DE102009046912A1

DE102009046912A1 - Verfahren und Einrichtung für die Fahrzeugführung

Info

Publication number: DE102009046912A1
Application number: DE102009046912A
Authority: DE
Inventors: Florian Belser; Michael Scherl; Matthias Haug; Uwe Zimmermann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-05-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Führung eines Fahrzeugs 2 von einer Start- zu einer Zielposition. An einer Startposition (Einfahrtschalter 101) werden dem Fahrzeug 2 Informationen über die Lage der Zielposition (Parkplatz 3.2) und ggf. über die die Startposition mit der Zielposition verbindende Trajektorie übermittelt. Das Fahrzeug 2 erfasst auf der Fahrbahn 1 angeordnete Markierungen 1.1 und Landmarken 1.3 und wird mit deren Hilfe zu der Zielposition 3.2 geführt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Fahrzeugführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung für die Fahrzeugführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Bekannt sind Parkleitsysteme in Parkhäusern oder dergleichen, die die Führung eines Fahrzeugs unter Verwendung von Infrastruktursensorik (zum Beispiel RFID, C2X, Ultraschallsensoren, Videokameras) unterstützen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung offenbart ein Verfahren für die Führung eines Fahrzeugs von einer Start- zu einer Zielposition, bei dem dem Fahrzeug an der Startposition Informationen über die Lage der Zielposition und ggf. über die die Zielposition mit der Startposition verbindende Trajektorie übermittelt werden und bei dem das Fahrzeug mit Hilfe einer Markierung von der Startposition zu der Zielposition geführt wird. Dadurch ist eine sichere und risikoarme Führung des Fahrzeugs auch innerhalb von Bauwerken, wie insbesondere Parkhäusern oder dergleichen liegenden Verkehrsflächen möglich, bei denen der Empfang von Navigationsdaten über Satteliten stark erschwert oder sogar unmöglich ist. Besonders vorteilhaft werden die Daten über eine Kommunikationsschnittstelle übermittelt, die den Datenaustausch zwischen einer ortsfesten Einrichtung an der Startposition und dem Fahrzeug ermöglicht. Besonders vorteilhaft können die Daten über eine Funkverbindung, wie insbesondere RFID oder dergleichen übertragen werden. In einer einfacheren Ausführungsvariante sind die Daten auf dem Parkticket gespeichert und werden im Fahrzeug über eine Leseeinrichtung ausgelesen. Um die vorgeschlagene Trajektorie einhalten zu können, sind auf der Fahrbahn Markierungen angeordnet, die das Fahrzeug mit einem geeigneten Umfeldsensor erfasst. Odometriedaten des Fahrzeugs können vorteilhaft mit Landmarken auf der Fahrbahn abgeglichen werden.
Weiterhin offenbart die Erfindung eine Einrichtung für die Führung des Fahrzeugs. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum;
2 ein Ablaufdiagramm.
Im Folgenden wird, unter Bezug auf die Zeichnung, ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen schematisch dargestellten Verkehrsraum 100, in dem behandelten Anwendungsfall, beispielsweise das Parkdeck eines Parkhauses. Das Parkdeck umfasst Verkehrsflächen für den fließenden Verkehr, wie hier eine Fahrbahn 1. Weiterhin umfasst das Parkdeck Verkehrsflächen für den ruhenden Verkehr, wie hier den Parkraum 3 mit den Parkplätzen 3.1, 3.2, 3.3, ... 3.n. Die Fahrbahn 1 ist mit einer Fahrbahnmarkierung 1.1 markiert. Bei der Fahrbahnmarkierung handelt es sich beispielsweise um eine unterbrochene Linie, die die Fahrbahn 1 mittig teilt. Die unterbrochene Linie der Fahrbahnmarkierung 1.1 besteht aus einzelnen Linienelementen 1.2. Einige Parkplätze des Parkraums 3 sind durch parkende Fahrzeuge 7, 8, 9 belegt. Die Parkplätze 3.1, 3.2, 3.3, 3.n sind frei und stehen für einparkende Fahrzeuge zur Verfügung. Mit Bezugsziffern 4, 5, 6 sind Hindernisse bezeichnet, die als potentielle Kollisionsobjekte das Manövrieren von Fahrzeugen behindern können. Derartige Hindernisse sind in vielen Parkhäusern anzutreffen. Bei den Hindernissen mit den Bezugsziffern 4 und 6 handelt es sich beispielsweise um die Decke des dargestellten Parkdecks stützende Säulen. Bei dem Hindernis 5 handelt es sich beispielsweise um eine die Fahrbahn 1 begrenzende Trennwand. Mit Bezugsziffer 2 ist ein Fahrzeug (Egofahrzeug) bezeichnet, das auf das Parkdeck eingebogen und auf der Suche nach einem freien Parkplatz ist. Das hier behandelte Ausführungsbeispiel behandelt also die Führung eines Fahrzeugs, hier des Fahrzeugs 2 auf dem Parkdeck. Die Fahrbahnmarkierung 1.1 ist beispielsweise auf allen Fahrbahnen 1 des Parkhauses aufgebracht. Die Daten dieser Fahrbahnmarkierung können optional in einer digitalisierten Karte abgelegt sein, wobei die Möglichkeit besteht, dem Parkhauskunden bei der Ticketausgabe die Zieltrajektoriendaten zu einem bestimmten Parkplatz des Parkraums, hier beispielsweise die Zieldaten des freien Parkplatzes 3.2, zu übergeben. Diese Übergabe kann beispielsweise mittels eines Barcodeaufdrucks auf dem Ticket, mittels RFID (RFID = Radio Frequency Identification) oder mittels WLAN erfolgen Die Odometriedaten können vorteilhaft an mindestens einer oder mehreren Landmarken 1.3 bezüglich der übergebenen Zieltrajektoriendaten abgeglichen werden, so dass für den Fahrer eines Fahrzeugs im Bedarfsfall jederzeit ersichtlich ist, an welcher Stelle er sich auf der Zieltrajektorie befindet oder eventuelle Fehler in der Positionsbestimmung verringert werden. Dadurch kann die Odometrie größere Toleranzen aufweisen und ggf. kostengünstiger ausgeführt werden. Solche Landmarken können beispielsweise als geometrische Symbole oder auch als Reflektoren mit bestimmter Reflektanz und/oder Farbe ausgebildet sein. Die jeweils durch die Landmarke zu übermittelnde Information, wie beispielsweise die Koordinaten einer Kreuzung, einer Stoppstelle, einer Abbiegung können vorteilhaft durch ein Merkmal oder mehrere Merkmale der Landmarke 1.3 codiert sein. Geeignete Merkmale sind beispielsweise die Größe und Form der verwendeten Symbole, ihre Ausrichtung in Bezug auf die als Leitlinie fungierende Fahrbahnmarkierung 1.1 und/oder der Reflektanzwert und/oder die Farbe.
Zur Vermessung temporärer Hindernisse, wie zum Beispiel passierender Fußgänger und/oder stationärer Hindernisse, wie beispielsweise der in 1 dargestellten Hindernisse 4, 5, 6, umfasst das Fahrzeug 2 ein geeignetes Vermessungssystem, wie beispielsweise einen 3D-Laserimager oder ein Stereovideosystem als Komponente eines Fahrerassistenzsystems. Das Fahrerassistenzsystem greift auch in die Lenk- und/oder Bremsaktorik des Fahrzeugs 2 ein, wenn dies zur Vermeidung einer Kollision mit einem Hindernis erforderlich ist. Das Fahrzeug 2 kann nun auf der ihm zugeordneten Zieltrajektorie, also im Wesentlichen geführt auf der Fahrbahnmarkierung 1.1, seine Zielposition anfahren. Infolge der Detektiermöglichkeit und Vermessbarkeit temporärer oder stationärer Hindernisse ist das Verfahren sehr fehlertolerant in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 2 relativ zu der als Leitlinie benutzten Fahrbahnmarkierung 1.1. Zum Beispiel Warnung, Bremseingriff oder kleines Ausweichmanöver. Die Gefahr einer Kollision mit optional auf der Ziel-Trajektorie abgelegten stationären Objekten kann durch die Vermessung/Wiedererkennung mit der Umfeldsensorik derselben minimiert werden.
Kurz vor Erreichen der Zielposition, hier beispielsweise des freien Parkplatzes 3.2, kann dann vollautomatisch oder nach zwischenzeitiger Übernahme durch den Fahrer, ein von dem Fahrer ausgelöstes automatisch ablaufendes oder manuelles Vorwärts oder Rückwärtseinparken auf die Zielposition (Parkplatz 3.2) erfolgen.
Im Folgenden wird, auch unter Bezug auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm, ein Verfahren für die Führung eines Fahrzeugs gemäß der erfindungsgemäßen Lösung, nämlich ein Parkleitvorgang detailliert beschrieben.
In Schritt 20 fährt ein auf Parkplatzsuche befindliches Fahrzeug 2 eine in der Beschreibung als Startposition bezeichnete Position POS0 an. Zum Zeitpunkt t0 habe das Fahrzeug 2 diese Position POS0, nämlich einen Einfahrtschalter 101 in dem Einfahrtbereich eines Parkhauses erreicht und stoppt vor dieser Zugangskontrolleinrichtung. An dem Einfahrtschalter 101 werden dem Fahrzeug 2 Informationen über einen freien Parkplatz und ggf. die dahin führende Trajektorie übergeben (Schritt 21). Beispielsweise wird dem Fahrzeug 2 der freie Parkplatz 3.2 zugewiesen. Diese Informationsübergabe ist durch den Pfeil 101.1 angedeutet. Zur Aufnahme der Information verfügt das Fahrzeug 2 über eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle 2.2. In einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungsvariante sind die Information zu Parkplatz und dem dahin führenden Fahrweg auf dem an dem Einfahrtschalter ausgegebenen Parkticket gespeichert. Beispielsweise in Form eines Barcodes, auf einem Magnetstreifen des Tickets oder in einem Halbleiterspeicher. Zum Auslesen des Parktickets verfügt die Kommunikationsschnittstelle 2.2 des Fahrzeugs 2 über eine entsprechende Leseeinrichtung, in die der Fahrer das Parkticket zum Auslesen einführen muss. In einer komfortableren Ausführungsvariante wird die genannte Information auf dem Funkweg, beispielsweise über eine RFID Schnittstelle übertragen. Nach Passieren des Einfahrtschalters 101 erfassen Sensoren eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs 2 auf den Fahrbahnen des Verkehrsraums 100 angeordnete Markierungen 1.1 (Schritt 22). Zum Zeitpunkt 11 hat das Fahrzeug 2 die Position POS1 erreicht und gerade ein Linienelement 1.2 der Markierung 1.1 erfasst. Durch kontinuierliche Erfassung und Verfolgung der Markierung 1.1 kann das Fahrzeug 2 seine zu dem freien Parkplatz 3.2 führende Trajektorie verfolgen. Auf dem Weg zu der zu dem Zeitpunkt t2 erreichten Position POS2 wird in dem Erfassungsbereich 2.1 eines nicht dargestellten Sensors des Fahrzeugs 2 ein als Hindernis wirkendes Objekt 4 erkannt (Schritt 23). Durch einen entsprechenden Eingriff in Bordsysteme des Fahrzeugs 2, wie insbesondere das Lenksystem, sorgt das Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs 2 dafür, dass das Hindernis 4 gefahrlos passiert werden kann. In Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten, den Abmessungen des Fahrzeugs und dem Geschick des Fahrers kann dabei auch ein temporäres Abweichen von der empfohlenen Trajektorie erforderlich werden (Schritt 23A). Gewisse Abweichungen von der Trajektorie bzw. von der Markierung 1.1 stören dabei nicht, da das Fahrzeug 2 die Markierung 1.1 nach Passieren des Hindernisses wieder erfasst und auf seine zum Ziel führende Trajektorie zurückkehrt (Schritt 24). Ein ähnlicher Vorgang findet nach Erfassen eines weiteren Hindernisses 5 statt, das von dem Fahrzeug 2 erstmals auf seinem Weg von Position POS2 zu Position POS3 erfasst wird. Position POS3 wird zum Zeitpunkt t3 erreicht. Zum Zeitpunkt t4 hat das Fahrzeug 2 die Position POS4 erreicht und dort eine charakteristische Landmarke 1.3 erfasst (Schritt 25). Die Landmarke 1.3 ermöglicht dem Fahrzeug 2 einen Abgleich der Odometriedaten und ggf. eine notwendige Anpassung der weiter zum Zielort führenden Trajektorie (Schritt 24). Zum Zeitpunkt t5 hat das Fahrzeug 2 die in der Nähe des freien zugewiesenen Parkplatzes 3.2 liegende Position POS5 erreicht. Von diesem Zeitpunkt an kann die Führung des Fahrzeugs 2 einer Parkassistenzfunktion des Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs 2 übergeben werden (Schritt 26), die den Einparkvorgang übernehmen und diesen ggf. vollautomatisch durchführen kann. Im Schritt 26 ist dann die zugewiesene Parkposition (Parkplatz 3.2) erreicht.
Im Vorstehenden wurde ein Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch vorteilhaft auch für die Fahrzeugführung bei anderen Fahrzeugkategorien, wie beispielsweise Luftfahrzeugen und Seefahrzeugen anwendbar und kann auch dort zu einer höheren Sicherheit und Effektivität, beispielsweise bei der Zuweisung und Anfahrt von Parkbereichen, Liegeplätzen oder dergleichen beitragen. Selbstverständlich sind dann bei diesen Verkehrssystemen die dort üblichen Einrichtungen und/oder Verfahren für die Übergabe von Daten hinsichtlich einer Zielposition und der dahin führenden Trajektorie zu beachten. Im Luftverkehr erfolgt die Übermittlung von Daten zu einem ankommenden Flugzeug bereits bei dessen Landeanflug oder spätestens beim Verlassen der Landebahn. Bei Schiffen kann die Datenübergabe beispielsweise an der Hafeneinfahrt erfolgen.

Claims

Verfahren für die Führung eines Fahrzeugs (2) von einer Start- zu einer Zielposition, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrzeug (2) an der Startposition Informationen über die Lage der Zielposition und ggf. über eine die Zielposition mit der Startposition verbindende Trajektorie übermittelt werden und dass das Fahrzeug (2) mit Hilfe einer Markierung (1.1) von der Startposition zu der Zielposition geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über die Zielposition und ggf. über die dahin führende Trajektorie über eine Kommunikationsschnittstelle (2.1) vermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über die Zielposition und/oder die dahin führende Trajektorie an der Startposition auf einem Datenträger, wie insbesondere einem Parkticket, ausgegeben werden und dass diese Daten von einer Leseeinrichtung der Kommunikationsschnittstelle 2.1) des Fahrzeugs (2) ausgelesen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über die Zielposition und/oder die dahin führende Trajektorie von einer ortsfesten Station (Einfahrtschalter 101) zu dem Fahrzeug (2) über eine Funkverbindung, wie insbesondere RFID, WLAN oder dergleichen übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Fahrbahn (1) zwischen Start- und Zielposition angeordnete Landmarken (1.3) erfasst und für den Abgleich von insbesondere Odometriedaten des Fahrzeugs (2) und/oder von Positionsdaten verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Markierungen (1.1) und den Landmarken (1.3) auch eventuell vorhandene Hindernisse (4, 5, 6) erfasst werden, dass, soweit erforderlich, die Trajektorie zum risikolosen Passieren des erfassten Hindernisses (4, 5, 6) zumindest zeitweilig verlassen wird, und dass die Trajektorie nach Passieren des Hindernisses wieder angefahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass kurz vor Erreichen der Zielposition (Parkplatz 3.2) die Führung des Fahrzeugs (2) an ein automatisches System (insbesondere Parkassistent) übergeben wird.
Einrichtung für die Fahrzeugführung mit einem Fahrerassistenzsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das die Einrichtung eine Kommunikationsschnittstelle (2.2) für die Übertragung von Daten zu einer Zielposition (Parkplatz 3.2) und/oder der zu dieser Zielposition führenden Trajektorie zwischen einer ortsfesten Station (insbesondere Einfahrtschalter 101) und einem Fahrzeug (2) umfasst.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Sensoren für die Erfassung von auf der Fahrbahn (1) angeordneten Markierungen (1.1) umfasst.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Sensoren für die Erfassung von auf der Fahrbahn (1) angeordneten Landmarken (1.3) umfasst.