DE102021203825B4

DE102021203825B4 - Verfahren und System zur Optimierung eines detektierten Parkplatzes

Info

Publication number: DE102021203825B4
Application number: DE102021203825.5A
Authority: DE
Inventors: Jochen Grieser; Martin Buczko
Original assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Current assignee: Aumovio Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2041-04-20
Also published as: DE102021203825A1; US12479420B2; CN117222570A; JP7624528B2; JP2024511487A; KR20230150845A; US20240199004A1; WO2022223083A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verbesserten Nutzung eines durch ein Parkassistenzsystem (1) detektierten Parkplatzes umfassend folgende Schritte:a) Detektion eines potentiell nutzbaren Parkplatzes durch initiales Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes mittels einer Sensorik (2) eines Fahrzeugs (F) (S10);b) Bestimmen einer initialen Parkflächenkontur (4) und einer initialen Parkflächenausrichtung (α) für den detektierten, potentiell nutzbaren Parkplatz und Bestimmen eines Gütekriteriums für den Parkplatz (S11);c) Ändern der Parkflächenausrichtung (α) durch Drehung der initialen Parkflächenkontur (4) um eine vertikale Hochachse, wobei eine Parkflächenkontur mit geänderter Drehlage entsteht (S12);d) Berechnen eines modifizierten Gütekriteriums basierend auf der geänderte Drehlage der Parkflächenkontur (S13);e) Prüfen, ob sich das Gütekriterium für den Parkplatz verbessert hat (S14);f) Iteratives Wiederholen der Schritte c) bis e) bis ein Abbruchkriterium erreicht wurde (S15);g) Festlegen einer finale Parkzielfläche (5) mit einer finalen Parkflächenkontur und Parkflächenausrichtung basierend auf dem ermittelten höchsten Gütekriterium (S16);h) Durchführen des Parkvorgangs derart, dass das Fahrzeug (F) auf die finale Parkzielfläche (5) eingeparkt wird (S17).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur verbesserten Nutzung eines durch ein Parkassistenzsystem erkannten und zumindest teilautonom beparkten Parkplatzes.
Parkassistenzsysteme sind grundsätzlich bekannt. Zur Detektion eines Parkplatzes bei einem (teil-)automatischen Parkassistenzsystem wird eine Parklücke bzw. ein möglicher Parkplatz beim Vorbeifahren gescannt. Aufgrund begrenzter Reichweite der Sensorik und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (beispielsweise bis zu 50 km/h) wird häufig die exakte Parksituation nicht korrekt erkannt. Insbesondere wird häufig lediglich der dem Fahrzeug benachbarte Rand der Parklücke erkannt, so dass weitere begrenzende Umgebungsobjekte, wie beispielsweise weitere parkende Fahrzeuge und Begrenzungen bzw. eingezeichnete Linien auf dem Boden nur ungenügend genau erfasst werden.
Die initiale Detektion der Parklücke erfolgt beispielsweise nicht genau parallel bzw. senkrecht zur optimalen Parkstellung des Fahrzeugs in der Parklücke bzw. das Fahrzeug scannt die Parklücke nicht ideal rechtwinklig, so dass bei der initialen Festlegung einer Parkflächenkontur durch das Parkassistenzsystem nicht klar ist, wie die Parkflächenkontur tatsächlich ausgerichtet sein sollte, um ein optimales Parkergebnis zu erhalten. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn keine bildgebenden Sensoren wir Kameras eingesetzt werden, die eine Interpretation von durch andere Sensoren bereitgestellten Informationen erlauben würden (z.B. anhand von eingezeichneten Linien auf dem Boden).
Zudem können angrenzende Objekte wie z.B. Fahrzeuge, die ebenfalls nicht optimal eingeparkt wurden, schräg zum tatsächlichen Parkplatz stehen. Wird die zu beparkende Parkflächenkontur nun entlang der eigenen Fahrzeugausrichtung berechnet, wird das Fahrzeug durch das Parkassistenzsystem derart eingeparkt, dass dieses nicht zufriedenstellend, d.h. insbesondere der normalen, vom menschlichen Fahrer eingenommenen Parkstellung entsprechend, zwischen den begrenzenden Objekten platziert wird.
Problematisch bei den bekannten Parkassistenzsystemen ist damit, dass häufig eine nicht optimale Ausnutzung der Parklücke erfolgt und teilweise Parkvorgänge nicht eingeleitet bzw. abgebrochen werden, weil die Parklücke als nicht beparkbar angesehen wird, obwohl durch eine Variation der Parkflächenausrichtung und/oder Parkflächengröße eine Beparkbarkeit möglich wäre.
Die Druckschrift DE 10 2016 220 637 A1 offenbart ein Parkassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zum Unterstützen des Beparkens einer sich vor oder hinter dem Fahrzeug befindlichen Kopfparklücke, umfassend eine Umfeldsensorik zur Erfassung von Information über das Fahrzeugumfeld, eine Steuereinheit zur Bestimmung eines Parkziels innerhalb der Kopfparklücke, welche eingerichtet ist, unter Berücksichtigung der Information über das Fahrzeugumfeld ein Parkziel in der Kopfparklücke in Abhängigkeit einer für den aktuellen Lenkwinkel charakteristischen Größe zu bestimmen, wobei zumindest die Querposition des Parkziels in der Kopfparklücke in Querrichtung quer zur Kopfparklücke von der für den aktuellen Lenkwinkel charakteristischen Größe abhängig ist, und eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des eingestellten Parkziels innerhalb der Kopfparklücke, wobei das Parkassistenzsystem eingerichtet ist, bei fahrerseitiger Änderung des Lenkwinkels über das Lenkrad zumindest die Querposition des über die Anzeigeeinrichtung angezeigten Parkziels in Abhängigkeit der für den Lenkwinkel charakteristischen Größe zu verschieben, und den Fahrer beim Beparken der Kopfparklücke auf das über das Lenkrad eingestellte Parkziel zu unterstützen.
Die Druckschrift DE 10 2015 208 123 A1 offenbart ein per Fernbedienung von außerhalb eines Kraftfahrzeugs kontrollierbares Parkassistenzsystem zum automatisierten Einparken des Kraftfahrzeugs in eine Kopfparklücke in Vorwärtsfahrt und/oder Rückwärtsfahrt, wobei das Parkassistenzsystem umfasst: eine Umfeldsensorik zur Bestimmung von Umfeldinformation bezüglich der Parklücke, eine Parkgeraden-Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung einer Parkgerade in Längsrichtung der Parklücke basierend auf der Umfeldinformation und eine Querführungseinrichtung zur automatisierten Querführung des Fahrzeugs beim Einparken in die Parklücke basierend auf der Parkgerade, wobei die Querführungseinrichtung eingerichtet ist, die Längsachse des Kraftfahrzeugs auf die Parkgerade einzustellen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur verbesserten Nutzung eines durch ein Parkassistenzsystem detektierten Parkplatzes anzugeben, das eine verbesserte Ausnutzung der vorhandenen Parklücke ermöglicht und damit ein dem Parkverhalten des menschlichen Fahrers nachempfundenes natürlicheres Einparken des Fahrzeugs ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Parkassistenzsystem für ein Fahrzeug ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 13 und ein Fahrzeug mit einem solchen Parkassistenzsystem ist Gegenstand des weiteren nebengeordneten Patentanspruchs 14.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur verbesserten Nutzung eines durch ein Parkassistenzsystem detektierten Parkplatzes. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

Zunächst wird ein potentiell nutzbarer Parkplatz durch initiales Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes mittels einer Sensorik eines Fahrzeugs detektiert. Als Sensorik kann dabei jegliche Sensorik des Fahrzeugs zum Einsatz kommen, beispielsweise Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Kameras, LIDARs etc. Beispielsweise wird beim initialen Erfassen lediglich ein dem Fahrzeug benachbarter Teilbereich der Parklücke erfasst, nicht aber die gesamte Parksituation entlang der Tiefe der Parklücke.

Anschließend wird eine initiale Parkflächenkontur und eine initiale Parkflächenausrichtung für den detektierten, potentiell nutzbaren Parkplatz bestimmt. Die initiale Parkflächenkontur kann beispielsweise aus den Informationen berechnet werden, die durch das initiale Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes zur Verfügung stehen. Beispielsweise kann die initiale Parkflächenkontur eine rechteckige Fläche sein, deren Größe zumindest zum Teil aus den initial erfassten Informationen des Parkplatzes und vorzugsweise zum Teil auch aus fahrzeugeigenen Informationen, beispielsweise der Länge und/oder Breite des einzuparkenden Fahrzeugs abgeleitet ist. Unter initialer Parkflächenausrichtung wird die Drehlage dieser Parkflächenkontur in der Horizontalen verstanden, wobei sich die Drehlage auf eine Referenzachse beziehen kann.
Anschließend wird die Parkflächenausrichtung durch Drehung der initialen Parkflächenkontur oder einer davon abgeleiteten Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse geändert. Dadurch entsteht eine Parkflächenkontur mit geänderter Drehlage. Dies bedeutet, dass zunächst in dem ersten Iterationsschritt ausgehend von der initialen Parkflächenausrichtung die initiale Parkflächenkontur gedreht wird und in den nachfolgenden Iterationsschritten entweder wieder mit dieser initialen Parkflächenausrichtung gestartet wird (beispielsweise dann, wenn der erste Iterationsschritt zu einem nicht validen Parkplatz geführt hat), oder eine modifizierte Parkflächenkontur bzw. eine modifizierte Parkflächenausrichtung zur weiteren Parkplatzverbesserung herangezogen wird.
Nach der Änderung der Drehlage der Parkflächenkontur wird ein modifiziertes Gütekriterium berechnet. Vorzugsweise wird für den initial erfassten Parkplatz, d.h. die initiale Parkflächenkontur und die dazu gehörige initiale Parkflächenausrichtung ebenfalls bereits ein Gütekriterium festgelegt bzw. berechnet. Das Gütekriterium kann sich auf einen Parameter des Parkplatzes beziehen, beispielsweise die Breite der Parkflächenkontur, die Fläche der Parkflächenkontur, die Ausrichtung der Parkflächenkontur an anderen Objekten oder eine gewichtete Kombination dieser Parameter etc. Durch das modifizierte Gütekriterium lässt sich feststellen, ob sich die Nutzbarkeit des Parkplatzes durch die Änderung der Drehlage der Parkflächenkontur verändert hat.
Anschließend wird geprüft, ob sich das Gütekriterium für den Parkplatz verbessert hat. Dies kann insbesondere durch einen Vergleich des aktuellen Werts des Gütekriteriums mit einem initialen Wert des Gütekriteriums bzw. einem Wert des Gütekriteriums aus einem vorherigen Iterationsschritt erfolgen.
Die vorstehenden Schritte der Änderung der Parkflächenausrichtung, Berechnung eines modifizierten Gütekriteriums und Prüfung der Verbesserung des Gütekriteriums werden anschließend iterativ wiederholt, bis ein Abbruchkriterium erreicht wurde. Das Abbruchkriterium kann beispielsweise sein, dass sich das Gütekriterium nicht mehr wesentlich verbessert, d.h. ein Maximum oder im Wesentlichen ein Maximum des Gütekriteriums erreicht wurde. Alternativ kann ein Schwellwert als Abbruchkriterium vorgegeben sein, so dass dann, wenn das Gütekriterium den Schwellwert übersteigt, die Iterationen beendet werden.
Anschließend wird eine finale Parkzielfläche mit einer finalen Parkflächenkontur und Parkflächenausrichtung basierend auf dem ermittelten höchsten Gütekriterium festgelegt.
Zuletzt wird der Parkvorgang derart durchgeführt, dass das Fahrzeug auf die finale Parkzielfläche eingeparkt wird.
Der technische Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass eine vorteilhafte Beparkung des Parkplatzes durch das Parkassistenzsystem erreicht wird, und zwar unabhängig davon, wie die Parklücke initial gescannt wurde, d.h. auch nach einem schrägen Vorbeifahren an der Parklücke kann in diese in einer dem menschlichen Fahrverhalten angepassten Weise eingeparkt werden. Damit können zusätzlich Parklücken beparkt werden, die von herkömmlichen Parkassistenzsystemen verworfen würden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Änderung der Parkflächenausrichtung durch eine Drehung in und/oder gegen den Uhrzeigersinn. Beispielsweise kann zunächst versucht werden, die Nutzung der Parkfläche durch Drehung in eine erste Drehrichtung zu verbessern. Diese erste Drehrichtung kann beispielsweise fest vorgegeben sein oder anhand von verfügbaren Informationen über die Parksituation bzw. basierend auf Umgebungsinformationen, die durch die Sensorik des Fahrzeugs bereitgestellt werden, festgelegt werden. Die Informationen können beispielsweise die Ausrichtung von benachbarten Fahrzeugen, die Ausrichtung von Parkplatzmarkierungen und/oder die Ausrichtung von sonstigen Objekten sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird zunächst iterativ die Parkflächenkontur jeweils in eine erste Drehrichtung gedreht und nach dem Erreichen eines Abbruchkriteriums in die zweite Drehrichtung gedreht. Das Abbruchkriterium kann beispielsweise sein, dass in dem letzten Iterationsschritt keine Verbesserung des Gütekriteriums erreicht wurde.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die erste Drehrichtung basierend auf einer beim initialen Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes abgeleiteten Parksituation bestimmt. Dadurch kann bereits mit einer vorteilhaften Drehrichtung gestartet werden, bei der zu erwarten ist, dass sich eine Verbesserung des Gütekriteriums ergibt. Beispielsweise kann die Ausrichtung von benachbarten Fahrzeugen, die Ausrichtung von Parkplatzmarkierungen oder sonstigen Objekten dazu verwendet werden, die erste Drehrichtung festzulegen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Schrittweite der Drehung der Parkflächenkontur verändert. Insbesondere kann dann, wenn in einem Iterationsschritt eine Verbesserung des Gütekriteriums erreicht wurde, mit einer größeren Schrittweite in dieselbe Richtung weitergedreht werden. Wenn jedoch in einem Iterationsschritt keine Verbesserung des Gütekriteriums erreicht wurde bzw. der Iterationsschritt zu einem nicht validen Parkplatz geführt hat, wird vorzugsweise im nächsten Iterationsschritt die Schrittweite verkleinert. Dadurch kann ein Optimum oder im Wesentlichen ein Optimum der Parkplatznutzung erreicht werden.
Vorzugsweise wird nach einer Durchführung eines Iterationsschritts, bei dem sich das Gütekriterium verbessert hat, d.h. die Nutzbarkeit des Parkplatzes hat sich verbessert, ein Iterationsschritt durchgeführt, bei dem keine Änderung der Drehlage erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass erkennbar wird, ob sich das Gütekriterium aufgrund der Drehung der Parkflächenkontur oder aufgrund einer Detektion von neuen Objekten, die durch die Bewegung des Fahrzeugs in die Parklücke hinein neu erkannt wurden, verändert hat.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird nach einem Iterationsschritt geprüft, ob die Parkflächenkontur festgelegte Größenkriterien erfüllt. Dadurch wird erreicht, dass der Parkplatz als valide klassifiziert werden kann, d.h. eine Größe vorliegt, die eine Beparkbarkeit erlaubt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel geben die Größenkriterien eine Untergrenze und/oder Obergrenze für die Länge und Breite der Parkflächenkontur an. Dadurch kann geprüft werden, ob das einzuparkende Fahrzeug in die Parklücke überhaupt eingeparkt werden kann, da die Parklücke in der aktuellen Drehlage der Parkflächenkontur eine vorgegebene Mindestgröße hat. Durch das Festlegen einer Obergrenze für die Länge und Breite der Parkflächenkontur kann erreicht werden, dass nicht beliebig große Flächen als Parkplatz angesehen und beparkt werden.
Erfindungsgemäß wird zumindest in einigen Iterationsschritten nach der Drehung der Parkflächenkontur geprüft, ob die Länge und oder Breite der Parkflächenkontur kollisionsfrei vergrößert werden kann. Wenn dies der Fall ist, wird die Länge und/oder Breite der Parkflächenkontur derart vergrößert, dass eine vergrößerte Parkflächenkontur entsteht, die überlappungsfrei mit Umgebungsobjekten ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Vergrößerung der Parkflächenkontur derart vollzogen, dass zunächst eine Überlappung mit zumindest einem Umgebungsobjekt, vorzugsweise mit allen benachbarten Umgebungsobjekten erfolgt und dann die vergrößerte Parkflächenkontur solange verkleinert wird, bis keine Überlappung mit den erkannten Umgebungsobjekten mehr vorliegt. Dadurch kann eine Erweiterung der Parkflächenkontur mit dem Vorteil einer größtmöglichen Parkflächenausdehnung erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Schritt des Änderns der Parkflächenausrichtung durch Drehung der Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse erstmals dann vollzogen wird, wenn der Parkvorgang durch das Parkassistenzsystem bereits gestartet wurde und das Fahrzeug bereits teilweise in die Parklücke bewegt wurde. Dies ist dann vorteilhaft, wenn eine Sensorik verwendet wird, die den Umgebungsbereich des Fahrzeugs lediglich im sehr engen Umfeld, beispielsweise bis zu 5m erfassen kann. Durch das Starten der Parkflächenoptimierung nach dem teilweisen Bewegen des Fahrzeugs in die Parklücke wird erreicht, dass bereits mehr Informationen über die Parksituation zur Verfügung stehen als bei dem initialen Bestimmen der Parkflächenkontur und deren Drehlage. Somit kann die Parkflächenkontur und deren Drehlage verbessert an Parksituationen angepasst werden, die erst beim Bewegen des Fahrzeugs in die Parklücke erkennbar werden.
Für den Fall, dass eine Sensorik zur Erkennung der Parksituation verwendet wird, die den Parkplatz in einer hinreichenden Tiefe bereits vor Beginn des Parkvorgangs erfassen kann, kann der Schritt des Änderns der Parkflächenausrichtung durch Drehung der Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse auch bereits dann erstmals vollzogen werden, wenn der Parkvorgang durch das Parkassistenzsystem noch nicht gestartet wurde und das Fahrzeug noch nicht in die Parklücke bewegt wurde. Dadurch kann der Parkvorgang bereits mit einer zumindest teilweise optimierten Parkflächenausrichtung begonnen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird nach dem initialen Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes während einer Fahrzeugbewegung die Fahrzeugumgebung erfasst und es werden aktualisierte Informationen zu der Fahrzeugumgebung erstellt. Basierend auf diesen aktualisierten Informationen erfolgt die Berechnung des modifizierten Gütekriteriums und/oder die Prüfung, ob die Parkflächenkontur festgelegte Größenkriterien erfüllt. Dadurch kann fortlaufend die Ausrichtung und/oder Größe der Parkflächenkontur an die neu bestimmte Umgebungssituation angepasst werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt des Durchführens des Parkvorgangs zum Platzieren des Fahrzeugs auf der finalen Parkzielfläche ein Rangieren des Fahrzeugs. So kann es beispielsweise sein, dass die finale Parkzielfläche nicht in einem Parkzug, d.h. direkt beim Einfahren in die Parklücke lagerichtig eingenommen werden kann. Vielmehr kann es notwendig sein, mehrere Parkzüge zu vollziehen, damit das Fahrzeug die finale Parkzielfläche einnimmt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden zumindest teilweise in den Iterationsschritten Informationen zur Parkflächenkontur, zur Parkflächenausrichtung und dem dazugehörigen Gütekriterium abgespeichert. In anderen Worten wird in den Iterationsschritten jeweils ein Backup von Informationen zur Parkflächenkontur, zur Parkflächenausrichtung und dem dazugehörigen Gütekriterium erzeugt. Es können lediglich ein Backup über Informationen aus den letzten Iterationsschritten oder aber auch Backups von Informationen aus mehreren zurückliegenden Iterationsschritten gespeichert werden. Dadurch kann in einem nachfolgenden Iterationsschritt dann, wenn festgestellt wird, dass dieser Iterationsschritt keine positive Veränderung des Gütekriteriums erzielt hat bzw. kein valider Parkplatz erhalten wurde, auf ein Backup eines zurückliegenden Iterationsschritts zurückgegriffen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Parkassistenzsystem für ein Fahrzeug zur verbesserten Nutzung eines detektierten Parkplatzes umfassend zumindest eine Sensorik zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und eine Rechnereinheit. Die Rechnereinheit ist dazu konfiguriert, die folgenden Schritte zu vollziehen:

a) Detektion eines potentiell nutzbaren Parkplatzes durch initiales Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes mittels der Sensorik des Fahrzeugs;
b) Bestimmen einer initialen Parkflächenkontur und einer initialen Parkflächenausrichtung für den detektierten, potentiell nutzbaren Parkplatz und Bestimmen eines Gütekriteriums für den Parkplatz;
c) Ändern der Parkflächenausrichtung durch Drehung der Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse;
d) Berechnen eines modifizierten Gütekriteriums basierend auf der geänderte Drehlage der Parkflächenkontur;
e) Prüfen, ob sich das Gütekriterium für den Parkplatz verbessert hat;
f) Iteratives Wiederholen der Schritte c) bis e) bis ein Abbruchkriterium erreicht wurde;
g) Festlegen einer finalen Parkzielfläche mit einer finalen Parkflächenkontur und Parkflächenausrichtung basierend auf dem ermittelten höchsten Gütekriterium;
h) Durchführen eines Parkvorgangs derart, dass das Fahrzeug auf die finale Parkzielfläche eingeparkt wird.

Gemäß einem letzten Aspekt betrifft die Erfindung auf ein Fahrzeug umfassend ein Parkassistenzsystem.
Die Ausdrücke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 beispielhaft eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Parkassistenzsystem;
2 beispielhaft eine schematische Darstellung einer Parksituation, bei der ein Fahrzeug an einer Parklücke vorbeifährt und die Parklücke durch eine Sensorik des Fahrzeugs erfasst wird, wobei eine initiale Parkflächenkontur bestimmt wird;
3 beispielhaft eine schematische Darstellung eines Einparkvorgangs, bei der ein Fahrzeug in die Parklücke einfährt und dabei die initiale Parkflächenkontur rotiert wird, um eine verbesserte Nutzung der Parklücke zu ermöglichen;
4 beispielhaft eine schematische Darstellung einer Parksituation mit einem störenden Umgebungsobjekt, wobei durch Rotieren der Parkflächenkontur eine Beparkbarkeit der Parklücke erreicht wird;
5 beispielhaft eine schematische Darstellung einer Parksituation mit einem störenden Umgebungsobjekt, wobei sowohl durch Rotieren der Parkflächenkontur als auch durch Veränderung der Größe der Parkflächenkontur eine verbesserte Nutzbarkeit der Parklücke erreicht wird;
6 beispielhaft ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur verbesserten Nutzung eines Parkplatzes;
7 beispielhaft ein Diagramm, das die Schritte eines Verfahrens zur verbesserten Nutzung eines Parkplatzes verdeutlicht.

1 zeigt beispielhaft und grob schematisch ein Fahrzeug F, das ein Parkassistenzsystem 1 aufweist. Das Parkassistenzsystem 1 umfasst eine Sensorik 2 mit einer Vielzahl von Einzelsensoren, die um das Fahrzeug F herum verteilt vorgesehen sind. Die Sensorik 2 kann beispielsweise lediglich einen Teilbereich des Umgebungsbereichs des Fahrzeugs F umfassen oder aber zur Erfassung des gesamten Umgebungsbereichs des Fahrzeugs F ausgebildet sein (360°-Erfassung). Die Sensorik kann jegliche Sensortypen umfassen, beispielsweise Ultraschallsensoren, einen oder mehrere Radarsensoren, eine oder mehrere Kameras und/oder eine oder mehrere LIDAR-Sensoren.
Die Sensorik 2 ist mit einer Rechnereinheit 3 gekoppelt, die zumindest einen Prozessor und zumindest eine Speichereinheit aufweist. Diese Rechnereinheit 3 ist dazu ausgebildet, die in diesem Dokument offenbarten Verfahrensabläufe durchzuführen und damit eine verbesserte Nutzung einer verfügbaren Parkfläche zu erreichen.
2 zeigt beispielhaft eine durch das Parkassistenzsystem 1 des Fahrzeugs F erkannte Querparksituation. Das Fahrzeug fährt dabei in dem gezeigten kartesischen Koordinatensystem in positiver x-Richtung, wie durch den Pfeil angedeutet an dem Parkplatz seitlich vorbei. Dabei detektiert die Sensorik 2 des Parkassistenzsystems 1, wie durch den gestrichelten Halbkreis angedeutet, die Parklücke 6, die im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen zwei Objekten U1, U2 gebildet ist.
Wie in 2 gezeigt, verläuft die Längsrichtung der Parklücke nicht senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs F, sondern schräg dazu, d.h. es handelt sich weder um eine Längs- noch um eine Querparksituation, sondern um eine zwischen diesen beiden Ausrichtungen liegende Schrägparksituation.
Wie durch den gestrichelt gezeichneten Halbkreis angedeutet, kann durch die Sensorik 2 häufig nicht die in Realität bestehende gesamte Parksituation erfasst werden, sondern es kann lediglich die dem Fahrzeug F zugewandte Öffnung der Parklücke erkannt werden, so dass die tatsächliche Ausrichtung der Parkfläche der Parklücke bzw. deren tatsächliche Größe bei der Einleitung des Parkvorgangs nicht verfügbar ist.
Daher stehen häufig bei der Einleitung eines Parkvorgangs lediglich Informationen zur Verfügung, die angeben, dass es sich bei der erkannten Parklücke um einen Längsparkplatz oder um einen Querparkplatz handelt. Daher wird in der Parksituation gemäß 2 zunächst davon ausgegangen, dass die der Parkplatz eine initiale Parkflächenkontur 4 aufweist, wie sie in 2 beispielhaft durch das gestrichelt gezeichnete Rechteck angedeutet ist, d.h. die Längsachse der Parklücke verläuft senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, wenn die Parklücke initial detektiert wird.
Würde das Fahrzeug 4 den Parkvorgang gemäß der ursprünglichen Planung vollziehen, würde das Fahrzeug F nach dem Beendigen des Parkvorgangs nicht in einer schrägen Parkstellung, ähnlich der Ausrichtung der Umgebungsobjekte U1, U2 zum Stehen kommen, sondern beispielsweise mit der Fahrzeuglängsachse senkrecht zur ursprünglichen Fahrtrichtung.
3 zeigt schematisch einen Optimierungsschritt, mittels dem eine verbesserte Nutzung des initial detektierten Parkplatzes ermöglicht wird. Dabei wird zumindest zeitweise oder fortlaufend die Umgebungssituation des Fahrzeugs F erfasst und abhängig von der detektierten Umgebungssituation die initiale Parkflächenkontur 4 in ihrer Größe und/oder Ausrichtung derart modifiziert, dass sich bezogen auf die erkannte Umgebungssituation des Fahrzeugs F eine verbesserte Nutzung der vorhandenen Parkfläche ergibt.
Dabei wird zunächst ausgehend von der initialen Parkflächenkontur 4 und der initialen Parkflächenausrichtung α ein Gütekriterium berechnet, das ein Maß für die Güte des Parkplatzes angibt. Das Gütekriterium kann sich beispielsweise auf die Länge der Parkplatzöffnung beziehen, über die das Fahrzeug in die Parklücke hineinfährt oder aber auch auf Gesamtfläche der detektierten Parkfläche.
Anschließend wird, wie in 3 durch den gebogenen Pfeil angedeutet, die Parkflächenausrichtung α geändert, und zwar dadurch, dass die initiale Parkflächenkontur 4 um eine vertikale Hochachse (im gezeigten Koordinatensystem um die z-Achse) gedreht wird. Dadurch entsteht eine modifizierte Parkflächenkontur 4' mit modifizierter Parkflächenausrichtung α', wie sie in 3 gezeigt ist. Die Drehrichtung kann dabei zufällig oder aber basierend auf Informationen über die Ausrichtung des Parkplatzes, die aus den detektierten Umgebungsinformationen abgeleitet werden, festgelegt werden.
Nach dem Ändern der Parkflächenausrichtung wird anschließend ein modifiziertes Gütekriterium berechnet. Dieses modifizierte Gütekriterium weicht aufgrund der Drehung der Parkflächenkontur von dem ursprünglichen Gütekriterium ab, d.h. das Gütekriterium kann sich verbessert oder verschlechtert haben.
Anschließend wird geprüft, ob sich das Gütekriterium verbessert oder verschlechtert hat. Für den Fall der Verbesserung wird das Verfahren basierend auf dieser modifizierten Parkflächenkontur 4' weitergeführt. Falls keine Verbesserung des Gütekriteriums aufgetreten ist, werden die Ergebnisse des letzten Iterationsschritts verworfen und es wird ein Backup des letzten erfolgreichen Iterationsschritts, im aktuellen Beispiel der initialen Parkflächenkontur 4, geladen, um basierend darauf eine verbesserte Parkflächennutzung zu erreichen. Dabei kann beispielsweise in einem darauffolgenden Iterationsschritt der Betrag des Drehwinkels, um den die Parkflächenkontur gedreht wird, verkleinert werden und/oder die Drehrichtung gewechselt werden, d.h. es wird versucht, eine Verbesserung der Parkflächennutzung durch ein Verdrehen der Parkflächenkontur in die entgegengesetzte Richtung zu erreichen.
Vorzugsweise wird nach einer Durchführung eines Iterationsschritts, bei dem sich das Gütekriterium verbessert hat, d.h. die Nutzbarkeit des Parkplatzes hat sich verbessert, ein Iterationsschritt durchgeführt, bei dem keine Änderung der Drehlage erfolgt. Dadurch wird erreicht, dass erkennbar wird, ob sich das Gütekriterium aufgrund der Drehung der Parkflächenkontur oder aufgrund einer Detektion von neuen Objekten, die durch die Bewegung des Fahrzeugs F in die Parklücke hinein neu erkannt wurden, verändert hat. Für den Fall, dass sich ohne Durchführung einer Drehung der Parkflächenkontur das Gütekriterium verändert, kann darauf geschlossen werden, dass sich die Änderung des Gütekriteriums aufgrund der veränderten detektierten Umgebungssituation eingestellt hat.
So zeigt beispielsweise 4 ein Umgebungsszenario vergleichbar mit 3, jedoch mit dem Unterschied, dass am Ende der Parklücke ein weiteres Umgebungsobjekt U3 detektiert wurde, das zuvor durch die Sensorik 2 nicht erkannt wurde. Wird nun intermittierend oder kontinuierlich bei der Bewegung des Fahrzeugs F eine Umgebungserfassung vorgenommen, kann auch dieses weitere Umgebungsobjekt U3 erkannt und in dem Iterationsschritt ohne Änderung der Drehlage ermittelt werden, ob das weitere Umgebungsobjekt U3 einen Einfluss auf das Gütekriterium hat. In anderen Worten kann damit in dem Iterationsschritt ohne Änderung der Drehlage festgestellt werden, ob neu detektierte Umgebungsobjekte zu einer Verschlechterung des Gütekriteriums geführt haben und damit eine veränderte Einparksituation vorliegt, die eine neue Anpassung der Parkflächenkontur nötig macht.
Wie in 4 ersichtlich, kann durch eine weitere Drehung der Parkflächenkontur eine finale Parkzielfläche 5 ermittelt werden, die ein Einparken des Fahrzeugs F in die Parkfläche ermöglicht.
Nach einer Änderung der Parkflächenausrichtung und/oder der Parkflächenkontur kann ein Prüfschritt durchgeführt werden, in dem ermittelt wird, ob die geänderte Parkflächenausrichtung und/oder die geänderte Parkflächenkontur zu einer validen Parkfläche führt. Hierbei kann geprüft werden, ob die Parkflächenkontur zu den Umgebungsobjekten hin kollisionsfrei ist und darüber hinaus die Länge der Parkflächenkontur eine vorgegebene Mindestlänge und Breite der Parkflächenkontur eine vorgegebene Mindestbreite aufweist. Die Mindestlänge und Mindestbreite sind vorzugsweise fahrzeugspezifische Größen. Darüber hinaus wird vorzugsweise bei der Prüfung eines validen Parkplatzes zudem geprüft, ob die Parkflächenkontur eine vorgegebene Maximallänge bzw. eine vorgegebene Maximalbreite nicht überschreitet. Dadurch kann erreicht werden, dass nicht freie Flächen mit zu großer Länge bzw. Breite als Parkflächen erkannt und darauf Parkvorgänge durchgeführt werden.
Zudem kann ein Prüfschritt durchgeführt werden, in dem überprüft wird, ob eine Seite einer Parkflächenkontur zu lang ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn eine eigentlich zu breite Parklücke schräg gescannt wurde, so dass die initiale Parkflächenkontur zur eigentlichen Parklücke verdreht/diagonal liegt. Die initiale Parkflächenkontur ist dann valide, da deren Öffnung durch die schräge Lage verkürzt ist. Wird die Parkflächenkontur durch die Optimierung in die richtige Position gedreht, vergrößert sich die Öffnung, die nun nicht mehr der maximal zulässigen Breite genügt. Der Parkplatz wird dann verworfen. Der Schritt beugt der Detektion von zu breiten Parkplätzen vor..
Neben der Änderung der Parkflächenausrichtung kann zudem eine Änderung der Größe der Parkflächenkontur vorgenommen werden. Insbesondere kann die Länge und Breite der Parkflächenkontur zumindest zeitweise, insbesondere nach jeder Änderung der Parkflächenausrichtung α, derart erweitert werden, dass die Parkflächenkontur kollisionsfrei und vorzugsweise mit einem vorgegebenen Sicherheitsabstand zu den Umgebungsobjekten U1, U2, U3 die Parklücke ausfüllt.
5 zeigt beispielhaft und schematisch eine solche Änderung der Größe der Parkflächenkontur.
Die punktiert gezeichnete Linie zeigt beispielhaft eine Parkflächenkontur 4', die aufgrund einer Änderung der Drehlage einer Parkflächenkontur in einem Iterationsschritt des Verfahrens erhalten wurde. Nach dieser Änderung der Drehlage wird geprüft, ob die Parkflächenkontur vergrößert werden kann. Wenn dies der Fall ist, wird die Parkflächenkontur beispielsweise durch Vergrößerung der Länge und Breite der Parkflächenkontur ausgedehnt. Dadurch entsteht eine modifizierte Parkflächenkontur, die kollisionsfrei zu den Umgebungsobjekten U1, U2, U3 ist, die Parkfläche aber in verbesserter Weise ausnutzt.
Die Vergrößerung der Länge und Breite der Parkflächenkontur kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Ausdehnung die Parkflächenkontur in die Tiefe der Parkfläche hinein (beispielsweise in negativer y-Richtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in 5) so weit ausgedehnt wird, dass sie in dieser Richtung ihre maximal zulässige Ausdehnung erreicht hat. Die maximal zulässige Ausdehnung kann ein fahrzeugspezifischer Wert sein. In einer Senkrecht-Parksituation wird dabei vorzugsweise die Längsrichtung der Parkflächenkontur bis zu einem maximalen fahrzeugspezifischen Wert erhöht, bei einer Parallelparksituation die Querrichtung der Parkflächenkontur.
Anschließend wird der Parkplatz entlang einer senkrecht zu der Raumrichtung, entlang der zuvor ausgedehnt wurde, verlaufenden weiteren Raumrichtung, beispielsweise der positiven und negativen x-Richtung jeweils so weit ausgedehnt, dass eine Überlappung mit Umgebungsobjekten U1, U2, U3, insbesondere allen angrenzenden Umgebungsobjekten U1, U2, U3, die sich innerhalb eines definierten Bereiches befinden, entsteht. Insbesondere kann die Ausdehnung derart erfolgen, dass sich eine Überlappung mit einer definierten Distanz ergibt.
In anderen Worten wird nach einer Rotation der Parkflächenkontur jeweils versucht, die Fläche der Parkflächenkontur zu vergrößern, und zwar derart, dass die Parkflächenkontur, die vorzugsweise ein Rechteck bildet, in ihrer Längs und/oder Querausdehnung derart erweitert wird, bis eine Überlappung mit den Umgebungsobjekten eingetreten ist. Diese Ausdehnung der Parkflächenkontur ist in 5 durch die nach außen gerichteten Pfeile angedeutet.
Vorzugsweise erfolgt auch eine Ausdehnung der Parkflächenkontur in Richtungen, in denen zwar keine Umgebungsobjekte vorhanden sind, aber sonstige die Parkfläche begrenzende Linien oder Konturen. So kann beispielsweise eine Parklücke, die zur Straße hin offen ist, im gezeigten Ausführungsbeispiel die in positiver y-Richtung weisende Öffnung, eine Markierung vorhanden sein, die die Begrenzung der Parkfläche zur Straße hin angibt. Diese Markierung kann mit geeigneter Sensorik, beispielsweise einer Kamera erfasst und bei der Ausdehnung der Parkflächenkontur berücksichtigt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die finale Parkzielfläche und damit das Fahrzeug im final eingeparkten Zustand so angeordnet ist, dass die Parkzielfläche bzw. das eingeparkte Fahrzeug ausgerichtet auf die links und/oder rechts angrenzenden Umgebungsobjekte U1, U2 bzw. den Parkplatz begrenzenden Linien zu liegen kommt.
Nach dem Ausdehnen der Parkflächenkontur werden alle Umgebungsobjekte erfasst, die mit der ausgedehnten Parkflächenkontur überlappen. Die Objekte können beispielsweise als zweidimensionale Polygonzüge hinterlegt sein.
Die überlappenden Umgebungsobjekte werden nacheinander in einer Liste abgearbeitet und es wird der Vektor erfasst, entlang dem die Parkflächenkontur jeweils verkleinert werden müsste, um zum jeweiligen Umgebungsobjekt überlappungsfrei zu sein. Dies ist in 5 durch die nach innen gerichteten Pfeile angedeutet. Wenn in einer Richtung mehrere überlappende Umgebungsobjekte vorliegen, kommt zunächst der Vektor mit dem kleinsten Betrag zur Anwendung, d.h. der Parkplatz wird entlang dieses Vektors verkleinert. Es ist darauf zu achten, dass der Verkleinerungsvektor nicht vom Fahrzeug F weg zeigt. Dies würde bedeuten, dass sich anschließend ein Objektteil zwischen dem Fahrzeug F und dem Parkplatz befindet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind also nur solche Verkleinerungsvektoren zulässig, die keine negative y-Komponente aufweisen.
Nachdem die Parkflächenkontur durch den kleinsten der errechneten Vektoren verkleinert wurde, wird die Liste an verbleibenden überlappenden Umgebungsobjekten erneut durchgegangen und es werden wieder die nötigen Verkleinerungsvektoren berechnet. Dies wird so lange wiederholt, bis die Parkflächenkontur zu allen Objekten überlappungsfrei ist.
Die Vergrößerung der Länge und Breite der Parkflächenkontur wird vorzugsweise auch in den vorher beschriebenen Iterationsschritten durchgeführt, in denen keine Rotation der Parkflächenkontur vorgenommen wird, um auch dann eine Vergrößerung der Parkflächenkontur zu ermöglichen, wenn dies nicht bedingt durch eine Rotation der Parkflächenkontur, sondern durch eine Fortbewegung des Fahrzeugs in die Parklücke hinein möglich wird.
Die Bestimmung des Gütekriteriums der modifizierten Parkflächenkontur erfolgt vorzugsweise immer dann, wenn entweder eine Rotation der Parkflächenkontur und anschließende Veränderung der Größe der Parkflächenkontur vorgenommen wurde oder allein die Größe der Parkflächenkontur verändert wurde.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Implementierung des vorbeschriebenen Verfahrens veranschaulicht.
Zu Beginn des Verfahrens werden in Schritt S20 einige Variablen initialisiert, und zwar wird eine Variable J_alt, in der ein Wert eines Gütekriteriums aus dem vorhergehenden Iterationsschritt gespeichert wird und eine Variable J_neu, in der ein Wert eines Gütekriteriums aus dem aktuellen Iterationsschritt gespeichert wird, mit dem Wert 0 initialisiert. Zudem wird die Schrittweite des Drehwinkels Δα mit einem Anfangswert Δα0 initialisiert. Des Weiteren wird eine Variable „Modus_akt“, die den aktuellen Modus angibt, auf „keine Rotation“ gesetzt. Weitere Modi sind „Rotation_links“ und „Rotation_rechts“. Zudem wird eine Variable „Modus_alt“, die den Modus im vorhergehenden Iterationsschritt angibt, auf „Rotation_links“ gesetzt. Zuletzt wird eine Variable „letzte_Drehung_erfolgreich“, die angibt, ob die Drehung der Parkflächenkontur, im Folgenden und in 6 auch als „Parkplatz“ bezeichnet, im vorhergehenden Iterationsschritt erfolgreich war, auf „false“ gesetzt.
Anschließend wird in Schritt S21 die Variable „Modus_alt“ überprüft, d.h. welcher Modus im vorhergehenden Iterationsschritt verwendet wurde. Im ersten Iterationsschritt ist die Variable aufgrund der Intitialisierung auf „Rotation-links“ gesetzt, d.h. es wird der Schritt S23 vollzogen und damit die Variable „Modus-akt“ auf „keine-Rotation“ gesetzt, d.h. es wird keine Rotation der Parkflächenkontur durchgeführt.
Wenn in Schritt S21 bei der Überprüfung der Variable „Modus_alt“ festgestellt wird, dass diese den Wert „keine_Rotation“ hat, d.h. im vorangegangenen Iterationsschritt keine Rotation vollzogen wurde, wird in Schritt S22 zunächst geprüft, ob die Änderung der Parkflächenausrichtung im vorletzten Iterationsschritt erfolgreich war oder nicht, d.h. ob die Änderung der Parkflächenausrichtung im vorletzten Iterationsschritt zu einer Verbesserung des Güterkriteriums geführt hat oder nicht.
Wenn dies der Fall ist, wird die Rotationsrichtung aus dem vorletzten Iterationsschritt beibehalten, anderenfalls wird die Rotationsrichtung geändert, indem die Variable „Modus_akt“ auf den entsprechenden Wert gesetzt wird.
Anschließend wird nach der Festlegung des Modus im aktuellen Iterationsschritt in Schritt S24 geprüft, welchen Wert die Variable „Modus_akt“ hat und dann abhängig von dem Wert der Variable „Modus_akt“ entweder eine Drehung nach links, d.h. gegen den Uhrzeigersinn, nach rechts, d.h. im Uhrzeigersinn oder keine Rotation durchgeführt. Falls die Variable „Modus_akt“ den Wert „Rotation-links“ aufweist, werden in Schritt S25 zunächst alle Informationen, die zur Wiederherstellung des aktuellen Zustands der Parkflächenoptimierung nötig sind, insbesondere die aktuelle Parkflächenausrichtung und die aktuelle Parkflächenkontur, beispielsweise deren Länge und Breite bzw. deren örtliche Position gespeichert. Diese Informationen bilden quasi ein Backup des Zustands der Parkflächenoptimierung, der aus dem vorherigen Iterationsschritt resultiert und basierend auf dem der Zustand der Parkflächenoptimierung gemäß dem vorherigen Iterationsschritt wiederhergestellt werden kann, wenn sich herausstellt, dass der aktuelle Iterationsschritt zu keiner Verbesserung des Gütekriteriums geführt hat bzw. ein Abbruchkriterium des Verfahrens erreicht wurde. Nach Erstellen des Backups wird die Parkflächenkontur um den Winkel Δα nach links, d.h. gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
In dem anderen Fall, nämlich dass die Variable „Modus_akt“ den Wert „Rotation_rechts“ aufweist, werden in Schritt S26 wiederum zunächst alle Informationen, die zur Wiederherstellung des aktuellen Zustands der Parkflächenoptimierung nötig sind, insbesondere die aktuelle Parkflächenausrichtung und die aktuelle Parkflächenkontur, beispielsweise deren Länge und Breite bzw. deren örtliche Position gespeichert. Diese Informationen bilden quasi ein Backup des Zustands der Parkflächenoptimierung, der aus dem vorherigen Iterationsschritt resultiert und basierend auf dem der Zustand der Parkflächenoptimierung gemäß dem vorherigen Iterationsschritt wiederhergestellt werden kann, wenn sich herausstellt, dass der aktuelle Iterationsschritt zu keiner Verbesserung des Gütekriteriums geführt hat bzw. ein Abbruchkriterium des Verfahrens erreicht wurde. Nach Erstellen des Backups wird die Parkflächenkontur um den Winkel Δα nach rechts, d.h. im Uhrzeigersinn gedreht.
Nach der Drehung der Parkflächenkontur und der damit verbundenen Änderung der Parkflächenausrichtung α wird in Schritt S27 versucht, die Parkflächenkontur derart zu vergrößern, dass die Parklücke bestmöglich ausgefüllt ist, jedoch keine Kollision mit den Umgebungsobjekten vorliegt.
Dieser Schritt S27 wird auch unmittelbar, d.h. ohne Drehung der Parkflächenkontur dann durchgeführt, wenn die Variable „Modus_akt“ den Wert „keine_Rotation“ aufweist, d.h. in diesem Fall wird direkt ohne Änderung der Parkflächenausrichtung α versucht, die Parkflächenkontur zu vergrößern.
Nach Durchführung des Schritts S27 der Vergrößerung der Parkflächenkontur wird in Schritt S28 geprüft, ob der Parkplatz valide ist, d.h. ob der Parkplatz eine geforderte Mindestlänge und Mindestbreite aufweist. Vorzugsweise wird, wie zuvor bereits ausgeführt, auch geprüft, ob der Parkplatz eine bestimmte maximale Länge und/oder maximale Breite nicht überschreitet.
Wenn die Prüfung in Schritt S28 ergibt, dass der Parkplatz valide ist, wird in Schritt S29 geprüft, ob zuvor keine Rotation durchgeführt wurde, d.h. der Wert der Variable „Modus_akt“ den Wert „keine_Rotation“ aufweist oder ob das neu berechnete Gütekriterium J_neu größer ist als das alte Gütekriterium J_alt aus dem vorherigen Iterationsschritt.
Falls eines dieser Kriterien erfüllt ist wird in Schritt 30 die neu ermittelte Parkflächenkontur und/oder Parkflächenausrichtung übernommen und das neu ermittelte Gütekriterium Jneu als Gütekriterium J_alt gespeichert.
Falls die Variable „Modus_akt“ nicht den Wert „keine_Rotation“ hat, d.h. es wurde gerade die Parkflächenausrichtung geändert, wird die Variable Δα, die die Schrittweite des Drehwinkels definiert, vorzugsweise vergrößert und der Wert der Variable „letzte_Drehung_erfolgreich“ auf wahr (true) gesetzt.
Danach wird auf Schritt S21 zurückgekehrt und ein neuer Iterationsschritt durchgeführt.
Wenn die Prüfung in Schritt S29 ergibt, dass weder die Variable „Modus_akt“ den Wert „keine_Rotation“ aufweist noch das neu berechnete Gütekriterium Jneu größer als das alte Gütekriterium J_alt aus dem vorherigen Iterationsschritt ist, wird Schritt S34 ausgeführt. Dabei wird der Zustand der Parkflächenoptimierung gemäß dem vorherigen Iterationsschritt wiederhergestellt (Backup), so dass im nächsten Iterationsschritt wieder mit diesen Informationen bzw. Werten der Variablen gestartet werden kann. Anschließend wird geprüft, ob die Variable „Modus_akt“ den Wert „keine_Rotation“ aufweist, wenn dies der Fall ist, wird die Variable Δα, die die Schrittweite des Drehwinkels definiert, vorzugsweise verkleinert und der Wert der Variable „letzte_Drehung_erfolgreich“ auf falsch (false) gesetzt.
Danach wird auch hier wiederum auf Schritt S21 zurückgekehrt und ein neuer Iterationsschritt durchgeführt.
Falls die Prüfung in Schritt S28 ergibt, dass kein valider Parkplatz vorliegt, wird in Schritt S31 geprüft, ob die Variable „Modus_akt“ den Wert „keine_Rotation“ aufweist. Wenn dies der Fall ist, d.h. in einem Iterationsschritt, bei dem keine Änderung der Parkflächenausrichtung α vorgenommen wurde, ein nicht valider Parkplatz entsteht, wird in Schritt S33 der Parkplatz verworfen und damit der Parkvorgang des Parkassistenzsystems abgebrochen.
Falls in Schritt S31 festgestellt wird, dass die Variable „Modus_akt“ nicht den Wert „keine_Rotation“ aufweist, d.h. gerade eine Änderung der Parkflächenausrichtung α vorgenommen wurde, wird zusätzlich in Schritt S32 geprüft, ob eine Seite der Parkflächenkontur zu lang ist, d.h. einen Schwellwert überschreitet. Dies kann dann der Fall sein, wenn eine eigentlich zu breite Parklücke schräg gescannt wurde, so dass die initiale Parkflächenkontur zur eigentlichen Parklücke verdreht/diagonal liegt. Die initiale Parkflächenkontur ist dann valide, da deren Öffnung durch die schräge Lage verkürzt ist. Wird die Parkflächenkontur durch die Optimierung in die richtige Position gedreht, vergrößert sich die Öffnung, die nun nicht mehr der maximal zulässigen Breite genügt. Der Parkplatz wird dann in Schritt S28 verworfen, um nicht zu breite Parkplätze zu detektieren. In Schritt S31 wird durch die Prüfung, ob eine Seite zu lang ist, ermittelt, ob der Parkplatz ganz verworfen werden soll, oder ob das Backup des vorherigen Schritts weiter verwendet werden kann.
Wenn die Prüfung in Schritt S34 ergibt, dass eine Seite zu lang ist, wird wiederum in Schritt S33 der Parkplatz verworfen und damit der Parkvorgang des Parkassistenzsystems abgebrochen. Anderenfalls, d.h. wenn in einem Iterationsschritt, bei dem eine Änderung der Parkflächenausrichtung α vollzogen wurde und keine Seite der Parkflächenkontur zu lang ist, wird wiederum Schritt S34 ausgeführt. Dabei wird der Zustand der Parkflächenoptimierung gemäß dem vorherigen Iterationsschritt wiederhergestellt (Backup), so dass im nächsten Iterationsschritt wieder mit diesen Informationen bzw. Werten der Variablen gestartet werden kann. Anschließend wird geprüft, ob die Variable „Modus_akt“ den Wert „keine_Rotation“ aufweist, wenn dies der Fall ist, wird die die Schrittweite des Drehwinkels definierende Variable Δα vorzugsweise verkleinert und der Wert der Variable „letzte_Drehung_erfolgreich“ auf falsch (false) gesetzt.
Nach Durchführung von Schritt S34 wird auch hier wiederum auf Schritt S21 zurückgekehrt und ein neuer Iterationsschritt durchgeführt.
7 zeigt ein Diagramm, das die Verfahrensschritte des vorgeschlagenen Verfahrens veranschaulicht. Zunächst wird ein potentiell nutzbarer Parkplatz durch initiales Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes mittels einer Sensorik eines Fahrzeugs detektiert (S10).
Anschließend werden eine initiale Parkflächenkontur und eine initiale Parkflächenausrichtung für den detektierten, potentiell nutzbaren Parkplatz und ein Gütekriterium für den Parkplatz bestimmt (S11).
Nachfolgend wird die Parkflächenausrichtung durch Drehung der initialen Parkflächenkontur oder einer davon abgeleitete Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse geändert (S12). Dadurch entsteht eine Parkflächenkontur mit geänderter Drehlage.
Nach dem Ändern der Parkflächenausrichtung wird ein modifiziertes Gütekriterium basierend auf der geänderten Drehlage der Parkflächenkontur berechnet (S13).
Anschließend wird geprüft, ob sich das Gütekriterium für den Parkplatz verbessert hat, d.h. das modifizierte Gütekriterium indiziert, dass eine Verbesserung des Parkplatzes eingetreten ist (S14).
Daraufhin werden die Schritte S12 bis S14 iterativ wiederholt, bis ein Abbruchkriterium erreicht wurde (S15).
Anschließend wird eine finale Parkzielfläche mit einer finalen Parkflächenkontur und Parkflächenausrichtung basierend auf dem ermittelten höchsten Gütekriterium festgelegt (S16).
Zuletzt wird der Parkvorgang durch das Parkassistenzsystem derart durchgeführt, dass das Fahrzeug auf die finale Parkzielfläche eingeparkt wird (S17).
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Parkassistenzsystem
2: Sensorik
3: Rechnereinheit
4: initiale Parkflächenkontur
4': modifizierte Parkflächenkontur
5: finale Parkzielfläche
6: Parklücke
F: Fahrzeug
α: initiale Parkflächenausrichtung
α': modifizierte Parkflächenausrichtung
U1, U2, U3: Umgebungsobjekt

Claims

Verfahren zur verbesserten Nutzung eines durch ein Parkassistenzsystem (1) detektierten Parkplatzes umfassend folgende Schritte: a) Detektion eines potentiell nutzbaren Parkplatzes durch initiales Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes mittels einer Sensorik (2) eines Fahrzeugs (F) (S10); b) Bestimmen einer initialen Parkflächenkontur (4) und einer initialen Parkflächenausrichtung (α) für den detektierten, potentiell nutzbaren Parkplatz und Bestimmen eines Gütekriteriums für den Parkplatz (S11); c) Ändern der Parkflächenausrichtung (α) durch Drehung der initialen Parkflächenkontur (4) oder eine davon abgeleitete Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse, wobei eine Parkflächenkontur mit geänderter Drehlage entsteht (S12); d) Berechnen eines modifizierten Gütekriteriums basierend auf der geänderten Drehlage der Parkflächenkontur (S13); e) Prüfen, ob sich das Gütekriterium für den Parkplatz verbessert hat (S14); f) Iteratives Wiederholen der Schritte c) bis e) bis ein Abbruchkriterium erreicht wurde (S15); g) Festlegen einer finalen Parkzielfläche (5) mit einer finalen Parkflächenkontur und Parkflächenausrichtung basierend auf dem ermittelten höchsten Gütekriterium (S16); h) Durchführen des Parkvorgangs derart, dass das Fahrzeug (F) auf die finale Parkzielfläche (5) eingeparkt wird (S17); i) Wobei zumindest in einigen Iterationsschritten nach der Drehung der Parkflächenkontur geprüft wird, ob die Länge und oder Breite der Parkflächenkontur kollisionsfrei vergrößert werden kann und die Länge und/oder Breite der Parkflächenkontur abhängig vom Prüfergebnis derart vergrößert wird, dass eine vergrößerte Parkflächenkontur entsteht, die überlappungsfrei mit Umgebungsobjekten (U1, U2, U3) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern der Parkflächenausrichtung durch eine Drehung in und/oder gegen den Uhrzeigersinn erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst iterativ die Parkflächenkontur jeweils in eine erste Drehrichtung gedreht wird und nach dem Erreichen des Abbruchkriteriums in die zweite Drehrichtung gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehrichtung basierend auf einer beim initialen Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes abgeleiteten Parksituation bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittweite der Drehung der Parkflächenkontur verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Iterationsschritt geprüft wird, ob die Parkflächenkontur festgelegte Größenkriterien erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Größenkriterien eine Untergrenze und/oder Obergrenze für die Länge und Breite der Parkflächenkontur angeben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergrößerung der Parkflächenkontur derart vollzogen wird, dass zunächst eine Überlappung mit zumindest einem Umgebungsobjekt (U1, U2, U3) erfolgt und dann die vergrößerte Parkflächenkontur solange verkleinert wird, bis keine Überlappung mit dem zumindest einen Umgebungsobjekt (U1, U2, U3) vorliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ändern der Parkflächenausrichtung durch Drehung der Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse erstmals dann vollzogen wird, wenn der Parkvorgang durch das Parkassistenzsystem bereits gestartet wurde und das Fahrzeug (F) bereits teilweise in die Parklücke bewegt wurde oder der Schritt des Ändern der Parkflächenausrichtung durch Drehung der Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse erstmals dann vollzogen wird, wenn der Parkvorgang durch das Parkassistenzsystem noch nicht gestartet wurde und nach dem Starten des Parkvorgangs durch das Parkassistenzsystem der Schritt des Ändern der Parkflächenausrichtung durch Drehung der Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse erneut vollzogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem initialen Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes während einer Fahrzeugbewegung die Fahrzeugumgebung erfasst wird und aktualisierte Informationen zu der Fahrzeugumgebung erstellt werden, basierend auf denen die Berechnung des modifizierten Gütekriteriums und/oder die Prüfung, ob die Parkflächenkontur festgelegte Größenkriterien erfüllt, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Durchführens des Parkvorgangs zum Platzieren des Fahrzeugs (F) auf der finale Parkzielfläche (5) ein Rangieren des Fahrzeugs (F) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise in den Iterationsschritten Informationen zur Parkflächenkontur, zur Parkflächenausrichtung und dem Gütekriterium abgespeichert werden.
Parkassistenzsystem für ein Fahrzeug zur verbesserten Nutzung eines detektierten Parkplatzes umfassend zumindest eine Sensorik (2) zur Erfassung der Fahrzeugumgebung und eine Rechnereinheit (3), wobei die Rechnereinheit (3) dazu konfiguriert ist, die folgenden Schritte zu vollziehen: a) Detektion eines potentiell nutzbaren Parkplatzes durch initiales Erfassen zumindest einer Teilfläche des Parkplatzes mittels der Sensorik (2) des Fahrzeugs (F); b) Bestimmen einer initialen Parkflächenkontur (4) und einer initialen Parkflächenausrichtung (α) für den detektierten, potentiell nutzbaren Parkplatz und Bestimmen eines Gütekriteriums für den Parkplatz; c) Ändern der Parkflächenausrichtung (α) durch Drehung der Parkflächenkontur um eine vertikale Hochachse; d) Berechnen eines modifizierten Gütekriteriums basierend auf der geänderte Drehlage der Parkflächenkontur; e) Prüfen, ob sich das Gütekriterium für den Parkplatz verbessert hat; f) Iteratives Wiederholen der Schritte c) bis e) bis ein Abbruchkriterium erreicht wurde; g) Festlegen einer finalen Parkzielfläche mit einer finalen Parkflächenkontur und Parkflächenausrichtung basierend auf dem ermittelten höchsten Gütekriterium; h) Durchführen eines Parkvorgangs derart, dass das Fahrzeug (F) auf die finale Parkzielfläche (5) eingeparkt wird; i) Wobei zumindest in einigen Iterationsschritten nach der Drehung der Parkflächenkontur geprüft wird, ob die Länge und oder Breite der Parkflächenkontur kollisionsfrei vergrößert werden kann und die Länge und/oder Breite der Parkflächenkontur abhängig vom Prüfergebnis derart vergrößert wird, dass eine vergrößerte Parkflächenkontur entsteht, die überlappungsfrei mit Umgebungsobjekten (U1, U2, U3) ist.
Fahrzeug umfassend ein Parkassistenzsystem gemäß Patentanspruch 13.