WO2024027885A1 - Verfahren und parkassistenzvorrichtung zum dynamischen planen einer parktrajektorie eines fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen parkvorgangs - Google Patents

Verfahren und parkassistenzvorrichtung zum dynamischen planen einer parktrajektorie eines fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen parkvorgangs Download PDF

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WO2024027885A1
WO2024027885A1 PCT/DE2023/200154 DE2023200154W WO2024027885A1 WO 2024027885 A1 WO2024027885 A1 WO 2024027885A1 DE 2023200154 W DE2023200154 W DE 2023200154W WO 2024027885 A1 WO2024027885 A1 WO 2024027885A1
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WO
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parking
target position
vehicle
during
parking process
Prior art date
Application number
PCT/DE2023/200154
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tobias Kranz
Jonas Schönichen
Felix WILLMANN
Original Assignee
Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/06—Automatic manoeuvring for parking

Definitions

  • Method and parking assistance device for dynamically planning a parking trajectory of a vehicle during an at least partially automatic parking process
  • the invention relates to a method for dynamically planning a parking trajectory of a vehicle during an at least partially automatic parking process, wherein an environment of the vehicle is detected by at least one sensor device, a target position for the vehicle being determined based on the environment data recorded and transmitted by the at least one sensor device and is determined.
  • the invention further relates to a parking assistance device and a vehicle.
  • Parking assistance systems are already known in the prior art, which, based on the current driving scenario, represented by an environment model, can calculate a trajectory on which the vehicle is at least partially automated, i.e. for example without steering intervention by the driver and/or without actuation of the accelerator or .Brake pedal moved by the driver.
  • changes to the environmental model that is provided by a driver assistance system of the vehicle may occur.
  • the change in the environment model can have different reasons, for example, that the environment detection is more accurate due to the lower speed during the parking process (compared to the detection when driving past the parking space), that new environmental details are captured when entering the parking space, which are recorded when driving past the Parking space was not detected by the vehicle's sensors, a change in the parking situation (e.g. parking space is larger or smaller than when the parking process was originally planned) and/or that there is a change in the surrounding situation over time, for example due to a pedestrian crossing the edge of the parking space enters parking space etc.
  • a change in the parking situation e.g. parking space is larger or smaller than when the parking process was originally planned
  • there is a change in the surrounding situation over time for example due to a pedestrian crossing the edge of the parking space enters parking space etc.
  • known parking assistance systems end the parking process or at least stop the vehicle.
  • an update of the calculated target position based on the new environmental details is conceivable in order to arrive at a more optimal parking or exit position.
  • this may require constant updating of the target position, e.g. B. in every measuring cycle of a sensor unit.
  • Changing the target position is associated with a recalculation of an alternative parking trajectory, which often makes maneuvering necessary, i.e. the vehicle is not moved on a single-lane parking trajectory, but on a multi-lane parking trajectory. This type of rescheduling is perceived as not very comfortable by the vehicle occupants.
  • a parking assistance device for planning a parking trajectory of a vehicle is the subject of independent patent claim 9.
  • the invention relates to a method for dynamically planning a parking trajectory of a vehicle during an at least partially automated parking process, in particular parking or parking process.
  • the vehicle can be, for example, a passenger car with four wheels. Also training the vehicle as a different type of motor vehicle or as a non-motorized one Vehicle, for example as a trailer, is possible.
  • the vehicle can also be a combination of a motor vehicle and a trailer.
  • the procedure includes the following steps:
  • a vehicle environment for example a parking space, a parking space or an inductive charging plate
  • a target position for the vehicle is determined and set.
  • the parking trajectory is then planned and, in particular, controlled based on the specified target position.
  • the parking trajectory describes a movement of the vehicle to the target position.
  • the environmental data includes, for example, information from a road model, object information in the vehicle's surroundings and a driving dynamics model of the vehicle.
  • the target position is recalculated based on environmental data updated during the parking process.
  • the recalculation of the target position is used to determine whether to move the vehicle to a new target position that is different from the first target position.
  • the recalculation is particularly preferably carried out continuously, i.e. at regular time intervals.
  • a differential comparison of the initially or last defined target position is carried out with an average value formed from at least a subset of the target positions recalculated during the parking process. Outliers are preferably not taken into account when forming the average from the newly calculated target positions.
  • the initially or last defined target position is updated if the difference between the initially or last defined and the average value formed exceeds a predetermined limit value.
  • the parking situation and/or the position of the newly calculated target positions is relative to the initially or last set target position is assessed and adjusted depending on the assessment result.
  • the parking trajectory is dynamically re-planned based on the updated target position.
  • the automated parking process has not yet started, for example that an updated environment has already been recorded when parking begins.
  • the target positions are recalculated when part of the current parking trajectory has already been traveled through.
  • the method according to the invention can advantageously be used to determine whether a new target position is manifested via the set of target positions recalculated during the parking process or whether new target positions arise solely due to measurement tolerances. At the same time, larger deviations can be reliably determined by averaging the newly calculated target positions and responded to in a timely manner. However, in the event of minor changes in the environment, the target position and parking trajectory are maintained, ensuring robust automated parking behavior. In this way, constant replanning of the parking trajectory, which requires a high level of computational complexity, can be prevented.
  • the target positions recalculated during the parking process are weighted according to timeliness when forming the average value.
  • the more recent data is given higher weighting in order to enable the target position to be adapted to the current environment.
  • the last recalculated target position is selected as the updated target position. This is advantageous, for example, if there is a slight deviation from the previous target positions and it can be assumed that the last calculated target position gives a precise value. However, it can also be provided that the average value formed is selected as the updating target position.
  • the mean value is preferably formed from at least three newly calculated target positions, which, however, do not necessarily have to be evaluated consecutively. Rather, it is preferred to use the mean value of at least three newly calculated target positions, which take into account a parking space that has been recorded as completely as possible, for example the entire lateral boundary of the parking space. In this way, the need to update the target position again due to an insufficiently or incompletely recorded environment can be reduced.
  • the defined target position includes a position and an orientation of the vehicle in relation to a spatially fixed coordinate system, whereby the updating of the target position can relate to the position and/or the orientation.
  • the check as to whether the specified target position needs to be updated includes, for example, determining the difference between a specified lateral target position value and the recalculated lateral target position values.
  • the target position is recalculated in each measuring cycle of the at least one sensor device during the parking process.
  • the parking process is an inclined parking process or a vertical parking process.
  • These parking processes are characterized by the fact that, due to the large parking space depth, the initial detection of the parking situation when driving past the parking space is often inadequate, and when at least partially entering the parking space, the environmental model is updated, which makes it necessary to replan the first parking trajectory.
  • the speed of the vehicle when driving through a defined parking trajectory is between 0.2m/s and 3m/s. Due to the low speed of the vehicle, the updated parking trajectory have relatively small curve radii, so that the new target position can be reached even with a relatively short new parking trajectory.
  • the invention relates to a parking assistance device for dynamically planning a parking trajectory of a vehicle during an at least partially automatic parking process.
  • the invention is particularly advantageous for automation levels SAE Level 2 and higher.
  • the parking assistance device comprises a sensor device for detecting an environment of the vehicle, as well as an evaluation unit which is designed to determine and set a target position for the vehicle based on the environment data recorded and transmitted by the at least one sensor device. Furthermore, the evaluation unit is designed to plan a parking trajectory based on the specified target position.
  • the parking trajectory is in particular a combination of circular arc segments, straight lines and/or clothoids, by means of which the specified target position is reached.
  • the evaluation unit is designed to recalculate target positions during the parking process based on the environmental data updated during the parking process. Furthermore, the evaluation unit is designed to carry out a difference comparison of the specified target position with an average value formed from at least a subset of the target poses recalculated during the parking process and to output an update of the specified target position should the difference between the specified target position and the average value formed exceed a predetermined limit value.
  • the evaluation unit is designed to carry out dynamic replanning of the parking trajectory based on the updated target position.
  • a computing unit is designed to automatically control the vehicle to be parked along the newly planned parking trajectory.
  • the invention relates to a motor vehicle with a parking assistance device according to the previous description.
  • the expressions “approximately”, “essentially” or “approximately” mean deviations from the exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and/or deviations in the form of changes that are insignificant for the function .
  • Figure 1 shows an example of a schematic representation of a parking situation with an initially defined target position
  • Figure 2 shows an example of the parking situation with an updated one
  • Target position based on which the new target position is reached instead of the last specified target position of the vehicle
  • Figure 3 shows an exemplary series of measurements of newly calculated lateral
  • Figure 4 shows an example of a block diagram showing the process steps of
  • the present invention relates to a method for dynamically planning a parking trajectory of a vehicle during an at least partially automatic parking process by a parking assistance device.
  • “Dynamic “Planning” means that after determining a new target position, which takes the changed environmental situation of the vehicle into account, the vehicle is moved along a parking trajectory that is adapted to the new target position.
  • the trigger for replanning the parking trajectory can be generated automatically by an evaluation unit of the vehicle, for example when a sensor device in the vehicle detects that the parking situation has changed and a new target position must be assumed by the vehicle.
  • Such a change in the parking situation occurs, for example, if the parking space that is to be parked using the parking process has increased or decreased, an initially unrecognized object limits the parking space or the parking space orientation was initially assumed to be different.
  • Figure 1 shows, by way of example and schematically, an initially defined target position Z1 for a parking process of a vehicle 1 that is to be parked in a parking space PL.
  • the parking space PL is limited, for example, by objects such as third-party vehicles, curbs or boundary lines.
  • the parking trajectory is planned based on an environmental model that does not correspond to the actually prevailing parking situation. For example, it is only when entering the parking space that an obstacle can be detected that is a hindrance to positioning the vehicle 1 at the initially defined target position Z1, so that a replanning of the initially defined target position Z1 to a new target position Z2 and consequently a new parking trajectory is necessary becomes.
  • the first target position Z1 is generated in particular using an environmental model that was created before the parking process began. After the parking process has been started and in particular the vehicle 1 is moved on the initial parking trajectory by the parking assistance device, in The target position is recalculated at regular intervals based on environmental data updated during the parking process.
  • Figure 2 shows an updated target position Z2, which differs from the initial target position Z1 and to which the vehicle 1 is to be maneuvered along a newly planned parking trajectory.
  • Figure 3 shows, purely as an example, seven newly calculated lateral target positions Z2 - Z8.
  • An average value is formed from at least a subset of these newly calculated target positions Z2 - Z8.
  • measured value 3 appears to be an outlier and is therefore not taken into account when calculating the average.
  • the target positions Z2 - Z8 are recalculated, for example, in each measuring cycle of the at least one sensor device of the vehicle 1.
  • a difference comparison of the specified target position Z1 is carried out with an average value formed from at least a subset of the newly calculated target positions Z2 - Z8. If the difference between the specified target position Z1 and the average value formed exceeds a specified limit value, the specified target position Z1 is updated. In this way, a dynamic and robust correction of target positions is achieved and therefore disadvantageous parking positions are avoided.
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram that illustrates the dynamic planning of the parking trajectory of the vehicle 1 during an at least partially automated parking process.
  • an environment of the vehicle 1 is detected by at least one sensor device S10.
  • the target position Z1 for the vehicle 1 is determined and determined S11 based on the environmental data recorded by the at least one sensor device, the parking trajectory being planned based on the determined target position S12. Recalculations of the target position occur during the parking process based on those updated during the parking process Environmental data S13.
  • a difference comparison of the specified target position is carried out with a mean value formed from at least a subset of the target positions Z2 - Zx recalculated during the parking process, with the specified target position being updated if the difference between the specified target position and the mean value formed exceeds a predetermined limit value exceed S14.
  • the parking trajectory is dynamically re-planned based on the updated target position S15.
  • the method described above is particularly suitable for parallel, vertical or inclined parking situations.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs (1) während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs durch mindestens eine Sensoreinrichtung, Ermitteln und Festlegen einer Zielposition für das Fahrzeug basierend auf den von der mindestens einen Sensoreinrichtung erfassten Umfelddaten, Planen einer Parktrajektorie basierend auf der festgelegten Zielposition, Neuberechnungen der Zielposition (Z2) während des Parkvorgangs basierend auf während des Parkvorgangs aktualisierten Umfelddaten, Differenzvergleich der festgelegten Zielposition mit einem gebildeten Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge der während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen, wobei eine Aktualisierung der festgelegten Zielposition erfolgt, sollte die Differenz zwischen der festgelegten Zielposition und dem gebildeten Mittelwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, Dynamische Neuplanung der Parktrajektorie basierend auf der aktualisierten Zielposition.

Description

Beschreibung
Verfahren und Parkassistenzvorrichtung zum dynamischen Planen einer Parktraiektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorqanqs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs, wobei ein Umfeld des Fahrzeugs durch mindestens eine Sensoreinrichtung erfasst wird, wobei eine Zielposition für das Fahrzeug basierend auf den von der mindestens einen Sensoreinrichtung erfassten und übermittelten Umfelddaten ermittelt und festgelegt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Parkassistenzvorrichtung sowie ein Fahrzeug.
Im Stand der Technik sind bereits Parkassistenzsysteme bekannt, die basierend auf dem aktuellen Fahrszenario, abgebildet durch ein Umfeldmodell, eine Trajektorie berechnen können, auf der sich das Fahrzeug zumindest teilweise automatisiert, d.h. beispielsweise ohne Lenkeingriff des Fahrers und/oder ohne Betätigung des Gas- bzw. Bremspedals durch den Fahrer bewegt.
Während der zumindest teilweise automatisierten Durchführung des Parkvorgangs können Veränderungen des Umgebungsmodells auftreten, das von einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Die Änderung des Umgebungsmodells kann unterschiedliche Ursachen haben, beispielsweise, dass die Umgebungserfassung aufgrund der beim Parkvorgang geringeren Geschwindigkeit (im Vergleich zur Erfassung beim Vorbeifahren an der Parklücke) genauer ist, dass beim Einfahren in die Parklücke neue Umgebungsdetails erfasst werden, die beim Vorbeifahren an der Parklücke von der Sensorik des Fahrzeugs nicht erkannt wurden, eine Veränderung der Parksituation (z.B. Parklücke ist größer oder kleiner als bei der ursprünglichen Planung des Parkvorgangs) und/oder dass sich eine zeitliche Veränderung der Umgebungssituation ergibt, beispielsweise durch einen Fußgänger, der den Rand der Parklücke betritt etc. Dadurch kann es vorkommen, dass die zunächst bestimmte Parktrajektorie nicht mehr kollisionsfrei durchführbar ist oder das Fahrzeug eine ungünstige bzw. ungenau ausgerichtete Zielendposition einnimmt.
In derartigen Situationen beendeten bekannte Parkassistenzsysteme den Parkvorgang oder stoppen zumindest das Fahrzeug. Alternativ ist eine Aktualisierung der berechneten Zielposition basierend auf den neuen Umgebungsdetails denkbar, um zu einer optimaleren Ein- bzw. Ausparkposition zu gelangen. Jedoch kann dies eine ständige Aktualisierung der Zielposition, z. B. in jedem Messzyklus einer Sensoreinheit, zufolge haben. Die Veränderung der Zielposition ist mit einer Neuberechnung einer alternativen Parktrajektorie verbunden, was häufig ein Rangieren notwendig macht, d.h. , das Fahrzeug wird nicht auf einer einzügigen bewegt, sondern auf einer mehrzügigen Parktrajektorie. Diese Art der Umplanung wird von den Fahrzeuginsassen als wenig komfortabel empfunden.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs anzugeben, das auf eine veränderte Parksituation reagieren kann und einen hohen Parkkomfort und damit eine hohe Nutzerakzeptanz aufweist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine Parkassistenzvorrichtung zum Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 9.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs, insbesondere Ein- oder Ausparkvorgangs. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen (PKW) mit vier Rädern handeln. Auch eine Ausbildung des Fahrzeugs als eine andere Art von Kraftfahrzeug oder als ein unmotorisiertes Fahrzeug, beispielsweise als ein Anhänger, ist möglich. Insbesondere kann das Fahrzeug auch ein Gespann aus einem Kraftfahrzeug und einem Anhänger sein. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Zunächst wird ein Fahrzeugumfeld, so rein beispielhaft ein Parkplatz, eine Parklücke oder eine induktive Ladeplatte, durch mindestens eine Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erfasst. Basierend auf den von der mindestens einen Sensoreinrichtung erfassten Umfelddaten wird eine Zielposition für das Fahrzeug ermittelt und festgelegt. Anschließend wird die Parktrajektorie basierend auf der festgelegten Zielposition geplant und insbesondere angesteuert. Insbesondere beschreibt die Parktrajektorie eine Bewegung des Fahrzeugs zu der Zielposition. Die Umfelddaten umfassen beispielsweise Informationen eines Straßenmodells, Objektinformationen im Fahrzeugumfeld und ein Fahrdynamikmodell des Fahrzeugs.
Während des zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs entlang der geplanten, initialen bzw. zuletzt festgelegten Parktrajektorie erfolgen Neuberechnungen der Zielposition basierend auf während des Parkvorgangs aktualisierten Umfelddaten. Die Neuberechnung der Zielposition dient zur Bestimmung, ob das Fahrzeug zu einer neuen Zielposition zu bewegen ist, die sich von der ersten Zielposition unterscheidet. Besonders bevorzugt erfolgt die Neuberechnung kontinuierlich, also in regelmäßigen zeitlichen Abständen.
Nach den Neuberechnungen der Zielposition erfolgt ein Differenzvergleich der initial bzw. zuletzt festgelegten Zielposition mit einem gebildeten Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge der während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen. Vorzugsweise bleiben Ausreißer bei der Bildung des Mittelwerts aus den neuberechneten Zielpositionen unberücksichtigt.
Es erfolgt eine Aktualisierung der initial bzw. zuletzt festgelegten Zielposition, sollte die Differenz zwischen der initial bzw. zuletzt festgelegten und dem gebildeten Mittelwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten. Mit anderen Worten wird die Parksituation und/oder die Lage der neuberechneten Zielpositionen relativ zur initial bzw. zuletzt festgelegten Zielposition beurteilt und in Abhängigkeit des Beurteilungsergebnisses angepasst. Es erfolgt eine dynamische Neuplanung der Parktrajektorie basierend auf der aktualisierten Zielposition.
Bei der Neuberechnung der Zielpositionen ist es möglich, dass der automatisierte Parkvorgang noch nicht begonnen wurde, also beispielsweise, dass bei Parkbeginn bereits ein aktualisiertes Umfeld erfasst wurde. Es kann jedoch ebenso sein, dass die Neuberechnung der Zielpositionen erfolgt, wenn schon ein Teil der aktuellen Parktrajektorie durchfahren wurde.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft festgestellt werden, ob sich eine neue Zielposition über die Menge der während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen manifestiert oder sich neue Zielpositionen lediglich aufgrund von Messtoleranzen ergeben. Zugleich können größere Abweichungen über die Mittelwertbildung der neuberechneten Zielpositionen zuverlässig ermittelt und hierauf zeiteffizient reagiert werden. Bei geringfügigen Veränderungen im Umfeld bleiben die Zielposition und Parktrajektorie hingegen aufrechterhalten, sodass ein robustes automatisiertes Parkverhalten sichergestellt ist. Eine ständige Umplanung der Parktrajektorie, welche eine hohe Rechenkomplexität in Anspruch nimmt, kann auf diese Weise verhindert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen bei der Bildung des Mittelwerts nach Aktualität gewichtet. Es erfolgt insbesondere eine Höhergewichtung der jüngeren Daten, um eine Anpassung der Zielposition an das aktuelle Umfeld zu ermöglichen.
Sollte die Aktualisierung der festgelegten Zielposition erforderlich sein, ist bevorzugt, dass als aktualisierte Zielposition die zuletzt neuberechnete Zielposition ausgewählt wird. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn eine geringe Abweichung zu den vorausgegangen Zielpositionen vorliegt und davon ausgegangen werden kann, dass die zuletzt berechnete Zielpositionen einen präzisen Wert angibt. Es kann jedoch ebenso vorgesehen sein, dass als aktualisierende Zielposition der gebildete Mittelwert ausgewählt wird. Vorzugsweise wird der Mittelwert aus mindestens drei neuberechneten Zielpositionen gebildet, die jedoch nicht zwangsläufig aufeinanderfolgend ausgewertet sein müssen. Vielmehr ist bevorzugt, den Mittelwert von mindestens drei neuberechneten Zielpositionen zu verwenden, welche einen möglichst vollständig erfassten Parkraum berücksichtigen, so beispielsweise die gesamte seitliche Begrenzung des Parkraums. Auf diese Weise kann das Erfordernis einer erneuten Aktualisierung der Zielposition aufgrund eines ungenügend bzw. unvollständig erfassten Umfelds reduziert werden.
Besonders bevorzugt umfasst die festgelegte Zielposition einen Standpunkt und eine Orientierung des Fahrzeugs bezogen auf ein raumfestes Koordinatensystem, wobei die Aktualisierung der Zielposition den Standpunkt und/oder die Orientierung betreffen kann. So umfasst die Prüfung, ob die festgelegte Zielposition zu aktualisieren ist, beispielsweise eine Differenzermittlung zwischen einem festgelegten lateralen Zielpositionswert und den neuberechneten lateralen Zielpositionswerten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird während des Parkvorgangs die Zielposition in jedem Messzyklus der mindestens einen Sensoreinrichtung neuberechnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Parkvorgang ein Schrägparkvorgang oder ein Senkrechtparkvorgang. Diese Parkvorgänge zeichnen sich dadurch aus, dass aufgrund der großen Parkplatztiefe die Ersterfassung der Parksituation beim Vorbeifahren an der Parklücke oft unzureichend ist, und beim zumindest teilweisen Einfahren in die Parklücke eine Aktualisierung des Umgebungsmodells erfolgt, die ein Umplanen der ersten Parktrajektorie erforderlich macht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Durchfahren festgelegten Parktrajektorie zwischen 0,2m/s und 3m/s. Durch die geringe Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann die aktualisierte Parktrajektorie relativ kleine Kurvenradien aufweisen, so dass selbst bei einer relativ kurzen neuen Parktrajektorie die neue Zielposition erreicht werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Parkassistenzvorrichtung zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft für den Automatisierungsgrad SAE Level 2 und höher.
Die Parkassistenzvorrichtung umfasst eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs, sowie eine Auswerteeinheit, welche ausgebildet ist, eine Zielposition für das Fahrzeug basierend auf den von der mindestens einen Sensoreinrichtung erfassten und übermittelten Umfelddaten zu ermitteln und festzulegen. Weiterhin ist die Auswerteeinheit ausgebildet, eine Parktrajektorie basierend auf der festgelegten Zielposition zu planen. Die Parktrajektorie ist insbesondere eine Kombination von Kreisbogensegmenten, Geraden und/oder Klothoiden, mittels der die festgelegte Zielposition erreicht wird.
Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, Zielpositionen während des Parkvorgangs neu zu berechnen, basierend auf den während des Parkvorgangs aktualisierten Umfelddaten. Weiterhin ist die Auswerteeinheit ausgebildet, einen Differenzvergleich der festgelegten Zielposition mit einem gebildeten Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge der während des Parkvorgangs neuberechneten Zielposen vorzunehmen und eine Aktualisierung der festgelegten Zielposition auszugeben, sollte die Differenz zwischen der festgelegten Zielposition und dem gebildeten Mittelwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, eine dynamische Neuplanung der Parktrajektorie basierend auf der aktualisierten Zielposition auszuführen. Insbesondere ist eine Recheneinheit ausgebildet, das einzuparkende Fahrzeug entlang der neugeplanten Parktrajektorie automatisiert anzusteuern.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Parkassistenzvorrichtung nach der vorhergehenden Beschreibung. Die Ausdrücke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 beispielhaft eine schematische Darstellung einer Parksituation mit einer initial festgelegten Zielposition;
Figur 2 beispielhaft die Parksituation mit einer aktualisierten
Zielposition, basierend auf der anstelle der zuletzt festgelegten Zielposition des Fahrzeugs die neue Zielposition erreicht wird;
Figur 3 eine beispielhafte Messreihe von neuberechneten lateralen
Zielpositionswerten;
Figur 4 beispielhaft ein Blockdiagramm, das die Verfahrensschritte des
Verfahrens zum dynamischen Umplanen der festgelegten Parktrajektorie verdeutlicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs durch eine Parkassistenzvorrichtung. „Dynamisches Planen“ bedeutet dabei, dass das Fahrzeug nach der Ermittlung einer neuen Zielposition, welche die veränderte Umgebungssituation des Fahrzeugs berücksichtigt, entlang einer an die neue Zielposition angepasste Parktrajektorie weiterbewegt wird. Der Auslöser für das Umplanen der Parktrajektorie kann durch eine Auswerteeinheit des Fahrzeugs automatisch generiert werden, beispielsweise dann, wenn durch eine Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erkannt wird, dass sich die Parksituation verändert hat und durch das Fahrzeug eine neue Zielposition eingenommen werden muss. Eine solche Veränderung der Parksituation liegt beispielsweise dann vor, wenn sich die Parklücke, die mittels des Parkvorgangs beparkt werden soll, vergrößert oder verkleinert hat, ein zunächst nicht erkanntes Objekt die Parklücke begrenzt oder die Parklückenausrichtung zunächst anders angenommen wurde.
Figur 1 zeigt beispielhaft und schematisch eine initial festgelegte Zielposition Z1 für einen Parkvorgang eines Fahrzeugs 1 , das in eine Parklücke PL eingeparkt werden soll. Die Parklücke PL wird beispielsweise durch Objekte wie Drittfahrzeuge, Bordsteine oder Begrenzungslinien begrenzt.
Beispielsweise aufgrund der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 beim Vorbeifahren an der Parklücke PL und/oder des Abstands der Fahrzeugs 1 zur Parklücke PL kann es vorkommen, dass die Parktrajektorie fußend auf einem Umgebungsmodell geplant wird, das nicht der tatsächlich vorherrschenden Parksituation entspricht. So kann beispielsweise erst beim Einfahren in die Parklücke ein Hindernis erkannt werden, das für ein Positionieren des Fahrzeugs 1 auf der initial festgelegten Zielposition Z1 hinderlich ist, so dass ein Umplanen der initial festgelegten Zielposition Z1 auf eine neue Zielposition Z2 und demzufolge einer neuen Parktrajektorie notwendig wird.
Die erste Zielposition Z1 wird insbesondere anhand eines Umgebungsmodells erzeugt, das vor dem Beginn des Einparkvorgangs erstellt wurde. Nachdem der Einparkvorgang gestartet wurde und insbesondere das Fahrzeug 1 durch die Parkassistenzvorrichtung auf der initialen Parktrajektorie bewegt wird, erfolgt in regelmäßigen Abständen eine Neuberechnung der Zielposition basierend auf während des Parkvorgangs aktualisierten Umfelddaten.
Figur 2 zeigt eine aktualisierte Zielposition Z2, die sich von der initialen Zielposition Z1 unterscheidet und zu dieser das Fahrzeug 1 entlang einer neu geplanten Parktrajektorie manövriert werden soll.
Figur 3 zeigt rein beispielhaft sieben neuberechnete laterale Zielpositionen Z2 - Z8. Es wird ein Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge dieser neuberechneten Zielpositionen Z2 - Z8 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel zeigt sich der Messwert 3 als Ausreißer und bleibt demzufolge bei der Mittelwertbildung unberücksichtigt. Die Zielpositionen Z2 - Z8 werden beispielsweise in jedem Messzyklus der mindestens einen Sensoreinrichtung des Fahrzeugs 1 neuberechnet.
Um mit geringem Rechenaufwand festzustellen, ob eine Aktualisierung der geplanten Parktrajektorie erforderlich ist, erfolgt ein Differenzvergleich der festgelegten Zielposition Z1 mit einem gebildeten Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge der neuberechneten Zielpositionen Z2 - Z8. Sollte die Differenz zwischen der festgelegten Zielposition Z1 und dem gebildeten Mittelwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, erfolgt die Aktualisierung der festgelegten Zielposition Z1 . Auf diese Weise wird eine dynamische und robuste Korrektur von Zielpositionen erzielt und demzufolge unvorteilhafte Parkpositionen vermieden.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das zum dynamischen Planen der Parktrajektorie des Fahrzeugs 1 während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs veranschaulicht. Zunächst wird ein Umfeld des Fahrzeugs 1 durch mindestens eine Sensoreinrichtung erfasst S10. In einem nächsten Schritt wird die Zielposition Z1 für das Fahrzeug 1 basierend auf den von der mindestens einen Sensoreinrichtung erfassten Umfelddaten ermittelt und festgelegt S11 , wobei die Parktrajektorie basierend auf der festgelegten Zielposition geplant wird S12. Es erfolgen Neuberechnungen der Zielposition während des Parkvorgangs basierend auf während des Parkvorgangs aktualisierten Umfelddaten S13. In einem nächsten Schritt erfolgt ein Differenzvergleich der festgelegten Zielposition mit einem gebildeten Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge der während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen Z2 - Zx, wobei eine Aktualisierung der festgelegten Zielposition erfolgt, sollte die Differenz zwischen der festgelegten Zielposition und dem gebildeten Mittelwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten S14. Es erfolgt eine dynamische Neuplanung der Parktrajektorie basierend auf der aktualisierten Zielposition S15.
Das vorbeschriebene Verfahren eignet sich bevorzugt für Parallel-, Senkrecht- oder Schrägparksituationen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs
(1 ) während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs (1 ) durch mindestens eine Sensoreinrichtung (S10),
- Ermitteln und Festlegen einer Zielposition (Z1 ) für das Fahrzeug (1 ) basierend auf den von der mindestens einen Sensoreinrichtung erfassten Umfelddaten (S11 ),
- Planen einer Parktrajektorie basierend auf der festgelegten Zielposition (Z1 ) (S12),
- Neuberechnungen der Zielposition (Z2, Z3, Zx) während des Parkvorgangs basierend auf während des Parkvorgangs aktualisierten Umfelddaten (S13),
- Differenzvergleich der festgelegten Zielposition (Z1 ) mit einem gebildeten Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge der während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen (Z2, Z3, Zx), wobei eine Aktualisierung der festgelegten Zielposition (Z1 ) erfolgt, sollte die Differenz zwischen der festgelegten Zielposition (Z1 ) und dem gebildeten Mittelwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten (S14),
- Dynamische Neuplanung der Parktrajektorie basierend auf der aktualisierten Zielposition (Z2, Z3, Zx) (S15).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen (Z2, Z3, Zx) bei der Bildung des Mittelwerts nach Aktualität gewichtet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die festgelegte Zielposition einen Standpunkt und eine Orientierung des Fahrzeugs bezogen auf ein raumfestes Koordinatensystem umfasst, wobei die Aktualisierung der Zielposition den Standpunkt und/oder die Orientierung betreffen kann.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mittelwert aus mindestens drei neuberechneten Zielpositionen gebildet wird, welche einen möglichst vollständig erfassten Parkraum berücksichtigen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als aktualisierende Zielposition die zuletzt neuberechnete Zielposition ausgewählt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Parkvorgangs die Zielposition (Z2, Z3, Zx) in jedem Messzyklus der mindestens einen Sensoreinrichtung neuberechnet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Parkvorgang ein Schrägparkvorgang oder ein Senkrechtparkvorgang ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1 ) beim Durchfahren festgelegten Parktrajektorie zwischen 0,2m/s und 3m/s beträgt.
9. Parkassistenzvorrichtung zum dynamischen Planen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs (1 ) während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parkvorgangs, mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs, einer Auswerteeinheit, welche ausgebildet ist, eine Zielposition für das Fahrzeug basierend auf den von der mindestens einen Sensoreinrichtung erfassten und übermittelten Umfelddaten zu ermitteln und festzulegen, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, eine Parktrajektorie basierend auf der festgelegten Zielposition zu planen, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, Zielpositionen während des Parkvorgangs neu zu berechnen basierend auf den während des Parkvorgangs aktualisierten Umfelddaten, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, einen Differenzvergleich der festgelegten Zielposition (Z1 ) mit einem gebildeten Mittelwert aus zumindest einer Teilmenge der während des Parkvorgangs neuberechneten Zielpositionen (Z2, Z3, Zx) durchzuführen und eine Aktualisierung der festgelegten Zielposition auszugeben, sollte die Differenz zwischen der festgelegten Zielposition (Z1 ) und dem gebildeten Mittelwert einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, eine dynamische Neuplanung der Parktrajektorie basierend auf der aktualisierten Zielposition (Z2, Z3, Zx) auszuführen. Kraftfahrzeug mit einer Parkassistenzvorrichtung nach Anspruch 9.
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