raumes. Eine aufwendige Bildbearbeituπg zur Detektion und gegebenenfalls zur Eliminierung eines störenden Hintergrundes kann hierdurch entfallen. In der Tat wird mit dem 3D-Sensorsystem ein nicht interessierender Hintergrund direkt ausgeblendet indem der aufzunehmende Außenbereich des Fahrzeugs bereits bei der Aufnahme der Umgebungsdaten in seiner Tiefe beschränkt wird. Hierdurch verringert sich der Rechenaufwand zur Bildauswertung erheblich so dass ein nach dem vorgeschlagenen Verfahren arbeitendes System mit einer vergleichsweise bescheidenen und demzufolge günstigen Hardwareausstattung auskommt. In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens umfasst die Aufnahme von Umgebungsdaten die Aufnahme eines Situationsbildes des gesamten interessierenden Bereichs, d.h. eine mögliche Parklücke wird komplett von dem optischen 3D-Sensorsystem aufgenommen. Dieses Verfahren kann sowohl während des Vorbeifahrens des Fahrzeugs an der potenziellen Parklücke erfolgen als auch von dem stehenden Fahrzeug aus erfolgen, wenn dieses beispielsweise in unmittelbarer Nähe zu der potenziellen Parklücke anhält. Bei einer solchen Nahfeidbetrachtung, die beispielsweise mittels eines Weitwinkelobjektivs erfolgen kann, reicht eine einzige Bildaufnahme, um alle relevanten Eigenschaften der potenziellen Parklücke zu erfassen. Der optische 3D-Sensor umfasst eine Vielzahl von Bildpunkteπ, von denen jeder die Distanz zu eventuellen Objekten in seinem Sichtfeld detektiert. Der Sensor liefert hierdurch innerhalb des Messbereichs direkt eine topographische Information über den Außenbereich des Fahrzeugs. Die Bildauswertung kann bei diesem Verfahren folglich auf die Auswertung eines einzelnen Situationsbildes beschränkt werden, wodurch der Prozessaufwand für die Bildauswertung minimiert wird.
In einer anderen Ausgestaltung des Verfahrens umfasst die Aufnahme von Umgebungsdaten die aufeinanderfolgende Aufnahme von nebeneinanderliegenden Teilbildern des interessierenden Bereichs, d.h. der interessierende Bereich wird von dem 3D-Sensorsystem gescannt. Bei dieser Ausgestaltung wird der interessierende Bereich in eine Vielzahl von schmalen Teilbereichen unterteilt, die nacheinander von dem Sensorsystem aufgenommen und anschließend zur Bestimmung der Abmessung der Parklücke zusammen ausgewertet werden. Da die einzelnen Teilbilder im Gegensatz zu einem gesamten Situationsbild der Parklücke vergleichsweise weniger Informationen enthalten, kann bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens die Zahl der Bildpunkte des Sensorsystems verringert werden, ohne dass sich das Gesamtauflösungsvermögen der Vorrichtung verschlechtert. Dies bedeutet, dass das Sensorsystem entsprechend kostengünstiger ist. Bei Verwendung eines Sensorsystems mit einer hohen Zahl von Bildpuπkten kann alternativ mit einem solchen Verfahren das Auflösungsvermögen des Systems gesteigert werden, so dass sich eine bessere Erkennung von eventuellen Hindernissen ergibt.
Es ist anzumerken, dass bei der vorgeschlagenen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens jedes Teilbild im allgemeinen alle Tiefeninformationen im Zusammenhang mit dem aufgenommen Teilbereich enthält. Um die Länge der potenziellen Parklücke zu bestimmen, muss zusätzlich zu den aufgenommenen Teilbildern die Scangeschwindigkeit ermittelt werden um ein topographisches Bild des bestimmten Bereichs erstellen zu können. Die vorgeschlagene Ausgestaltung des Verfahrens wird beispielsweise während des Vorbeifahrens des Fahrzeugs an der potentiellen Parklücke eingesetzt, wobei die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Vorbeifahren ermittelt und als Scangeschwindigkeit bei der Auswertung der einzelnen Teilbilder berücksichtigt wird. Die einzelnen nacheinander aufgenommenen Teilbilder des interessierenden Bereichs können dann über eine ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit miteinander korreliert werden. Alternativ kann das 3D-Sensorsystem verschwenkbar angeordnet sein, so dass ein Scannen des interessierenden Bereichs durch Verschweπken des Sensorsystems auch bei einem stehenden Fahrzeug möglich ist.
Wie oben bereits beschrieben, eignet sich ein optisches 3D-Sensorsystem aufgrund der direkt ermittelten Eπtfernungsdaten von einzelnen
Bildinformationen hervorragend zur Ermittlung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs. Darüber hinaus kann jedes Hindernis, das sich innerhalb des Messbereichs des Sensorsystems befindet, anhand der mitgelieferten
Entfernungsinformationen mit hoher Genauigkeit orten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird letztere Eigenschaft ausgenutzt um auf der
Basis der aufgenommenen Umgebung ein Hindernis in dem bestimmten
Bereich zu detektieren. Dabei kann mittels einer geeigneten Auslegung des
Sensorsystems sogar ermittelt werden, ob es sich bei dem Hindernis um ein unbewegliches Hindernis handelt, was die Verwendung des bestimmten Bereichs als Parklücke im allgemeinen ausschließt, oder ob das Hindernis beweglich ist, was die Verwendung als Parklücke nicht unbedingt ausschließt. Anhand der ermittelten Abmessungen der potentiellen Parklücke und bekannter, fahrzeugspezifischer Referenzwerte kann die Auswerteeinheit bewerten, ob das Fahrzeug in die potenzielle Parklücke passt. Ist diese Bewertung erfolgt, kann deren Resultat dem Fahrer des Fahrzeugs als Hinweis gemeldet werden, den Einparkvorgang zu versuchen bzw. abzubrechen und eine andere Parklücke anzufahren. Die Auswerteeinrichtung ist dazu vorzugsweise mit einem Informationssystem zur Ausgabe eines Resultats des Bewertungsschritts an einen Fahrer des Fahrzeug gekoppelt. Die Ausgabe des Resultats kann beispielsweise optisch auf einem im Fahrzeuginnenraum angeordneten Bildschirm erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Resultat optisch mittels Signalleuchteπ im Armaturenbrett angezeigt und/oder akustisch als Signalton oder als Sprachausgabe und/oder mechanisch z.B. durch eine Vibration des Lenkrads übermittelt werden.
Es ist anzumerken, dass anhand der aufgenommenen Umgebungsdaten eine Positionsbestimmung einer Parklücke bezüglich des Fahrzeugs erfolgen kann. Diese Positionsbestimmung kann mit geringem Aufwand zusätzlich zu der Berechnung der Abmessungen des bestimmten Bereichs durchgeführt werden. Ist die Auswerteeinrichtung an ein Steuersystem für ein automatisches Einparksystem gekoppelt (Sensorfusion), so können die ermittelten Abmessungs- und Positioπsdaten an dieses Steuersystem übermittelt und bei dem automatischen Eiπparkvorgang benutzt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung arbeitet die Sensoreinrichtuπg im Infrarotbereich. Das optische 3D-Sensorsystem umfasst dann vorteilhaft eine gepulste IR-Beleuchtungsquelle und einen im IR-Bereich empfindlichen Bildsensor, zur Aufnahme der im Außenbereich des Fahrzeugs reflektierten Lichtpulse.
Es ist anzumerken, dass das optische 3D-Sensorsystem vorzugsweise im Außenbereich des Fahrzeugs an diesem montiert ist. Eine geeignete Position am Fahrzeug ist beispielsweise der Außenspiegel an der Beifahrerseite des Fahrzeugs. Alternativ kann das Sensorsystem im Fahrzeug nach außen schauend angeordnet sein. Mögliche Einbauorte sind beispielsweise Kotflügel oder A-, B- oder C-Säuie des Fahrzeugs. Das Sensorsystem, bzw. die gesamte Einparkhilfe ist vorzugsweise bei Bedarf von dem Fahrer aktivierbar, wobei das System gegebenenfalls lediglich unterhalb einer vorbestimmten Grenzgeschwindigkeit aktiv wird.
Detaillierte Beschreibung anhand der Figuren Im folgenden wird eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig.1 : eine schematische Draufsicht auf eine mögliche Parksituation für einen
Personenkraftwagen; Fig.2: Eine schematische Darstellung des Algorithmus einer Laufzeitmethode (Time of Flight);
Fig.3: ein Blockdiagram eines 3D-Sensorsystems
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, freie Parklücken zu erkennen, die für das Fahrzeug an dem das System montiert ist geeignet sind. Die Erkennung kann dabei sowohl bei stehendem Fahrzeug als auch bei vorbeifahrendem Fahrzeug erfolgen.
Fig.1 zeigt eine typische Parksituation. Das Fahrzeug 2 fährt entlang einer Straße. Der Rand der Straße ist durch senkrechte Hindernisse 4 begrenzt, z.B. Bäume auf einem Bürgersteig. Entlang des Bürgersteigs sind zwei weitere Fahrzeuge 3 geparkt, zwischen denen eine Parklücke 1 erkennbar ist. Der Fahrer von Fahrzeug 2 möchte diese Parklücke benutzen. Dazu muss er zunächst abschätzen ob die Abmessungen der Parklücke 1 ausreichen um ein Einparken des Fahrzeugs 2 zu erlauben, natürlich ohne die Fahrzeuge 3 zu berühren. Diese Auswertung der Parklücke erfolgt vorzugsweise nach einem Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung. In der dargestellten Ausgestaltung des Verfahrens, werden die Abmessungen der Parklücke während des Vorbeifahrens des Fahrzeugs 2 an der Parklücke 1 bestimmt. Hierzu nimmt ein an einem beifahrerseitigen Außeπbereich, z.B. am Außenspiegel 7, des Fahrzeugs angeordnetes optisches 3D-Sensorsystem nacheinander verschiedene nebeneinander liegende Teilbilder der Parklücke auf. Jedes der Teilbilder umfasst alle topographischen Informationen aus dem jeweils aufgenommenen schmalen Bereich 5 der Parklücke 1. Dies bedeutet, dass die Parklücke 1 beim Vorbeifahren des Fahrzeugs 2 von dem 3D - Sensorsystem gescannt wird. Jedes der Teilbilder kann für sich gesondert ausgewertet werden, um ein eventuelles Hindernis in dem jeweiligen Teilbereich der Parklücke zu erkennen. Die Länge der verfügbaren Parklücke 1 kann anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und gegebenenfalls der Scanfrequenz des 3D-Sensorsystems ermittelt werden, indem die Fahrstrecke zwischen zwei Teilbereichen, in denen ein Hindernis detektiert wurde, berechnet wird. Es ist anzumerken, dass die einzelnen Teilbilder ebenfalls zu einem Gesamtbild der Parklücke zusammengesetzt werden können, falls dies für eine weitere Bildauswertung notwendig sein sollte.
Die Tiefe des Messbereichs 5 ist vorzugsweise so eingestellt dass das 3D- Sensorsystem nur die zur Ermittlung der Parklückenabmessuπg notwendigen Informationen bearbeitet. In der gezeigten Ausgestaltung ist die Tiefe beispielsweise derart eingestellt, dass der Messbereich nur unwesentlich über eine hintere Begrenzung, z.B. eine Bordsteinkante, hinausreicht. Auf diese Weise können Hindemisse in unmittelbarer Nähe der Bordsteinkante, die beim Einparken eine reelle Gefahr darstellen, noch wirksam erkannt werden während ein auf den Bürgersteig stehender Fußgänger außerhalb des Messbereichs liegt. Die Einstellung der Messtiefe erfolgt vorzugsweise automatisch nachdem eine hintere Begrenzung der Parklücke, beispielsweise die Bordsteinkante, erfasst und deren Entfernung zum Sensorsystem ermittelt ist. In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird anstelle von Teilbilderπ der Parklücke ein Situationsbild der gesamten Parklücke mit dem Sensorsystem aufgenommen. Hält das Fahrzeug 2 an, beispielsweise unmittelbar neben Parklücke 1 , kann das 3D-Sensorsystem mit Hilfe eines Weitwinkelobjektivs ein dreidimensionales Situationsbild der Parklücke 1 aufnehmen (Messbereich 5a, in Figur 1 gestrichelt dargestellt). Das SD- Sensorsystem liefert dabei topographische Informationen über die vorhandene Parklücke, das heißt Informationen über die Höhe, Breite und Tiefe der Parklücke 1 werden unmittelbar von dem Sensorsystem erfasst. Das Situationsbild, bzw. die darin enthaltenen topographischen Informationen bezüglich der Parklücke, werden anschließend von der nicht dargestellten Auswerteeinheit verarbeitet um die Abmessungen der freien Parklücke zu bestimmen und die Eignung der Parklücke für das Fahrzeug 2 zu bewerten.
Falls die Bewertung der Eignung der Parklücke festgestellt wird, das heißt falls die Länge und die Tiefe der Parklücke 1 ein Einparken erlauben, kann dem Fahrer des Fahrzeugs 2 beispielsweise ein optisches oder akustisches Freigabesignal übermittelt werden. Fig.2 veranschaulicht die Laufzeitmethode anhand derer die Tiefe eines Bildes durch ein 3D-Sensorsystem 8 ermittelt werden kann. Die Zeitspanne, dargestellt von der Stoppuhr, zwischen dem Aussenden eines Lichtpulses 9 und dem Eintreffen eines reflektierten Lichtpulses 10 wird ermittelt. Diese Zeitspanne wird anschließend in eine Entfernung zwischen dem 3D- Sensorsystem und dem reflektierenden Gegenstand umgerechnet. Neben der eigentlichen zweidimensionaleπ Bildinformation kann mit dieser Methode zu jedem Bildpunkt des Sensorsystems gleichzeitig eine Tiefeninformation ermittelt werden. Auf diese Art und Weise entsteht das topographische Bild der Parklücke. Fig.3 zeigt ein Blockschaltbild eines 3D -Sensorssystems 8. Dieses umfasst im wesentlichen eine Beleuchtungseinheit mit einer Lichtquelle 12 und einem zugeordneten Vorschaltgerät 14 sowie eine Bildaufnahmeeinheit mit einem Bildsensor 16 mit zugehöriger Treiberschaltung 18. Die Lichtquelle ist vorzugsweise eine IR-Lichtquelle, so dass das von ihr ausgesandte Licht für den Menschen nicht störend ist.
Die Beleuchtungseinheit und die Bildaufnahmeeinheit sind mit einer Steuer- und Auswerteelektronik 20 verbunden, die die Funktion der beiden Einheiten koordiniert und die aufgenommenen Situationsbilder verarbeitet.
Referenzzeichenliste
1 Parklücke Fahrzeug parkende Fahrzeuge
Hindernisse , 5a Messbereich des Seπsorsystems
Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2
Außenspiegel des Fahrzeugs
Sensorsystem , 10 Lichtwege bei Laufzeitmessung 2 Lichtquelle 4 Vorschaltgerät 6 Bildsensor 8 Treiberschaltung 0 Steuer- und Auswerteelektronik

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Eiπparkhilfe für ein Fahrzeug, umfassend die Schritte Aufnahme von Umgebungsdaten im Außenbereich eines Fahrzeugs, Berechnung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs unter Benutzung der aufgenommenen Umgebungsdaten, und Bewerten der Eignung des bestimmten Bereichs als Parklücke unter
Benutzung der berechneten Abmessungen und bekannter, fahrzeugspezifischer Refereπzwerte, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme von Umgebungsdaten die Aufnahme von dreidimensionalen Umgebungsbilden mittels eines optischen 3D-Systems umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Aufnahme von Umgebungsdaten die Aufnahme eines Situationsbildes des gesamten interessierenden Bereichs umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufnahme von Umgebungsdaten die aufeinanderfolgende Aufnahme von nebeπeinanderliegenden Teilbildern des interessierenden Bereichs umfasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei auf der Basis der aufgenommenen Umgebuπgsdaten ein topographisches Bild des bestimmten Bereichs erstellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Basis der aufgenommenen Umgebung ein Hindernis in dem bestimmten Bereich detektiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Resultat des Bewertungsschritts an einen Fahrer des Fahrzeug gemeldet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zusätzlich zu der Berechnung der Abmessungen des bestimmten Bereichs eine Bestimmung der Position des bestimmten Bereichs bezüglich des Fahrzeugs auf der Basis der aufgenommenen Umgebungsdateπ erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die berechneten Abmessungen und Position des bestimmten Bereichs an ein Steuersystem für ein automatisches Einparksystem übermittelt wird.
9. Vorrichtung zur Einparkhilfe für ein Fahrzeug, umfassend eine Sensoreinrichtung zur Aufnahme von Umgebungsdaten im Außenbereich eines Fahrzeugs, und eine Auswerteeinrichtung zur Berechnung der Abmessungen eines bestimmten Bereichs auf der Basis der aufgenommenen Umgebungsdaten und zur Bewerten der Eignung des bestimmten Bereichs als Parklücke auf der Basis der berechneten Abmessungen und bekannter, fahrzeugspezifischer Referenzwerte, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung ein optisches SD- Sensorsystem zur Aufnahme von dreidimensionalen Umgebungsbilden umfasst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Auswerteschaltung die Abmessungen des bestimmten Bereichs auf der Basis eines Situationsbildes des gesamten interessierenden Bereichs ermittelt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Auswerteschaltung die Abmessungen des bestimmten Bereichs auf der Basis von mehreren nacheinander aufgenommenen Teilbildern des interessierenden Bereichs ermittelt, wobei die verschiedenen Teilbilder über eine ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit miteinander korreliert werden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die Sensoreinrichtung im Infrarotbereich arbeitet.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Auswerteeinrichtung mit einem Informationssystem zur Ausgabe eines Resultats des Bewertungsschritts an einen Fahrer des Fahrzeug gekoppelt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Auswerteeinheit Mittel zum Ermitteln der Position des bestimmten Bereichs bezüglich des Fahrzeugs aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Auswerteeinrichtung zur Übermittlung von Abmessungs- und Positionsdaten des bestimmten
Bereichs an ein Steuersystem für ein automatisches Einparksystem gekoppelt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das optische 3D-Seπsorsystem im Außenbereich des Fahrzeugs an diesem montiert ist.
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