DE102009039691A1

DE102009039691A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einparken eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009039691A1
Application number: DE102009039691A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Wuttke; Frank Schwitters; Philipp Hüger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG; Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2010-11-25

Abstract

Ein Verfahren zum Einparken eines Kraftfahrzeuges in eine Querparklücke weist die folgenden Schritte auf: - Vermessen der Parklücke während der Vorbeifahrt, - Bestimmen einer n-zügigen Einparktrajektorie mit der Anzahl n größer oder gleich Eins, - Beginn der Durchführung eines Einparkvorgangs basierend auf der bestimmten Einparktrajektorie, - Vermessen der Parklücke während des Einparkvorgangs und Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich der Querparklücke, und - Korrektur der Einparktrajektorie aufgrund der Ergebnisse der Vermessung der Querparklücke und der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs während des Einparkvorgangs. Eine entsprechende Vorrichtung realisiert das Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Querparklücke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Parkassistenzsysteme, wie beispielsweise ein Parklenkassistent zum assistierten Einparken eines Kraftfahrzeugs oder Einparksysteme zum vollautomatischen Einparken eines Kraftfahrzeugs sind bekannt, wobei Parkassistenzsysteme zum unterstützten Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine geeignete Parklücke mittlerweile zu den Sonderausstattungen gehobener Kraftfahrzeuge gehören.
So zeigt die Druckschrift US 6 948 792 B2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einparken eines Kraftfahrzeug in eine Längsparklücke, wobei eine Vielzahl von um das Fahrzeug angeordneten Sensoren die Parklücke vermessen, Hindernisse feststellen und das Fahrzeug aus einer geeigneten Anfangsposition in geeigneter Weise in die Parklücke manövrieren.
Aus der DE 38 13 083 C2 ist eine Einparkhilfe für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der das Kraftfahrzeug beiderseits vorne und hinten seitlich angeordnete Abstandssensoren zur Bestimmung der Parklücke und der Abstände zu Hindernissen aufweist, wobei aus den Daten mittels einer geeigneten Steuereinheit Fahrerinstruktionen zum Einparken abgeleitet und dargestellt werden, so dass der Fahrer anhand der Instruktionen beim Einparkvorgang unterstützt wird und diesen unterstützt durchführen kann.
Ferner ist aus der WO 2005/118339 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Einparkvorgangs eines Fahrzeugs bekannt, wobei mittels einer Sensoranordnung die Parklücke während eines Vorbeifahrens des Kraftfahrzeugs an dieser erfasst wird und daraus entsprechende Abstandsdaten zum unterstützten Einparken zur Weiterleitung an den Fahrer erzeugt werden.
Ferner sind Parklenkassistenten bekannt, bei denen die Vermessung einer Querparklücke bei der Vorbeifahrt erfolgt. Anschließend wird aus den gemessenen Daten die Trajektorie eines n-zügigen Einparkvorgangs berechnet, wobei sich die Anzahl der Einparkzüge aus den vorhandenen Gegebenheiten des Umfelds der Parklücke ergibt. Entlang der berechneten Trajektorie wird das Fahrzeug in die Parklücke geführt, wobei der Parklenkassistent die Querführung übernimmt und das Bremsen und die Beschleunigung des Fahrzeugs während der Einparkzüge vom Fahrer durchgeführt werden.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist, dass Messfehler bei der Messung des Parklückenanfangs oder des Parklückenendes auftreten können, was zu einer unsicheren Unterstützung des Fahrers führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Querparklücke mit verbesserter Detektion des Parklückenanfangs und des Parklückenendes zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Querparklücke umfasst die folgenden Schritte:

– Vermessung der Parklücke während der Vorbeifahrt des Kraftfahrzeugs,
–Bestimmen einer n-zügigen Einparktrajektorie, wobei die Anzahl n ≥ 1 ist,
–Beginn der Durchführung eines Einparkvorgangs, der auf der im vorangegangenen Schritt durchgeführten Bestimmung der Einparktrajektorie basiert,
– Vermessen der Parklücke während des Einparkvorgangs und Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich der Querparklücke, und
– Korrektur der Einparktrajektorie aufgrund der Ergebnisse der kontinuierlichen Vermessung der Querparklücke und der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs während des Einparkvorgangs.

Damit wird beim Eintauchen in die Parklücke vorteilhafterweise der Einparkvorgang von der Wegplanung entlang der berechneten Trajektorie zur kontinuierlichen Regelung umgestellt, wobei die Nachvermessung der Parklücken dann vorliegt, wenn das Fahrzeug mit den hinteren Sensoren den Lückenanfangspunkt bei der Vorbeifahrt fehlerhaft bestimmt hat.
Vorzugsweise beträgt die Anzahl n der Einparkzüge eins, drei oder fünf.
Vorzugsweise beinhaltet die Korrektur der Einparktrajektorie eine vorgegebene Ausrichtung des Kraftfahrzeugs relativ zur Parklücke. Mit anderen Worten, während des Einparkvorgangs wird durch die kontinuierliche Nachvermessung der Querparklücke, d. h., beispielsweise die Fahrzeuge, welche die Querparklücke begrenzen, eine gewünschte Ausrichtung des Fahrzeugs bewirkt.
Die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise mittig zur Querparklücke erfolgen. Die Ausrichtung des Fahrzeugs zur Parklücke kann auch eine Funktion der Belegung des Kraftfahrzeugs sein. Mit anderen Worten, ist beispielsweise der Beifahrersitz belegt, so sollte die Ausrichtung so erfolgen, dass ein bequemes Aussteigen des Beifahrers möglich sein sollte.
Ferner kann bei Querparklücken, deren Breite größer als eine vorgegebene Mindestbreite ist, die Ausrichtung am Querparklückenende erfolgen. Mit anderen Worten, ist die Querparklücke beispielsweise breiter als 3,9 m, so wird das Fahrzeug am Lückenende ausgerichtet, d. h. an dem das Lückenende üblicherweise definierenden stehenden Fahrzeug. Dabei kann vorgeschrieben sein, dass das Eigenfahrzeug zum bereits parkenden Fahrzeug einen Mindestabstand, beispielsweise von 45 cm, einhält. Ferner sollte vorzugsweise das Fahrzeug parallel zum Parklückenende ausgerichtet sein, wobei parallel bedeutet, dass die Abweichung kleiner als ein vorgegebener Winkel, beispielsweise 2°, sein muss.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des im Vorangegangenen erläuterten Verfahrens, d. h. ein Parkassistenzsystem, umfasst eine linke und/oder rechte seitlich am Kraftfahrzeug angeordnete Sensorik zur Vermessung der Parklücke während der Vorbeifahrt, eine Steuereinheit zum Auswerten der Messdaten, sowie zur Bestimmung der Parklücke, zur Bestimmung einer Einparktrajektorie und zur Ausführung des Einparkvorgangs mittels einer Interaktion mit dem Fahrer, wobei die linke und rechte Sensorik des Kraftfahrzeugs jeweils eine vorne und hinten angeordnete Sensoreinheit umfasst, welche die seitliche Umgebung des Kraftfahrzeugs überwachen.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung weitere Sensoreinheiten auf, die das vordere und hintere Umfeld des Kraftfahrzeugs abdecken.
Weiter bevorzugt wird die Interaktion mit dem Fahrer mittels eines Touchscreen-Displays durchgeführt. Andere Formen der Interaktion sind selbstverständlich möglich.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
1 den Ablauf eines assistierten Querparkens,
2 die Sensorik eines Kraftfahrzeugs,
3 das Einfahren in eine Querparklücke,
4 mögliche Fehlmessungen bei der Parklückenbestimmung,
5 eine bevorzugte Ausrichtung bei übergroßen Parklücken,
6 die Ausrichtung des einparkenden Fahrzeugs zwischen zwei Objekten,
7A und 7B die Ausrichtung des Eigenfahrzeugs relativ zu einem linken bzw. rechten Objekt, und
8A und 8B die Ausrichtung des Eigenfahrzeugs relativ zu einem linken bzw. rechten kleinen Objekt.
1 zeigt einen typischen Ablauf eines Einparkvorgangs in eine Querparklücke PL. Das Eigenfahrzeug EF misst die Parklücke PL während der Vorbeifahrt 1 aus, wobei die Querparklücke durch zwei parkende Fahrzeuge F1, F2 definiert wird. Aufgrund der Breite der Parklücke PL und/oder anderer Umgebungsparameter hat die assistierende Parkhilfe, wie beispielsweise ein Parklenkassistent, einen dreizügigen Einparkvorgang berechnet mit einem ersten rückwärtigen Zug 2, einem zweiten Vorwärtszug 3 sowie einem weiteren rückwärtigen Zug 4, der das Eigenfahrzeug EF in die Parklücke PL einparkt. In dem genannten Beispiel wird die Querführung vom Parklenkassistenten übernommen. Es ist offensichtlich, dass die während der Vorbeifahrt 1 bestimmten Ausmaße der Parklücke PL, insbesondere der Anfang und das Ende der Parklücke, ausreichend genau bekannt sein müssen, um eine Kollision des Eigenfahrzeugs mit Flanken der parkenden Fahrzeuge F1 oder F2 zu vermeiden.
2 zeigt die Ausrüstung oder Bestückung des Eigenfahrzeugs EF mit der Umfeldsensorik. Im vorderen Bereich ist das Eigenfahrzeug EF mit einem seitlichen Umfeldsensor S links vorne sowie einem seitlichen Umfeldsensor T rechts vorne ausgerüstet. Weiterhin sind zur Detektion des vorderen Umfelds vier Umfeldsensoren K, L, M und N am Eigenfahrzeug EF angeordnet, um den vorderen Bereich lückenlos zu überdecken. Die gleiche Situation findet sich im hinteren Bereich des Eigenfahrzeugs EF, dort ist ein links seitlich detektierender Sensor U sowie ein rechts seitlich detektierender Umfeldsensor V am Fahrzeug EF vorzugsweise im Bereich der Rückleuchten angeordnet. Um den hinteren Bereich des Fahrzeugs EF abzudecken, ist dieses im hinteren Bereich mit weiteren vier Sensoren O, P, Q und R ausgestattet.
3 zeigt in schematischer Darstellung das Einfahren des Eigenfahrzeugs EF in eine Querparklücke PL bei einem einzügigen Einparkvorgang. Dargestellt sind wiederum die die Parklücke bildenden parkenden Fahrzeuge F1 und F2 mit ihren schematisch angedeuteten inneren seitlichen Flanken SF1 und SF2. Es ist entlang der als Pfeil dargestellten Einparktrajektorie 5 ersichtlich, dass mittels der seitlichen Sensoren V und U eine Abtastung und Erfassung der parklückenbegrenzenden Fahrzeuge F1 und F2 entlang der Einparktrajektorie 5 erfolgt. Eine Kollision mit den seitlichen Fahrzeugflanken SF1 und SF2, die nicht durch Stoßfänger geschützt sind, wird durch die fortlaufende Erfassung des Umfelds des Eigenfahrzeugs EF mittels der seitlichen Sensoren U und V vermieden, indem die Einparktrajektorie 5 geeignet nachgesteuert wird.
Ferner kann mittels der seitlichen Sensoren U und V auch die Ausrichtung des Eigenfahrzeugs EF in der Parklücke PL ausgerichtet werden. Als Ausrichtung kommen beispielsweise eine mittige Ausrichtung in der Parklücke PL oder eine Ausrichtung in der Parklücke PL in Frage, die von der Belegung des Eigenfahrzeugs EF abhängig ist. Ist beispielsweise der Beifahrersitz des Fahrzeugs EF nicht besetzt, dann kann das Fahrzeug EF näher an das parkende rechte Fahrzeug F2 manövriert werden, um dem Fahrer mehr Platz zum Aussteigen bezüglich des linken Fahrzeugs F1 zu bieten. Mit anderen Worten, das Fahrzeug EF wird mit der Seite dichter an die Parklückenbegrenzung geparkt, an der keine Personen sitzen, wodurch ein komfortables Aussteigen der Personen gewährleistet wird.
4 zeigt mögliche Messfehler auf, die zu Unzulänglichkeiten in der Bahnplanung führen. Wie bereits in 1 erläutert, wird die Parklücke bei der Vorbeifahrt des Eigenfahrzeugs EF vermessen und aufgrund der Vermessung eine 1-, 3- oder 5-zügige Einparktrajektorie 5 berechnet. Hat nun bei der Vorbeifahrt die Sensorik den Parklückenanfang PLA falsch bestimmt, beispielsweise zu früh, welches Punkt B anstelle Punkt A entsprechen würde, oder zu spät, was den Punkt B* anstelle Punkt A entspricht, so könnte die geplante Einparktrajektorie 5 zu einer Kollision mit dem den Parklückenanfang PLA bildenden Fahrzeug (nicht dargestellt) oder einem den Parklückenende PLE bildenden Fahrzeug (nicht dargestellt) führen. Aufgrund der hinteren seitlichen Sensorik U bzw. V, wie sie in den 2 und 3 dargestellt ist, ist es möglich, den Parklückenanfangspunkt A beim Eintauchen des Eigenfahrzeugs EF in die Parklücke PL richtig zu bestimmen, so dass mit dem Eintauchen des Eigenfahrzeugs EF die Einparktrajektorie 5 nachkorrigiert wird. Mit anderen Worten, beim Eintauchen in die Parklücke PL wird von der berechneten Wegplanung auf eine kontinuierliche Regelung umgestellt und die Einparktrajektorie 5 entsprechend angepasst.
5 zeigt das assistierte Einparken in eine Querparklücke PL, gebildet durch den Parklückenanfang PLA und das Parklückenende PLE. Dabei ist die Parklückenbreite PLB größer als eine vorgegebene Breite, beispielsweise 3,9 m. In diesem Fall wird nicht die Lückenmitte der Parklücke PL als Zielposition verwendet, sondern es wird eine Zielposition anhand der Einparktrajektorie 5 angefahren, die parallel und unter einem vorgegebenen Abstand zum Parklückenende PLE liegt. Der minimale Parkabstand PA beträgt beispielsweise 45 cm zum Parklückenende PLE. Das Parklückenende PLE wird hier wieder üblicherweise durch ein parkendes Fahrzeug (nicht dargestellt) vorgegeben. Auch der Parklückanfang PA kann durch ein Fahrzeug (nicht dargestellt) gebildet werden.
6 zeigt die eingeparkte Anordnung des Eigenfahrzeugs EF zwischen zwei Fahrzeugen F1 und F2 innerhalb einer Parklücke PL der Breite PLB, wobei das Eigenfahrzeug EF eine Fahrzeugbreite EFB aufweist. Als Funktion der Parklückenbereite PB sowie der Eigenfahrzeugbreite EFB sind seitliche Abstände a, b, d und c möglich, die bestimmte vorgegebene Mindestgrößen nicht unterschreiten dürfen, um dazu zu führen, dass das Eigenfahrzeug EF im wesentlichen parallel zur mittigen Linie der Parklücke PL angeordnet ist. Dies bedingt, dass ein Winkel ψ, der die Abweichung der Fahrzeuglängsachse zur Parklückenachse definiert, kleiner sein muss als ein vorgegebener Wert, im vorliegenden Fall kleiner als beispielsweise 2°.
Für die Zielparkposition des Eigenfahrzeugs EF in der durch die beiden Fahrzeuge F1, F2 gebildeten Parklücke PL mit der Breite PB gilt für die von den Außenkanten der Reifen des Eigenfahrzeugs gemessenen Abständen a, b, c und d zu den seitlichen Fahrzeugen F1. F2:
a, b, c, d = ½ (PB – EFB) mit Abweichungen von +/–10 cm, wobei noch gilt, dass |ψ| < 2° ist.
Ferner muss für die Parklückenbreite PLB gelten, dass die Parklückenbreite PLB durch eine minimale Breite nach unten und eine maximale Breite nach oben begrenzt ist. Die minimale Breite kann 2 m und die maximale Breite 6 m betragen.
Die 7A und 7B zeigen die schematische Anordnung des Eigenfahrzeugs EF jeweils zu einem linken Fahrzeug F1 bzw. zu einem rechten parklückenbegrenzenden Fahrzeug F2. Hier gilt, dass die seitlichen Abstände a und d bzw. b und c gleich einem vorbestimmten seitlichen Parkabstand mit einer Abweichung von +/–10 cm betragen, wobei ferner gilt, dass |ψ| < 2° zum seitlichen Objekt F1, F2 ist
In den 8A und 8B ist der relevante Abstand d bzw. c zu kurzen seitlichen Objekten Ob1 bzw. Ob2 zusammen mit dem Abweichungswinkel ψ dargestellt. Dabei sind kurze seitliche Objekte als unplausible Objekte, wie beispielsweise ein Baum definiert, oder als solche Objekte definiert, die eine Ausdehnung in die Tiefe von weniger als 1,5 m aufweisen. Hier gilt für die Abstände c und d, dass diese gleich einem vorbestimmten seitlichen Parkabstand mit einer Abweichung von +/–10 cm betragen, wobei ferner gilt, dass |ψ| < 1° zum seitlichen kurzen Objekt ist Ob1, Ob2 ist.

1: Vorbeifahrt
2: Zug 1 rückwärts
3: Zug 2 vorwärts
4: Zug 3 rückwärts
5: Einparktrajetorie
EF: Eigenfahrzeug
F1: Fahrzeug links
F2: Fahrzeug rechts
PL: Parklücke
SF1: seitliche Flanke Fahrzeug 1
SF2: seitliche Flanke Fahrzeug 2
K: Umfeldsensor links vorne
L: Umfeldsensor links vorne Mitte
M: Umfeldsensor rechts vorne Mitte
N: Umfeldsensor rechts vorne
O: Umfeldsensor links hinten
P: Umfeldsensor links hinten Mitte
Q: Umfeldsensor rechts hinten Mitte
R: Umfeldsensor rechts hinten
S: Umfeldsensor links vorne seitlich
T: Umfeldsensor rechts vorne seitlich
U: Umfeldsensor links hinten seitlich
V: Umfeldsensor rechts hinten seitlich
B: Messpunkt
B*: Messpunkt
A: Messpunkt
PLA: Parklückenanfang
PLE: Parklückenende
PLB: Parklückenbreite
PA: Parkabstand
EFB: Eigenfahrzeugbreite
a: seitlicher Abstand
b: seitlicher Abstand
c: seitlicher Abstand
d: seitlicher Abstand
Ob1: Objekt
Ob2: Objekt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6948792 B2 [0003]
- DE 3813083 C2 [0004]
- WO 2005/118339 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Einparken eines Kraftfahrzeuges (EF) in eine Querparklücke (PL) mit den Schritten: Vermessen der Parklücke (PL) während der Vorbeifahrt (1), Bestimmen einer n-zügigen Einparktrajektorie (2, 3, 4) mit der Anzahl n größer oder gleich Eins, Beginn der Durchführung eines Einparkvorgangs basierend auf der bestimmten Einparktrajektorie (5), Vermessen der Parklücke (PL) während des Einparkvorgangs und Bestimmung der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (EF) bezüglich der Querparklücke (PL), und Korrektur der Einparktrajektorie (5) aufgrund der Ergebnisse der Vermessung der Querparklücke (PL) und der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (EF) während des Einparkvorgangs.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl n der Einparkzüge (2, 3, 4) 1, 3 oder 5 beträgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Einparktrajektorie (5) eine vorgegebene Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (EF) relativ zur Parklücke (PL) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung mittig zur Parklücke (PL) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung des Fahrzeugs (EF) zur Parklücke (PL) eine Funktion der Belegung des Kraftfahrzeugs ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Querparklücken, deren Breite (PLB) größer als eine vorgegebene Mindestbreite ist, die Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (EF) relativ zum Parklückenende (PLE) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (EF) parallel zum Parklückenende (PLE) mit einem vorgegebenen Abstand (PA) erfolgt, wobei die Abweichung von der Parallelität zum Parklückenende (PLE) kleiner als ein vorgegebener Winkel ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer linken und rechten seitlich am Kraftfahrzeug angeordneten Sensorik (S, T, U, V) zur Vermessung der Parklücke, einer Steuereinheit zum Auswerten der Messdaten und Bestimmung einer Einparktrajektorie (5) sowie zur Interaktion mit dem Fahrer und zum Ausführen des Einparkvorgangs, wobei die linke und rechte Sensorik jeweils eine vorne und eine hinten angeordnete Sensoreinheit umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weitere Sensoreinheiten (K, L, M, N, O, P, Q, R) aufweist, die das vordere und hintere Umfeld des Kraftfahrzeugs (EF) überwachen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Touch-Screen zur Interaktion mit dem Fahrer aufweist.