VERFAHREN ZUR KLASSIFIKATION VON PARKSZENARIEN FÜR EIN EINPARKSYSTEM EINES KRAFTFAHRZEUGS

Beschreibung

Verfahren zur Klassifikation von Parkszenarien für ein Einparksystem eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifikation von Parkszenarien für ein Einparksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Einparkassistenzsystem zum unterstützten Einparken eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Systeme, die den Fahrer eines Kraftfahrzeuges beim Einparken unterstützen, also Einparksysteme oder Parkhilfesysteme, gehören zur Gruppe der Fahrerassistenzsysteme, die zunehmend in Fahrzeugen zur Erhöhung des Komforts, zur Unterstützung des Fahrers und/oder zur Erhöhung der Sicherheit eingesetzt werden. Diesen Systemen ist gemeinsam, dass sie mit einer geeigneten Messvorrichtung die Umgebung des eigenen Fahrzeugs vermessen und mittels diverser Algorithmen Parklücken mehr oder weniger gut erkennen und vermessen können.

Insbesondere ist die Suche nach ausreichend großen Parklücken, gefolgt von entsprechenden Einparkmanövern, eine alltägliche Herausforderung von Fahrern von Kraftfahrzeugen. Gleichzeitig hat die Entwicklung des Fahrzeugdesigns sowohl aus optischen als auch aus sicherheitstechnischen Gründen stetig den einsehbaren Bereich um das Fahrzeug reduziert und so die Einparkaufgabe zusätzlich erschwert. Um den Fahrer daher zu entlasten und Souveränität zurück zu geben, sind diverse Parkassistenzsysteme entwickelt worden, die den Fahrer eines Kraftfahrzeuges beim Einparken unterstützen oder in der Endausbaustufe das Einparken selbsttätig durchführen sollen.

In seiner einfachsten Form ist ein derartiger Einparkassistent eine Einparkhilfe, bei der die Abstände des Fahrzeugs nach vorne und/oder nach hinten zu anderen Fahrzeugen oder Hindernissen gemessen und beispielsweise auf einem Display im Cockpit angezeigt werden. Im Fall des Unterschreitens vorgegebener Sicherheitsabstände wird eine optische, akustische und/oder haptische Warnung an den Fahrer ausgegeben, so dass dieser seinen Einparkvorgang entsprechend steuern kann. Derartige Einparkhilfen gehören mittlerweile zu den Sonderausstattungen von Fahrzeugen der Mittelklasse. In einer weiteren Ausführungsform, wie dies beispielsweise in der DE 10 2005 017 360 A1 geschildert ist, umfasst ein Einparkassistent für das Einparken eines Kraftfahrzeuges mindestens eine Anzeigevorrichtung, eine Vorrichtung zum Vermessen von Parklücken und/oder Parktaschen, ein Steuergerät und einen Lenkäktuator, wobei die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung mit einer Vielzahl von Anzeigezuständen aufweist, die den Fahrer über Parklücken oder Parktaschen betreffende Parameter und über Systemzustände des Einparkassistenten informiert.

In der weiteren Ausbaustufe wird ein automatischer Parkvorgang nach vorheriger Vermessung der Parklücke durchgeführt, wie dies beispielsweise in der DE 3813083 A1 beschrieben ist. Die bekannte Vorrichtung umfasst vier Schalter bezüglich der Wahl des Parkszenarios, über die der Fahrer den Ort und die Art der Parklücke angeben kann. Somit kann der Fahrer selektieren zwischen linke Parklücke, linke Parktasche, rechte Parklücke oder rechte Parktasche.

Die Druckschrift DE 10 2009 041 587 A1 zeigt eine Fahrerassistenzeinrichtung mit einer Steuereinrichtung, die Steuersignale an eine Antriebs- oder Lenkvorrichtung des Kraftfahrzeugs ausgibt. Die Steuersignale veranlassen dann ein Durchführen eines autonomen bzw. vollautomatischen Parkvorgangs. Ferner kann die Steuereinrichtung Befehle von einer Fernbedienung empfangen und nach Empfangen eines vorbestimmten Unterbrechungsbefehls einen bereits begonnenen Parkvorgang des Kraftfahrzeugs unterbrechen. Die Fahrerassistenzeinrichtung umfasst zumindest eine Kamera, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und die Bilddaten über einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs bereitstellt, wobei die Steuereinrichtung Signale an die Fernbedienung sendet, welche die durch die Kamera gewonnenen Bilddaten oder daraus berechnete Bilddaten umfassen.

Ferner zeigt die Druckschrift DE 10 2009 027 650 A1 eine Vorrichtung zum unterstützten Einparken eines Fahrzeugs in eine Parklücke, mit wenigstens einer Sensoreinrichtung, mit der eine Erkennung zumindest eines Objektes in einem Nahbereich des Fahrzeugs möglich ist. Die Vorrichtung ist zur numerischen Bestimmung des Vorhandenseins wenigstens eines Objektes in einem Fembereich des Fahrzeugs ausgebildet, wobei die numerische Bestimmung des Objektes im Fernbereich auf Grundlage des erkannten Objektes im Nahbereich erfolgt. Unter Objekte werden beispielsweise parkende Fahrzeuge oder bauliche Einrichtungen verstanden. Bei derzeitigen Systemen zum assistierenden Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Parklücke muss der Fahrer das Parkszenario auswählen, da das System aus den Umfelddaten nur das Vorhandensein einer Parklücke als solche bestimmen kann, so dass der Fahrer das Parkszenario auswählen und damit die Strategie zum Einparken des Fahrzeugs festlegen muss.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zum assistierenden Einparken eines Kraftfahrzeugs für den Fahrer zu vereinfachen und dem Fahrer eine Einparkstrategie vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Klassifikation von Parkszenarien für einen Parkassistenten eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein entsprechenden Einparkassistenzsystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zu Klassifikation von Parkszenarien für ein Parkassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, wobei eine vorgegebene Anzahl von Parkszenarien definiert sind, jedes Parkszenario durch eine vorgegebene Anzahl von parkszenariotypischen Kriterien beschrieben wird und die Kriterien zumindest auf parklückenspezifischen Parametern basieren, weist die folgenden Schritte auf:

Bestimmen von Daten des Umfeldes des Kraftfahrzeugs mittels einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs,

Bestimmen von parklückenspezifischen Parametern aus den Umfelddaten,

Überprüfen der Kriterien jedes Parkszenarios anhand der parklückenspezifischen

Parametern, und

Klassifikation jedes Parkszenarios anhand der überprüften Kriterien.

Gemäß dem Verfahren werden Parkszenarios, wie beispielsweise ein rückwärtiges Einparken in eine Längsparklücke, durch eine vorgegebene Anzahl von Kriterien definiert oder beschrieben. Anhand von Umfelddaten werden parklückenspezifische Parameter, wie beispielsweise die Länge und die Tiefe eines als Parklücke geeigneten Freiraums bestimmt. Die so bestimmten Parameter werden dann zur Überprüfung der Kriterien des Parkszenarios eingesetzt. Ist also beispielsweise die Länge des Freiraums größer als eine zum Einparken notwendige Mindestlänge und ist die Parklückentiefe auch ausreichend, so könnte der Freiraum als Parklücke für das genannte Einparkszenario geeignet sein und das Einparkszenario wird entsprechend klassifiziert. Mit dem Verfahren kann daher jedes Szenario beurteilt werden und dem Fahrer kann anhand der Klassifikation das am meisten geeignete Szenario zum Einparken angeboten werden, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren den fahrerseitigen Bedienungskomfort erhöht.

Vorzugsweise basieren die Kriterien der Parklückenszenarien ferner auf kraftfahrzeugspezifischen Parametern und/oder fahrerspezifischen Parametern und/oder früheren Parkszenarios und/oder Navigationsdaten. Dabei können kraftfahrzeugspezifische Parameter oder fahrerspezifische Parameter beispielsweise der Lenkwinkel oder das Einlenken des Fahrzeugs sein, aus dem der Wunsch des Fahrers zum Einparken in eine potentielle Parklücke geschlossen werden kann. Ferner kann aus der Historie des Fahrverlaufs, mit anderen Worten aus früheren Parkszenarien, auf das aktuelle Parkszenario geschlossen werden. Ist beispielsweise das Fahrzeug innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls an mehreren Querparklücken und entsprechenden parkenden Objekten vorbei gefahren, so wird das aktuelle Parkszenario mit hoher Wahrscheinlichkeit wieder eine Querparklücke sein. Auch aus Navigationsdaten lassen sich Informationen bezüglich eines aktuellen Parkszenarios entnehmen, beispielsweise wenn sich aus den Navigationsdaten ergibt, dass sich das Fahrzeug auf einem Parkplatz befindet.

Vorzugsweise werden zumindest die folgenden Kriterien zur Beschreibung der Parkszenarios verwendet, wobei jedes Parkszenario eine parkszenariotypische Auswahl der Kriterien umfasst:

Begrenzende Objekte einer Parklücke, Tiefe der Parklücke, Breite der Parklücke, Hintergrundobjekte, Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs, Objekte in einer Parklücke oder in einem Freiraum, Einlenken des Fahrzeugs, Orientierung der . begrenzenden Objekte und Historie einschließlich Beurteilung der früheren Parkszenarios.

Mit anderen Worten, es gibt eine Menge von grundlegenden Kriterien, die zur Beschreibung der Parkszenarios verwendet werden, wobei zur Beschreibung eines spezifischen Parkszenarios nur parkszenariotypische Kriterien verwendet werden. . Die parkszenariotypischen Kriterien bilden daher eine Teilmenge der Menge der grundlegenden Kriterien. Weiter bevorzugt erfolgt die Beurteilung der Parkszenarios durch eine Bewertung der einzelnen Kriterien jedes Parkszenarios, wobei die Einzelbewertungen zu einer Klassifikation jedes Parkszenarios ^* zusammengefasst werden. Dabei kann die Beurteilung oder Klassifikation anhand einer Zuordnung von Wahrscheinlichkeiten oder durch eine Verteilung von Punktwerten erfolgen. Ferner können logische Variable zur Beurteilung eines Parkszenarios verwendet werden. Ist beispielsweise die Länge eines Freiraums nicht ausreichend für eine Längsparklücke, so kann Parkszenarien wie vorwärts oder rückwärts Einparken in eine Längsparklücke anhand der logischen Variablen ausgeschlossen werden. Mit anderen Worten, die Klassifikation ist dann dergestalt, dass diese Parkszenarien nicht in Frage kommen. Kommen für einen Einparkvorgang mehrere Parkszenarien in Frage, so wird beispielsweise das Parkszenario höher klassifiziert, dessen Ausgangspunkt zum Einparken geeigneter ist. Es kommt daher darauf an, die Klassifikation so zu gestalten, dass ein optimales Einparken möglich ist.

Weiter bevorzugt sind zumindest die folgenden Szenarien "rückwärts Einparken in eine Querparklücke", "rückwärts Einparken in eine Längsparklücke", vorwärts Einparken in eine Querparklücke", "vorwärts Einparken in eine Längsparklücke" und "vorwärts Einparken in eine Schrägparklücke" mittel entsprechender szenariotypischer Kriterien definiert. Dabei können die Parkszenarien noch bezüglich der Fahrzeugseite differenziert werden. Ferner kann noch das seltenere Szenario "rückwärts Einparken in eine Schrägparklücke" oder "Einparken in eine Schrägparklücke entgegengesetzt zur Fahrtrichtung" definiert sein.

Das erfindungsgemäße Einparkassistenzsystem zum Einparken eines Kraftfahrzeugs in eine Parklücke unter Verwendung des im Vorangegangen beschriebenen Verfahrens zur Klassifikation von Parkszenarien, umfasst

eine Umfeldsensorik zur Bestimmung von Umfelddaten des Kraftfahrzeugs,

eine Speichereinrichtung zum Abspeichern einer vorgegebenen Anzahl von

Parkszenarien mit parkszenariotypischen Kriterien,

eine Einrichtung zum Bestimmen von kriterienrelevanten Parametern zumindest aus den Umfelddaten,

eine Überprüfungseinrichtung zum Überprüfen der Kriterien jedes Parkszenarios anhand der kriterienrelevanten Parametern,

eine Klassifikationseinrichtung zum Klassifizieren der Parkszenarios anhand der überprüften Kriterien, und eine Auswahleinrichtung zum Auswählen des Parkszenarios mit der höchsten Klassifikation als das wahrscheinlichste Parkszenario.

Durch die erfolgte Klassifikation der Parkszenarios wird dann dem Fahrer das am besten geeignete Szenario zum Einparken vorgeschlagen oder automatisch verwendet, wodurch die Fahrsicherheit und der Fahrerkomfort erhöht werden.

Vorzugsweise umfassen die parkszenariotypischen Kriterien ferner kraftfahrzeugspezifische Parameter und/oder fahrerspezifische Parameter und/oder frühere Parkszenarios und/oder Navigationsdaten.. Damit ist es möglich, die verwendeten Kriterien beispielsweise an im Kraftfahrzeug vorhandene Möglichkeiten anzupassen. Ist im Kraftfahrzeug kein Navigationssystem vorhanden, können auch keine entsprechenden Kriterien zur Definition von Parkszenarien verwendet werden.

Weiter bevorzugt nimmt die Klassifikationseinrichtung eine wahrscheinlichkeitsbasierte oder eine punktegestützte Bewertung der Kriterien und der Parkszenarios vor. So kann beispielsweise bei einer punktegestützten Bewertung jedem Kriterium eines Parkszenarios bei Erfüllung des Kriteriums Punkte zugewiesen werden. Ist beispielsweise ein als Längsoder Querparklücke geeigneter Freiraum ermittelt worden, so wird dem Kriterium Parklückenlänge hinsichtlich des Längseinparkens andere Punkte zugewiesen als für das Parkszenario Quereinparken. Ebenso können einige Kriterien als Ausschlusskriterien ausgelegt sein, da bei einer nicht ausreichenden Breite einer Parklücke diese nicht verwendet werden kann. Die Klassifikation muss daher entsprechend ausgelegt sein;

Vorzugsweise basiert die Umfeldsensorik zumindest auf ultraschallbasierter 2D- Umfelddateninformation. Die Verwendung von Ultraschallsensoren ist der kostengünstigste Weg zur Realisierung des Einparkassistenzsystems, was jedoch die Verwendung von Umfeldsensoriken basierend auf Video, Laser oder Radar nicht ausschließt.

Vorzugsweise weist das Einparksystem eine Vorrichtung zur Überstimmung der automatischen Klassifikation und Auswahl der Parklücke durch den Fahrer auf, so dass der Fahrer letztlich die Entscheidung über den Einparkvorgang behalten kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 das Parkszenario "Rückwärts Einparken in eine Querparklücke, Fig. 2 das Parkszenario "Rückwärts Einparken in ein Längsparklücke", Fig. 3 das Parkszenario "Vorwärts Einparken in ein Querparklücke", Fig. 4 das Parkszenario "Vorwärts Einparken in eine Schrägparklücke", und Fig. 5 Ultraschallmesssignale eines Schrägparklückenszenarios.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel des Parkszenarios "rückwärts Einparken in eine Querparklücke. Dabei bewegt sich ein Eigenfahrzeug F in Richtung des Pfeiles R entlang einer Reihe parkender Objekte 01 , 02, 03, 04 und das Hinparksystem (nicht dargestellt) des Eigenfahrzeugs F hat neben den genannten Objekten 01 , 02, 03, 04, die üblicherweise durch parkende Fahrzeuge realisiert sind, die zwischen den Objekten befindlichen Feiräume oder Lücken L1 , L2, L3 gefunden.

Folgende Kriterien für das Erkennen einer Querparklücke im Parkszenario "rückwärts Einparken in eine Querparklücke" können in Frage kommen und überprüft werden:

Breite der Objekte, die den letzten querparkfähigen Freiraum begrenzen. Dies wäre in dem Beispiel der Fig.1 die Breite der Objekte 01 und 02, die den Freiraum L1 begrenzen,

Anzahl der bisher aufgefundenen querparkfähigen Freiräume. Dies sind im Beispiel der Fig.1 die drei Lücken LI , L2 und L3,

kein Bordsteinobjekt oder sonstiges Objekt in den Freiräumen L1 , L2 oder L3, Breite des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 , und

Tiefe des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1.

Fig. 2 zeigt in beispielhafter Darstellung das Parkszenario "rückwärts Einparken in eine Längsparklücke" auf der Beifahrerseite, wobei sich das Eigenfahrzeug F in Richtung des Pfeiles R an den Objekten 01 , 02 und 03, die parkende Fahrzeuge darstellen, vorbeibewegt hat. Zwischen den Objekten 01 , 02 und 03 sind Freiräume L1 , L2, L3 angeordnet, die gegebenenfalls als Längsparklücken geeignet sein können. Für das Parkszenario "rückwärts Einparken in eine Längsparklücke können die folgenden Kriterien überprüft werden:

Breite der Objekte, die den letzten längsparkfähigen Freiraum begrenzen. Dies wäre in dem Beispiel der Fig. 2 die Breite der Objekte Ol und 02, die den Freiraum L1 begrenzen,

Anzahl der bisher aufgefundenen längsparkfähigen Freiräume. Diese sind im Beispiel der Fig. 2 die drei Lücken L1 , L2 und L3,

kein Bordsteinobjekt oder sonstiges Objekt in den Freiräumen L1 , L2 oder L3,

Länge des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 ,

Tiefe des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 , und

der Bordstein B befindet sich in bestimmter Freiraumtiefe.

Fig. 3 zeigt das Beispiel des Parkszenarios "vorwärts Einparkens in eine Querparklücke" auf der Beifahrerseite. Das Eigenfahrzeug F hat sich in Richtung des Pfeils R an einer Reihe von Objekten 01 , 02, 03 und 04, üblicherweise parkende Fahrzeuge, vorbei bewegt, wobei zwischen den Objekten 01 , 02, 03 und 04 Freiräume L1 , L2 und L3 angeordnet sind. Das Eigenfahrzeug F möchte entlang der Fahrspur FS vorwärts in den. Freiraum L1 einparken, wozu der Fahrer das Fahrzeug eingelenkt hat.

Die folgenden Kriterien können für das Erkennen einer Querparklücke im Parkszenario "vorwärts Einparken in eine Querparklücke" in Frage kommen und überprüft werden:

Breite der Objekte, die den letzten querparkfähigen Freiraum begrenzen. Dies wäre in dem Beispiel der Fig. 3 die Breite der Objekte 01 und 02, die den Freiraum L1 begrenzen,

Anzahl der bisher aufgefundenen querparkfähigen Freiräume. Diese sind im Beispiel der Fig. 3 die drei Lücken L1 , L2 und L3,

- . kein Bordsteinobjekt oder sonstiges Objekt in den Freiräumen L1 , L2 oder L3,

Breite des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 ,

Tiefe des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 ,

Erkennen eines Objektes 01 in einem Bereich A vor dem Eigenfahrzeug F, und Erkennen eines Objektes 02 in einem Bereich B seitlich des Eigenfahrzeugs F. Fig. 4 zeigt ein Schrägparksituation auf der Beifahrerseite, wie sie für das Parkszenario "vorwärts Einparken in eine Schrägparklücke" typisch ist. Hier sind als Objekte 01 , P02, 03 und 04 bezeichnenden parkenden Fahrzeuge unter einem Winkel gegen die durch die Objekte 01 , 02, 03 und 04 gebildete Kante K in Form einer "Fischgräte" angeordnet, wobei die Kante parallel zur Fahrrichtung des Pfeiles R des Fahrzeugs F ausgerichtet ist . Zwischen den unter einem Winkel angeordneten Objekte 01, 02, 03 und 04 sind Freiräume L1 , L2 und L3 zu erkennen, die zum Schrägparken genutzt werden könnten.

Dabei _, können die folgenden Kriterien für das Erkennen einer Schrägparklücke im Parkszenario "vorwärts Einparken in eine Querparklücke" in Frage kommen und überprüft werden:

Breite der Objekte, die den letzten schrägparkfähigen Freiraum begrenzen. Dies wäre in dem Beispiel der Fig. 4 die Breite der Objekte 01 und 02, die den Freiraum L1 begrenzen,

Anzahl der bisher aufgefundenen schrägparkfähigen Freiräume. Diese sind im Beispiel der Fig. 4 die drei Lücken L1 , L2 und L3,

kein Bordsteinobjekt oder sonstiges Objekt in den Freiräumen L1 , L2 oder L3, Breite des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 ,

Tiefe des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 , und

Winkel der Längsachse des zuletzt aufgefundenen Freiraums L1 gegenüber der Kante K und/oder Winkel der vorderen Begrenzung der Objekte 01 und 02 gegenüber der Fahrtrichtung R bzw. der Kante K.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Fischgräte, dh einer beifahrerseitigen Schrägparksituation, wie sich diese Situation anhand von Messsignalen einer Ultraschallsensorik darstellen würde. Ein Eigenfahrzeug F bewegt sich entlang einer Fahrspur FS in Richtung des Pfeiles R. Das Eigenfahrzeug weist linksseitige und rechtsseitige Ultraschallsensoren SL und SR auf. Dier rechtseitige Ultraschallsensor SR würde entlang des Fahrwegs FS Messreihen M8 bis M1 aufnehmen, wobei jede der Messreihen M8 bis M1 offensichtlich eine vordere Begrenzung eines parkenden Fahrzeugs darstellen, so dass für jede Messreihe M1 bis M8 ein Winkel gegenüber der Kante K ermittelte werden kann. Zwischen den Messreihen M3 und M2 ist ein zum Schrägparken eventuell geeigneter Freiraum L2 zu erkennen. Bezugszeichenliste

F Fahrzeug

FS Fahrspur

01 Objekt 1

02 Objekt 2

03 Objekt 3

04 Objekt 4

L1 Lücke 1

L2 Lücke 2

L3 Lücke 3

A Bereich vor dem Fahrzeug

B Bereich seitlich vom Fahrzeug

K Kante

SL Sensor links

SR Sensor rechts

M1 Messreihe

M2 Messreihe

M3 Messreihe

M4 Messreihe

M5 Messreihe

M6 Messreihe

M7 Messreihe

M8 Messreihe