DE102011111051A1

DE102011111051A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011111051A1
Application number: DE102011111051A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hahn
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2012-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs (4), wobei eine Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zu einer Positionsmarke (1) aus mittels zumindest einer Kamera (5.1) erfassten Bildern (B) ermittelt wird und in Abhängigkeit der Position und Orientierung ein Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung (6) zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs (4) gesteuert wird. Erfindungsgemäß werden bei der Ermittlung der Position und Orientierung ein Abstand (A) eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) und ein Querversatz (Q) des Punktes (P1 bis P3) zu der Positionsmarke (1) und/oder eine Winkelabweichung einer Längsachse des Fahrzeugs (4) von einer vorgegebenen Soll-Achse ermittelt, wobei die Positionsmarke (1) ein richtungsselektives Lichtabstrahlverhalten aufweist und die mittels der Kamera (5.1) erfassten Bilder (B) entsprechend dem Lichtabstrahlverhalten ausgewertet werden, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zur Positionsmarke zu ermitteln. Alternativ weist die Positionsmarke (1) zumindest einen Spiegel (2, 3) auf und es werden eine Lage des wenigstens eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) in einem Spiegelbild und/oder ein Abstand zwischen zumindest zwei definierten Punkten (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) im Spiegelbild ausgewertet, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zur Positionsmarke (1) zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs, wobei eine Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zu einer Positionsmarke aus mittels zumindest einer Kamera erfassten Bildern ermittelt wird und in Abhängigkeit der Position und Orientierung ein Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs gesteuert wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs, umfassend zumindest eine Kamera zur Erfassung von Bildern einer Positionsmarke in einer Umgebung des Fahrzeugs, eine Auswerteeinheit zur Ermittlung einer Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zu der Positionsmarke aus den erfassten Bildern und eine Fahrerassistenzvorrichtung zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Position und Orientierung.
Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Verwendung eines Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs und eine Verwendung einer Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs.
Aus der US 2010 066 515 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs beim Einparken bekannt, wobei das Fahrzeug eine Kamera umfasst, mittels welcher Bilder einer an einer vorgegebenen Position befestigten Positionsmarke erfasst werden. Die Kamera ist eine Monokamera oder eine Stereokamera, wobei bei der Verwendung der Stereokamera dreidimensionale Koordinaten der Positionsmarke ermittelt werden. Die Positionsmarke weist eine vorgegebene Lagebeziehung zu einer Zielparkposition und zumindest einen charakteristischen Punkt auf. Anhand einer aus den Bildern ermittelten Position der Positionsmarke wird ein Ort zum Parken eines Fahrzeugs ermittelt, wobei das Fahrzeug basierend auf einer relativen Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug und der Positionsmarke zu der Zielparkposition geleitet wird.
Die JP 2007 164 441 A offenbart eine mobile Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer absoluten Orientierung eines mobilen Objekts sowie eine Navigationsvorrichtung zur Anzeige der Orientierung eines als Fahrzeug ausgebildeten Objekts. Zur Ermittlung der Orientierung werden mittels einer an dem mobilen Objekt befindlichen Kamera Bilder einer Positionsmarke erfasst und verarbeitet. Es wird ein Differenzwinkel zwischen einer Referenzrichtung der Positionsmarke und einer Bewegungsrichtung des mobilen Objekts anhand einer Positionsbeziehung zwischen drei Ausschnittmustern der Positionsmarke ermittelt. Weiterhin wird ein verschlüsseltes Muster, welches die absolute Position des mobilen Objekts repräsentiert und mit der Referenzrichtung der Positionsmarke korrespondiert, aus den erfassten Bildern der Positionsmarke ermittelt. Die absolute Orientierung, welche mit der Bewegungsrichtung des mobilen Objekts korrespondiert, wird ermittelt, indem die absolute Orientierung der Referenzrichtung der Positionsmarke und der Differenzwinkel der Referenzrichtung der Positionsmarke zu der Bewegungsrichtung des mobilen Objekts addiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs und eine verbesserte Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs anzugeben. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verwendung eines Verfahrens zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs und eine Verwendung einer Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 oder Anspruch 2 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Anspruch 4 oder Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Verwendungen wird die Aufgabe durch die in Ansprüchen 9 und 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs wird eine Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zu einer Positionsmarke aus mittels zumindest einer Kamera erfassten Bildern ermittelt und in Abhängigkeit der Position und Orientierung wird ein Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs gesteuert.
Erfindungsgemäß werden bei der Ermittlung der Position und Orientierung ein Abstand eines definierten Punktes des Fahrzeugs und ein Querversatz des Punktes zu der Positionsmarke und/oder eine Winkelabweichung einer Längsachse des Fahrzeugs von einer vorgegebenen Soll-Achse ermittelt, wobei die Positionsmarke ein richtungsselektives Lichtabstrahlverhalten aufweist und die mittels der Kamera erfassten Bilder entsprechend dem Lichtabstrahlverhalten ausgewertet werden, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Positionsmarke zu ermitteln.
Gerade bei Positionsmarken, welche hinsichtlich ihrer Ausdehnung begrenzt sind, ergibt sich bei der Genauigkeit der Vermessung der Größe der Positionsmarke, um daraus unter Beachtung des Abstandes zur Positionsmarke die Orientierung und den Querversatz des Fahrzeugs relativ zur Positionsmarke zu bestimmen, das Problem der Genauigkeit der Messung. Dies gilt insbesondere bei flachen Positionsmarken, welche auf einer Fläche aufgebracht sind.
Das richtungsselektive Abstrahlverhalten der Positionsmarke wird in einer Ausführung durch eine sogenannte Lentikularfolie erreicht. Diese ähnelt in ihrer Wirkungsweise einer so genannten Stereopostkarte, bei welcher bei Betrachtung aus verschiedenen Blickwinkeln verschiedene Muster darstellbar sind. Bei Betrachtung der Positionsmarke aus verschiedenen Betrachtungswinkeln werden somit verschiedene und unterscheidbare Muster dargestellt. Es hat sich gezeigt, dass mit einer Dicke von 6 mm, einer Rasterweite von 2 mm und einer Breite von 20 cm eine hinreichend gute Bestimmung der Position und Orientierung eines Fahrzeugs möglich ist, um daraus Wegdaten und Steuerungsdaten für das Fahrzeug ableiten zu können.
Es ist weiterhin möglich, so genannte Barrieretechniken zu verwenden, um die Richtungsselektivität des Abstrahlverhaltens der Positionsmarke zu erreichen.
Eine alternative Realisierungsmöglichkeit besteht darin, eine aktive Lichtquelle in die Positionsmarke zu integrieren, welche in unterschiedliche Raumrichtungen unterschiedliche Helligkeiten projiziert. Dies wird beispielsweise einfach und kostengünstig mittels einer Verwendung von Laserdioden und holografischen Beugungsgittern erreicht. Die Ermittlung der Orientierung erfolgt vorzugsweise durch eine Auswertung der entsprechenden Beugungsmuster.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Positionsmarke zumindest einen Spiegel auf und es werden eine Lage des wenigstens eines definierten Punktes des Fahrzeugs in einem Spiegelbild und/oder ein Abstand zwischen zumindest zwei definierten Punkten des Fahrzeugs im Spiegelbild ausgewertet, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Positionsmarke zu ermitteln.
Aus dem bekannten Abstand zwischen den Punkten und dem im Spiegelbild messbaren Abstand lässt sich der Winkel zwischen einer Verbindungslinie der definierten Punkte des Fahrzeugs und der Orientierung der Positionsmarke ermitteln. Entsprechendes gilt, wenn die Lage eines definierten Punktes im Spiegelbild ausgewertet wird.
Es ist beispielsweise möglich, als einen Punkt einen Mittelpunkt der Kamera zu verwenden und als anderen Punkt beispielsweise eine Leuchtdiode eines Regensensors des Fahrzeugs. Ebenso können Leuchtdioden Verwendung finden, welche in Außenspiegeln des Fahrzeugs als Fahrtrichtungsanzeiger integriert sind.
Da durch eine reine Auswertung des Abstands die Orientierung noch nicht eindeutig bestimmbar ist, finden vorteilhaft zumindest zwei Spiegel Verwendung, wobei deren Achsen nicht parallel orientiert sind. Durch eine Auswertung der in den beiden Spiegeln gemessenen Abstände wird die Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Positionsmarke eindeutig bestimmt.
Der Spiegel kann auch – vergleichbar einer Fresnellinse – in mehrere Zonen unterteilt sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spiegel gewölbt. Dadurch kann der Erfassungsbereich der Kamera in vorteilhafter Weise angepasst werden. Es ist dann möglich, auch bei einem dichten Heranfahren des Fahrzeugs an die Positionsmarke die Orientierung des Fahrzeugs relativ zur Positionsmarke auszuwerten. Aufgrund der Wölbung des Spiegels sind im Spiegelbild immer noch die definierten Punkte des Fahrzeugs zu erkennen. Bei der Bestimmung des Abstands der Punkte im Spiegelbild wird eine entsprechende Verzerrung des Abstands im Spiegelbild durch die Wölbung des Spiegels berücksichtigt.
Zusammenfassend ermöglichen alle Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens eine präzise Navigation und Steuerung des Fahrzeugs, wobei zur Realisierung lediglich ein geringer Material- und Kostenaufwand erforderlich sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Positionsmarke mit zwei Spiegelelementen,
2 schematisch einen Grundriss von zwei Garagen,
3 schematisch ein Fahrzeug in einer Garage während eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs in einer Seitenansicht und
4 schematisch das Fahrzeug gemäß 3 in einer Draufsicht.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist Positionsmarke 1 dargestellt, welche zwei Spiegel 2 und 3 mit unterschiedlichen Spiegelebenen aufweist. Weiterhin ist schematisch ein Fahrzeug 4 in einer ersten Position POS1 gezeigt, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit mit einer Linie dargestellt ist, die eine Frontpartie mit zu vermessenden Punkten P1, P2 am Rand dieser Linie darstellt.
Das Fahrzeug 4 umfasst eine in 3 näher dargestellte Vorrichtung 5 zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung des Fahrzeugs 4, wobei die Vorrichtung 5 eine Kamera 5.1 umfasst, mittels welcher eine insbesondere vor dem Fahrzeug 4 befindliche Umgebung desselben erfasst wird.
Mittels einer Auswerteeinheit 5.2 wird eine Position und Orientierung des Fahrzeugs 4 relativ zu der Positionsmarke 1 aus mittels der Kamera 5.1 erfassten Bildern B ermittelt.
In Abhängigkeit der Position und Orientierung des Fahrzeugs 4 wird ein Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung 6 zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und Längssteuerung gesteuert.
Die Fahrerassistenzvorrichtung 6 umfasst hierzu in nicht näher dargestellter Weise optische, haptische und akustische Ausgabeeinheiten, mittels welchen dem Fahrer Hinweise ausgegeben werden, um das Fahrzeug 4, insbesondere beim Einparken und Rangieren, in einfacher Weise in einer gewünschten oder vorgegebenen Position relativ zu der Positionsmarke 1 zu positionieren.
Alternativ oder zusätzlich ist die Fahrerassistenzvorrichtung 6 derart ausgebildet, dass diese eine Lenkung und einen Antriebsstrang des Fahrzeugs 4 automatisch steuert. Diese automatische Steuerung erfolgt in der Art, dass die Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs 4 vollautomatisch erfolgen oder bei einer erfassten Kollisionsgefahr das Fahrzeug 4 zur Vermeidung der Kollision oder zumindest zur Verminderung einer Kollisionsschwere automatisch gebremst wird.
Bei der Erfassung der Positionsmarke 1 in den Bildern B und der Auswertung wird eine Projektion der Linie, welche das Fahrzeug 4 darstellt, in dem Spiegel 2 ausgewertet. Hierbei wird erfasst, dass sich das Fahrzeug 4 nicht senkrecht vor dem Spiegel 2 befindet, sondern in der Orientierung versetzt ist, d. h. dass eine Winkelabweichung einer nicht gezeigten Längsachse des Fahrzeugs 4 von einer vorgegebenen Soll-Achse, welche senkrecht zur Spiegelfläche des Spiegels 2 verläuft, vorliegt. Die im Spiegelbild vermessene Projektion der Linie ist dabei kürzer als die Linie selbst. Aufgrund von trigonometrischen Beziehungen wird ein Winkel ermittelt, um welchen die Längsachse des Fahrzeugs 4 von der Soll-Achse versetzt ist. Da lediglich eine Streckenlänge ausgewertet wird, kommt auch noch eine weitere mögliche zweite Position POS2 des Fahrzeugs 4 in Frage, welche strichpunktartig dargestellt ist.
Mit diesen Daten ist ein Betrag des Winkels ermittelbar. Eine Orientierung des Winkels wird mittels eines zweiten Spiegels 3 bestimmt. Auch bezüglich dieses Spiegels 3 wird die Projektion der Linie ausgewertet und der Winkel betragsmäßig bestimmt, um welchen die Längsachse des Fahrzeugs 4 von der Soll-Achse versetzt ist. Neben der ersten Position POS1 wird hierbei noch eine ebenfalls strichpunktiert dargestellte dritte Position POS3 des Fahrzeugs 4 aufgrund der Auswertung des Spiegelbilds des Spiegels 3 ermittelt.
Bei den beiden möglichen Orientierungen des Fahrzeugs 4 in der ersten Position POS1 und der zweiten Position POS2, die aus der Auswertung des Spiegelbilds des Spiegels 2 ermittelt wurden, sowie den beiden möglichen Orientierungen des Fahrzeugs 4 in der ersten Position POS1 und der dritten Position POS3, die aus der Auswertung des Spiegelbildes des Spiegels 3 ermittelt wurden, wird die Orientierung des Fahrzeugs 4 ermittelt, die aufgrund der Auswertung beider Spiegelbilder möglich ist. Diese ist dann die Orientierung des Fahrzeugs 4, die in der Darstellung der 1 der ersten Position POS1 entspricht.
Um einen Erfassungsbereich der Kamera 5.1 anzupassen, sind die Spiegelflächen der Spiegel 2, 3 in einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich gewölbt ausgebildet. Dadurch ist es möglich, auch bei einem dichten Heranfahren des Fahrzeugs 4 an die Positionsmarke 1 die Orientierung des Fahrzeugs 4 relativ zur Positionsmarke 1 auszuwerten, da aufgrund der Wölbung des jeweiligen Spiegels 2, 3 im Spiegelbild die definierten Punkte P1, P2 auch bei großer Annäherung des Fahrzeugs 4 erfassbar sind. Bei der Bestimmung des Abstands der Punkte P1, P2 im Spiegelbild wird eine entsprechende Verzerrung des Abstands im Spiegelbild durch die Wölbung des jeweiligen Spiegels 2, 3 berücksichtigt.
2 zeigt eine Prinzipdarstellung von geometrischen Verhältnissen in einer Garage G1, G2. An einer Rückwand der Garagen G1, G2 ist jeweils eine Positionsmarke 1 angeordnet. Die Garagen G1, G2 weisen dabei schräge Rückwände R1, R2 auf, welche nicht parallel zu einer Einfahrtsöffnung O1, O2 der jeweiligen Garage G1, G2 verlaufen.
Um vor einer möglichen Kollision beim Ausfahren und auch beim Einfahren warnen zu können, werden geometrische Verhältnisse der Garagen G1, G2 berücksichtigt. Es wird ein Winkel berücksichtigt, um welchen die jeweilige Rückwand R1, R2 gegenüber einer Rückwand versetzt ist, welche parallel zur Einfahrtsöffnung O1, O2 orientiert ist.
Als weitere geometrische Daten werden insbesondere eine Durchfahrtsbreite der Einfahrtsöffnung O1, O2 und eine Länge der Garagen G1, G2 berücksichtigt. Ferner wird als geometrische Größe ein Raumwinkel berücksichtigt, unter welchem die Einfahrtsöffnung O1, O2 von der jeweiligen Positionsmarke 1 aus zu sehen ist, verbunden mit einer Distanz, in der die Einfahrtsöffnung O1, O2 von der Positionsmarke 1 entfernt ist.
Mit diesen Daten und der Information, in welchem Abstand sich das Fahrzeug 4 zur Positionsmarke 1 befindet und welche Orientierung das Fahrzeug 4 bezogen auf die Positionsmarke 1 hat, wird ermittelt, wie hoch eine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 4 ist.
Die Anwendung ist in einer in 3 näher dargestellten fahrzeugbezogenen Steuereinheit 5.3 der Vorrichtung 5 implementiert. In der Steuereinheit 5.3 sind geometrische Abmessungen LB des Fahrzeugs 4, insbesondere dessen Breite und dessen Länge, hinterlegt und somit bekannt und werden der Auswerteeinheit 5.2 zugeführt.
Im einem möglichen Ausführungsbeispiel wird die Abschätzung der Kollisionsgefahr unter der Annahme vorgenommen, dass das Fahrzeug 4 geradeaus fährt. Es ist auch möglich, zur Abschätzung der Kollisionsgefahr zusätzlich einen Lenkwinkel des Fahrzeugs 4 berücksichtigen.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Positionsmarken 1 derart ausgestaltet, dass diese individualisierbar sind. Das bedeutet, dass fahrzeugseitig erkannt wird, auf welche der Positionsmarken 1 das Fahrzeug zufährt. Die geometrischen Daten werden dann bezogen auf mehrere, unterscheidbare Positionsmarken 1 in der Steuereinheit 5.1 gespeichert.
Eine Unterstützung des Fahrers durch die Fahrerassistenzvorrichtung 6 ist dann in vorteilhafter Weise an unterschiedlichen Orten realisierbar, an welchen entsprechende Positionsmarken 1 vorhanden sind. Somit sind auch fehlerhafte Messungen vermeidbar, wenn das Fahrzeug 4 in einer fremden Garage abgestellt wird.
Durch eine Unterscheidung der Positionsmarken 1 wird weiterhin vermieden, dass aufgrund einer erkannten, aber nicht individualisierten Positionsmarke 1 Informationen durch die Fahrerassistenzvorrichtung 6 ausgegeben werden, welche den in der Steuereinheit 5.1 gespeicherten geometrischen Verhältnissen einer anderen Garage entsprechen.
In den 3 und 4 ist das Fahrzeug 4 in einer Garage G3 während eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers 7 mittels einer Ladevorrichtung 8 dargestellt. Zur Wahrung der Übersichtlichkeit sind die Vorrichtung 5, die Fahrerassistenzvorrichtung 6, der Energiespeicher 7 und die Ladevorrichtung 8 in 4 nicht dargestellt.
Die Ladevorrichtung 8 umfasst eine an einem Gelenkarm 8.1 befestigte Primärspule 8.2 und eine am Fahrzeug 4 angeordnete mit dem Energiespeicher 7 gekoppelte Sekundärspule 8.3. Das elektrische Laden des Energiespeichers 7 erfolgt mittels induktiver Energieübertragung. Um einen größtmöglichen Energieübertrag zu erreichen, ist eine relative Positionierung der Primärspule 8.2 und der Sekundärspule 8.3 mit großer Überdeckung und geringem Abstand zueinander erforderlich.
Um dies zu erreichen, erfolgt mittels der Fahrerassistenzvorrichtung 6 eine Ausgabe von Fahrhinweisen an den Fahrer des Fahrzeugs 4 und/oder eine automatische Quer- und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs 4, um dieses derart in der Garage G3 zu positionieren, dass die relative Positionierung der Primärspüle 8.2 und der Sekundärspule 8.3 mit großer Überdeckung und geringem Abstand zueinander erreicht werden.
Hierzu wird mittels der Vorrichtung 5 die Orientierung des Fahrzeugs 4 zu der an einer Rückwand R3 der Garage G3 angeordneten Positionsmarke 1 – wie in den 1 und 2 beschrieben – ermittelt. Zusätzlich zu der Orientierung des Fahrzeugs 4 wird weiterhin ein Abstand A des Fahrzeugs 4 zu der Positionsmarke 1 und ein Querversatz Q eines definierten Punktes P3 des Fahrzeugs 4 zu der Positionsmarke 1 ermittelt.
Zur Ermittlung des Abstands A, des Querversatzes Q und der Orientierung ist die Kamera 5.1 als Stereokamera ausgebildet, wobei durch stereoskopische Auswertung von zeitgleich mittels der Kamera 5.1 erfassten Bildern der Abstand A, der Querversatz Q und die Orientierung exakt und in einfacher Weise aus den Bildern B ermittelt werden können. Hierzu ist die Positionsmarke 1 vorzugsweise zweidimensional ausgebildet, wobei die Bestimmung der Winkelabweichung von einer gedachten senkrechten Achse durch Stereo-Anmessung der Positionsmarke 1 und/oder der Rückwand R3 der Garage G3 erfolgt.
Alternativ zu der Positionsmarke 1 mit den zwei Spiegeln 2, 3, weist die Positionsmarke 1 ein richtungsselektives Lichtabstrahlverhalten auf, wobei die mittels der Kamera 5.1 erfassten Bilder B mittels der Auswerteeinheit 5.2 entsprechend dem Lichtabstrahlverhalten ausgewertet werden, um den Abstand A, den Querversatz Q und die Orientierung des Punktes P3 zu der Positionsmarke 1 und somit die Position und Orientierung des Fahrzeugs 4 relativ zur Positionsmarke 1 zu ermitteln.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Positionsmarke 1 ein von einer Verkehrszeichenerkennungsvorrichtung identifizierbares Zeichen. Hierzu ist das entsprechende Zeichen als Piktogramm in der Verkehrszeichenerkennungsvorrichtung hinterlegt. In den mittels der Kamera 5.1 erfassten Bildern B wird die Positionsmarke 1 mittels der Verkehrszeichenerkennungsvorrichtung erkannt.
Die Positionsmarke 1 umfasst bei der Ausbildung als von der Verkehrszeichenerkennungsvorrichtung erkennbares Zeichen wiederum zumindest einen Spiegel 2, 3 oder weist ein richtungsselektives Lichtabstrahlverhalten auf, so dass die zuvor beschriebenen Methoden zur Ermittlung der Orientierung, des Abstands A und des Querversatzes Q verwendet werden. In besonders vorteilhafter Weise ist es dabei möglich, das entsprechende Zeichen aus unterschiedlichen Betrachtungswinkeln erscheinen zu lassen, so dass in einfacher Weise aufgrund unterschiedlicher Formen des Zeichens in den unterschiedlichen Betrachtungswinkeln die Orientierung, der Abstand A und der Querversatz Q aus den Bildern B ermittelbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Positionsmarke
2: Spiegel
3: Spiegel
4: Fahrzeug
5: Vorrichtung
5.1: Kamera
5.2: Auswerteeinheit
5.3: Steuergerät
6: Fahrerassistenzvorrichtung
7: Energiespeicher
8: Ladevorrichtung
8.1: Gelenkarm
8.2: Primärspule
8.3: Sekundärspule
A: Abstand
B: Bild
G1: Garage
G2: Garage
G3: Garage
LB: Abmessungen
O1: Einfahrtsöffnung
O2: Einfahrtsöffnung
P1: Punkt
P2: Punkt
P3: Punkt
POS1: erste Position
POS2: zweite Position
POS3: dritte Position
R1: Rückwand
R2: Rückwand
R3: Rückwand
Q: Querversatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2010066515 A1 [0004]
JP 2007164441 A [0005]

Claims

Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs (4), wobei eine Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zu einer Positionsmarke (1) aus mittels zumindest einer Kamera (5.1) erfassten Bildern (B) ermittelt wird und in Abhängigkeit der Position und Orientierung ein Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung (6) zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs (4) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Position und Orientierung ein Abstand (A) eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) und ein Querversatz (Q) des Punktes (P1 bis P3) zu der Positionsmarke (1) und/oder eine Winkelabweichung einer Längsachse des Fahrzeugs (4) von einer vorgegebenen Soll-Achse ermittelt werden, wobei die Positionsmarke (1) ein richtungsselektives Lichtabstrahlverhalten aufweist und die mittels der Kamera (5.1) erfassten Bilder (B) entsprechend dem Lichtabstrahlverhalten ausgewertet werden, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zur Positionsmarke zu ermitteln.
Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs (4), wobei eine Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zu einer Positionsmarke (1) aus mittels zumindest einer Kamera (5.1) erfassten Bildern (B) ermittelt wird und in Abhängigkeit der Position und Orientierung ein Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung (6) zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs (4) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Position und Orientierung ein Abstand (A) eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) und ein Querversatz (Q) des Punktes (P1 bis P3) zu der Positionsmarke (1) und/oder eine Winkelabweichung einer Längsachse des Fahrzeugs (4) von einer vorgegebenen Soll-Achse ermittelt werden, wobei die Positionsmarke (1) zumindest einen Spiegel (2, 3) aufweist und eine Lage des wenigstens eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) in einem Spiegelbild und/oder ein Abstand zwischen zumindest zwei definierten Punkten (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) im Spiegelbild ausgewertet werden, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zur Positionsmarke (1) zu ermitteln.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Positionsmarke (1) ein von einer Verkehrszeichenerkennungsvorrichtung identifizierbares Zeichen verwendet wird.
Vorrichtung (5) zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs (4), umfassend zumindest eine Kamera (5.1) zur Erfassung von Bildern (B) einer Positionsmarke (1) in einer Umgebung des Fahrzeugs (4), eine Auswerteeinheit (5.2) zur Ermittlung einer Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zu der Positionsmarke (1) aus den erfassten Bildern (B) und eine Fahrerassistenzvorrichtung (6) zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs (4) in Abhängigkeit der Position und Orientierung, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Position und Orientierung ein Abstand (A) eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) und ein Querversatz (Q) des Punktes (P1 bis P3) zu der Positionsmarke (1) und/oder eine Winkelabweichung einer Längsachse des Fahrzeugs (4) von einer vorgegebenen Soll-Achse ermittelbar sind, wobei die Positionsmarke (1) ein richtungsselektives Lichtabstrahlverhalten aufweist und die Auswerteeinheit (5.2) derart ausgebildet ist, dass die mittels der Kamera (5.1) erfassten Bilder (B) entsprechend dem Lichtabstrahlverhalten auswertbar sind, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zur Positionsmarke (1) zu ermitteln.
Vorrichtung (5) zur Unterstützung eines Fahrers bei der Steuerung eines Fahrzeugs (4), umfassend zumindest eine Kamera (5.1) zur Erfassung von Bildern (B) einer Positionsmarke (1) in einer Umgebung des Fahrzeugs (4), eine Auswerteeinheit (5.2) zur Ermittlung einer Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zu der Positionsmarke (1) aus den erfassten Bildern (B) und eine Fahrerassistenzvorrichtung (6) zur Unterstützung des Fahrers bei einer Quersteuerung und/oder Längssteuerung des Fahrzeugs (4) in Abhängigkeit der Position und Orientierung, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Position und Orientierung ein Abstand (A) eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) und ein Querversatz (Q) des Punktes (P1 bis P3) zu der Positionsmarke (1) und/oder eine Winkelabweichung einer Längsachse des Fahrzeugs (4) von einer vorgegebenen Soll-Achse ermittelbar sind, wobei die Positionsmarke (1) zumindest einen Spiegel (2, 3) aufweist und die Auswerteeinheit (5.2) derart ausgebildet ist, dass eine Lage des wenigstens eines definierten Punktes (P1 bis P3) des Fahrzeugs (4) in einem Spiegelbild und/oder ein Abstand zwischen zumindest zwei definierten Punkten des Fahrzeugs (4) im Spiegelbild auswertbar sind, um die Position und Orientierung des Fahrzeugs (4) relativ zur Positionsmarke (1) zu ermitteln.
Vorrichtung (5) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (2, 3) gewölbt ist.
Vorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kamera (5.1) eine Stereokamera ist.
Vorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmarke (1) ein von einer Verkehrszeichenerkennungsvorrichtung identifizierbares Zeichen ist.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Positionierung eines Fahrzeugs (4) relativ zu einer Ladevorrichtung (8) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (7) des Fahrzeugs (4).
Verwendung einer Vorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Positionierung eines Fahrzeugs (4) relativ zu einer Ladevorrichtung (8) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (7) des Fahrzeugs (4).