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WO2004059341A1 - Verfahren zum erfassen von umgebungsinformationen und zum bestimmen der lage einer parklücke - Google Patents

Verfahren zum erfassen von umgebungsinformationen und zum bestimmen der lage einer parklücke Download PDF

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Publication number
WO2004059341A1
WO2004059341A1 PCT/EP2003/014033 EP0314033W WO2004059341A1 WO 2004059341 A1 WO2004059341 A1 WO 2004059341A1 EP 0314033 W EP0314033 W EP 0314033W WO 2004059341 A1 WO2004059341 A1 WO 2004059341A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
measurements
vehicle
reflected
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2003/014033
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Keller
Steen Kristensen
Uwe Regensburger
Jakob Seiler
Andy Yap
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10310214A external-priority patent/DE10310214A1/de
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of WO2004059341A1 publication Critical patent/WO2004059341A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for detecting environmental information and to a method for determining the position of a parking space.
  • a signal is sent from the source of each sensor and due to the run time of the one Subject reflected signal to the reception in the receiver of the sensor to the distance from the object to the sensor closed.
  • a position circle for each reflected signal with a single measurement.
  • measurements must be carried out with at least two sensors spaced apart from one another.
  • the superposition of the measurement signals is then carried out in a grid structure, each field being assigned a set of positions. If the fields in which the positions of the reflected signals fall are marked, the entry of several markings results in the area of individual fields. It is then concluded that there are actually objects in the area of the more frequently marked fields. The best quality is when several measurements are made in succession, using a large number of different sensor positions.
  • a method for acquiring environmental information uses a source which emits pulsed signals of a certain frequency.
  • the reflected signals from an object are received in a receiver.
  • the distance of the object from the sensor is determined on the basis of the transit time of the reflected beams. Due to the superposition of a large number of measurements, a diagram is created, which corresponds to a superimposition of the plurality of measurements and, as a result, the position of the objects reflecting the rays is closed with respect to the position of the sensor.
  • a source and a receiver form a sensor.
  • the at least one sensor executes a movement of known speed with respect to the observation area.
  • the frequency of the reflected signals is detected. From the frequency shift between the emitted and the reflected signals, a direction angle for the reflective object with respect to the direction of movement of the sensor is determined. From the distance and direction of the reflective object is then closed on its position.
  • Determining the position of the reflective article based on a single measurement is made possible by the sensor making a movement. By exploiting the Doppler effect, directional information is then obtained. Since the transit time of the reflected signal is also recorded, a position can be determined from the direction and distance with a single measurement. From a single measurement is no longer an elaborate location line with many points, but only one position for the reflected signal from an object received.
  • the determination of the position of reflective objects is further improved by the fact that the position of the sensor changes due to its movement with respect to the reflective objects, so that the observation of the reflective objects takes place from different directions.
  • the invention is due to the Signalaufl ⁇ sung with respect to the frequency shift and from the movement speed closed to an angular resolution with respect to the determined direction and taken into account in the determination of the position.
  • the given by the frequency resolution of the sensor Be Restriction in the resolution of the angle signal is taken into account by this measure.
  • the existing measuring accuracy of the sensor is thus taken into account in the determination of the possible position of an object.
  • the evaluation of the signals takes place by means of a two-dimensional grid structure of fields of predetermined mesh size.
  • Each of the fields is assigned a lot of positions.
  • the grid structure extends in the plane of movement of the sensor.
  • markings are made in accordance with the determined positions of the reflective objects in the fields associated therewith.
  • a plurality of successive measurements is performed. The positions of objects of the measurements are entered in a common grid structure. As a result, a superposition of the measurement results of the plurality of measurements is generated in a simple manner.
  • the marking of a field consists in the incrementing of a meter reading associated therewith.
  • Another further embodiment provides that the presence of an object at a position is then concluded when, in the field of the lattice structure assigned to this position, the generated marking exceeds a predetermined dimension.
  • a filtering of measurement errors and on the other hand averaging of the position values is made.
  • all objects that also move themselves are filtered out of the measurement signals to be considered. These objects move from field to field, so that in the time average of the counter readings does not accumulate in a field (ie in a range of positions) arises. Rather, an "impression" is left in a large number of fields. This could also be evaluated. However, this is not necessary to detect a fixed environment, for example a gap in a column of parked vehicles.
  • the number of measurements required to detect the presence of a reflective article can be determined as a function of the requirements and the repetition rate of the measurements. It can also be determined as a function of the speed of movement of the sensor. Such methods are known in various embodiments under the name "evidence grid method".
  • An advantageous application of a method according to the invention is given when the sensor is mounted on a vehicle and serves to observe the surroundings of the vehicle.
  • obstacles in the range of the movement space of a vehicle can be detected. It can be detected in particular in the region lying obliquely to the vehicle longitudinal axis areas of the traffic area. In these areas, the position of all dormant or against the vehicle very slowly moving objects can be detected.
  • An advantageous embodiment of a method according to the invention provides that the movement speed of the sensor is above 0.5 km / h, in particular above 2 km / h. Above these speeds, a sufficient Winkelaufl ⁇ sung due to the evaluation of the frequency shift is achieved. The higher the vehicle speed, the better the angular resolution. Nevertheless, it corresponds to an advantageous embodiment of a method according to the invention, when the method is carried out only up to speeds of below 50 or 60 km / h. Observing the vehicle environment with respect to, in particular, stationary reflective objects above these speeds does not make sense. On the one hand, such speeds are not driven, for example, when looking for a parking space.
  • a further embodiment provides for improving the measurement results, that a plurality of sensors is provided, which independently perform measurements. Multiplying the number of measurements associated with increasing the number of sensors initially increases the resolution of the system. This allows better detection of the positions of reflective objects throughout the speed range.
  • Each of the sensors has an observation area due to its characteristics. If several sensors are used, they are arranged according to a preferred embodiment so that their observation areas overlap each other. This ensures that reflective objects are simultaneously detected by multiple sensors. By comparing the different sensor signals with each other, it is then possible to check whether a reflective object is located at a specific position. According to an advantageous embodiment, the sensors are arranged such that the observable space encompasses an angular range of approximately 360 °. This largely covers the entire surrounding space. Depending on the application purpose of the sensors, it may be least important to detect the ambient space directly in the direction of travel.
  • the source emits electromagnetic radiation, in particular radar beams of known frequency, preferably in the range around 24 GHz.
  • radar beams ie high-frequency electromagnetic radiation, allows the detection of a wide variety of objects in a wide range and with a wide range of applications.
  • a method for determining the location of a parking space is carried out according to the present invention from a moving vehicle.
  • At least one sensor consisting of a source of radiation of known frequency and a receiver is arranged on the vehicle.
  • an area is observed in which a parking space can be located. From the duration of the rays it is concluded that there are objects in the environment.
  • a multiplicity of successive measurements are carried out, in particular according to a method described above. From the superimposition of the plurality of measurements, at least one of the variables of position and size of the parking space with respect to the vehicle is then closed.
  • the evaluation of the signals takes place according to an evidence grid method, as has already been described above.
  • the evidence grid method is performed taking into account the Doppler effect.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary measuring arrangement on a vehicle
  • FIG. 2a, 2b in schmatischer representation a measurement situation and the associated measurement result.
  • the arrangement of Figure 1 shows a schematically illustrated vehicle 10.
  • the vehicle 10 has a sensor S, which is arranged on a vehicle side of the vehicle 10.
  • the sensor S is mounted in the front vehicle area in the illustrated embodiment.
  • the sensor S emits at an opening angle ⁇ .
  • an observation area B results.
  • the objects G are detected insofar as they reflect the signals emitted by the sensor S.
  • the evaluation unit assigned to the sensor S the transit time T and the frequency Fdo of the reflected signal are determined.
  • the frequency Fa of the transmitted signal is known.
  • the speed vdo of the object G relative to the vehicle 10 can be determined therefrom.
  • the item G can be assigned exactly one point. With each measurement, a point for a reflected object G is generated. This point is assigned to a cell of the Evidence Grid.
  • the angular resolution of the Doppler method is limited by the resolution of the frequency shift.
  • FIG. 2a shows a schematic representation of a measurement situation and the resulting evidence grid.
  • the measurement situation (FIG. 2 a) is formed from the vehicle 10, which has a plurality of sensors S on both the vehicle front side and the vehicle rear side, the signals of which are respectively evaluated and transmitted to a common evidence grid.
  • the evidence grid is shown in FIG. 2b.
  • the Evidence Grid is a grid of fields, where in the illustrated form the grid is so narrow that the individual grid points are not recognizable.
  • the evidence grid is synchronously moved with the vehicle 10, so to speak, that is, the linear movement of the vehicle 10 with respect to an initial time is taken into account by corresponding displacement of the coordinates.
  • Each possible place is thus only an element of a field of the E vidence Grid.
  • the vehicle 10 moves past a chain of parked vehicles 11, between which the parking space 12 is located.
  • the vehicles 11 are parked along the curb 13, which limits the parking space 12 in depth.
  • an evidence grid emerges, which is usually presented in the literature as frequently marked fields appear bright against a dark background. This type of presentation is not intended to be limiting, any other representations are also conceivable showing the frequency distribution in the evidence grid.
  • a deviating, inverse representation was selected in FIG. 2b, in which frequently marked fields now appear dark compared to a light background.
  • a multitude of measurements then yields the Evidence Grid shown.
  • the measurement makes it possible to automatically determine the length L, the position and the depth Ti of the parking space 12 on the basis of analyzes of the obtained grating image. there the determination may already be completed before the vehicle 10 has completely passed one of the vehicles 11.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen sowie ein Verfahren zum Bestimmen der Lage einer Parklücke (12). Ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen benutzt eine Quelle, die pulsierend Signale bestimmter Frequenz aussendet. Die von einem Gegenstand (G) reflektierten Signale werden in einem Empfänger empfangen. In einer Steuereinheit wird aufgrund der Laufzeit (T) der reflektierten Strahlen der Abstand (D) des Gegenstands (G) zum Sensor (S) ermittelt. Aufgrund der Überlagerung einer Vielzahl von Messungen wird ein Diagramm erstellt, das einer Überlagerung der Vielzahl von Messungen entspricht und aufgrund dessen auf die Position der die Strahlen reflektierenden Gegenstände (G) bezüglich der Position des Sensors (S) geschlossen wird. Gemäss der Erfindung bilden eine Quelle und ein Empfänger einen Sensor (S). Dabei führt der wenigstens eine Sensor (S) bezüglich dem Beobachtungsbereich (B) eine Bewegung bekannter Geschwindigkeit (vs) aus. Dabei wird die Frequenz (Fdo) der reflektierten Signale erfasst. Aus der Frequenzverschiebung zwischen dem ausgesandten und den reflektierten Signalen wird ein Richtungswinkel (a) für den reflektierenden Gegenstand (G) bezüglich der Bewegungsrichtung des Sensors (S) ermittelt. Aus Abstand (D) und Richtung (a) des reflektierenden Gegenstandes (G) wird dann auf dessen Position geschlossen.

Description

VERFAHREN ZUM ERFASSEN VON UMGEBUNGSINFORMATIONEN UND ZUM BESTIMMEN DER LAGE EINER PARKLÜCKE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von UmgebungsInformationen sowie ein Verfahren zum Bestimmen der Lage einer Parklücke.
Es ist beispielsweise aus der DE 196 16 447 AI bekannt, unterschiedliche elektromagnetische Wellen, wie Radarstrahlen, aber auch Ultraschall dazu zu nutzen, um die Position und Größe einer Parklücke gegenüber einem Fahrzeug festzustellen. Das Vermessen der Parklücke erfolgt dabei mit einer geringen Anzahl an Sensoren, die am Fahrzeug montiert sind.
Daneben ist es beispielsweise aus der DE 198 09 416 AI bekannt, dem Fahrer nach dem Erfassen der Parklücke eine Einparkstrategie zum Einparken seines Fahrzeugs in die Parklücke zu vermitteln.
Im Übrigen ist es von sogenannten Evidence-Grid-Verfahren her bekannt, die Ergebnisse aufeinander folgender Abstandsmessungen zu überlagern und aufgrund der Überlagerung einer Vielzahl von Messungen Wahrscheinlichkeitsdiagramme für die Position von Gegenständen zu ermitteln. Diese Verfahren haben allerdings den Nachteil, eine sehr große Datenmenge zu verarbeitender Daten zu erzeugen.
Bei jeder einzelnen Messung wird von der Quelle jedes Sensors ein Signal ausgesandt und aufgrund der Laufzeit des von einem Gegenstand reflektierten Signals bis zum Empfang im Empfänger des Sensors auf den Abstand vom Gegenstand zum Sensor geschlossen. Man erhält also mit einer einzelnen Messung einen Positionskreis für jedes reflektierte Signal. Um die Position eines Gegenstandes zu ermitteln, müssen mit mindestens zwei zueinander beabstandeten Sensoren Messungen durchgeführt werden. Das Überlagern der Messsignale erfolgt dann in einer Gitterstruktur, wobei jedem Feld eine Menge von Positionen zugeordnet ist. Werden die Felder markiert, in die die Positionskreise der reflektierten Signale fallen, so ergibt sich im Bereich von einzelnen Feldern der Eintrag von mehreren Markierungen. Es wird dann darauf geschlossen, dass im Bereich der häufiger markierten Felder sich tatsächlich Gegenstände befinden. Am besten ist die Qualität, wenn mehrere Messungen hintereinander ausgeführt werden, die unter Verwendung einer großen Anzahl von unterschiedlichen Positionen der Sensoren erfolgen.
Das Berechnen der Positionskreise und das Abspeichern der entsprechenden Markierungen in den Feldern erfordert eine hohe Rechen- und Speicherkapazität . Dieses bedeutet einen hohen Auf and.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, den erforderlichen Aufwand sowie die Anzahl der benötigten Sensoren möglichst weit zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst .
Ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsinformationen benutzt eine Quelle, die pulsierend Signale bestimmter Frequenz aussendet . Die von einem Gegenstand reflektierten Signale werden in einem Empfänger empfangen. In einer Steuereinheit wird aufgrund der Laufzeit der reflektierten Strahlen der Abstand des Gegenstands zum Sensor ermittelt. Aufgrund der Überlagerung einer Vielzahl von Messungen wird ein Diagramm erstellt, das einer Überlagerung der Vielzahl von Messungen entspricht und aufgrund dessen auf die Position der die Strahlen reflektierenden Gegenstände bezüglich der Position des Sensors geschlossen wird. Gemäß der Erfindung bilden eine Quelle und ein Empfänger einen Sensor. Dabei führt der wenigstens eine Sensor bezüglich dem Beobachtungsbereich eine Bewegung bekannter Geschwindigkeit aus. Dabei wird die Frequenz der reflektierten Signale erfasst. Aus der Frequenzverschiebung zwischen dem ausgesandten und den reflektierten Signalen wird ein Richtungswinkel für den reflektierenden Gegenstand bezüglich der Bewegungsrichtung des Sensors ermittelt. Aus Abstand und Richtung des reflektierenden Gegenstandes wird dann auf dessen Position geschlossen.
Das Ermitteln der Position des reflektierenden Gegenstandes aufgrund einer einzigen Messung wird dadurch ermöglicht, dass der Sensor eine Bewegung ausführt. Durch Ausnutzen des Dopp- ler-Effekts wird dann eine Richtungsinformation gewonnen. Da weiterhin auch die Laufzeit des reflektierten Signals erfasst wird, kann aus Richtung und Entfernung schon mit einer einzigen Messung eine Position bestimmt werden. Aus einer einzigen Messung wird nicht mehr eine aufwändige Standortlinie mit vielen Punkten, sondern nur noch eine Position für das von einem Gegenstand reflektierte Signal erhalten.
Die Bestimmung der Position reflektierender Gegenstände wird weiter dadurch verbessert, dass sich die Position des Sensors aufgrund seiner Bewegung gegenüber den reflektierenden Gegenständen ändert, so dass die Beobachtung der reflektierenden Gegenstände aus unterschiedlichen Richtungen erfolgt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aufgrund der Signalauflδsung hinsichtlich der Frequenz- Verschiebung und aus der Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Winkelauflösung bezüglich der ermittelten Richtung geschlossen und diese bei der Ermittlung der Position berücksichtigt. Die durch die Frequenzauflösung des Sensors gegebene Be- schränkung in der Auflösung des Winkelsignals wird durch diese Maßnahme berücksichtigt. Die vorhandene Messgenauigkeit des Sensors wird somit bei der Ermittlung der möglichen Position eines Gegenstandes berücksichtigt.
Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die Auswertung der Signale mittels einer zweidimensionalen Gitterstruktur von Feldern vorgegebener Maschenweite. Jedem der Felder ist eine Menge von Positionen zugeordnet. Die Gitterstruktur erstreckt sich in der Bewegungsebene des Sensors. Bei jeder Messung werden Markierungen entsprechend der ermittelten Positionen der reflektierenden Gegenstände in den diesen zugeordneten Feldern vorgenommen. Gemäß weiterführender Ausgestaltung der Erfindung wird eine Vielzahl aufeinander folgender Messungen durchgeführt. Die Positionen von Gegenständen der Messungen werden in eine gemeinsame Gitterstruktur eingetragen. Hierdurch wird in einfacher Weise eine Überlagerung der Messergebnisse der Vielzahl von Messungen erzeugt. Gemäß weiterer weiterführender Ausgestaltung besteht das Markieren eines Feldes im Inkrementieren eines diesem zugeordneten Zählerstands. Eine andere weiterführende Ausgestaltung sieht vor, dass dann auf das Vorhandensein eines Gegenstands an einer Position geschlossen wird, wenn in dem dieser Position zugeordneten Feld der Gitterstruktur die erzeugte Markierung ein vorgegebenes Maß übersteigt . Hierdurch wird zum einen ein Ausfiltern von Messfehlern und zum anderen ein Ausmitteln der Positionswerte vorgenommen. Durch das Ausmitteln der Positionswerte werden alle Gegenstände, die sich selbst ebenfalls bewegen, aus den zu berücksichtigenden Messsignalen herausgefiltert. Diese Gegenstände bewegen sich von Feld zu Feld, so dass im zeitlichen Mittel der Zählerstände nicht eine Häufung in einem Feld (also in einem Bereich von Positionen) entsteht. Vielmehr wird in einer Vielzahl von Feldern ein "Abdruck" hinterlassen. Dieser könnte zwar ebenfalls ausgewertet werden. Zur Erfassung einer feststehenden Umgebung, beispielsweise einer Lücke in einer Kolonne parkender Fahrzeuge ist dies jedoch nicht erforderlich. Es werden also nur die Gegenstände erkannt, die über eine gewisse Zeit hinweg in einer Position verharren. Die Anzahl an Messungen, die erforderlich ist, um auf das Vorhandensein eines reflektierenden Gegenstandes zu schließen, kann in Abhängigkeit der Erfordernisse und in Abhängigkeit der Wiederholrate der Messungen festgelegt werden. Sie kann auch in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit des Sensors festgelegt sein. Solche Verfahren sind in vielfältiger Ausgestaltung unter der Bezeichnung "Evidence-Grid-Verfahren" bekannt.
Eine vorteilhafte Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist gegeben, wenn der Sensor an einem Fahrzeug montiert ist und dem Beobachten der Umgebung des Fahrzeugs dient. Hierdurch können Hindernisse im Bereich des Bewegungsraumes eines Fahrzeugs erfasst werden. Es können insbesondere im Bereich schräg zur Fahrzeuglängsachse liegende Bereiche des Verkehrsraums erfasst werden. In diesen Bereichen kann die Position vor allem ruhender oder sich gegenüber dem Fahrzeug sehr langsam bewegender Gegenstände erfasst werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Sensors oberhalb von 0,5 km/h, insbesondere oberhalb von 2 km/h liegt. Oberhalb dieser Geschwindigkeiten wird eine hinreichende Winkelauflδsung aufgrund der Auswertung der Frequenz- Verschiebung erreicht . Je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto besser wird dabei die Winkelauflösung. Dennoch entspricht es einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Verfahren nur bis zu Geschwindigkeiten von unterhalb von 50 oder 60 km/h ausgeführt wird. Die Beobachtung der Fahrzeugumgebung bezüglich insbesondere ruhender reflektierender Gegenstände oberhalb dieser Geschwindigkeiten ist nicht sinnvoll. Zum einen werden solche Geschwindigkeiten dann nicht gefahren, wenn beispielsweise nach einem Parkplatz gesucht wird. Darüber hinaus wird bei solchen Geschwindigkeiten die Veränderung der Position des Fahrzeugs so groß, dass ein reflektierender Gegenstand nur bei einer geringen Anzahl von Messungen im Beobachtungsbereich liegt. Daraus ergibt sich dann, dass oberhalb dieses Geschwindigkeitsbereichs auch korrekt erfasste reflektierende Gegenstände nicht mehr entsprechend häufig erfasst werden, um durch eine Filterung hindurch noch erkannt zu werden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht zur Verbesserung der Messergebnisse vor, dass eine Mehrzahl von Sensoren vorgesehen ist, die unabhängig voneinander Messungen ausführen. Durch die Vervielfachung der Anzahl der Messungen, die mit der Erhöhung der Anzahl von Sensoren einhergeht, wird zunächst die Auflösung des Systems erhöht. Dies erlaubt über den gesamten Geschwindigkeitsbereich hinweg eine bessere Erfassung der Positionen von reflektierenden Gegenständen.
Jeder der Sensoren weist einen durch seine Charakteristik bedingten Beobachtungsbereich auf . Werden mehrere Sensoren verwendet, sind diese gemäß bevorzugter Ausgestaltung so angeordnet, dass ihre Beobachtungsbereiche einander überlappen. So wird sichergestellt, dass reflektierende Gegenstände gleichzeitig von mehreren Sensoren erfasst werden. Durch Vergleich der verschiedenen Sensorsignale miteinander wird es dann überprüfbar, ob an einer bestimmten Position sich ein reflektierender Gegenstand befindet. Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung sind die Sensoren derart angeordnet, dass der beobachtbare Raum einen Winkelbereich von annähernd 360° um- fasst. Dadurch wird weitgehend der gesamte Umgebungsraum erfasst. In Abhängigkeit des Anwendungszwecks der Sensoren kann es am wenigsten wichtig sein, den Umgebungsraum direkt in Fahrtrichtung zu erfassen. Dies geht damit einher, dass der Dopplereffekt in Bewegungsrichtung des Sensors am wenigsten stark ausgeprägt ist, so dass in diesem Bereich die Winkelauflösung relativ schlecht sein kann, so dass eine optimale Beobachtung vor allem in den Bereichen quer zu der Fahrtrichtung gegeben ist. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Quelle elektromagnetische Strahlen, insbesondere Radarstrahlen bekannter Frequenz, vorzugsweise im Bereich um 24 GHz, aussendet. Die Verwendung von Radarstrahlen, also hochfrequenten elektromagnetischen Strahlen, ermöglicht die Erfassung unterschiedlichster Gegenstände in einem breiten Bereich und mit großem AnwendungsSpektrum.
Ein Verfahren zur Bestimmung der Lage einer Parklücke erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem sich bewegenden Fahrzeug heraus. An dem Fahrzeug ist wenigstens ein Sensor, bestehend aus einer Quelle für Strahlen bekannter Frequenz und einem Empfänger, angeordnet. Durch den wenigstens einen Sensor wird ein Bereich beobachtet, in dem sich eine Parklücke befinden kann. Aus der Laufzeit der Strahlen wird auf das Vorhandensein von Gegenständen .in der Umgebung geschlossen. Gemäß der Erfindung wird eine Vielzahl aufeinanderfolgender Messungen, insbesondere nach einem vorstehend beschriebenen- Verfahren durchgeführt. Aus der Überlagerung der Vielzahl von Messungen wird dann wenigstens eine der Größen aus Position und Größe der Parklücke bezüglich dem Fahrzeug geschlossen.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Auswertung der Signale nach einem Evidence-Grid-Verfahren, wie es vorstehend schon beschrieben wurde. Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird das Evidence-Grid-Verfahren unter Berücksichtigung des Doppler-Effekts durchgeführt.
Im übrigen wird die Erfindung nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 In schematischer Darstellung eine beispielhafte Messanordnung an einem Fahrzeug und
Fig. 2a, 2b in schmatischer Darstellung eine Messsituation und das zugeordnete Messergebnis. Die Anordnung der Figur 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Fahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 weist einen Sensor S auf, der an einer Fahrzeugseite des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Dabei ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Sensor S im vorderen Fahrzeugbereich montiert. Der Sensor S strahlt in einem Ö fnungswinkel ß aus. Entsprechend diesem Öffnungswinkel ß ergibt sich ein Beobachtungsbereich B. Innerhalb des Beobachtungsbereichs B werden die Gegenstände G erfasst, soweit sie die vom Sensor S ausgesandten Signale reflektieren. In der dem Sensor S zugeordneten Auswerteeinheit wird die Laufzeit T und die Frequenz Fdo des reflektierten Signals ermittelt. Die Frequenz Fa des ausgesendeten Signals ist bekannt. Aufgrund der Dopplergleichung kann daraus die Geschwindigkeit vdo des Gegenstandes G relativ zum Fahrzeug 10 ermittelt werden. Der Winkel α, unter dem sich der Gegenstand G dann bezüglich dem Fahrzeug 10 befindet, ist dann durch die geometrische Gleichung cos α = vdo/vs gegeben, wobei vs die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 ist, die im Fahrzeug 10 selbst bekannt ist. Aus der Laufzeit T ergibt sich gleichzeitig die Entfernung D zum Gegenstand G, da D=T*c gilt, wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Somit kann dem Gegenstand G genau ein Punkt zugeordnet werden. Bei jeder Messung wird ein Punkt für einen reflektierten Gegenstand G erzeugt . Dieser Punkt wird einer Zelle des Evidence-Grid zugeordnet. Dabei ist die Winkelauflösung des Dopplerverfahrens durch die Auflösung der Frequenzverschiebung begrenzt . Die minimale erkennbare Geschwindigkeitsdifferenz vmin im Verhältnis zur aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit vs ergibt die minimale Auflösung der Erkennung bzw. Zuordnung eines gemessenen Punktes im Gitter. Dadurch bedingt müssen eventuell mehrere Felder markiert werden, da bei geringer Geschwindigkeit vdo die Auflösung und die zu berücksichtigende Messungenauigkeit des Winkels α nicht einen Ortspunkt ergibt, sondern einen Aufenthaltsbereich, der sich über mehrere Felder des Evidence-Grid erstreckt . Die Figuren 2a und 2b zeigen in schematischer Darstellung eine Messsituation und das sich daraus ergebende Evidence-Grid. Die Messsituation (Fig. 2a) wird aus dem Fahrzeug 10 gebildet, das sowohl an Fahrzeugvorderseite und Fahrzeughinterseite mehrere Sensoren S aufweist, deren Signale jeweils ausgewertet und in ein gemeinsames Evidence-Grid übertragen werden. Das Evidence-Grid ist in der Figur 2b dargestellt. Das Evidence-Grid ist ein Gitter von Feldern, wobei in der dargestellten Form das Gitter so eng ist, dass die einzelnen Gitterpunkte nicht erkennbar sind. Während der Fahrbewegung des Fahrzeugs 10 wird das Evidence-Grid synchron mit dem Fahrzeug 10 sozusagen mitbewegt, das heißt die lineare Bewegung des Fahrzeugs 10 gegenüber einem Ausgangszeitpunkt wird durch entsprechende Verschiebung der Koordinaten berücksichtigt. Jeder mögliche Ort ist somit nur Element eines Feldes des E- vidence-Grid.
Das Fahrzeug 10 bewegt sich an einer Kette von geparkten Fahrzeugen 11 vorbei, zwischen denen sich die Parklücke 12 befindet. Daneben sind die Fahrzeuge 11 entlang des Randsteins 13 geparkt, der die Parklücke 12 in ihrer Tiefe begrenzt. Aufgrund der Messungen ergibt sich ein Evidence-Grid, das in der Literatur gewöhnlich so dargestellt wird, dass häufig markierte Felder gegenüber einem dunklen Hintergrund hell erscheinen. Diese Art der Darstellung soll keine einschränkende Wirkung haben, denkbar sind auch beliebige andere Darstellungen, aus denen die Häufigkeitsverteilung im Evidence-Grid hervorgeht. Der Übersichtlichkeit wegen wurde in der Fig. 2b eine hiervon abweichende, inverse Darstellung gewählt, bei der häufig markierte Felder nun gegenüber einem hellen Hintergrund dunkel erscheinen. Eine Vielzahl von Messungen ergibt dann das gezeigte Evidence-Grid. Man kann darauf die Konturkanten 14 der geparkten Fahrzeuge 11 sowie im Bereich der Parklücke 12 die Verlaufslinie 15 der Bordsteinkante 13 erkennen. Die Messung erlaubt es anhand von Analysen des erhaltenen Gitterbildes automatisch die Länge L, die Position und die Tiefe Ti der Parklücke 12 zu ermitteln. Dabei kann die Bestimmung schon abgeschlossen sein, bevor das Fahrzeug 10 vollständig an einem der Fahrzeuge 11 vorbeigefahren ist .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Erfassen von UmgebungsInformationen, wobei
• von wenigstens einer Quelle pulsierend Signale bestimmter Frequenz ausgesendet werden,
• die von einem Gegenstand (G) reflektierten Signale in einem Empfänger empfangen werden,
• in einer Steuereinheit aufgrund der Laufzeit (T) der reflektierten Strahlen der Abstand (D) des Gegenstands
(G) zum Sensor (S) ermittelt wird,
• aufgrund der Überlagerung einer Vielzahl von Messungen ein Diagramm erstellt wird, das einer Überlagerung der Vielzahl von Messungen entspricht und aufgrund dessen auf die Position der die Strahlen reflektierenden Gegenstände (G) bezüglich der Position des Sensors (S) geschlossen wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
• je eine Quelle und ein Empfänger einen Sensor (S) bilden,
• der wenigstens eine Sensor (S) bezüglich dem Beobachtungsbereich (B) eine Bewegung bekannter Geschwindigkeit (vs) ausführt,
• dass die Frequenz (Fdo) der reflektierten Signale erfasst wird, • dass aus der Frequenzverschiebung zwischen dem ausgesandten und den reflektierten Signalen ein Richtungswinkel ( ) für den reflektierenden Gegenstand (G) bezüglich der Bewegungsrichtung des Sensors (10) ermittelt wird,
so dass aus Abstand (D) und Richtungswinkel (α) des reflektierenden Gegenstandes (G) auf dessen Position geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensor (S) eine Signalauflösung hinsichtlich der Frequenzverschiebung aufweist, und dass aus Bewegungsgeschwindigkeit (vs) und Signalauflösung des Sensors (S) auf eine Winkelauflösung bezüglich der ermittelten Richtung geschlossen und diese bei der Ermittlung der Position berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine zweidimensionale Gitterstruktur von Feldern vorgegebener Maschenweite, welche jeweils einer Menge von Positionen zugeordnet sind, gegeben ist, die sich in der Bewegungsebene des Sensors (S) erstreckt, wobei bei jeder Messung entsprechend der ermittelten Position reflektierenden Gegenstände (G) Markierungen in dem jeweils wenigstens einen der Position zugeordneten Feld vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Vielzahl von aufeinander folgenden Messungen durchgeführt wird, wobei die Positionen von Gegenständen (G) der Messungen in eine gemeinsame Gitterstruktur eingetragen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Markierung im inkrementieren eines dem Feld zugeordneten Zählerstand besteht .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dann auf das Vorhandensein eines Gegenstandes (G) an einer Position geschlossen wird, wenn in dem dieser Position zugeordneten Feld der Gitterstruktur die erzeugten Markierungen ein vorgegebenes Maß übersteigt .
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sensor (S) an einem Fahrzeug (10) montiert ist und der Beobachtung der Umgebung des Fahrzeugs (10) dient .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bewegungsgeschwindigkeit (vs) oberhalb von 0,5 km/h liegt, insbesondere oberhalb von 2 km/h liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bewegungsgeschwindigkeit (vs) unterhalb von 50km/h liegt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Mehrzahl von Sensoren (S) vorgesehen ist,
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeder der Sensoren (S) einen Beobachtungsbereich (B) aufweist, wobei Beobachtungsbereiche (B) von Sensoren (S) einander überlappen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sensoren (S) derart angeordnet sind, dass der beobachtbare Raum einen Winkelbereich von annähernd 360° umfasst .
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Quelle elektromagnetische Strahlen, insbesondere Radarstrahlen bekannter Frequenz, vorzugsweise im Bereich um 24 GHz, aussendet.
14. Verfahren zur Bestimmung der Lage einer Parklücke (12) relativ zu einem sich bewegenden Fahrzeug (10) , wobei an dem Fahrzeug (10) wenigstens ein Sensor (S) , bestehend aus einer Quelle für Strahlen bekannter Frequenz und einem Empfänger angeordnet ist, wobei durch den Sensor (S) ein Bereich (B) beobachtet wird, in dem sich eine Parklücke (12) befinden kann, und aus der Laufzeit (T) der Strahlen auf das Vorhandensein von Gegenständen (G) in der Umgebung geschlossen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Vielzahl aufeinanderfolgender Messungen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Verfahren, durchgeführt wird, wobei aus der Überlagerung der Vielzahl von Messungen auf wenigstens eine der Größen aus Position und Größe der Parklücke (12) bezüglich dem Fahrzeug (10) geschlossen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswertung der Signale nach einem Evidence-Grid- Verfahren erfolgt .
16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Evidence-Grid-Verfahren unter Berücksichtigung des Doppler-Effekts gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 erfolgt.
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