DE102021133413A1

DE102021133413A1 - Verfahren, computerprogrammprodukt, parkassistenzsystem und fahrzeug

Info

Publication number: DE102021133413A1
Application number: DE102021133413.6A
Authority: DE
Inventors: Raman Kavungal Anat; Martin Hoerer
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-06-22
Also published as: WO2023110695A1

Abstract

Es ist ein Verfahren zum Betreiben eines Parkassistenzsystems (110) für ein Fahrzeug (100) vorgeschlagen. Das Parkassistenzsystem (110) ist zum autonomen Steuern des Fahrzeugs (100) eingerichtet. Das Verfahren umfasst die Schritte:Empfangen (S1) einer Mehrzahl von Sensorsignalen von einer entsprechenden Mehrzahl von an dem Fahrzeug (100) angeordneten Umgebungssensoren (122, 124, 126, 128, 131, 132, 133), wobei das jeweilige Sensorsignal indikativ für in einem bestimmten Bereich (102, 104, 106, 108) in einer Umgebung des Fahrzeugs (100) angeordneten Hindernissen (300) ist, und wobei eine erste Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen ersten Seitenbereich (106) des Fahrzeugs (100) ist und eine zweite Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen dem ersten Seitenbereich (106) gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich (108) des Fahrzeugs (100) ist,Ermitteln (S2), ob sich in dem ersten und/oder zweiten Seitenbereich (106, 108) ein Hindernis (300) befindet, in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen,Ermitteln (S3) einer Trajektorie (TR) für das Fahrzeug (100), welche durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich (106, 108) verläuft, wenn ermittelt wurde, dass der jeweilige Seitenbereich (106, 108) frei von Hindernissen (300) ist, undVeranlassen (S4) einer autonomen Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie (TR).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Parkassistenzsystems, ein Computerprogrammprodukt, ein Parkassistenzsystem und ein Fahrzeug mit einem solchen Parkassistenzsystem.
Herkömmliche Parkassistenzsysteme sind dazu eingerichtet, einen Nutzer eines Fahrzeugs beim Einparken und Ausparken zu unterstützen. Beispielsweise kann der Parkvorgang teilautonom erfolgen, wobei das Fahrzeug selbsttätig lenkt, der Nutzer jedoch Gas und Bremse kontrolliert. Es sind auch vollautonome Systeme bekannt, bei denen der Nutzer selbst gar nichts mehr machen muss.
Ein Problem für derartige Parkassistenzsysteme ist die Erfassung der Umgebung. Speziell in einer dynamischen Umgebung, in der bewegliche Objekte, wie andere Verkehrsteilnehmer, sind, kann sich die Umgebung um das Fahrzeug ständig verändern, weshalb die Umgebung regelmäßig, vorzugsweise in Echtzeit, erfasst werden muss. Herkömmliche Parkassistenzsysteme erfassen die Umgebung beispielsweise mit Ultraschallsensoren in einem vorderen und hinteren Bereich des Fahrzeugs, die die Umgebung vor und hinter dem Fahrzeug sowie einen beschränkten Seitenbereich im Bereich der Kotflügel erfassen. Seitlich zu dem Fahrzeug ist das Parkassistenzsystem im statischen Zustand jedoch „blind“. Wenn sich das Fahrzeug mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit bewegt, lässt sich von den abgetasteten Bereichen, insbesondere den seitlichen Bereichen, darauf schließen, ob sich ein Objekt seitlich des Fahrzeugs befindet. Wenn das Fahrzeug die Mindestgeschwindigkeit unterschreitet oder steht, ist das jedoch nicht möglich, da sich jederzeit bewegliche Objekte in den Bereich neben dem Fahrzeug begeben können. Daher ist bei einem autonomen Fahrmanöver in diesem Zustand darauf zu achten, dass das Fahrzeug zunächst vorwärts oder rückwärts fährt, bevor es eine Kurve fährt, um den „blinden“ Bereich zu umfahren.
US 2015/0078130 A1 offenbart eine Anordnung von Umgebungssensoren an einem Fahrzeug, welche einen seitlichen Bereich des Fahrzeugs erfassen. Die erfassten Sensorsignale werden dazu genutzt, um bei einem Öffnen der Tür durch einen Nutzer des Fahrzeugs diesen zu warnen, falls ein Hindernis seitlich des Fahrzeugs ist und/oder das Öffnen der Tür in diesem Fall zu unterbinden oder zu stoppen.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, den Betrieb eines Parkassistenzsystems zu verbessern.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben eines Parkassistenzsystems für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Parkassistenzsystem ist zum autonomen Steuern des Fahrzeugs eingerichtet. Das Verfahren umfasst die Schritte:

Empfangen einer Mehrzahl von Sensorsignalen von einer entsprechenden Mehrzahl von an dem Fahrzeug angeordneten Umgebungssensoren, wobei das jeweilige Sensorsignal indikativ für in einem bestimmten Bereich in einer Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Hindernissen ist, und wobei eine erste Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen ersten Seitenbereich des Fahrzeugs ist und eine zweite Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen dem ersten Seitenbereich gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich des Fahrzeugs ist,
Ermitteln, ob sich in dem ersten und/oder zweiten Seitenbereich ein Hindernis befindet, in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen,
Ermitteln einer Trajektorie für das Fahrzeug, welche durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich verläuft, wenn ermittelt wurde, dass der jeweilige Seitenbereich frei von Hindernissen ist, und
Veranlassen einer autonomen Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die seitlichen Bereiche des Fahrzeugs keine „blinden“ Bereiche sind, so dass das Parkassistenzsystem diese seitlichen Bereiche zum Ermitteln einer Trajektorie, insbesondere aus dem Stand heraus, nutzen kann, wenn diese frei sind. Ein herkömmliches Parkassistenzsystem, das Hindernisse in den Seitenbereichen nicht erfassen kann, muss zum Erfassen der Seitenbereiche etwa eine Fahrzeuglänge geradeaus fahren, so dass die Seitenbereiche durch die Erfassungsbereiche der Sensoren an der Front oder dem Heck des Fahrzeugs überstrichen wurden. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn das Fahrzeug auf einem Parkplatz mit Senkrechtaufstellung oder Schrägaufstellung abgestellt ist und autonom ausparken soll. In diesen Szenarien kann eine bessere Trajektorie gefahren werden, wenn das Fahrzeug über Bereiche seitlich neben dem geparkten Fahrzeug fährt, was jedoch nur möglich ist, wenn diese Bereiche frei von Hindernissen sind. Gegenüber einem Fahrzeug, das zwar seitliche Sensoren aufweist, ein erfasstes Hindernis jedoch nur zum Schutz der Tür berücksichtigt wird, unterscheidet sich das vorgeschlagene Verfahren insbesondere dadurch, dass die Seitenbereiche in Abhängigkeit einer Erfassung eines Hindernisses für die Ermittlung einer Trajektorie herangezogen werden.
Das Parkassistenzsystem ist zum teilautonomen oder vollautonomen Steuern oder Fahren des Fahrzeugs eingerichtet. Unter teilautonomem Steuern wird beispielsweise verstanden, dass das Parkassistenzsystem eine Lenkvorrichtung und/oder eine Fahrstufenautomatik steuert. Unter vollautonomem Fahren wird beispielsweise verstanden, dass das Parkassistenzsystem zusätzlich auch eine Antriebseinrichtung und eine Bremseinrichtung steuert. Das Steuern erfolgt insbesondere auf Basis von empfangenen Sensorsignalen, die indikativ für einen Fahrzustand und eine Umgebung des Fahrzeugs sind.
Die jeweilige Anzahl der Sensorsignale umfasst ein oder mehrere Sensorsignale. Die Anzahl ist beispielsweise in Abhängigkeit der jeweiligen Sensortechnologie derart gewählt, dass von der Anzahl auf eine Position eines jeweiligen Hindernisses geschlossen werden kann. Beispielsweise sind hierfür drei Ultraschall-Sensorsignale vorteilhaft, mit denen eine Trilateration des Hindernisses durchführbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein einzelnes Radarsignal, Lidarsignal oder Bildsignal einer 3D-Kamera, wie einer Stereo-Kamera oder einer TOF-Kamera, hierfür ausreichend sein.
Der jeweilige Seitenbereich erstreckt sich insbesondere zwischen einer vorderen Fahrzeugachse und einer hinteren Fahrzeugachse bei einem zweiachsigen Fahrzeug. Bei einem viertürigen Fahrzeug umfasst der Seitenbereich insbesondere den Türbereich.
Wenn das Parkassistenzsystem in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen ermittelt, dass sich seitlich des Fahrzeugs keine Hindernisse befinden, dann kann das Parkassistenzsystem eine Trajektorie unter Einbeziehung der Seitenbereiche planen. Wenn das Parkassistenzsystem ein Hindernis in dem jeweiligen Seitenbereich ermittelt, plant es die Trajektorie derart, dass eine Kollision mit dem ermittelten Hindernis ausgeschlossen ist. Somit ist sowohl eine Sicherheit in dem autonomen Fahrmodus als auch eine Effizienz des Fahrzeugs erhöht. Die Trajektorie, die durch den jeweiligen Seitenbereich verläuft, hat ferner zur Folge, dass das Fahrzeug nicht so weit nach vorn fahren muss, und damit beispielsweise das Befahren einer Gegenfahrbahn vermieden werden kann.
Darunter, dass die Trajektorie durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich verläuft, wird verstanden, dass das Fahrzeug, wenn es entlang der Trajektorie fährt, zumindest stellenweise durch den jeweiligen Seitenbereich fährt. Beispielsweise rollt ein Hinterrad des Fahrzeugs durch den Seitenbereich.
Die Trajektorie muss nicht zwingend durch den jeweiligen Seitenbereich verlaufen, wenn dieser frei von Hindernissen ist. Vielmehr wird die Trajektorie entsprechend geplant, wenn sich hieraus ein Vorteil ergibt, wie beispielsweise ein sichererer Betrieb des Fahrzeug und/oder eine einfachere und schneller Trajektorie oder dergleichen.
Das Veranlassen der autonomen Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie umfasst ein Ausgeben von entsprechenden Steuersignalen an die jeweiligen Fahrzeugsysteme, wie beispielsweise ein Lenksystem in einem teilautonomen Fahrbetrieb, und zusätzlich einen Motor in einem vollautonomen Fahrbetrieb.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens bildet die Mehrzahl bestimmter Bereiche einen im Wesentlichen geschlossenen Bereich um das Fahrzeug.
Das heißt, dass auf Basis der empfangenen Sensorsignale Hindernisse ermittelt werden können, die innerhalb eines bestimmten Maximalabstands irgendwo um das Fahrzeug herum angeordnet sind. „Im Wesentlichen geschlossen“ bedeutet dabei, dass kleinere Bereiche, wie Bereiche von bis zu 5 cm Breite, möglicherweise nicht erfasst werden.
In Ausführungsformen bildet die Mehrzahl bestimmter Bereiche einen geschlossenen Bereich um das Fahrzeug. Der geschlossene Bereich ist insbesondere vollständig geschlossen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die erste und/oder zweite Anzahl von Sensorsignalen jeweils wenigstens drei Ultraschall-Sensorsignale.
Auf Basis der drei Ultraschall-Sensorsignale lässt sich eine Trilateration eines erfassten Hindernisses durchführen, so dass eine Position des Hindernisses relativ zu dem Fahrzeug ermittelt werden kann. Die drei Ultraschall-Sensorsignale stammen insbesondere von drei verschiedenen Ultraschallsensoren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die erste und/oder zweite Anzahl von Sensorsignalen jeweils wenigstens ein Radar-Sensorsignal, ein Lidar-Sensorsignal und/oder ein Kamera-Sensorsignal.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind diejenigen Umgebungssensoren, von denen die erste und die zweite Anzahl von Sensorsignalen empfangen wird, nur dann aktiv, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner oder gleich einer vorbestimmten oberen Grenzgeschwindigkeit ist, wobei die obere Grenzgeschwindigkeit aus einem Bereich von 2 - 60 km/h, insbesondere 3 - 30 km/h, ausgewählt ist, vorzugsweise 10 km/h, bevorzugt 7 km/h, weiter bevorzugt 5 km/h, beträgt.
Dies ist vorteilhaft, da sich hiermit Energie und Rechenleistung einsparen lässt. Weitere Umgebungssensoren, wie beispielsweise solche, die einen Bereich seitlich des Kotflügels erfassen, können weiterhin aktiv sein. Man kann von von diesen Umgebungssensoren seitlich vor und/oder hinter dem Fahrzeug erfassten Hindernissen darauf schließen, ob in dem jeweiligen Seitenbereich ein Hindernis ist, weshalb das Abschalten der genannten Umgebungssensoren sich nicht negativ auswirkt. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Ultraschallsensoren vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird das Verfahren zum autonomen Ausparken des Fahrzeugs durchgeführt, wobei die ermittelte Trajektorie eine Parkposition des Fahrzeugs mit einer Fahrposition des Fahrzeugs verbindet.
In der Fahrposition des Fahrzeugs übernimmt insbesondere der Nutzer des Fahrzeugs die Kontrolle über das Fahrzeug.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens hat sich das Fahrzeug vor der Durchführung des Verfahrens länger als eine vorbestimmte Mindestdauer nicht bewegt.
Wenn das Fahrzeug steht, können sich Objekte oder Hindernisse in den Seitenbereich des Fahrzeugs hineinbewegen. Dies kann von den Umgebungssensoren unbemerkt geschehen. Daher kann nach einer vorbestimmten Standzeit nicht mehr mit Sicherheit davon ausgegangen werden, dass ein zuvor freier Seitenbereich immer noch frei ist. Die vorbestimmte Mindestdauer beträgt beispielsweise 10 Sekunden, vorzugsweise 5 Sekunden, bevorzugt 3 Sekunden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden die empfangene erste Anzahl und die empfangene zweite Anzahl von Sensorsignalen zusätzlich dazu verwendet, um zu ermitteln, ob sich in einem Verschwenkbereich einer Tür des Fahrzeugs ein Hindernis befindet, wobei eine vorbestimmte Aktion durchgeführt wird, wenn ein Hindernis in dem Verschwenkbereich ermittelt wurde.
Damit erfüllen die jeweiligen Umgebungssensoren, von denen die erste und zweite Anzahl von Sensorsignalen empfangen wird, eine Doppelfunktion, was eine Komplexität des Fahrzeugs und des Parkassistenzsystems reduziert und ressourcensparend ist. Die vorbestimmte Aktion umfasst beispielsweise eine Ausgabe eines Warnhinweises an einen Nutzer des Fahrzeug, ein Unterbinden eines Öffnen der Tür und/oder ein Unterbinden eines Öffnens der Tür über ein vorbestimmtes Maß hinaus. Das vorbestimmte Maß hängt insbesondere von dem Abstand des ermittelten Hindernisses zu dem Fahrzeug ab.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
Der Computer bildet insbesondere ein Parkassistenzsystem aus.
Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Parkassistenzsystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Parkassistenzsystem ist zum autonomen Steuern des Fahrzeugs eingerichtet. Das Parkassistenzsystem weist auf:

eine Empfangseinheit zum Empfangen einer Mehrzahl von Sensorsignalen von einer entsprechenden Mehrzahl von an dem Fahrzeug angeordneten Umgebungssensoren, wobei das jeweilige Sensorsignal indikativ für in einem bestimmten Bereich in einer Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Hindernissen ist, und wobei eine erste Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen ersten Seitenbereich des Fahrzeugs ist und eine zweite Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen dem ersten Seitenbereich gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich des Fahrzeugs ist,
eine Detektionseinheit zum Ermitteln, ob sich in dem ersten und/oder zweiten Seitenbereich ein Hindernis befindet, in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen,
eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Trajektorie für das Fahrzeug, welche durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich verläuft, wenn kein Hindernis in dem jeweiligen Seitenbereich ermittelt wurde, und
eine Steuereinheit zum Veranlassen einer autonomen Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie.

Die für das vorgeschlagene Verfahren gemäß dem ersten Aspekt beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Parkassistenzsystem entsprechend.
Die jeweilige Einheit des Parkassistenzsystems kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als ein Algorithmus, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein. Ferner kann jede der vorliegend genannten Einheiten auch als Teil eines übergeordneten Steuerungssystems des Fahrzeugs, wie beispielsweise einer zentralen elektronischen Steuereinrichtung und/oder einem Motorsteuergerät (ECU: Electronic Control Unit), ausgebildet sein.
Das Parkassistenzsystem ist insbesondere zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt eingerichtet.
Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Fahrzeug umfasst eine Mehrzahl von Umgebungssensoren, wobei der jeweilige Umgebungssensor zum Erfassen von in einem bestimmten Bereich einer Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Hindernissen und zum Ausgeben eines entsprechenden Sensorsignals eingerichtet ist, und wobei eine erste Anzahl der Umgebungssensoren zum Erfassen eines ersten Seitenbereichs des Fahrzeugs eingerichtet ist und eine zweite Anzahl der Umgebungssensoren zum Erfassen eines dem ersten Seitenbereich gegenüberliegenden zweiten Seitenbereichs des Fahrzeugs eingerichtet ist. Das Fahrzeug umfasst ferner ein Parkassistenzsystem gemäß dem dritten Aspekt.
Das Fahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen oder auch ein Lastkraftwagen. Die zu dem Parkassistenzsystem gemäß dem dritten Aspekt angegebenen Ausführungsformen und Merkmale sowie die zu dem Verfahren zum Betreiben eines Parkassistenzsystems gemäß dem ersten Aspekt angegebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das Fahrzeug entsprechend und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst die Mehrzahl von Umgebungssensoren einen oder mehrere Ultraschallsensoren, einen oder mehrere Radar-Sensoren, einen oder mehrere Lidar-Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugs ist wenigstens einer der Umgebungssensoren der ersten Anzahl und der zweiten Anzahl auf einer dem jeweiligen Seitenbereich entsprechenden Fahrzeugseite des Fahrzeugs angeordnet.
Beispielsweise ist der jeweilige Umgebungssensor in einem Türbereich des Fahrzeugs, insbesondere an einer Tür des Fahrzeugs, einem Bereich eines Seitenspiegels, einem Bereich einer B-Säule und/oder einem Bereich einer C-Säule angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugs ist der jeweilige wenigstens eine Umgebungssensor in einem Abschnitt der Fahrzeugseite zwischen einer Vorderachse des Fahrzeugs und einer Hinterachse des Fahrzeugs angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Fahrzeugs umfasst die erste Anzahl und die zweite Anzahl von Umgebungssensoren jeweils wenigstens drei Ultraschallsensoren, wobei die jeweiligen drei Ultraschallsensoren an der dem jeweiligen Seitenbereich entsprechenden Fahrzeugseite derart angeordnet sind, dass diese jeweils eine Ebene aufspannen.
Man kann auch sagen, dass die jeweiligen drei Ultraschallsensoren in einem Dreieck angeordnet sind oder ein Dreieck bilden. Durch diese Anordnung kann eine Trilateration von Hindernissen durchgeführt werden. Damit kann insbesondere eine Höheninformation eines Hindernisses ermittelt werden, so dass überfahrbare Hindernisse, wie ein Randstein, von nicht-überfahrbaren Hindernissen, wie ein anderer Verkehrsteilnehmer, unterscheidbar sind. Die Ultraschallsensoren sind insbesondere nicht in einer Linie angeordnet.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs;
2 zeigt schematisch eine erste Verkehrssituation;
3 zeigt schematisch eine zweite Verkehrssituation;
4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs;
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein Parkassistenzsystem; und
6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Betreiben eines Parkassistenzsystems.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 100 aus einer Vogelperspektive. Das Fahrzeug 100 ist beispielsweise ein Auto. Das Auto 100 weist ein Parkassistenzsystem 110 auf, das beispielsweise als ein Steuergerät ausgebildet ist. Zudem sind an dem Auto 100 mehrere Umgebungssensoren 120 angeordnet, die zur Erläuterung der Erfindung in Gruppen von Umgebungssensoren 122, 124, 126, 128 zusammengefasst sind. Die jeweilige Gruppe 122, 124, 126, 128 hat einen jeweiligen Erfassungsbereich 102, 104, 106, 108. Zur besseren Übersicht sind die Erfassungsbereiche 102, 104 an der Front/dem Heck des Fahrzeugs 100 gestrichelt dargestellt und die seitlichen Erfassungsbereiche 106, 108 sind mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Es sei angemerkt, dass die Zusammenfassung der Umgebungssensoren in Gruppen 122, 124, 126, 128 lediglich der besseren Übersicht dient, man könnte auch jeden Umgebungssensor 120 und dessen jeweiligen Erfassungsbereich einzeln betrachten (nicht dargestellt).
Die Gruppe 122 umfasst sechs einzelne Umgebungssensoren 120 und die Gruppe 124 umfasst ebenfalls sechs einzelne Umgebungssensoren 120. Es handelt sich beispielsweise um Ultraschallsensoren, die gemeinsam ein jeweiliges Ultraschallsensor-Array ausbilden. Die Gruppen 122, 124 sind zum Erfassen von Hindernissen 300 (siehe 2 oder 3) in den vor und hinter dem Fahrzeug 100 angeordneten Bereiche 102, 104 eingerichtet. Die Bereiche 102, 104 reichen jeweils ein Stück weit seitlich um das Fahrzeug 100 herum, beispielsweise bis etwa zu einer Vorderachse sowie Hinterachse des Fahrzeugs 100. Die Anordnung von Ultraschallsensoren 120 gemäß den Gruppen 122 und 124 ist bekannt und wird insbesondere für Parkassistenzsysteme genutzt, beispielsweise um den Fahrer auf Hindernisses vor oder hinter dem Fahrzeug und/oder deren Abstand zu dem Fahrzeug, hinzuweisen und/oder um eine autonome Parkfunktion bereitzustellen.
Die von den bekannten Gruppen 122, 124 erfassten Bereiche 102, 104 weisen jedoch seitlich zu dem Fahrzeug 100 einen großen zueinander Abstand auf, was auf jeder Seite des Fahrzeugs in jeweils einem großen Bereich resultiert, der von diesen Gruppen 122, 124 nicht erfasst wird. Um auch Hindernisse 300 zu erfassen, die in dem jeweiligen Seitenbereich 106, 108 vorhanden sind, sind daher zwei weitere Gruppen 126, 128 an Umgebungssensoren 120 vorgesehen. Deren Erfassungsbereiche 106 und 108 schließen insbesondere die Lücke zwischen den Erfassungsbereichen 102 und 104. Alle Erfassungsbereiche 102, 104, 106 und 108 zusammen bilden somit insbesondere einen geschlossenen Bereich um das Fahrzeug 100.
Es sei angemerkt, dass anstelle einer jeweiligen Gruppe 122, 124, 126, 128 auch ein einzelner Umgebungssensor 120 vorgesehen sein kann, beispielsweise ein einzelner Radar-Sensor, ein einzelner Lidar-Sensor oder eine einzelne 3D-Kamera. Zudem kann ein jeweiliger einzelner Umgebungssensor 120 mehrere der weiteren Umgebungssensoren 120 und/oder Gruppen 122, 124, 126, 128 ersetzen, wenn der einzelne Umgebungssensor 120 einen entsprechend großen Erfassungsbereich aufweist. Beispielsweise kann ein einzelner auf dem Dach des Fahrzeugs 100 angeordneter Radar-Sensor oder Lidar-Sensor ausreichend sein, um den geschlossenen Bereich um das Fahrzeug 100 zu erfassen.
Ferner kann das Auto 100 verschiedene weitere Sensoreinrichtungen aufweisen, wie ein Raddrehzahlsensor, ein Radwinkelsensor, ein Mikrofon, ein Beschleunigungssensor, eine Antenne mit gekoppeltem Empfänger zum Empfangen von elektromagnetisch übertragbarer Datensignale, und dergleichen mehr.
Das Parkassistenzsystem 110 ist beispielsweise wie jenes der 5 ausgebildet und ist zum Ausführen des Verfahrens der 6 eingerichtet. Nachfolgend sind anhand der 2 und 3 Vorteile des Parkassistenzsystems 110 erläutert.
2 zeigt schematisch eine erste Verkehrssituation. Seitlich einer Straße 200 sind Parkplätze 210 in Senkrechtaufstellung angeordnet. Zu beiden Seiten des Fahrzeugs 100, wobei es sich beispielsweise um jenes der 1 handelt, sind Hindernisse 300 vorhanden. In diesem Beispiel handelt es sich um weitere geparkte Fahrzeuge 300. Damit befinden sich in den Seitenbereichen 106, 108 Hindernisse 300, die von der jeweiligen Anzahl an Umgebungssensoren 126, 128 (siehe 1) erfasst werden.
Um das Fahrzeug 100 auszuparken, muss in dieser Situation das Fahrzeug 100 zunächst nach vorn aus der Parklücke herausfahren, so dass eine Kollision mit dem daneben geparkten Fahrzeug 300 vermieden wird. Es ist beispielhaft eine entsprechende Trajektorie TR dargestellt, die von dem Parkassistenzsystem 110 (siehe 1 oder 5) auf Basis empfangener Sensorsignale geplant oder ermittelt wird. Die gestrichelten Linien I - IV zeigen eine jeweilige Fahrspur an, entlang der ein jeweiliges Rad des Fahrzeugs 100 rollt, wenn das Fahrzeug 100 gemäß der Trajektorie TR aus der Parklücke herausfährt. Die Linie I entspricht dem linken Vorderrad, die Linie II dem linken Hinterrad, die Linie III dem rechten Vorderrad und die Linie IV dem rechten Hinterrad. Es ist zu erkennen, dass zwar der Seitenbereich 108 hierbei im Wesentlichen nicht überfahren wird, allerdings gerät das Fahrzeug 100 deutlich auf die Gegenfahrbahn (bei einem Rechtsfahrgebot).
3 zeigt schematisch eine zweite Verkehrssituation, die der in der 2 dargestellten ähnlich ist, allerdings ist rechts neben dem Fahrzeug 100 kein anderes Fahrzeug 300 abgestellt. Somit ist der Seitenbereich 108 neben dem Fahrzeug 100 frei von Hindernissen 300. Dies wird von dem Parkassistenzsystem 110 auf Basis der Sensorsignale, die indikativ für den rechten Seitenbereich 108 des Fahrzeugs 100 sind, entsprechend ermittelt. Dementsprechend kann das Parkassistenzsystem 110 (siehe 1 oder 5) die Trajektorie TR zum Ausparken so planen oder ermitteln, dass das Fahrzeug 100 beim Ausparken den Seitenbereich 108 überfährt. Dies ist anhand der gestrichelten Linien I - IV dargestellt, welche eine jeweilige Fahrspur darstellen, entlang der ein jeweiliges Rad des Fahrzeugs 100 rollt. Die Zuordnung der Linien zu den Rädern ist wie anhand der 2 erläutert. Insbesondere kann das Fahrzeug 100 aus dem Stand weg einlenken, was zur Folge hat, dass das rechte Hinterrad durch den Seitenbereich 108 rollt. Man kann auch sagen, dass die Trajektorie TR durch den Seitenbereich 108 verläuft. Vorteilhaft gelangt das Fahrzeug 100 bei dieser Trajektorie TR nicht auf die Gegenfahrbahn, somit ist das Ausparkmanöver sicherer.
Es sei angemerkt, dass ein herkömmliches Parkassistenzsystem, das keine Sensorsignale empfängt, auf deren Basis Hindernisse 300 seitlich des Fahrzeugs 100 ermittelt werden, auch in dieser Situation die anhand der 2 dargestellte Trajektorie TR planen müsste, um sicherzugehen, dass der Seitenbereich 108 nicht überfahren wird. Denn dem herkömmlichen Parkassistenzsystem ist es mangels der entsprechenden Sensorsignale unbekannt, ob der Seitenbereich 108 frei von Hindernissen 300 ist oder nicht.
4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs 100 mit einem Parkassistenzsystem 110. Das Parkassistenzsystem 110 ist beispielsweise wie jenes der 5 ausgebildet und ist zum Ausführen des Verfahrens der 6 eingerichtet. Es handelt sich beispielsweise um die linke Fahrzeugseite. Das Fahrzeug 100 hat zwei Türen (ohne Bezugszeichen). An jeder Tür ist beispielsweise jeweils eine Gruppe 131, 132 umfassend drei Ultraschallsensoren, die als schwarze Punkte dargestellt sind, angeordnet. Eine jeweilige Gruppe 131, 132 ist zum Erfassen von Hindernissen 300 (siehe 2 oder 3) in einem entsprechenden Seitenbereich 106, 108 (siehe 1 - 3) des Fahrzeugs 100 eingerichtet). Die Ultraschallsensoren 131, 132 können sichtbar oder unsichtbar an dem Fahrzeug 100 angeordnet sein. Durch die Anordnung in einem Dreieck wie hier dargestellt ist es möglich, mittels Trilateration die Höhe eines Hindernisses 300 zu ermitteln, so dass beispielsweise ein Randstein von einem größeren Hindernis unterscheidbar ist.
Im oberen Bereich der B-Säule des Fahrzeugs 100 ist zusätzlich ein weiterer Umgebungssensor 133 gezeigt. Es handelt sich beispielsweise um einen Radar-Sensor oder einen Lidar-Sensor. Dieser einzelne Sensor 133 kann ausreichend sein, um den linken Seitenbereich 106 (siehe 1) des Fahrzeugs 100 vollständig zu erfassen, so dass dieser beispielsweise alternativ zu den Gruppen 131, 132 verwendet werden kann. Mit anderen Worten kann beispielsweise nur der Sensor 133 vorhanden sein und auf die Gruppen 131, 132 verzichtet werden, ohne dass es zu Funktionseinschränkungen kommt.
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein Parkassistenzsystem 110, beispielsweise für das Fahrzeug 100 der 1 - 4. Das Parkassistenzsystem 110 ist zum autonomen Steuern des Fahrzeugs 100 eingerichtet. Das Parkassistenzsystem 110 umfasst eine Empfangseinheit 112 zum Empfangen einer Mehrzahl von Sensorsignalen von einer entsprechenden Mehrzahl von an dem Fahrzeug angeordneten Umgebungssensoren 120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133 (siehe 1 und 4), wobei das jeweilige Sensorsignal indikativ für in einem bestimmten Bereich 102, 104, 106, 108 (siehe 1 - 3) in einer Umgebung des Fahrzeugs 100 angeordneten Hindernissen 300 (siehe 2 oder 3) ist, und wobei eine erste Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen ersten Seitenbereich 106 des Fahrzeugs 100 ist und eine zweite Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen dem ersten Seitenbereich 106 gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich 108 des Fahrzeugs 100 ist.
Das Parkassistenzsystem 110 umfasst zudem eine Detektionseinheit 114 zum Ermitteln, ob sich in dem ersten und/oder zweiten Seitenbereich 106, 108 ein Hindernis 300 befindet, in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen, und eine Ermittlungseinheit 116 zum Ermitteln einer Trajektorie TR (siehe 2 oder 3) für das Fahrzeug 100, welche durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich 106, 108 verläuft, wenn kein Hindernis 300 in dem jeweiligen Seitenbereich 106, 108 ermittelt wurde, und eine Steuereinheit 118 zum Veranlassen einer autonomen Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie TR.
Das Parkassistenzsystem 110 ist zum Ausführen des anhand der 6 erläuterten Verfahrens eingerichtet.
6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Betreiben eines Parkassistenzsystems 110 für ein Fahrzeug 100 (siehe 1 - 4), wie dem Parkassistenzsystem 110 der 1 oder 5. Das Parkassistenzsystem 110 ist zum autonomen Steuern des Fahrzeugs 100 eingerichtet. In einem ersten Schritt S1 wird eine Mehrzahl von Sensorsignalen von einer entsprechenden Mehrzahl von an dem Fahrzeug 100 angeordneten Umgebungssensoren 120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133 (siehe 1 oder 4) empfangen, wobei das jeweilige Sensorsignal indikativ für in einem bestimmten Bereich 102, 104, 106, 108 (siehe 1 - 3) in einer Umgebung des Fahrzeugs 100 angeordneten Hindernissen 300 (siehe 2 oder 3) ist, und wobei eine erste Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen ersten Seitenbereich 106 des Fahrzeugs 100 ist und eine zweite Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen dem ersten Seitenbereich 106 gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich 108 des Fahrzeugs 100 ist. In einem zweiten Schritt S2wird ermittelt, ob sich in dem ersten und/oder zweiten Seitenbereich 106, 108 ein Hindernis 300 befindet, in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen. In einem dritten Schritt S3 wird eine Trajektorie TR (siehe 2 oder 3) für das Fahrzeug 100 ermittelt, welche durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich 106, 108 verläuft, wenn ermittelt wurde, dass der jeweilige Seitenbereich 106, 108 frei von Hindernissen 300 ist, und in einem vierten Schritt S4 wird eine autonome Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie TR veranlasst.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
102: Bereich
104: Bereich
106: Bereich
108: Bereich
110: Parkassistenzsystem
112: Empfangseinheit
114: Detektionseinheit
116: Ermittlungseinheit
118: Steuereinheit
120: Umgebungssensor
122: Umgebungssensoren
124: Umgebungssensoren
126: Umgebungssensoren
128: Umgebungssensoren
131: Umgebungssensoren
132: Umgebungssensoren
133: Umgebungssensoren
200: Straße
210: Parkplätze
300: Hindernis
I: Fahrspur
II: Fahrspur
III: Fahrspur
IV: Fahrspur
S1: Verfahrensschritt
S2: Verfahrensschritt
S3: Verfahrensschritt
S4: Verfahrensschritt
TR: Trajektorie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 20150078130 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133 [0059]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Parkassistenzsystems (110) für ein Fahrzeug (100), wobei das Parkassistenzsystem (110) zum autonomen Steuern des Fahrzeugs (100) eingerichtet ist, das Verfahren umfassend die Schritte: Empfangen (S1) einer Mehrzahl von Sensorsignalen von einer entsprechenden Mehrzahl von an dem Fahrzeug (100) angeordneten Umgebungssensoren (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133), wobei das jeweilige Sensorsignal indikativ für in einem bestimmten Bereich (102, 104, 106, 108) in einer Umgebung des Fahrzeugs (100) angeordneten Hindernissen (300) ist, und wobei eine erste Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen ersten Seitenbereich (106) des Fahrzeugs (100) ist und eine zweite Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen dem ersten Seitenbereich (106) gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich (108) des Fahrzeugs (100) ist, Ermitteln (S2), ob sich in dem ersten und/oder zweiten Seitenbereich (106, 108) ein Hindernis (300) befindet, in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen, Ermitteln (S3) einer Trajektorie (TR) für das Fahrzeug (100), welche durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich (106, 108) verläuft, wenn ermittelt wurde, dass der jeweilige Seitenbereich (106, 108) frei von Hindernissen (300) ist, und Veranlassen (S4) einer autonomen Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie (TR).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl bestimmter Bereiche (102, 104, 106, 108) einen im Wesentlichen geschlossenen Bereich um das Fahrzeug (100) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Anzahl von Sensorsignalen jeweils wenigstens drei Ultraschall-Sensorsignale umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Anzahl von Sensorsignalen jeweils wenigstens ein Radar-Sensorsignal, ein Lidar-Sensorsignal und/oder ein Kamera-Sensorsignal umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Umgebungssensoren (126, 128, 131, 132, 133), von denen die erste und die zweite Anzahl von Sensorsignalen empfangen wird, nur aktiv sind, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100) kleiner oder gleich einer vorbestimmten oberen Grenzgeschwindigkeit ist, wobei die obere Grenzgeschwindigkeit aus einem Bereich von 2 - 60 km/h ausgewählt ist, insbesondere 3 - 30 km/h, vorzugsweise 10 km/h, bevorzugt 7 km/h, weiter bevorzugt 5 km/h, beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum autonomen Ausparken des Fahrzeugs (100) durchgeführt wird, wobei die ermittelte Trajektorie (TR) eine Parkposition des Fahrzeugs (100) mit einer Fahrposition des Fahrzeugs (100) verbindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (100) vor der Durchführung des Verfahrens länger als eine vorbestimmte Mindestdauer stillgestanden hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangene erste Anzahl und die empfangene zweite Anzahl von Sensorsignalen zusätzlich dazu verwendet werden, um zu ermitteln, ob sich in einem Verschwenkbereich einer Tür des Fahrzeugs (100) ein Hindernis (300) befindet, und wobei eine vorbestimmte Aktion durchgeführt wird, wenn ein Hindernis (300) in dem Verschwenkbereich ermittelt wurde.
Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8 auszuführen.
Parkassistenzsystem (110) für ein Fahrzeug (100), wobei das Parkassistenzsystem (110) zum autonomen Steuern des Fahrzeugs (100) eingerichtet ist, mit: einer Empfangseinheit (112) zum Empfangen einer Mehrzahl von Sensorsignalen von einer entsprechenden Mehrzahl von an dem Fahrzeug (100) angeordneten Umgebungssensoren (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133), wobei das jeweilige Sensorsignal indikativ für in einem bestimmten Bereich (102, 104, 106, 108) in einer Umgebung des Fahrzeugs (100) angeordneten Hindernissen (300) ist, und wobei eine erste Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen ersten Seitenbereich (106) des Fahrzeugs (100) ist und eine zweite Anzahl der Sensorsignale indikativ für einen dem ersten Seitenbereich (106) gegenüberliegenden zweiten Seitenbereich (108) des Fahrzeugs (100) ist, einer Detektionseinheit (114) zum Ermitteln, ob sich in dem ersten und/oder zweiten Seitenbereich (106, 108) ein Hindernis (300) befindet, in Abhängigkeit der empfangenen ersten und/oder zweiten Anzahl von Sensorsignalen, einer Ermittlungseinheit (116) zum Ermitteln einer Trajektorie (TR) für das Fahrzeug (100), welche durch den ersten oder den zweiten Seitenbereich (106, 108) verläuft, wenn kein Hindernis (300) in dem jeweiligen Seitenbereich (106, 108) ermittelt wurde, und einer Steuereinheit (118) zum Veranlassen einer autonomen Fahrt entlang der ermittelten Trajektorie (TR).
Fahrzeug (100) mit einer Mehrzahl von Umgebungssensoren (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133), wobei der jeweilige Umgebungssensor (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133) zum Erfassen von in einem bestimmten Bereich (102, 104, 106, 108) einer Umgebung des Fahrzeugs (100) angeordneten Hindernissen (300) und zum Ausgeben eines entsprechenden Sensorsignals eingerichtet ist, und wobei eine erste Anzahl der Umgebungssensoren (126) zum Erfassen eines ersten Seitenbereichs (106) des Fahrzeugs (100) eingerichtet ist und eine zweite Anzahl der Umgebungssensoren (128) zum Erfassen eines dem ersten Seitenbereich (106) gegenüberliegenden zweiten Seitenbereichs (108) des Fahrzeugs (100) eingerichtet ist, und mit einem Parkassistenzsystem (110) gemäß Anspruch 10.
Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Umgebungssensoren (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133) einen oder mehrere Ultraschallsensoren, einen oder mehrere Radar-Sensoren, einen oder mehrere Lidar-Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras umfassen.
Fahrzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Umgebungssensoren (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133) der ersten Anzahl und der zweiten Anzahl auf einer dem jeweiligen Seitenbereich (106, 108) entsprechenden Fahrzeugseite des Fahrzeugs (100) angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige wenigstens eine Umgebungssensor (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133) in einem Abschnitt der Fahrzeugseite zwischen einer Vorderachse des Fahrzeugs (100) und einer Hinterachse des Fahrzeugs (100) angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anzahl und die zweite Anzahl von Umgebungssensoren (120, 122, 124, 126, 128, 131, 132, 133) jeweils wenigstens drei Ultraschallsensoren (131, 132) umfasst, wobei die jeweiligen drei Ultraschallsensoren (131, 132) an der dem jeweiligen Seitenbereich entsprechenden Fahrzeugseite derart angeordnet sind, dass diese jeweils eine Ebene aufspannen.