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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Parkassistenten für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Parkassistenten.
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Parkassistenten zum Einbau in Fahrzeugen sind an sich bekannt. Sie umfassen im Allgemeinen Umgebungssensoren zum Erfassen einer zum Fahrzeug benachbarten Freifläche und Mittel, wie etwa einen Mikrocomputer, zum Beurteilen der Eignung der Freifläche als Parkplatz für das Fahrzeug anhand einer mit Hilfe der Umgebungssensoren gewonnenen Größenabschätzung der Freifläche.
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Ein Parkassistent, der nur die Abmessungen einer Freifläche für die Beurteilung ihrer Eignung als Parkplatz heranzieht, wird häufig auch Freiflächen als Parkplatz ansehen, die aus verkehrstechnischen Gründen zum Parken völlig ungeeignet sind, wie etwa quer zur von dem Fahrzeug befahrenen Straße verlaufende Wege, etwa an einer Kreuzung oder Einmündung, Lücken zwischen Fahrzeugen auf einer benachbarten Fahrspur einer mehrspurigen Straße, etc.
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Aus
DE 10 2009 005 506 A1 sind ein Parkassistent und Betriebsverfahren dafür bekannt, die zumindest die Identifizierung kreuzender Verkehrswege als möglichen Parkplatz verweigern, indem sie Informationen eines Navigationssystems nutzen.
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Gegenwärtige Navigationssysteme auf GPS-Grundlage erlauben eine Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit von 15 m bis 20 m. Diese Ungenauigkeit muss bei der Beurteilung, ob eine gefundene freie Fläche zu einem kreuzenden Verkehrsweg gehört oder nicht, berücksichtigt werden, was zur Folge hat, dass tatsächlich als Parkplatz geeignete freie Flächen als solche nicht erkannt werden, wenn ihr Abstand zu einer Kreuzung oder Einmündung geringer ist als die Messgenauigkeit des Navigationssystems. Die Deutsche Straßenverkehrsordnung erlaubt das Parken in einem Abstand von 5 m zu einer Kreuzung oder Einmündung. Ein auf GPS-Ortung basierender Parkassistent ist jedoch nicht in der Lage, Freiflächen, die nahe an einer Kreuzung oder Einmündung liegen, aber den nach Straßenverkehrsordnung erforderlichen Abstand einhalten, sicher von kreuzenden Verkehrswegen zu unterscheiden. Er darf daher, um nicht zum vorschriftswidrigen Parken zu verleiten, solche Flächen nicht als Parklücken anzeigen. Aufgabe der Erfindung ist, einen Parkassistenten zu schaffen, der eine sichere Unterscheidung zwischen zum Parken geeigneten und ungeeigneten Freiflächen auch in der Nähe einer Kreuzung oder Einmündung erlaubt.
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Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst, indem bei einem Parkassistenten für ein Fahrzeug mit Mitteln zum Erfassen einer zum Fahrzeug benachbarten Freifläche, Mitteln zum Beurteilen der Eignung der Freifläche als Parkplatz für das Fahrzeug und Mitteln zum Abschätzen des Abstands der Freifläche von einer Kreuzung oder Einmündung die Mittel zum Abschätzen des Abstands eine Kamera umfassen.
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Eine solche Kamera gehört als Bestandteil von Fahrerassistenzsystemen, z. B. zur Überwachung des Abstands zu anderen Verkehrsteilnehmern, zur automatischen Erkennung von Verkehrsschildern oder dergleichen, zur Zusatzausstattung vieler moderner Fahrzeuge und kann ohne nennenswerte zusätzliche Kosten auch in dem erfindungsgemäßen Parkassistenten genutzt werden.
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Des Weiteren umfassen die Mittel zum Abschätzen des Abstands zweckmäßigerweise eine Bildauswertungseinheit zum Erkennen eines eine Kreuzung oder Einmündung markierenden Verkehrszeichens und zum Abschätzen der Entfernung zwischen Fahrzeug und Verkehrszeichen. Bildauswertungsalgorithmen, die für eine solche Erkennung geeignet sind, sind von Assistenzsystemen zur automatischen Verkehrszeichenerkennung her ebenfalls bekannt und können ohne nennenswerten Aufwand auch für den erfindungsgemäßen Parkassistenten nutzbar gemacht werden.
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Da die Größe der zu erkennenden Verkehrszeichen standardisiert ist, kann eine Abschätzung der Entfernung auf der Größe des Abbildes eines solchen Verkehrszeichens in einem von der Kamera gelieferten Bild basieren.
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Als markierendes Verkehrszeichen, das von der Bildauswertungseinheit erkannt werden sollte kommen insbesondere eine Ampel, ein Vorfahrt-Beachten- oder ein Vorfahrt-Gewähren-Schild in Betracht.
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Da es beim Einparken in eine zu einer Kreuzung oder Einmündung benachbarten Parklücke nötig sein kann, das Fahrzeug der Kreuzung oder Einmündung stärker zu nähern als beim Parken zulässig, kann der Parkassistent zweckmäßigerweise einen Warnsignalgeber umfassen, der ein Warnsignal liefert, solange der Abstand des Fahrzeugs von der Kreuzung oder Einmündung unter dem vorschriftsmäßigen Mindestabstand liegt.
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Einer anderen Ausgestaltung der Erfindung zufolge wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Beurteilen der Eignung einer Freifläche als Parkplatz für ein Fahrzeug mit den Schritten:
- a) Abschätzen des Abstands der Freifläche von einer Kreuzung oder Einmündung mit Hilfe einer Kamera; und
- b) Verwerfen der erfassten Freifläche als zum Parken ungeeignet, wenn der abgeschätzte Abstand von 0 verschieden, aber unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt.
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Insbesondere kann ein eine Kreuzung oder Einmündung markierendes Verkehrszeichen mit Hilfe der Kamera erfasst und der Abstand der Freifläche zu dem Verkehrszeichen abgeschätzt und als Abstand der Freifläche von einer durch das Verkehrszeichen markierten Kreuzung oder Einmündung angenommen werden.
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Während des Einparkens kann der Abstand des Fahrzeugs von der Kreuzung oder Einmündung überwacht und ein Warnsignal erzeugt werden, während dieser unter dem Grenzwert liegt.
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Einer weiteren Ausgestaltung zufolge wird die Aufgabe gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, welches Instruktionen umfasst, die bei Ausführung auf einem Computer diesen befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gegenstand der Erfindung kann auch ein computerlesbarer Datenträger sein, auf dem Programmanweisungen aufgezeichnet sind, die einen Computer befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
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Noch ein Erfindungsgegenstand ist eine Vorrichtung zum Beurteilen der Eignung einer Freifläche als Parkplatz für ein Fahrzeug mit Mitteln zum Abschätzen des Abstands der Freifläche von einer Kreuzung oder Einmündung mit Hilfe einer Kamera; und Mitteln zum Verwerfen der erfassten Freifläche als zum Parken ungeeignet, wenn der abgeschätzte Abstand von Null verschieden ist, aber unter einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Eine solche Vorrichtung kann insbesondere durch einen Computer gebildet sein, auf dem das oben erwähnte Computerprogrammprodukt ausgeführt wird.
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Die Mittel zum Abschätzen des Abstands umfassen dabei ferner Bildauswertungsmittel zum Erkennen eines eine Kreuzung oder Einmündung markierenden Verkehrszeichens und zum Abschätzen der Entfernung zwischen Fahrzeug und Verkehrszeichen.
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Die Bildauswertungsmittel sind dabei eingerichtet ist, als markierendes Verkehrszeichen wenigstens eine Ampel, ein Vorfahrt-Beachten- oder ein Vorfahrt-Gewähren-Schild oder eine Haltelinie zu erkennen.
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Die Vorrichtung umfasst ferner Warnsignalmittel zum Erzeugen eines Warnsignals, wenn der abgeschätzte Abstand einen Grenzwert unterschreitet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur. Es zeigen:
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1 ein mit einem Parkassistenten ausgestattetes Fahrzeug in einer typischen Anwendungssituation;
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2 ein Blockdiagramm des Parkassistenten; und
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3 ein Flussdiagramm eines von einem Prozessor des Parkassistenten ausgeführten Arbeitsverfahrens.
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1 zeigt eine typische Anwendungssituation eines Parkassistenten. Ein mit dem Parkassistenten ausgestattetes Fahrzeug 1 bewegt sich auf einer Straße 2 in Richtung einer Kreuzung 3 oder Einmündung einer Querstraße 4 auf der Suche nach einer Parklücke. Die Kreuzung 3 ist durch eine Ampel 5 gesichert. Zahlreiche Parklücken entlang der Straße 2 sind bereits durch andere Fahrzeuge 6 belegt. Vor der Ampel 5 ist am Rand der Straße 2 eine Freifläche 7 vorhanden, von der aber a priori nicht gewiss ist, ob sie als Parklücke geeignet ist. Gesetzliche Vorschriften wie insbesondere die Deutsche Straßenverkehrsordnung untersagen das Parken in einem Abstand von weniger als 5 m von einer Kreuzung. Selbst wenn die Freifläche 7 zum Teil mehr als 5 m von der Kreuzung entfernt ist, könnte sie zum Parken ungeeignet sein, wenn das Fahrzeug 1 nicht vollständig in dem Teil der Freifläche 7 Platz findet, der von der Kreuzung 4 aus gesehen jenseits der (in 1 durch eine strichpunktierte Linie 8 angedeuteten) 5 m-Grenze liegt.
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Falls die Freifläche 7 Platz zum Parken bietet, wird der Fahrer (oder, je nach Entwicklungsstand des Parkassistenten eventuell dieser selbst, wenn er vom Fahrer den Befehl dazu erhält), das Fahrzeug 1 einparken, indem er zunächst, wie durch einen Pfeil 9 angedeutet, das Fahrzeug 1 über die angestrebte Parklücke hinaus fahren lässt, um dann, entsprechend einem Pfeil 10, im Rückwärtsgang in die Parklücke zu rangieren.
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2 zeigt ein Blockdiagramm des Parkassistenten. Eine zentrale Verarbeitungseinheit 11, im Allgemeinen ein Mikrocomputer, ist verbunden mit einer auf die vor dem Fahrzeug 1 liegende Straße ausgerichteten, typischerweise in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs zwischen Frontscheibe und Innenrückspiegel montierten Kamera 12 sowie mit einem Umgebungssensor 13 zur Erfassung von Objekten seitlich vom Fahrzeug 1. Bei dem Umgebungssensor 13 kann es sich um einen Radarsensor handeln, der gleichzeitig Bestandteil eines Totwinkel-Überwachungssystems ist. Ein solches, an sich bekanntes Überwachungssystem dient zur Überwachung des das Fahrzeug 1 umgebenden Verkehrsraums, insbesondere eines für den Fahrer über die Außenspiegel schlecht einsehbaren Bereichs seitlich vom Fahrzeug 1 auf überholende oder kürzlich überholte Fahrzeuge und zum Erzeugen eines Warnsignals, falls die Anwesenheit eines solchen Fahrzeugs einen Spurwechsel gefährlich machen würde.
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Alternativ käme als Umgebungssensor 13 auch eine in seitlicher Richtung orientierte Kamera in Betracht; bei ausreichend großem Bildwinkel könnte die Kamera 12 selbst auch die Funktion des Umgebungssensors 13 übernehmen.
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Eine Benutzerschnittstelle 14, hier z. B. ein Touchscreen, ermöglicht dem Fahrer, die Funktion des Parkassistenten zu steuern bzw. der Verarbeitungseinheit 11, dem Fahrer Verarbeitungsergebnisse anzuzeigen.
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In einer einfachen Ausgestaltung beschränkt sich die Tätigkeit der Verarbeitungseinheit 11 darauf, Freiflächen in der Umgebung des Fahrzeugs 1 zu erfassen, ihre Eignung als Parklücke für das Fahrzeug 1 zu beurteilen und das Ergebnis dem Fahrer über die Benutzerschnittstelle 14 anzuzeigen. Einer weiterentwickelten Ausgestaltung zufolge kann die Verarbeitungseinheit 11 auch mit einem Lenkradaktuator 15, Bremsen 16 sowie Motor- und Getriebesteuereinheiten 17, 18 verbunden sein, um, wenn der Fahrer nach Erfassung einer als Parklücke geeigneten Freifläche über die Benutzerschnittstelle 14 einen Einparkbefehl erteilt, das Fahrzeug 1 autonom in diese Parklücke hineinzulenken.
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3 zeigt ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens, das, gestartet durch eine Eingabe des Fahrers an der Benutzerschnittstelle 14 in Schritt S1, von der Verarbeitungseinheit 11 ausgeführt wird, während das Fahrzeug 1 auf der Suche nach einer Parklücke die Straße 2 entlangfährt. Jedes Mal, wenn es dabei eines der geparkten Fahrzeuge 6 passiert hat, registriert der Umgebungssensor 13 in Schritt S2 im Vorüberfahren den Beginn einer Freifläche 19 zwischen zwei Fahrzeugen 6.
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Während das Fahrzeug 1 weiterfährt, überwacht die Verarbeitungseinheit 11 laufend anhand der Signale des Umgebungssensors 13, ob ein Ende der Freifläche 7 erreicht ist (Schritt S3). Im Falle der Freiflächen 19 wird das Heck eines nächsten parkenden Fahrzeugs 6 nach einer Entfernung erfasst, die kürzer ist als die Länge des Fahrzeugs 1. Damit erweisen sich diese Freiräume 19 als zum Parken ungeeignet, und das Verfahren kehrt zu Schritt S2 zurück, um die nächste Freifläche abzuwarten.
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Wenn hingegen (im Falle der Freifläche 7) kein Ende der Freifläche erfasst wird, wird in Schritt S4 überprüft, ob seit Beginn der Freifläche die zum darin Einparken nötigte Weglänge gefahren ist. Ist dies nicht der Fall, dann kehrt das Verfahren zu Schritt S3 zurück, während das Fahrzeug 1 weiterfährt.
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Sobald jedoch die nötige Länge gefahren ist und sich die Freifläche 7 somit als zum Einparken lang genug erweist, überprüft die Verarbeitungseinheit 11 in Schritt S5 anhand des von der Kamera 12 gelieferten Bildes, ob an der Straße 2 ein eine Kreuzung oder Einmündung anzeigendes Verkehrszeichen steht. Ein solches Verkehrszeichen kann insbesondere die Ampel 5 sein, aber auch z. B. die Verkehrszeichen mit den Nummern 102, 205, 206, 214, 215 der Deutschen Straßenverkehrsordnung. Auch Fahrbahnmarkierungen, wie etwa eine die vor dem Fahrzeug 1 liegende Fahrbahn kreuzende Haltelinie 20 (siehe 1) können als zu erfassendes Verkehrszeichen gelten. Wenn kein solches Verkehrszeichen gefunden wird, zeigt die Verarbeitungseinheit 11 in Schritt S6 dem Fahrer auf der Benutzerschnittstelle 14 einen Hinweis an, dass die gefundene Freifläche als Parklücke geeignet ist. Der Fahrer kann nun selbst einparken oder, wenn die Verarbeitungseinheit 11 autonomes Einparken unterstützt, dieser den Befehl zum Einparken erteilen.
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Wird hingegen in Schritt S5 ein Verkehrszeichen gefunden, dann folgt in Schritt S7 eine Messung von dessen Entfernung vom Fahrzeug 1. In Schritt S8 wird überprüft, ob diese gemessene Entfernung zuzüglich der seit Erreichen des Anfangs der Freifläche 7 in Schritt S2 gefahrene Weglänge und abzüglich der Länge des Fahrzeugs 1 selbst und eines zu einem dahinter parkenden Fahrzeug 6 einzuhaltenden Sicherheitsabstands größer ist als der nach Straßenverkehrsordnung vorgeschriebene Abstand von der Kreuzung 3. Ist dies nicht der Fall, dann ist die Freifläche 7 zum Parken ungeeignet und das Verfahren kehrt zu Schritt S2 zurück. Anderenfalls ist Einparken möglich, und die Verarbeitungseinheit 11 zeigt dem Fahrer auf der Benutzerschnittstelle 14 eine diesbezügliche Meldung an. Der Fahrer muss nun (S9) entscheiden, ob er die Parklücke nutzen will oder nicht. Fährt an der Parklücke vorbei, kehrt das Verfahren zu S2 zurück.
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Wenn er die Parklücke nutzen will, wird er im Allgemeinen das Fahrzeug 1 noch so weit vorfahren, wie für ein sicheres Rückwärtseinparken in die Lücke notwendig (S10) und dann den Rückwärtsgang einlegen (S11). Die Verarbeitungseinheit 11 führt daraufhin in Schritt S12 erneut eine Messung des Abstands zu dem Verkehrszeichen aus und entscheidet in Schritt S13, ob der vorgeschriebene Abstand zur Kreuzung 3 eingehalten ist. Wenn nicht, wird auf der Benutzerschnittstelle 14 eine Warnung angezeigt, dass in der aktuell erreichten Position Einparken noch nicht zulässig ist (S14). Während der Fahrer daraufhin das Fahrzeug 1 weiter zurücksetzen wird, wiederholt die Verarbeitungseinheit 11 die Schritte S12, S13, bis schließlich festgestellt wird, dass der nötigte Abstand zur Kreuzung eingehalten ist, woraufhin das Warnsignal in Schritt S15 ausgeschaltet wird. Damit ist eine zulässige Parkposition erreicht, und das Fahrzeug 1 kann abgestellt werden.
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Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Straße
- 3
- Kreuzung
- 4
- Querstraße
- 5
- Ampel
- 6
- Fahrzeug
- 7
- Freifläche
- 8
- Linie
- 9
- Pfeil
- 10
- Pfeil
- 11
- Verarbeitungseinheit
- 12
- Kamera
- 13
- Umgebungssensor
- 14
- Benutzerschnittstelle
- 15
- Lenkradaktuator
- 16
- Bremse
- 17
- Motorsteuereinheit
- 18
- Getriebesteuereinheit
- 19
- Freifläche
- 20
- Haltlinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009005506 A1 [0004]
