WO2019162794A1

WO2019162794A1 - Verfahren und system zur erkennung von für ein fahrzeug geeigneten parklücken

Info

Publication number: WO2019162794A1
Application number: PCT/IB2019/051073
Authority: WO
Inventors: Christopher Unverdorben; Andreas Schmid; Christian Pfaffenzeller; Uwe Siart
Original assignee: Veoneer Sweden Ab
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2019-08-29
Also published as: CN111742235B; US20210174682A1; CN111742235A; US11158192B2; DE102018104243B3

Abstract

Es ist ein Verfahren und ein System (100) zur Erkennung von für ein Fahrzeug (1) geeigneten Parklücken (32) offenbart. Zur Ermittlung einer Parklücke (32) werde Radarsignale (11) auf eine Vielzahl von in einem Parkbereich (13) parkenden Fahrzeugen (30₁, 30₂,...30_M) und auch Umgebungselementen (34) gerichtet. Die von den parkenden Fahrzeugen (30₁, 30₂,...30_M) und auch Umgebungselementen (34) reflektierten Radarsignale (12) werden in einer Recheneinheit (15) verarbeitet. Eine Ermittlung einer Lücke (29) in einer berechneten Periodizität (51) eines 10 Projektionsprofils (24) wird mit einem autoregressiven Prädiktionsfilter (53) durchgeführt. Am Ort einer Parklücke (32) hat eine Prädiktionsfehlerfunktion (26) den größten Wert (55).

Description

Verfahren und System zur Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken.

Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken. Das System umfasst mindestens eine im Fahrzeug integrierte

Radareinrichtung, die einen Sender mit einem Signalgenerator und eine

Empfängeranordnung sowie einen Empfänger umfasst. Eine Recheneinheit ist kommunikativ mit der Radareinrichtung verbunden. Die Recheneinheit ist in einer im Fahrzeug integrierten zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs implementiert.

Das europäische Patent EP 2 052 208 B1 offenbart die Bestimmung des Ortes eines Fahrzeugs auf einer Landkarte. Die Landkarte umfasst eine Vielzahl von Punkten, die mit Merkmalen verbunden sind. Es wird ein Szenenbild vom Fahrzeug aus

aufgenommen und Punkte im Bild identifiziert, die den Merkmalen in der Szene entsprechen. Es werden Punkte im aufgenommenen Bild mit der Landkarte verglichen, um die Position des Fahrzeuges zu bestimmen. Überdies muss die Aufnahme von mindestens einem weiteren Szenenbild erfolgen, wobei Punkte, die mit Merkmalen in dem mindestens einen weiteren Bild verbunden sind, identifiziert und die im Bild identifizierten Punkte mit dem oder jedem weiteren Bild verglichen werden. Ferner gehört hierzu das Messen der Bewegung des Fahrzeuges, sowie die anhand dessen gemachte Vorhersage, wo die Punkte in dem mindestens einen weiteren Bild sein werden. Eine vorausschauende Bestimmung eines zur Verfügung stehenden

Parkplatzes ist nicht möglich. Die internationale Patentanmeldung WO 2008/009965 A1 offenbart ein Verfahren zur Generierung einer Karte, die den Orten von Merkmalspunkten entsprechen. Dabei fährt das Fahrzeug an der Szene vorbei und es wird mindestens ein Bild aufgenommen. Anhand des aufgenommenen Bildes kann z.B. auch ermittelt werden, ob ein Parkplatz zur Verfügung steht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es nicht vorausschauend ist und der verfügbare Parkplatz nur dann bestimmt werden kann, wenn das Fahrzeug sich auf der Höhe des Parkplatzes befindet.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE102 20 837 A1 offenbart ein autonomes System, das dem Fahrzeugführer zur Parklückensuche zur Seite gestellt werden kann. Es ist eine Strahlsensorik am Fahrzeug so ausgerichtet, dass der vor dem Fahrzeug befindliche Bereich ausgeleuchtet wird. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, im Rahmen der Verarbeitung der Echosignale der Strahlsensorik eine potentielle Parklücke frühzeitig zu erkennen, so dass ausreichend Zeit gegeben ist, diese im Rahmen der Signalverarbeitung auf ihre Eignung zum Einparken hin zu untersuchen und

gegebenenfalls das Fahrzeug bis zum Erreichen einer solchen Parklücke gefahrlos abzubremsen.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 196 00 059 A1 offenbart ein Verfahren zur

Signalverarbeitung bei einer Kraftfahrzeug-Radaranordnung und eine Radaranordnung hierfür. Das Signalverarbeitungsverfahren liefert durch Auswertung von an der Fahrbahn umgelenkten Echosignalen weitergehende Informationen über die Verkehrssituation in Beobachtungsrichtung. Eine Parklücke kann damit nicht erkannt werden.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2008 004 633 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung und/oder Vermessung einer Parklücke. Dabei werden dreidimensionale Daten einer Umgebung eines Fahrzeugs erfasst. Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs werden in Parklücken begrenzende und nicht Parklücken begrenzende Objekte klassifiziert. Ein für das Fahrzeug als Parklücke geeigneter Raumbereich der Umgebung des Fahrzeugs wird ermittelt und die Daten über den als Parklücke geeigneten Raumbereich werden an den Fahrer oder an ein übergeordnetes System ausgegeben. In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 1 13 719 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung einer vor einem Fahrzeug liegenden Parklücke offenbart. Die

Parklückenvermessung erfolgt mit einem Radarsystem, wobei die Ausdehnung einer vor dem Fahrzeug befindlichen Parklücke in Längsrichtung des Fahrzeugs durch Auswertung von wenigstens einmal an der Fahrbahn reflektierten Radarsignalen bestimmt wird.

Die europäische Patentanmeldung EP 3 040 909 A1 zeigt ein Parkplatz- Erkennungssystem, welches anhand von im Fahrzeug befindlicher Radarsensoren die Fahrzeug-Umgebung erfasst und aus den Radarechos eine Umgebungskontur ermittelt sowie aus den Lücken der ermittelten Kontur freie Parkplätz identifiziert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur vorausschauenden Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken zu schaffen, wobei die Erkennung einer Parklücke auch robust sein soll gegen eventuelle Falschdetektionen, die im Bereich einer

Parklücke jederzeit durch verschiedene Ausbreitungseffekte entweder permanent oder sporadisch auftreten können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erkennung von für ein Fahrzeug

geeigneten Parklücken gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur vorausschauenden

Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken zu schaffen, wobei die

Erkennung einer Parklücke auch robust sein soll gegen eventuelle Falschdetektionen, die im Bereich einer Parklücke jederzeit durch verschiedene Ausbreitungseffekte entweder permanent oder sporadisch auftreten können.

Diese Aufgabe wird durch ein System zur Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 7 umfasst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Radarsignal von einer Radareinrichtung, die in dem fahrenden Fahrzeug eingebaut ist, in Richtung von parkenden Fahrzeugen ausgesendet wird. Mit der Radareinrichtung werden von parkenden Fahrzeugen und Umgebungselementen reflektierte Radarsignale

empfangen. Eine Verteilung der empfangen Radarsignale in X-Koordinatenrichtung und Y-Koordinatenrichtung wird erstellt, wobei die X-Koordinatenrichtung einer

Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entspricht und die Y-Koordinatenrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ist. Eine erste Gerade und mindestens eine zweite Gerade werden anhand der Häufigkeit der Verteilung der empfangen Radarsignale bestimmt, die einen Parkbereich der parkenden Fahrzeuge definieren. Ein Projektionsprofil, das die Häufigkeit der Verteilung der empfangen Radarsignale in dem Parkbereich in der Y-Koordinatenrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs entlang einer Nulllinie erzeugt, wird definiert. Dies trifft für den Fall zu, dass die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs parallel zum Parkbereich der parkenden

Fahrzeuge erfolgt. Für diesen Idealfall wird eine Parklücke anhand einer

Prädiktionsfehlerfunktion entlang der X-Koordinatenrichtung ermittelt, wobei mittels des Projektionsprofils eine Periodizität für die entlang des Parkbereichs parkenden

Fahrzeuge berechnet wird und eine Lücke im Projektionsprofil im Vergleich zu der berechneten Periodizität für die Prädiktionsfehlerfunktion den größten Wert ergibt, der somit eine verfügbare Parklücke angibt.

Im Allgemeinen verläuft die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs nicht parallel zu den im Parkbereich parkenden Fahrzeugen. Aufgrund der Häufigkeit der Verteilung der detektierten Radarsignale sind die erste Gerade und die zweite Gerade gegenüber der X-Koordinatenrichtung des kartesischen Koordinatensystems geneigt. Für die Ermittlung des Histogramms kann z.B. entlang der Geraden das kartesische Koordinatensystem ausgerichtet werden. Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform kann man das Histogramm entlang der ermittelten ersten Geraden berechnen. Die erste Gerade besitzt Komponenten in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung. Im Idealfall, wenn die Bewegungsrichtung parallel zum Parkbereich der parkenden Fahrzeuge ist, wird die Lücke in der berechneten Periodizität des Projektionsprofils mit einem autoregressiven Prädiktionsfilter durchgeführt. Mit dem autoregressiven

Prädiktionsfilter kann dann eine Abfolge der Periodizität in X-Koordinatenrichtung vorhergesagt werden. Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung auf eine

Bewegungsrichtung des Fahrzeugs parallel zum Parkbereich der parkenden Fahrzeuge bezieht, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. So kann z. B. durch eine gängige Koordinatentransformation erreicht werden, dass das

Histogramm entlang der X- Koordinatenrichtung ausgerichtet ist. Das Projektionsprofil ist z. B. ein Histogramm, das die Häufigkeit der Verteilung der empfangen Radarsignale in der Y-Koordinatenrichtung entlang der Fahrtrichtung darstellt, die im Idealfall der X-Koordinatenrichtung entspricht.

Im Regelfall sind die ermittelte erste Gerade und die ermittelte zweite Gerade nicht parallel zur Fahrtrichtung. Das Histogramm wird somit entlang der ermittelten ersten Geraden bestimmt.

Die ermittelte Position einer Parklücke im Parkbereich der parkenden Fahrzeuge wird dann mindestens einem Insassen des Fahrzeugs durch eine Anzeige signalisiert. Der mindestens eine Insasse des Fahrzeugs kann ein Fahrer sein. So dient die ermittelte Position einer Parklücke eine Komfortfunktion in der Fahrerassistenz und kann zum automatisierten Einparken verwendet werden. Für den Fall, dass der mindestens eine Insasse des Fahrzeugs kein Fahrer ist, spricht man von autonomem Fahren. So dient die ermittelte Position der Parklücke als Schlüsselkonzept für das automatisierte Einparken beim autonomen Fahren. Das erfindungsgemäße System zur Erkennung von für ein Fahrzeug geeigneten Parklücken umfasst mindestens eine im Fahrzeug integrierte Radareinrichtung. Die Radareinrichtung besitzt einen Sender mit einem Signalgenerator und eine

Empfängeranordnung sowie einen Empfänger. Eine Recheneinheit ist ebenfalls vorgesehen, die kommunikativ mit der Radareinrichtung verbunden ist und in einer im Fahrzeug integrierten zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs implementiert ist. In der Recheneinheit ist ein Algorithmus implementiert, der aus den mit der

Empfängeranordnung von parkenden Fahrzeugen und Umgebungselementen empfangenen Radarsignalen von Radarechos ein Projektionsprofil ermittelt. Das Projektionsprofil ist bevorzugt ein Histogramm. Aus dem Projektionsprofil wird eine Periodizität für die entlang des Parkbereichs parkenden Fahrzeuge berechnet. Eine Lücke wird in der berechneten Periodizität des Projektionsprofils mit der

Prädiktionsfehlerfunktion entlang einer X-Koordinatenrichtung gefunden. Die

Prädiktionsfehlerfunktion besitzt an der Stelle der Lücke den größten Wert, so dass eine Parklücke gefunden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren und das System haben den Vorteil, dass damit eine vorausschauende Erkennung von Parklücken in automobilen Sensorsystemen auf Basis von Radardetektionen möglich ist. Das beschriebene Verfahren findet potenziell Anwendung als Komfortfunktion in der Fahrerassistenz sowie als Schlüsselkonzept für das automatisierte Einparken beim autonomen Fahren. Radarsensoren liefern primär eine Liste von Detektionen, also erkannte Radarechos zusammen mit deren Position in einem Koordinatensystem. Um anhand einer Sequenz solcher Daten eine freie

Parkposition zu erkennen, muss in einem zuvor erkannten Parkbereich eine Lücke registriert werden, deren Breite und auch Länge das Einparken eines Fahrzeuges ermöglicht. Die Erkennung einer Parklücke ist robust gegen eventuelle

Falschdetektionen, die im Bereich einer Parklücke jederzeit durch verschiedene

Ausbreitungseffekte entweder permanent oder sporadisch auftreten können.

Im Weiteren werden die Erfindung und ihre Vorteile an Hand der beigefügten

Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs.

Figur 2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung der Radareinrichtung die bei der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.

Figur 3 zeigt eine schematische Durchsicht auf eine Situation, bei der ein

Fahrzeug an einer Reihe von in einem möglichen Modus geparkter Fahrzeuge vorbeifährt.

Figur 4 zeigt eine schematische Durchsicht auf eine Situation von in einem

anderen Modus geparkter Fahrzeuge.

Figur 5 zeigt eine typische Verteilung von Radardetektionen als Punktwolken

neben dem Fahrzeug, in dem sich der aufnehmende Radarsensor befindet.

Figur 6A zeigt eine Bestimmung von Geraden, auf denen sich Radardetektionen entlang der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs häufen. Figur 6B zeigt das Projektionsprofil entlang der Geradenrichtung, das die Häufigkeit von Radardetektionen relativ zu einer Blickrichtung senkrecht zur

Parkreihe darstellt.

Figur 7 zeigt ein Blockdiagramm zur Bestimmung des Prädiktionsfehlers.

Figur 8 zeigt ein beispielhaftes Ergebnis der Detektion einer passenden Parklücke in einer Reihe geparkter Fahrzeuge.

Die Zeichnungen stellen lediglich spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Die Erfindung soll jedoch ausdrücklich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein. Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1 bzw. Ego-Fahrzeugs, das sich auf einer Straße 2 in einer Bewegungsrichtung F bewegt. Das Fahrzeug 1 umfasst mindestens eine Radareinrichtung 3, die derart ausgebildet ist, Radarsignale auszusenden und zurückkommende Radarsignale zu empfangen. Aus den

zurückkommenden Radarsignalen werden einzelne Ziele (hier Fahrzeuge) von der Umgebung unterschieden und/oder gelöst. Es ist vorteilhaft, wenn zwei

Radareinrichtungen 3 links und rechts im Frontbereich 1 F des Fahrzeugs 1 vorgesehen sind. Somit kann diejenige der Radareinrichtungen 3 verwendet werden, die auf eine Parkbereich 13 parkender Fahrzeuge 30i, 30₂, ...30_M gerichtet ist (siehe hierzu Fig. 3 oder 4). Von der Radareinrichtung 3 werden Radarsignale in einem Sichtfeld 10 entlang einer Ausrichtung P ausgesendet. Das Sichtfeld 10 kann mehr oder weniger senkrecht zu der Bewegungsrichtung F des Fahrzeugs 1 ausgerichtet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sichtfeld 10 unter einem Azimut-Winkel von etwa 140 ^° angeordnet. Das Fahrzeug 1 besitzt eine Recheneinheit 15, die in einer zentralen Steuereinheit 18 des Fahrzeugs 1 integriert sein kann. Die Radareinrichtung 3 ist kommunikativ zumindest mit der Recheneinheit 15 verbunden. Die von der

Radareinrichtung 3 empfangenen Radarsignale 12 (siehe Figur 2) werden in der Recheneinheit 15 gesammelt, verarbeitet und ausgewertet, um anhand der

empfangenen Radarsignale 12 eine Parklücke (hier nicht dargestellt) zu finden. Ferner kann die zentrale Steuereinheit 18 mit einer Anzeige 17 kommunikativ verbunden sein, die z.B. die Detektion einer geeigneten Parklücke anzeigt. Die Anzeige 17 kann für akustische und/oder visuelle Information ausgestaltet sein.

Mit Bezug auf Figur 2 besteht die Radareinrichtung 3 aus einem Sender 4, der wiederum einen Signalgenerator 5 und eine Sendeantenne 6 umfasst. Die

Radareinrichtung 3 des Fahrzeugs 1 besteht weiter aus einer Empfängeranordnung 7, die wiederum einen Empfänger 8 und eine Empfängerantenne 9 umfasst.

Die von der Radareinrichtung 3 gesendeten Radarsignale 1 1 werden reflektiert und die empfangenen bzw. reflektierten Radarsignale 12 werden vom Empfänger 8 über die Empfängerantenne 9 empfangen. Beim Gebrauch der Radareinrichtung 3 sendet die Sendeantenne 6 ein Radarsignal 1 1 entlang einer Ausrichtung P (siehe Figur 1 ) aus, wenn das Fahrzeug 1 bzw. Ego-Fahrzeug an einem Parkbereich 13 (siehe Figur 3 oder 4) vorbeifährt. Die Radareinrichtung 3 richtet ein bestimmtes Sichtfeld 10 (siehe Figur 1 ) auf den Parkbereich 13 wenn das Fahrzeug entlang des Parkbereichs 13 vorbeifährt. Die Radareinrichtung 3 empfängt dann Radarechos 14 der gesendeten Radarsignale 1 1 über die Empfängerantenne 8.

Der Sender 4 und die Empfängeranordnung 7 der Radareinrichtung 3 sind derart angeordnet, dass Azimut-Winkel der Radarechos 14 durch simultanes Aufnehmen und Analysieren der Phase und der Amplitude der empfangenen Radarsignale 12

bereitgestellt werden. Jedes Radarecho 14 besitzt einen bestimmten und detektierten Azimut-Winkel a eine Entfernung r und eine radiale Geschwindigkeit v.

In Figur 3 ist die Situation dargestellt, dass das Fahrzeug 1 bzw. Ego-Fahrzeug an einem Parkbereich 13 mit einer Vielzahl von geparkten Fahrzeugen 30i, 30₂, ...30_M entlang einer Bewegungsrichtung F vorbeifährt. Das Fahrzeug 1 selbst besitzt eine Breite 1 B und eine Länge 1 L. Bei dem vorbeifahrenden Fahrzeug 1 ist zumindest diejenige Radareinrichtung 3 des Fahrzeugs 1 aktiviert, die den geparkten Fahrzeugen 30i, 30₂, ...30_M am nächsten ist. Während sich das Fahrzeug 1 in der

Bewegungsrichtung F bewegt, wird eine Mehrzahl von Radarechos 14 der gesendeten Radarsignale 1 1 in Form von empfangenen Radarsignalen 12 mit der Radareinrichtung 3 gesammelt. Die gesendeten Radarsignale 1 1 werden innerhalb des Sichtfeldes 10 ausgesendet. Die Radarechos 14 werden von den geparkten Fahrzeugen 30i,

30₂, ...30_M und von Umgebungselementen 34 generiert. Die Umgebungselemente 34 können z.B. Straßenlaternen, Bordsteinkanten, Mauerwerke, Poller etc. sein. Bei dem hier dargestellten Parkmodus der geparkten Fahrzeugen 30i, 30₂, ...30_M sind zwei Parklücken in dem Parkbereich 13 ausgebildet. Die geparkten Fahrzeuge 30i,

30₂, ...30_M sind hier senkrecht zu der Bewegungsrichtung F des Fahrzeugs 1 geparkt.

Während der Fahrt des Fahrzeugs 1 wird für das Fahrzeug eine geeignete Parklücke 32 gefunden, falls vorhanden. Eine geeignete Parklücke 32 besitzt eine Breite 32B und eine Länge 32L, die beide größer sind als eine Breite 1 B und eine Länge 1 L des Fahrzeugs 1.

Figur 4 zeigt eine andere Möglichkeit zum Parken der Fahrzeuge 30i, 30₂, ...30_M, welche parallel zur der Bewegungsrichtung F des Fahrzeugs 1 geparkt sind. Der Parkbereich 13 ist durch die erste Grenzlinie 31 und durch die zweite Grenzlinie 33 definiert. Die erste Grenzlinie 31 und die zweite Grenzlinie 33 verlaufen parallel zur Bewegungsrichtung F des Fahrzeugs 1. Auch hier gilt die Bedingung, dass eine geeignete Parklücke 32 gefunden ist, wenn die geeignete Parklücke 32 eine Breite 32B und eine Länge 32L besitzt, die beide größer sind als eine Breite 1 B und eine Länge 1 L des Fahrzeugs 1.

Figur 5 zeigt eine typische Darstellung von Radardetektionen, die als Punktwolke 50 neben dem Fahrzeug 1 dargestellt werden. Die Punktwolke 50 ist in einem 2- dimensionalen Koordinatensystem graphisch dargestellt. Auf der Abszisse 60 und der Ordinate 70 ist die Entfernung in Metern aufgetragen. Die Punktwolke 50 repräsentiert die empfangenen Radarsignale 1 1 im Sichtfeld 10. Eine Nulllinie 16 definiert eine Bezugslinie, von der aus die Entfernungen der einzelnen Elemente der Punktwolke 50 gemessen werden.

Wie in Figur 6A dargestellt, werden vor eine Parklückensuche, die auf Basis eines Prädiktionsfilters durchgeführt wird, eine erste Gerade 21 und eine zweite Gerade 22 bestimmt. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass auch andere Filter verwendet werden können. Der Prädiktionsfilter stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform dar. Entlang der ersten Gerade 21 und entlang der zweiten Gerade 22 häufen sich die empfangenen Radarsignale 12. Die erste Gerade 21 und die zweite Gerade 22 geben einen Hinweis darauf, dass hier mit hoher Wahrscheinlichkeit ähnliche Objekte (hier geparkte Fahrzeuge 30i, 30₂, ...30_M) nebeneinander regelmäßig aufgereiht sind. Die erste Gerade 21 wird derart gewählt, das sie der Nulllinie 16 bzw. dem

Fahrzeug 1 am nächsten ist. Die zweite Gerade 22 wird aufgrund der gehäuften und empfangenen Radarsignale 12 derart festgelegt, dass ein Abstand A der ersten

Geraden 21 zu der zweiten Geraden 22 in etwa dem Parkbereich 13 entspricht.

Zur Überprüfung und Bewertung der Häufung entlang dieser durch die erste Gerade 21 und die zweite Gerade 22 definierten Vorzugsrichtung kann, wie in Figur 6B gezeigt, ein Projektionsprofil 24 entlang der Vorzugsrichtung herangezogen werden. Dieses

Projektionsprofil 24 stellt z.B. in Form eines Histogramms die Häufigkeit von

empfangenen Radarsignalen 12 relativ zu einer Blickrichtung senkrecht zur Parkreihe 13 (im Wesentlichen senkrecht zur X-Koordinatenrichtung X) dar. Daher sind schmale scharf begrenzte Maxima 25 in diesem Projektionsprofil 24 ein Hinweis auf eine

Häufung von Radardetektionen entlang des Parkbereichs 13 mit relativ geringer

Streuung, so wie es bei vielen gleichartigen Objekten (Fahrzeugen) der Fall ist.

Figur 7 zeigt ein Blockdiagramm zur Bestimmung der Prädiktionsfehlerfunktion 26. Die Detektion einer Lücke 29 (siehe Figur 8) innerhalb eines Parkbereichs 13 erreicht man dadurch, dass man sich die räumliche Periodizität der Radardetektionen in Richtung der Reihe der parkenden Fahrzeuge 30i, 30₂, ...30_M zunutze macht. Mit einem geeigneten Algorithmus sucht man nach mindestens einer Störung der Periodizität. Hierzu wird ein autoregressiver Prädiktionsfilter auf die räumliche Folge der detektierten und

empfangenen Radarsignale 12 angewendet. Ein solcher Prädiktionsfilter ist besonders geeignet, um den weiteren Verlauf einer periodischen Folge vorherzusagen. Die

Differenz zwischen der tatsächlichen Folge x(n) und der vom Prädiktionsfilter vorhergesagten Folge x(n) wird als Prädiktionsfehler e(n) bezeichnet.

Die Größe des Prädiktionsfehlers e(n) wird als Kriterium für das Vorhandensein einer Parklücke 32 herangezogen. Es ist nämlich offensichtlich, dass die Vorhersage einer periodischen Abfolge insbesondere dann einen großen Fehler macht, wenn die Periodizität der Originalfolge unterbrochen ist. In diesem Fall geht der Prädiktor von einer ungestörten Fortführung der periodischen Abfolge aus, was im Fall einer

Parklücke 32 nicht zutrifft. Es kann also gefolgert werden, dass sich an den Stellen eines großen Prädiktionsfehlers mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Lücke 32 im

Parkbereich 13 befindet.

Um die Koeffizienten a(/c) des Prädiktorfilters zu bestimmen, wird in bekannter Weise ein autoregressives Modell verwendet, welches die Abweichung zwischen x(n) und dem Schätzwert

des Filters minimiert. Sie ergeben sich als Kleinste-Quadrate-Lösung der

Matrizengleichung

Xa = b mit

Die gesuchte Kleinste-Quadrate-Lösung erhält man als Lösung von

X^HXa = X^Hb was mit Hilfe der Yule-Walker-Gleichung und des Levinson-Durbin-Algorithmus erfolgen kann (siehe hierzu S. L. Marple: Digital Spectral Analysis. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1987 und J. G. Proakis and D. G. Manolakis: Digital Signal Processing. Principles, Algorithms, and Applications. 3rd ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1996).

Figur 8 zeigt ein beispielhaftes Ergebnis der Detektion einer passenden Parklücke 32 in einer Reihe geparkter Fahrzeuge 30i, 30₂, ...30_M. Die gestrichelte Kurve zeigt das Histogramm 28, also die Häufigkeit der Radardetektionen entlang eines vorher erkannten Parkbereichs 13. Die Detektionen der Radarechos 14 (siehe Fig. 3) treten gehäuft dort auf, wo parkende Fahrzeuge (30i, 30₂, ...30_M) stehen und mit ihren zahlreichen elektromagnetischen Streuzentren viele einzelne Radarechos 14

verursachen. Das Histogramm 28 ist entsprechend den etwa identischen

Fahrzeugbreiten 1 B periodisch und weist dort Lücken 29 auf, wo keine parkenden Fahrzeuge 30i, 30₂, ...30_M stehen.

Dieses Histogramm 28 wird als ein Eingangssignal für einen autoregressiven

Prädiktionsfilter verwendet. Dieser Prädiktionsfilter erkennt, wie oben beschrieben, die in dem Histogramm 28 enthaltene Periodizität 51 und erzeugt ein Ausgangssignal, welches genau der Periodizität 51 des Histogramms 28 entspricht. Auf diese Weise liefert der Prädiktionsfilter eine Vorhersage über den Verlauf einer periodischen

Prädiktionsfehlerfunktion 26, wenn einzelne Perioden fehlen. Dies ist aber genau dann der Fall, wenn im Parkbereich 13 der parkenden Fahrzeuge 30i, 30₂, ...30_M Parklücken 32 vorhanden sind. Immer dann, wenn in dem ansonsten periodischen Histogramm 28 eine Lücke 29 auftritt, nimmt die Prädiktionsfehlerfunktion 26, das heißt, die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Histogramm 28 und der getroffenen Vorhersage, einen großen Wert an. Daher liefert die Prädiktionsfehlerfunktion 26 einen signifikanten Hinweis auf eine vorhandene Parklücke 32. In Figur 8 ist neben dem Histogramm 28 (gestrichelt dargestellt) auch das Ausgangssignal des Prädiktionsfilters 53 (gestrichelt- gepunktet dargestellt) sowie die Prädiktionsfehlerfunktion 26 (durchgezogenen Line) dargestellt. Negative Werte der Prädiktionsfehlerfunktion 26 treten nur aufgrund unterschiedlicher Formen der lokalen Maxima auf und können durch Vorverarbeitung leicht eliminiert werden. Wesentlich ist, dass die Prädiktionsfehlerfunktion 26 ansonsten einen großen Wert 55 nur dort annimmt, wo sich Parklücken 32 befinden. Dies ist nicht nur innerhalb der Parkreihe der Fall, sondern aufgrund der Bandbegrenztheit des Prädiktors auch jenseits der beiden Enden des Parkbereichs 13. Damit stellt diese Prädiktionsfehlerfunktion 26 ein zuverlässiges Kriterium für eine nutzbare Parklücke 32 entlang eines vorher erkannten Parkbereichs 13 von parkenden Fahrzeugen 30i,

30₂, ...30_M dar. Auf der in Figur 8 gezeigten Darstellung sind auf der Abszisse 60 die Entfernung in Metern in der Bewegungsrichtung F des Fahrzeugs 1 und auf der Ordinate 70 der normierte Wert 55 der Prädiktionsfehlerfunktion 26 aufgetragen.

Ebenso ist aus der Darstellung der Figur 8 zu erkennen, dass sich die Klassen 40 des Histogramms 28 der Höhe nach unterscheiden. Dies liegt daran, dass je weiter ein parkendes Fahrzeug 30i, 30₂, ...30_M von dem in der Bewegungsrichtung F fahrenden Fahrzeug 1 entfernt ist, die Anzahl der an der Radareinrichtung 3 empfangenen Radarsignale 12 abnimmt.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform be- schrieben. Es ist für einen Fachmann jedoch selbstverständlich, dass Änderungen und Abweichungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug, Ego-Fahrzeug

1 B Breite Fahrzeug

1 F Frontbereich

1 L Länge Fahrzeug

2 Straße

3 Radareinrichtung

4 Sender

5 Signalgenerator

6 Sendeantenne

7 Empfängeranordnung

8 Empfänger

9 Empfängerantenne

10 Sichtfeld

1 1 gesendetes Radarsignal

12 empfangenes Radarsignal

13 Parkbereich

14 Radarecho

15 Recheneinheit

16 Nulllinie

17 Anzeige

18 zentrale Steuereinheit

20 Bordstein, Mauer

21 erste Gerade

22 zweite Gerade

24 Projektionsprofil

25 Maximum

26 Prädiktionsfehlerfunktion

28 Histogramm

29 Lücke

30i, 30₂, ...30_M parkendes Fahrzeug

31 erste Grenzlinie

32 Parklücke 32B Breite der Parklücke

32 L Länge der Parklücke

33 zweite Grenzlinie

34 Umgebungselement 40 Klasse

50 Punktwolke

51 Periodizität

53 Prädiktionsfilter

55 Wert

60 Abszisse

70 Ordinate

a Azimut-Winkel

A Abstand

F Bewegungsrichtung P Ausrichtung

r Entfernung

v radiale Geschwindigkeit

X X-Koordinatenrichtung

Y Y-Koordinatenrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erkennung von für ein Fahrzeug (1 ) geeigneten Parklücken (32), umfassend die folgenden Schritte:

• Aussenden eines Radarsignals (1 1 ) von einer Radareinrichtung (3), die in dem fahrenden Fahrzeug (1 ) eingebaut ist;

• Empfangen mit der Radareinrichtung (3) einer Vielzahl von parkenden

Fahrzeugen (30i, 30₂, ...30_M) und Umgebungselementen (34) reflektierter Radarsignale (12);

• Erstellen einer Verteilung der empfangen Radarsignale (12) in X- Koordinatenrichtung (X) und Y-Koordinatenrichtung (Y), wobei die X- Koordinatenrichtung (X) einer Bewegungsrichtung (F) des Fahrzeugs (1) entspricht und die Y-Koordinatenrichtung (Y) senkrecht zur

Bewegungsrichtung (F) des Fahrzeugs (1 ) ist;

• Bestimmen einer ersten Geraden (21 ) und mindestens einer zweiten Geraden (22), die anhand der Häufigkeit der Verteilung der empfangen Radarsignale (12) einen Parkbereich (13) der parkenden Fahrzeuge (30i, 30₂, ...30_M) definieren;

• Bilden eines Projektionsprofils (24), das die Häufigkeit der Verteilung der empfangen Radarsignale (12) in dem Parkbereich (13) der parkenden Fahrzeuge (30i, 30₂, ...30_M) senkrecht zur Geraden (21 ) widergibt;

• senkrecht zur Bewegungsrichtung (F) des Fahrzeugs (1 ) entlang einer

Nulllinie (16) definiert; und

• Ermitteln einer Parklücke (32) anhand einer Prädiktionsfehlerfunktion (26) entlang der ermittelten Geraden (21 ), wobei mittels des Projektionsprofils (24) eine Periodizität (51 ) für die entlang des Parkbereichs (13) parkenden Fahrzeuge (30i, 30₂, ...30_M) berechnet wird und eine Lücke (29) im Projektionsprofil (24) im Vergleich zu der berechneten Periodizität (51 ) den größten Wert (55) der Prädiktionsfehlerfunktion (26) annimmt und die Parklücke (32) innerhalb des Parkbereichs (13) anzeigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Bestimmung der Lücke (29) in der berechneten Periodizität (51 ) des Projektionsprofils (24) mit einem autoregressiven Prädiktionsfilter (53) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mit dem

autoregressiven Prädiktionsfilter (53) eine Abfolge der Periodizität (51 ) in Richtung der ermittelten Geraden (21 ) vorhergesagt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Projektionsprofil (24) ein Histogramm (28) ist, das die Häufigkeit der Verteilung der empfangen

Radarsignale (12) entlang der ermittelten Geraden 21 darstellt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ermittelte Position einer Parklücke (32) im Parkbereich (13) der parkenden Fahrzeuge (30i, 30₂, ...30_M) einem Insassen der Fahrzeugs (1 ) durch eine Anzeige (17) signalisiert wird.

6. Verfahren einem der vorangehenden Ansprüche, wobei diejenige Radareinrichtung (3) zur Erkennung von für ein Fahrzeug (1 ) geeigneten Parklücken (32) aktiviert wird, die dem vom Fahrzeug aus gesehenen Parkbereich (13) der parkenden Fahrzeuge (30i , 30₂, ...30_m) am nächsten ist.

7. System zur Erkennung von für ein Fahrzeug (1 ) geeigneten Parklücken (32),

umfassend mindestens eine im Fahrzeug (1 ) integrierte Radareinrichtung (3), die einen Sender (4) mit einem Signalgenerator (5) und eine Empfängeranordnung (7) und einen Empfänger (8) umfasst und eine Recheneinheit (15), die kommunikativ mit der Radareinrichtung (3) und in einer im Fahrzeug (1 ) integrierten zentralen

Steuereinheit (18) des Fahrzeugs (1 ) implementiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Recheneinheit (15) ein Algorithmus implementiert ist, der aus den mit der Empfängeranordnung (7) von parkenden Fahrzeugen (30i, 30₂, ...30_M) und

Umgebungselementen (34) empfangenen Radarsignalen (12) von Radarechos (14) ein Projektionsprofil (24) ermittelt, aus dem Projektionsprofil (24) eine Periodizität (51 ) für die entlang des Parkbereichs (13) parkenden Fahrzeuge (30i, 30₂, ...30_M) berechnet und eine Lücke (29) in der berechneten Periodizität (51 ) des

Projektionsprofils (24) der Prädiktionsfehlerfunktion (26) entlang einer ermittelten Geraden (21 ) findet, die einer Parklücke (32) entspricht.

8. System nach Anspruch 7, wobei das Projektionsprofil (24) ein Histogramm (28) ist, und jede Klasse (40) des Histogramms (28) einem parkenden Fahrzeug (30i, 30₂, ...30_m) entspricht.

9. System nach Anspruch 7, wobei der in der Recheneinheit (15) implementierte

Algorithmus einen autoregressiven Prädiktionsfilter (53) umfasst, so dass eine auf eine Parklücke (32) hindeutende Lücke (29) in der berechneten Periodizität (51 ) des Histogramms (28) bestimmbar ist.