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DE102022122761A1 - METHOD FOR PATH PLANNING FOR AN AUTOMATED MOTOR VEHICLE, COMPUTER PROGRAM PRODUCT, PARKING ASSISTANCE SYSTEM AND VEHICLE - Google Patents

METHOD FOR PATH PLANNING FOR AN AUTOMATED MOTOR VEHICLE, COMPUTER PROGRAM PRODUCT, PARKING ASSISTANCE SYSTEM AND VEHICLE Download PDF

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DE102022122761A1
DE102022122761A1 DE102022122761.8A DE102022122761A DE102022122761A1 DE 102022122761 A1 DE102022122761 A1 DE 102022122761A1 DE 102022122761 A DE102022122761 A DE 102022122761A DE 102022122761 A1 DE102022122761 A1 DE 102022122761A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
parking space
distance
movement
line
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.)
Pending
Application number
DE102022122761.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Mohamed Radwan
Amr Hossam
Youssef Messelhi
Mohamed Mohsen
Mustafa Abdelmotmed
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.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority to DE102022122761.8A priority Critical patent/DE102022122761A1/en
Publication of DE102022122761A1 publication Critical patent/DE102022122761A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/06Automatic manoeuvring for parking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
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    • B62D15/027Parking aids, e.g. instruction means
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Planen eines Wegs für ein automatisiertes Kraftfahrzeug. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bestimmen einer Parklücke (103a) auf einer Lateralseite relativ zu einer Straße (100); Planen einer ersten Bewegung in Vorwärtsrichtung mit einer S-Form; und Planen einer zweiten Bewegung in Rückwärtsrichtung in die Parklücke, wobei die zweite Bewegung unmittelbar auf die erste Bewegung folgt. Die erste Bewegung wird geplant, wenn ein seitlicher Objektabstand (DVO) zwischen dem Fahrzeug (1) und einem Objekt auf der anderen Lateralseite der Straße (100) kleiner als ein Objektschwellenwert und/oder ein seitlicher Parklückenabstand (DVP) zwischen dem Fahrzeug (1) und der Parklücke (102) größer als ein Parklückenschwellenwert ist.The present invention relates to a method for planning a route for an automated motor vehicle. The method includes the following steps: determining a parking space (103a) on a lateral side relative to a street (100); planning a first movement in a forward direction with an S shape; and planning a second movement in a reverse direction into the parking space, the second movement immediately following the first movement. The first movement is planned when a lateral object distance (DVO) between the vehicle (1) and an object on the other lateral side of the road (100) is smaller than an object threshold and/or a lateral parking space distance (DVP) between the vehicle (1) and the parking space (102) is larger than a parking space threshold.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Planung eines Weges für ein automatisiertes Kraftfahrzeug von einer Anfangsposition des Kraftfahrzeugs zu einer Parkposition in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Planen des Weges eines Fahrzeugs in engen Einparksituationen oder anderen Situationen, in denen eine Kollision mit einem externen Objekt vermieden werden muss. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Parkassistenzsystem, das zum Ausführen des vorgenannten Verfahrens ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt. Die vorliegende Erfindung betrifft gleichermaßen ein Fahrzeug mit einem vorgenannten Parkassistenzsystem.The present invention relates to a method for planning a route for an automated motor vehicle from an initial position of the motor vehicle to a parking position in the vicinity of the motor vehicle. In particular, the present invention relates to a method for planning the path of a vehicle in tight parking situations or other situations in which a collision with an external object must be avoided. The present invention also relates to a parking assistance system which is designed to carry out the aforementioned method. The present invention further relates to a computer program product. The present invention also relates to a vehicle with an aforementioned parking assistance system.

Wegplanung, auch als Bewegungsplanung bezeichnet, ist eine der wichtigsten Teilfunktionen für verschiedene Anwendungen für automatisierte Fahrassistenzsysteme oder autonome Fahrsysteme. Verschiedene Arten des Einparkens wie Längseinparken, Quereinparken, Schrägeinparken usw. sind wesentliche Parkfunktionen, die durch die automatisierten Fahrassistenzsysteme bereitgestellt werden. Bestehende Ansätze zur Wegplanung für das Einparken eines Kraftfahrzeugs verwenden einen einzigen geplanten Weg aus miteinander verbundenen kreisförmigen, dann geraden und schließlich kreisförmigen Segmenten, damit das Fahrzeug aus einer bestimmten Startposition in einem Schritt rückwärts in eine Parklücke einfahren kann. Der geplante Weg wird gemäß einer solchen Startposition angepasst, die eine Toleranz in Längsrichtung (X) und in Querrichtung (Y) zu einer Parklückeneingangsecke 101 aufweisen muss, wobei diese Toleranz unterhalb bestimmter Mindestschwellenwerte liegen muss, wie in 1 gezeigt. Die äußere Ecke, die den minimalen Raum begrenzt, in dem das Fahrzeug sicher parken kann, definiert die Eingangsecke in die Parklücke. Die Anpassung des geplanten Wegs beinhaltet die Berechnung des Rotationsradius und der Orientierungsänderung über die kreisförmigen Segmente und die Länge des geraden Segments. Die wichtigste Einschränkung für die Startposition, von der das System den beabsichtigten Rückwärtsweg für das Fahrzeug planen kann, um in einem Stück in die Parklücke einzufahren, ist, dass genügend Platz um das Fahrzeug herum vorhanden sein muss, damit das Manöver in engen Einparksituationen oder in Situationen, in denen sich das Fahrzeug sehr nahe an einem Hindernis befindet, kollisionsfrei durchgeführt werden kann. Darüber hinaus führen die bestehenden Ansätze für die Wegplanung zu einem geringen Grad an Glattheit des Weges und im Allgemeinen zu längeren Wegen, die erforderlich sind, um eine Anfangsposition des Fahrzeugs mit einer Parkposition des Fahrzeugs zu verbinden.Path planning, also known as motion planning, is one of the most important sub-functions for various applications for automated driving assistance systems or autonomous driving systems. Different types of parking such as parallel parking, perpendicular parking, diagonal parking, etc. are essential parking functions provided by the automated driving assistance systems. Existing approaches to path planning for parking a motor vehicle use a single planned path of interconnected circular, then straight, and finally circular segments to allow the vehicle to reverse into a parking space in one step from a specific starting position. The planned path is adjusted according to such a starting position, which must have a tolerance in the longitudinal direction (X) and in the transverse direction (Y) to a parking space entrance corner 101, which tolerance must be below certain minimum thresholds, as in 1 shown. The outer corner, which delimits the minimum space in which the vehicle can safely park, defines the entry corner into the parking space. Adjusting the planned path involves calculating the radius of rotation and change in orientation over the circular segments and the length of the straight segment. The most important limitation to the starting position from which the system can plan the intended reverse path for the vehicle to enter the parking space in one piece is that there must be enough space around the vehicle to allow the maneuver to be carried out in tight parking situations or in Situations in which the vehicle is very close to an obstacle can be carried out without a collision. Furthermore, existing path planning approaches result in a low degree of path smoothness and generally longer paths required to connect an initial position of the vehicle to a parking position of the vehicle.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Technik zum Erzeugen eines optimalen Wegs für das sichere Manövrieren eines Fahrzeugs von einer Anfangsposition zu einer Parklücke in engen Einparkumgebungen oder anderen Umgebungen, in denen sich das Fahrzeug sehr nahe an einem Hindernis befindet, bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Beobachtung, dass das einzuparkende Fahrzeug durch eine Parklücke auf einer Lateralseite einer Straße und eine Vielzahl von Objekten auf der anderen Lateralseite der Straße begrenzt wird. Ferner ist die Parklücke in Fahrzeugbewegungsrichtung zwischen einem vorderen Objekt und einem hinteren Objekt definiert. Das vordere Objekt wird auch als Startobjekt und das hintere Objekt als Endobjekt bezeichnet. In solch engen Einparkumgebungen muss das Fahrzeug automatisch von einer Anfangsposition zu einer Parkposition in der Parklücke manövriert werden, ohne mit der Vielzahl von Objekten, dem vorderen und dem hinteren Objekt zu kollidieren. Das vordere und hintere Objekt sind, sofern es sich um geparkte Fahrzeuge handelt, in einer Orientierung geparkt, die im Wesentlichen die gleiche Richtung wie die beabsichtigte Parkrichtung des Fahrzeugs ist. Ferner kann es sein, dass das einzuparkende Fahrzeug die Parklücke in Fahrtrichtung noch nicht vollständig passiert oder durchquert hat. Das heißt, die Anfangsposition des Fahrzeugs ist seitlich vom vorderen und hinteren Objekt verschoben und liegt zwischen dem vorderen und dem hinteren Objekt.An object of the present invention is to provide a technique for generating an optimal path for safely maneuvering a vehicle from an initial position to a parking space in tight parking environments or other environments in which the vehicle is very close to an obstacle. The present invention is based on the observation that the vehicle to be parked is limited by a parking space on one lateral side of a street and a large number of objects on the other lateral side of the street. Furthermore, the parking space is defined in the direction of vehicle movement between a front object and a rear object. The front object is also called the start object and the back object is called the end object. In such tight parking environments, the vehicle must be automatically maneuvered from an initial position to a parking position in the parking space without colliding with the plurality of objects, the front and rear objects. The front and rear objects, if they are parked vehicles, are parked in an orientation that is substantially the same direction as the intended parking direction of the vehicle. Furthermore, it may be that the vehicle to be parked has not yet completely passed or crossed the parking space in the direction of travel. That is, the initial position of the vehicle is shifted laterally from the front and rear objects and lies between the front and rear objects.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Planung eines Weges für ein automatisiertes Kraftfahrzeug von einer Anfangsposition des Kraftfahrzeugs zu einer Parkposition in der Umgebung des Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bestimmen einer Parklücke auf einer Lateralseite relativ zu einer Straße; Planen einer ersten Bewegung in Vorwärtsrichtung mit einer S-Form; und Planen einer zweiten Bewegung in Rückwärtsrichtung in die Parklücke, wobei die zweite Bewegung unmittelbar auf die erste Bewegung folgt. Die erste Bewegung wird geplant, wenn ein seitlicher Objektabstand zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt auf der anderen Lateralseite der Straße kleiner als ein Objektschwellenwert und/oder ein seitlicher Parklückenabstand zwischen dem Fahrzeug und der Parklücke größer als ein Parklückenschwellenwert ist. Um Kollisionen mit den oben genannten Objekten zu vermeiden, beginnt das Fahrzeug mit der Vorwärtsbewegung, um eine Kollision mit den Objekten auszuschließen, bis es die Sollposition erreichen kann, die für die Rückwärtsbewegung geeignet ist, um direkt in die Parklücke einzufahren. Vorteilhafterweise wird mit der vorliegenden Erfindung ein möglichst enger, kollisionsfreier, S-förmiger Vorwärtsweg für das Einparkmanöver erzeugt, sodass das Fahrzeug die Parklücke ohne Kollision mit anderen Objekten erreicht. Ferner hat der erfindungsgemäß geplante Weg eine deutlich höhere Glattheit und erfordert weniger Lenkmanöver in engen Einparkumgebungen.According to a first aspect, a method for planning a route for an automated motor vehicle from an initial position of the motor vehicle to a parking position in the surroundings of the motor vehicle is described. The method includes the following steps: determining a parking space on a lateral side relative to a street; planning a first movement in a forward direction with an S shape; and planning a second movement in a reverse direction into the parking space, the second movement immediately following the first movement. The first movement is planned when a lateral object distance between the vehicle and an object on the other lateral side of the road is less than an object threshold and/or a lateral parking space distance between the vehicle and the parking space is greater than a parking space threshold. In order to avoid collisions with the above objects, the vehicle will start forward movement to exclude collision with the objects until it can reach the target position suitable for backward movement to directly enter the parking space. Advantageously, the present invention creates the narrowest possible, collision-free, S-shaped A sufficient forward path is created for the parking maneuver so that the vehicle reaches the parking space without colliding with other objects. Furthermore, the path planned according to the invention has a significantly higher smoothness and requires fewer steering maneuvers in tight parking environments.

In einem Aspekt ist das Fahrzeug vorzugsweise ein Personenwagen oder ein Lastwagen. Vorzugsweise kann das Fahrzeug beliebigen Typs sein, der Passagiere und/oder Güter führen kann.In one aspect, the vehicle is preferably a passenger car or a truck. Preferably, the vehicle may be of any type capable of carrying passengers and/or goods.

In einem Aspekt ist die Straße eine Einbahnstraße oder eine Fahrbahn.In one aspect, the street is a one-way street or carriageway.

In einem Aspekt wird der Weg des Fahrzeugs bei der Vorwärtsbewegung so geplant, dass es einer Bezier-Kurve folgt, wobei der Weg des Fahrzeugs bei der Rückwärtsbewegung ebenfalls einer Bezier-Kurve folgen kann. Die Bezier-Kurve kann beispielsweise eine Bezier-Kurve erster Ordnung oder eine Bezier-Kurve zweiter Ordnung oder eine Bezier-Kurve dritter Ordnung oder eine Kombination davon sein.In one aspect, the path of the vehicle when moving forward is planned to follow a Bezier curve, where the path of the vehicle when moving backward may also follow a Bezier curve. The Bezier curve may be, for example, a first-order Bezier curve or a second-order Bezier curve or a third-order Bezier curve or a combination thereof.

In einem Aspekt dienen der seitliche Objektabstand und der seitliche Parklückenabstand als Auslösepunkte, um die erste Bewegung des Fahrzeugs in Vorwärtsrichtung und die zweite Bewegung in Rückwärtsrichtung basierend auf der einen oder den mehreren oben definierten Randbedingungen einzuleiten.In one aspect, the lateral object distance and the lateral parking space distance serve as trigger points to initiate the first forward movement of the vehicle and the second backward movement based on the one or more constraints defined above.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet das Verfahren das Bereitstellen von Sensorinformationen, die zumindest eine Anfangsposition des Fahrzeugs, die Parklücke und Informationen in Bezug auf eine Vielzahl von Objekten auf der anderen Seite der Straße beschreiben, wobei die Parklücke zwischen einem vorderen Objekt und einem hinteren Objekt in einer Fahrzeugbewegungsrichtung definiert ist; das Auswerten der bereitgestellten Sensorinformationen zum Bestimmen einer Parkposition in der Parklücke, des seitlichen Objektabstands und des seitlichen Parklückenabstands; und das Planen der ersten Bewegung, um das Fahrzeug aus der Anfangsposition zu einer Sollposition zu manövrieren, und der zweiten Bewegung, um das Fahrzeug aus der Sollposition in die Parkposition zu manövrieren, wobei sich die Sollposition in einem ersten Längsabstand (Δx) von der Anfangsposition entlang der Fahrzeugbewegungsrichtung und in einem ersten Querabstand (Δy) von der Anfangsposition befindet, und eine Orientierung des Fahrzeugs in der Anfangsposition gleich einer Orientierung des Fahrzeugs in der Sollposition ist.According to a further embodiment of the method, the method includes providing sensor information describing at least an initial position of the vehicle, the parking space and information relating to a plurality of objects on the other side of the road, the parking space being between a front object and a rear one Object is defined in a vehicle movement direction; evaluating the sensor information provided to determine a parking position in the parking space, the lateral object distance and the lateral parking space distance; and planning the first movement to maneuver the vehicle from the initial position to a target position and the second movement to maneuver the vehicle from the target position to the parking position, the target position being a first longitudinal distance (Δx) from the initial position is located along the vehicle movement direction and at a first transverse distance (Δy) from the initial position, and an orientation of the vehicle in the initial position is equal to an orientation of the vehicle in the target position.

Insbesondere liefert eine Sensorvorrichtung des Fahrzeugs die Sensorinformationen, die eine Umgebung des Fahrzeugs beschreiben. Die Sensorvorrichtung umfasst mehrere Sensoren wie Ultraschallsensoren und/oder Kameras und/oder ein Radar und/oder ein LiDAR. Beispielsweise werden die Ultraschallsensordaten und/oder Kameradaten und/oder Radar-Daten und/oder LiDAR-Daten fusioniert und zum Bereitstellen der Sensorinformationen verwendet. Die Umgebung wird durch einen Erfassungsbereich der Sensorvorrichtung bestimmt. Mittels einer Verarbeitungsvorrichtung werden die Parkpositionsinformationen bestimmt, die die Parkposition und die Parklücke beschreiben. Dies geschieht durch Auswerten der bereitgestellten Sensorinformationen sowie vorzugsweise von Fahrzeugabmessungsinformationen, die die Abmessungen des Fahrzeugs beschreiben. Parklücke bedeutet vorzugsweise eine Repräsentation eines realen Platzes in der Umgebung. Vorzugsweise weist die Repräsentation eine rechteckige Form bei Betrachtung von oben auf. Die Abmessungen einer Repräsentation des Fahrzeugs (bei Betrachtung von oben), einschließlich eines Sicherheitsabstands zu jeder Seite des Fahrzeugs, müssen in die Repräsentation passen. Die Parklücke einschließlich der Fahrzeugumgebung kann dem Fahrer des Fahrzeugs z. B. über die Mensch-Maschine-Schnittstelle angezeigt werden.In particular, a sensor device of the vehicle provides the sensor information that describes an environment of the vehicle. The sensor device includes several sensors such as ultrasonic sensors and/or cameras and/or a radar and/or a LiDAR. For example, the ultrasonic sensor data and/or camera data and/or radar data and/or LiDAR data are merged and used to provide the sensor information. The environment is determined by a detection range of the sensor device. A processing device is used to determine the parking position information that describes the parking position and the parking space. This is done by evaluating the sensor information provided and preferably vehicle dimension information that describes the dimensions of the vehicle. Parking space preferably means a representation of a real place in the area. Preferably the representation has a rectangular shape when viewed from above. The dimensions of a representation of the vehicle (when viewed from above), including a safe distance to each side of the vehicle, must fit within the representation. The parking space including the vehicle surroundings can be shown to the driver of the vehicle e.g. B. displayed via the human-machine interface.

Die Anfangsposition des Fahrzeugs entspricht einer vordefinierten oder vorgegebenen Position des Fahrzeugs. Die Anfangsposition kann zum Beispiel einer aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt entsprechen, an dem das Verfahren zum Planen des Wegs durchgeführt wird. Andererseits ist die Parkposition nicht vordefiniert und wird durch Verarbeiten der Sensorinformationen bestimmt. Ferner wird die Sollposition nicht vordefiniert, sondern kann als Zwischenergebnis des Verfahrens in dem Sinne betrachtet werden, dass durch Definieren der Anfangsposition und Bestimmen des Wegs, der die Anfangsposition mit der Sollposition verbindet, auch die Sollposition bestimmt wird. Es können jedoch eine oder mehrere Randbedingungen gelten, die die Sollposition einschränken. Bei einigen Implementierungen können die Randbedingungen vordefiniert sein. Die genannten Positionen werden vorzugsweise durch Koordinaten und/oder einen Winkel als Orientierungsinformationen beschrieben. Die Koordinaten wie auch die Winkelinformationen können in Bezug auf einen Mittelpunkt einer Hinterachse des Fahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere wird die Anfangsposition des Fahrzeugs durch die Koordinaten und eine Orientierung des Fahrzeugs in der Anfangsposition definiert. Analog dazu wird die Sollposition des Fahrzeugs durch die Koordinaten und eine Orientierung des Fahrzeugs in der Sollposition definiert. Ähnlich wird die Parkposition des Fahrzeugs durch die Koordinaten und eine Orientierung des Fahrzeugs in der Parkposition definiert.The initial position of the vehicle corresponds to a predefined or predetermined position of the vehicle. The initial position may, for example, correspond to a current position of the vehicle at a time when the route planning method is carried out. On the other hand, the parking position is not predefined and is determined by processing the sensor information. Furthermore, the target position is not predefined, but can be viewed as an intermediate result of the method in the sense that by defining the initial position and determining the path that connects the initial position to the target position, the target position is also determined. However, one or more boundary conditions may apply that limit the target position. In some implementations, the constraints may be predefined. The positions mentioned are preferably described by coordinates and/or an angle as orientation information. The coordinates as well as the angle information can be determined with respect to a center point of a rear axle of the vehicle. In particular, the initial position of the vehicle is defined by the coordinates and an orientation of the vehicle in the initial position. Analogously, the target position of the vehicle is defined by the coordinates and an orientation of the vehicle in the target position. Similarly, the parking position of the vehicle is defined by the coordinates and an orientation of the vehicle in the parking position.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens besteht die S-Form der Vorwärtsbewegung aus einem Paar von kreisförmigen Segmenten, die durch ein gerades Segment verbunden sind.According to a further embodiment of the method, the S-shape of forward movement consists of a pair of circular segments connected by a straight segment.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet das Planen der ersten Bewegung das Bestimmen eines minimalen Querabstands von einer Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite basierend auf einem Rotationsradius in der vorderen äußersten Ecke des Fahrzeugs und eines Rotationsradius des Fahrzeugs durch Lenken des Fahrzeugs mit einem maximalen Lenkwinkel. Die Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite definiert eine Grenze der Vielzahl der gegenüberliegenden Objekte. In einem Aspekt kann die Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite asymptotisch durch eine gerade Linie dargestellt sein, die die Vielzahl der Objekte abdeckt.According to another embodiment of the method, planning the first movement includes determining a minimum lateral distance from an opposite side boundary line based on a radius of rotation in the front extreme corner of the vehicle and a radius of rotation of the vehicle by steering the vehicle at a maximum steering angle. The opposing side boundary line defines a boundary of the plurality of opposing objects. In one aspect, the opposite side boundary line may be asymptotically represented by a straight line covering the plurality of objects.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet das Verfahren das Konstruieren einer Solllinie, die seitlich um den minimalen Querabstand von der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite verschoben ist und sowohl zu der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite als auch zu einer Längsachse des Fahrzeugs in der Anfangsposition parallel ist, wobei die Sollposition des Fahrzeugs auf der Solllinie liegt. Das Planen der ersten Bewegung beinhaltet ferner das Bestimmen des ersten Längsabstands, des ersten Querabstands, einer Orientierungsänderung über die kreisförmigen Segmente und eines Rotationsradius der kreisförmigen Segmente, der dazu führt, dass eine vordere rechte äußerste Ecke des Fahrzeugs tangential zu einer Parklückenfrontlinie verläuft, wenn das Fahrzeug die Sollposition erreicht, wobei die Parklückenfrontlinie eine Grenze zwischen dem vorderen Objekt und dem hinteren Objekt definiert. In einem Aspekt kann die gegenüberliegende Parklückenfrontlinie asymptotisch durch eine gerade Linie dargestellt werden, die das vordere Objekt und das hintere Objekt umfasst.According to a further embodiment of the method, the method includes constructing a target line that is laterally displaced by the minimum transverse distance from the opposite side boundary line and is parallel to both the opposite side boundary line and a longitudinal axis of the vehicle in the initial position, wherein the target position of the vehicle is on the target line. Planning the first movement further includes determining the first longitudinal distance, the first transverse distance, an orientation change across the circular segments, and a rotation radius of the circular segments that results in a front right extreme corner of the vehicle being tangent to a parking space front line, if the Vehicle reaches the target position, with the parking space front line defining a boundary between the front object and the rear object. In one aspect, the opposite parking space front line may be asymptotically represented by a straight line that includes the front object and the rear object.

Der minimale Querabstand entspricht einem Abstand zwischen der Vielzahl von Objekten auf der anderen Straßenseite und der Solllinie. Der minimale Querabstand kann als der kleinstmögliche Abstand betrachtet werden, den das Fahrzeug bei Vorliegen eines vordefinierten Satzes von Randbedingungen erreichen kann. Eine Randbedingung ist ein maximaler Lenkwinkel des Fahrzeugs. Da der Querabstand, den das Fahrzeug während des Lenkmanövers zurücklegt, proportional zum Lenkwinkel des Fahrzeugs ist, wird der minimale Querabstand zum Vermeiden einer Kollision beim maximalen Lenkmanöver berücksichtigt. Darüber hinaus kann zum Beispiel der Radstand des Fahrzeugs einer Randbedingung entsprechen. Je kürzer der Radstand, desto kürzer der Rotationsradius des Fahrzeugs in der Mitte der Hinterachse (Abstand vom Rotationsmittelpunkt zur Mitte der Hinterachse) und desto kürzer der minimale Querabstand. Ferner entspricht zum Beispiel ein Vorderradwinkel des Fahrzeugs einer weiteren Randbedingung.The minimum transverse distance corresponds to a distance between the plurality of objects on the other side of the road and the target line. The minimum lateral distance can be considered as the smallest possible distance that the vehicle can achieve given a predefined set of constraints. A boundary condition is a maximum steering angle of the vehicle. Since the lateral distance that the vehicle travels during the steering maneuver is proportional to the steering angle of the vehicle, the minimum lateral distance to avoid a collision is taken into account during the maximum steering maneuver. In addition, for example, the wheelbase of the vehicle can correspond to a boundary condition. The shorter the wheelbase, the shorter the vehicle's radius of rotation at the center of the rear axle (distance from the center of rotation to the center of the rear axle) and the shorter the minimum transverse distance. Furthermore, for example, a front wheel angle of the vehicle corresponds to a further boundary condition.

Vorteilhafterweise sorgt der minimale Querabstand dafür, dass die Rückwärtsbewegung, d. h. die Bewegung in umgekehrter Richtung, kollisionsfrei mit der Vielzahl der Objekte erfolgt, nachdem das Fahrzeug die Sollposition erreicht hat. Mit anderen Worten: Die Sollposition des Fahrzeugs wird so gewählt, dass die Rückwärtsbewegung kollisionsfrei mit der Vielzahl der Objekte erfolgt.Advantageously, the minimum transverse distance ensures that the backward movement, i.e. H. the movement in the opposite direction, without collision with the large number of objects, takes place after the vehicle has reached the target position. In other words: The target position of the vehicle is selected so that the backward movement occurs without collision with the large number of objects.

Der erste Querabstand entspricht einem Querabstand zwischen der Anfangsposition des Fahrzeugs und der Sollposition des Fahrzeugs, und der erste Längsabstand entspricht einem Längsabstand zwischen der Anfangsposition des Fahrzeugs und der Sollposition des Fahrzeugs. Bei der ersten Bewegung wird das Fahrzeug so manövriert, dass es sich aus der Anfangsposition zur Sollposition bewegt. Mit anderen Worten: Die Sollposition ergibt sich aus der Anfangsposition, verschoben um den Querabstand entlang einer Anfangsquerachse und verschoben um den Längsabstand entlang der Anfangslängsachse. Die Anfangslängsachse und die Anfangsquerachse können als Längsachse und Querachse des Fahrzeugs gemäß der Anfangsorientierung, insbesondere in Bezug auf das Bezugskoordinatensystem, verstanden werden.The first transverse distance corresponds to a transverse distance between the initial position of the vehicle and the target position of the vehicle, and the first longitudinal distance corresponds to a longitudinal distance between the initial position of the vehicle and the target position of the vehicle. During the first movement, the vehicle is maneuvered so that it moves from the initial position to the target position. In other words: The target position results from the initial position, shifted by the transverse distance along an initial transverse axis and shifted by the longitudinal distance along the initial longitudinal axis. The initial longitudinal axis and the initial transverse axis can be understood as the longitudinal axis and transverse axis of the vehicle according to the initial orientation, in particular with respect to the reference coordinate system.

Wie bereits erläutert, ist die Orientierung des Fahrzeugs in der Anfangsposition ferner gleich der Orientierung des Fahrzeugs in der Sollposition. Infolgedessen folgt das Fahrzeug bei der Vorwärtsbewegung, d. h. bei der ersten Bewegung in Vorwärtsrichtung, einer S-Form. Erst kreisförmige, dann gerade, dann kreisförmige Segmente (C-S-C) definieren das S-förmige Manöver, wobei die beiden kreisförmigen Segmente als gleich angenommen werden. Die Parameter, die das S-förmige Manöver definieren, sind daher der Rotationsradius der beiden Kreisbögen (R), die Orientierungsänderung über die beiden Kreisbögen (θ), die Länge des geraden Segments (S), der nach der S-Form zurückgelegte Längsabstand (Δx) oder der erste Längsabstand, und der Querabstand nach der S-Form (Δy) oder der erste Querabstand. Diese Parameter bestimmen die Sollposition des Fahrzeugs, und diese Parameter werden durch Anwenden eines vordefinierten Satzes von Randbedingungen berechnet, sodass das S-förmige Manöver garantiert fahrbar ist. Eine dabei geltende Randbedingung besteht darin, dass das Fahrzeug während der Vorwärtsbewegung nicht mit dem hinteren Objekt kollidieren darf. Eine weitere dabei geltende Randbedingung besteht darin, dass der Rotationsradius des Fahrzeugs nicht unterhalb des minimalen Rotationsradius liegen darf, der der maximalen Lenkung entspricht. Eine weitere dabei geltende Randbedingung besteht darin, dass das Fahrzeug einen kürzeren Weg oder einen optimalen Weg zurücklegen muss, d. h. der Weg, auf dem sich das Fahrzeug bewegt, verläuft tangential zur Parklückenfrontlinie des hinteren Objekts, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt. Mit anderen Worten: Die äußerste Ecke des Fahrzeugs liegt tangential zur Parklückenfrontlinie, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt. Dies führt dazu, dass der erste Querabstand so kurz wie möglich ist, sodass der Weg der Vorwärtsbewegung kürzer ist und das Fahrzeug gleichzeitig nicht mit dem hinteren Objekt kollidiert.As already explained, the orientation of the vehicle in the initial position is also the same as the orientation of the vehicle in the target position. As a result, the vehicle follows an S-shape when moving forward, that is, the first time it moves in the forward direction. First circular, then straight, then circular segments (CSC) define the S-shaped maneuver, with the two circular segments assumed to be the same. The parameters that define the S-shaped maneuver are therefore the radius of rotation of the two circular arcs (R), the change in orientation across the two circular arcs (θ), the length of the straight segment (S), the longitudinal distance traveled after the S-shape ( Δx) or the first longitudinal distance, and the transverse distance according to the S-shape (Δy) or the first transverse distance. These parameters determine the target position of the vehicle, and these parameters are calculated by applying a predefined set of constraints so that the S-shaped maneuver is guaranteed to be drivable. One boundary condition that applies is that the vehicle must not collide with the object behind during forward movement. Another boundary condition that applies is that the The rotation radius of the vehicle must not be less than the minimum rotation radius, which corresponds to the maximum steering. Another boundary condition that applies is that the vehicle must travel a shorter path or an optimal path, that is, the path on which the vehicle moves is tangential to the parking space front line of the rear object when the vehicle moves forward. In other words, the outermost corner of the vehicle is tangent to the parking space front line as the vehicle moves forward. This results in the first transverse distance being as short as possible, so that the path of forward movement is shorter and at the same time the vehicle does not collide with the object behind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Bestimmen des ersten Querabstands (Δy) basierend auf dem minimalen Querabstand zwischen der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite und der Solllinie, des vertikalen Abstands zwischen der X-Achse der globalen Bezugskoordinaten, der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite und der vertikalen Koordinate des Fahrzeugs in seiner Anfangsposition.According to another embodiment, the method includes determining the first transverse distance (Δy) based on the minimum transverse distance between the opposite side boundary line and the target line, the vertical distance between the X-axis of the global reference coordinates, the opposite side boundary line and the vertical Coordinate of the vehicle in its initial position.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Bestimmen des Rotationsradius (R) der kreisförmigen Segmente basierend auf mindestens einem der folgenden Elemente: einem Winkel zwischen der Parklückenfrontlinie und der Anfangsposition des Fahrzeugs, dem ersten Querabstand, einer Länge des Fahrzeugs, einer Breite des Fahrzeugs und einem Abstand zwischen der Hinterachse und dem hinterem Stoßfänger des Fahrzeugs.According to a further embodiment, the method includes determining the radius of rotation (R) of the circular segments based on at least one of the following elements: an angle between the parking space front line and the initial position of the vehicle, the first transverse distance, a length of the vehicle, a width of the vehicle, and a distance between the rear axle and the rear bumper of the vehicle.

Ferner wird der erste Längsabstand (Δx) basierend auf dem ersten Querabstand (Δy) und dem Rotationsradius (R) der kreisförmigen Segmente und eine Orientierungsänderung über die kreisförmigen Segmente basierend auf dem ersten Längsabstand und dem ersten Querabstand bestimmt.Furthermore, the first longitudinal distance (Δx) is determined based on the first transverse distance (Δy) and the radius of rotation (R) of the circular segments and an orientation change across the circular segments is determined based on the first longitudinal distance and the first transverse distance.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verläuft die Parklückenfrontlinie parallel zur Solllinie. In dieser Einparkumgebung erzeugt das Parkassistenzsystem einen fahrbaren und kollisionsfreien S-förmigen Weg, der aus der Anfangsposition zur Sollposition führt und in der Sollposition mit einer bestimmten Orientierung endet, die parallel zur Parklückenfrontlinie des vorderen und hinteren Objekts verläuft.According to a further embodiment of the present invention, the parking space front line runs parallel to the target line. In this parking environment, the parking assistance system creates a drivable and collision-free S-shaped path that leads from the initial position to the target position and ends in the target position with a certain orientation that is parallel to the parking space front line of the front and rear objects.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verläuft die Parklückenfrontlinie schräg zur Solllinie. In dieser Einparkumgebung erzeugt das Parkassistenzsystem einen fahrbaren und kollisionsfreien S-förmigen Weg, der aus der Anfangsposition zur Sollposition führt und in der Sollposition mit einer bestimmten Orientierung endet, die nicht parallel zur Parklückenfrontlinie des vorderen und hinteren Objekts verläuft.According to a further embodiment of the present invention, the parking space front line runs obliquely to the target line. In this parking environment, the parking assistance system creates a drivable and collision-free S-shaped path that leads from the initial position to the target position and ends in the target position with a certain orientation that is not parallel to the parking space front line of the front and rear objects.

In einer weiteren Ausführungsform liegt der erste Querabstand im Bereich zwischen 0,1 m und 5 m.In a further embodiment, the first transverse distance is in the range between 0.1 m and 5 m.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegt der erste Längsabstand im Bereich zwischen 0,5 m und 10 m.According to a further embodiment, the first longitudinal distance is in the range between 0.5 m and 10 m.

In einer weiteren Ausführungsform liegt der Objektschwellenwert im Bereich zwischen 30 cm und 300 cm.In a further embodiment, the object threshold value is in the range between 30 cm and 300 cm.

In einer weiteren Ausführungsform liegt der seitliche Parklückenabstand im Bereich zwischen 4 m und 8 m.In a further embodiment, the lateral parking space distance is in the range between 4 m and 8 m.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Anweisungen, die beim Ausführen des Programms durch einen Computer den Computer veranlassen, das Verfahren wie erläutert durchzuführen. Ein Computerprogrammprodukt, wie etwa ein Computerprogrammmedium, kann in Form einer Speichervorrichtung, wie etwa eines Speicherträgers, eines USB-Sticks, einer CD-ROM, einer DVD usw., und/oder in Form einer Digitaldatei, die von einem Server in einem Computernetzwerk oder dergleichen heruntergeladen werden kann, vorgesehen sein. Beispielsweise kann dies durch Übertragen der entsprechenden Datei über ein Drahtlosnetzwerk erzielt werden.According to a further aspect of the invention, a computer program product is proposed. The computer program product includes instructions that, when a computer executes the program, cause the computer to perform the method as explained. A computer program product, such as a computer program medium, may be in the form of a storage device, such as a storage medium, a USB flash drive, a CD-ROM, a DVD, etc., and/or in the form of a digital file stored by a server on a computer network or The like can be downloaded. For example, this can be achieved by transferring the corresponding file over a wireless network.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Parkassistenzsystem zum Planen einer ersten Bewegung in einer Vorwärtsrichtung mit einer S-Form und zum Planen einer zweiten Bewegung in einer Rückwärtsrichtung in die Parklücke bereitgestellt. Die zweite Bewegung folgt auf die erste Bewegung, und das Parkassistenzsystem umfasst mindestens eine Erfassungsvorrichtung und mindestens eine elektronische Rechenvorrichtung. Dieses Parkassistenzsystem weist dieselben Vorteile auf, die für das vorgenannte Verfahren beschrieben sind. Die Ausführungsformen und Merkmale, die für das Verfahren vorgeschlagen werden, können gleichermaßen auch Merkmale und Ausführungsformen des Parkassistenzsystems sein.According to a further aspect of the invention, a parking assistance system for planning a first movement in a forward direction with an S-shape and for planning a second movement in a backward direction into the parking space is provided. The second movement follows the first movement, and the parking assistance system includes at least one detection device and at least one electronic computing device. This parking assistance system has the same advantages that are described for the aforementioned method. The embodiments and features that are proposed for the method can also be features and embodiments of the parking assistance system.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug, das solch ein Parkassistenzsystem umfasst, bereitgestellt. Das Parkassistenzsystem kann mindestens einen Sensor, insbesondere Ultraschallsensoren und/oder eine Kamera und/oder ein Radar und/oder ein LiDAR, zum Erfassen der Umgebung um das Fahrzeug herum umfassen.According to a further aspect, a vehicle comprising such a parking assistance system is provided. The parking assistance system can include at least one sensor, in particular ultrasonic sensors and/or a camera and/or a radar and/or a LiDAR, for detecting the environment around the vehicle.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher mit Bezug auf die angehängte Zeichnung und auf Basis bevorzugter Ausführungsformen erläutert. Die beschriebenen Merkmale können einen Aspekt der Erfindung sowohl einzeln als auch in Kombination repräsentieren. Merkmale unterschiedlicher beispielhafter Ausführungsformen können von einer beispielhaften Ausführungsform zu einer anderen übertragen werden.The invention will be explained in more detail below with reference to the attached drawings and on the basis of preferred embodiments. The features described may represent an aspect of the invention both individually and in combination. Features of different example embodiments may be transferred from one example embodiment to another.

Um die Beschreibung zu vervollständigen und ein besseres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, ist ein Satz von Zeichnungen bereitgestellt. Die Zeichnungen bilden einen integralen Teil der Beschreibung und veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung, die nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend ausgelegt werden sollte, sondern lediglich als ein Beispiel dafür, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Die Zeichnungen umfassen die folgenden Charakteristiken.

  • 1 ist ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Fahrzeugwegs gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer beispielhaften Implementierung eines Parkassistenzsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine schematische Darstellung eines Einparkszenarios des Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen eines minimalen Querabstands von einer Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligt sind.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung von Parametern des S-förmigen Manövers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6a zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen des Rotationsradius des kreisförmigen Wegs der Vorwärtsbewegung bei gegebenem Anfangsrahmen gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligt sind.
  • 6b zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen des Rotationsradius des kreisförmigen Wegs der Vorwärtsbewegung bei gegebenem Zielrahmen parallel zur gegebenen Frontlinie gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligt sind.
  • 6c zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen des Rotationsradius des kreisförmigen Wegs der Vorwärtsbewegung beteiligt sind, wenn der Zielrahmen gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht parallel zur gegebenen Frontlinie verläuft.
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Einparkszenarios, bei dem eine Solllinie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung parallel zu einer Parklückenfrontlinie verläuft.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Einparkszenarios, bei dem eine Solllinie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter einem Winkel zu einer Parklückenfrontlinie verläuft.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erzeugen eines tangentialen fahrbaren S-förmigen Wegs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In order to complete the description and provide a better understanding of the invention, a set of drawings is provided. The drawings form an integral part of the description and illustrate an embodiment of the invention, which should not be construed as limiting the scope of the invention, but merely as an example of how the invention may be carried out. The drawings include the following characteristics.
  • 1 is a schematic diagram of an exemplary vehicle path according to the prior art.
  • 2 is a schematic representation of a vehicle with an exemplary implementation of a parking assistance system according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a schematic representation of a parking scenario of the motor vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • 4 Fig. 12 shows a schematic representation of the variables involved in determining a minimum transverse distance from an opposite side boundary line in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 5 shows a schematic representation of parameters of the S-shaped maneuver according to an embodiment of the present invention.
  • 6a Fig. 12 shows a schematic representation of the variables involved in determining the radius of rotation of the circular path of forward motion given an initial frame according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • 6b shows a schematic representation of the variables involved in determining the radius of rotation of the circular path of forward movement given the target frame parallel to the given front line according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • 6c shows a schematic representation of the variables involved in determining the radius of rotation of the circular path of forward movement when the target frame is not parallel to the given front line according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • 7 shows a schematic representation of a parking scenario in which a target line runs parallel to a parking space front line according to an embodiment of the present invention.
  • 8th shows a schematic representation of a parking scenario in which a target line according to a further embodiment of the present invention runs at an angle to a parking space front line.
  • 9 is a flowchart showing a method for generating a tangential drivable S-shaped path according to an embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung werden nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Überall in der Beschreibung repräsentieren gleiche oder ähnliche Bezugszahlen gleiche oder ähnliche Teile. Die folgende Beschreibung der Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen soll das allgemeine erfindungsgemäße Konzept der vorliegenden Anmeldung erläutern, anstatt es auf die vorliegende Erfindung zu beschränken.Embodiments of the present application are explained below, by way of example, with reference to the accompanying drawings. Throughout the description, like or similar reference numerals represent like or similar parts. The following description of the embodiments with reference to the drawings is intended to explain the general inventive concept of the present application rather than limiting it to the present invention.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung sind für Erläuterungszwecke zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein durchgehendes Verständnis der offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen. Es versteht sich jedoch, dass eine oder mehrere Ausführungsformen ohne diese spezifischen Einzelheiten umgesetzt werden können.In the following detailed description, numerous specific details are set forth for explanatory purposes in order to provide a thorough understanding of the disclosed embodiments. However, it should be understood that one or more embodiments may be implemented without these specific details.

2 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer beispielhaften Implementierung eines Parkassistenzsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 2 ersichtlich, ist das Parkassistenzsystem 2 in dem Fahrzeug 1 integriert. Das Parkassistenzsystem 2 umfasst eine elektronische Rechenvorrichtung 3, die einen Weg für das Fahrzeug planen kann, der eine Anfangsposition des Fahrzeugs mit einer Parkposition verbindet. Das Parkassistenzsystem 2 umfasst ferner ein Umgebungssensorsystem 5, das mit der Rechenvorrichtung 3 in Verbindung steht. Das Umgebungssensorsystem 5 kann zum Beispiel mehrere Sensoren wie Ultraschallsensoren und/oder Kameras und/oder ein Radar und/oder ein LiDAR umfassen. Beispielsweise werden die Ultraschallsensordaten und/oder Kameradaten und/oder Radar-Daten und/oder LiDAR-Daten fusioniert und zum Bereitstellen der Sensorinformationen verwendet. Diese Sensoren können strategisch an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs, beispielsweise an der Frontschürze, der Heckschürze, dem vorderen Stoßfänger und dem hinteren Stoßfänger, angebracht sein. Die elektronische Rechenvorrichtung 3 empfängt Eingabedaten, die Umgebungssensordaten umfassen, die durch das Umgebungssensorsystem 5 erzeugt werden, und kann den Weg in Abhängigkeit von den Sensorinformationen planen. 2 is a schematic representation of a vehicle with an exemplary implementation of a parking assistance system according to an embodiment of the present invention. How out 2 As can be seen, the parking assistance system 2 is integrated in the vehicle 1. The parking assistance system 2 includes an electronic computing device 3 that can plan a path for the vehicle that connects an initial position of the vehicle with a parking position. The parking assistance system 2 further includes an environmental sensor system 5, which is connected to the computing device 3. The environmental sensor system 5 may, for example, include multiple sensors such as ultrasonic sensors and/or cameras and/or a radar and/or a LiDAR. For example, the ultrasonic sensor data and/or camera data and/or radar data and/or LiDAR data are merged and used to provide the sensor information. These sensors can be strategically located at various locations on the vehicle, such as the front bumper, rear bumper, front bumper, and rear bumper. The electronic computing device 3 receives input data including environmental sensor data generated by the environmental sensor system 5 and can plan the route depending on the sensor information.

Optional umfasst das Parkassistenzsystem 2 zusätzlich ein Zustandssensorsystem 4 und/oder eine Eingabevorrichtung 6. Das Zustandssensorsystem 4 kann beispielsweise einen Geschwindigkeitssensor, einen Lenkwinkelsensor und/oder einen Gierratensensor umfassen. Die Eingabevorrichtung 6 kann beispielsweise Fahrtrichtungsanzeiger des Fahrzeugs 1 umfassen, die durch den Fahrer des Fahrzeugs zu bedienen sind. Das Zustandssensorsystem 4 kann entsprechende Zustandssensordaten über einen aktuellen Zustand des Fahrzeugs erzeugen, und/oder eine Eingabevorrichtung 6 kann ein entsprechendes Benutzereingabesignal erzeugen. Das Benutzereingabesignal und/oder die Zustandssensordaten können ebenfalls Teil der Eingabedaten sein, und die elektronische Rechenvorrichtung 3 kann diese bei einigen Implementierungen zum Planen des Wegs berücksichtigen.Optionally, the parking assistance system 2 additionally includes a status sensor system 4 and/or an input device 6. The status sensor system 4 can, for example, include a speed sensor, a steering angle sensor and/or a yaw rate sensor. The input device 6 can, for example, include direction indicators of the vehicle 1, which are to be operated by the driver of the vehicle. The condition sensor system 4 may generate corresponding condition sensor data about a current condition of the vehicle, and/or an input device 6 may generate a corresponding user input signal. The user input signal and/or the condition sensor data may also be part of the input data, and the electronic computing device 3 may take these into account to plan the path in some implementations.

Die Funktionsweise des Parkassistenzsystems 2 sowie entsprechende Ausführungsformen von computerimplementierten Verfahren zur erfindungsgemäßen Wegplanung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 bis 9 näher erläutert.The functionality of the parking assistance system 2 as well as corresponding embodiments of computer-implemented methods for path planning according to the invention are described below with reference to 3 until 9 explained in more detail.

3 ist eine schematische Darstellung eines Einparkszenarios des Kraftfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine beispielhafte Einparkumgebung ist in 3 dargestellt. Wie aus 3 ersichtlich, wird das einzuparkende Fahrzeug 1 auf beiden Seiten der Straße 100 durch Hindernisse begrenzt. Beispielsweise befindet sich eine Vielzahl von Objekten 101 a, 101 b, 101 c auf einer Lateralseite der Straße 100, und diese Objekte befinden sich entlang der Fahrzeugsbewegungsrichtung. Ferner befindet sich eine Parklücke 102c, die durch ein vorderes Objekt 102b und ein hinteres Objekt 102a begrenzt wird, auf der anderen Seite der Straße 100, und das einzuparkende Fahrzeug 1 befindet sich in einer Anfangsposition 103a oder einer Startposition auf der Straße. Wie aus 3 ersichtlich, hat das einzuparkende Fahrzeug 1 die Parklücke 102c in Bewegungsrichtung noch nicht vollständig durchquert oder passiert. In einem anderen Aspekt ist es auch möglich, dass das einzuparkende Fahrzeug 1 die Parklücke 102c in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs durchquert hat. In einem Aspekt kann die Straße eine Einbahnstraße sein. In einem anderen Aspekt kann die Straße eine Fahrbahn sein. Beispielsweise können die Vielzahl von Objekten 101 a, 101 b, 101c, das vordere Objekt 102a und das hintere Objekt 102b Kraftfahrzeuge sein. Obwohl in 1 Kraftfahrzeuge auf beiden Seiten der Straße 100 dargestellt sind, können beliebige andere Hindernisse ein oder mehrere Kraftfahrzeuge ersetzen. In solch engen Einparkumgebungen muss das Fahrzeug 1 automatisch aus einer Anfangsposition 103a zu einer Parkposition 103c in der Parklücke 102c manövriert werden, ohne mit der Vielzahl von Objekten 101 a, 101 b, 101 c, dem vorderen Objekt 102a und dem hinteren Objekt 102b zu kollidieren. Das vordere und hintere Objekt 102a, 102b sind, sofern es sich um geparkte Fahrzeuge handelt, in einer Orientierung geparkt, die im Wesentlichen die gleiche Richtung wie die Parkrichtung des Fahrzeugs ist. Die Parklücke 102c bedeutet vorzugsweise eine Repräsentation eines realen Platzes in der Umgebung. Vorzugsweise weist die Repräsentation bei Betrachtung von oben eine rechteckige Form auf. Die Abmessungen einer Repräsentation des Fahrzeugs (bei Betrachtung von oben), einschließlich eines Sicherheitsabstands zu jeder Seite des Fahrzeugs, müssen in die Repräsentation passen. Die Parklücke einschließlich der Fahrzeugumgebung kann dem Fahrer des Fahrzeugs 1 beispielsweise über die Mensch-Maschine-Schnittstelle angezeigt werden. 3 is a schematic representation of a parking scenario of the motor vehicle according to an embodiment of the present invention. An example parking environment is in 3 shown. How out 3 As can be seen, the vehicle 1 to be parked is limited by obstacles on both sides of the road 100. For example, a plurality of objects 101a, 101b, 101c are located on a lateral side of the road 100, and these objects are located along the vehicle movement direction. Further, a parking space 102c, which is bounded by a front object 102b and a rear object 102a, is located on the other side of the road 100, and the vehicle 1 to be parked is in an initial position 103a or a starting position on the road. How out 3 As can be seen, the vehicle 1 to be parked has not yet completely crossed or passed the parking space 102c in the direction of movement. In another aspect, it is also possible that the vehicle 1 to be parked has crossed the parking space 102c in the direction of movement of the vehicle. In one aspect the road can be a one-way street. In another aspect, the road may be a carriageway. For example, the plurality of objects 101a, 101b, 101c, the front object 102a and the rear object 102b may be motor vehicles. Although in 1 Motor vehicles are shown on both sides of the road 100, any other obstacles can replace one or more motor vehicles. In such tight parking environments, the vehicle 1 must be automatically maneuvered from an initial position 103a to a parking position 103c in the parking space 102c without colliding with the plurality of objects 101a, 101b, 101c, the front object 102a and the rear object 102b . The front and rear objects 102a, 102b, if they are parked vehicles, are parked in an orientation that is essentially the same direction as the parking direction of the vehicle. The parking space 102c preferably means a representation of a real place in the area. Preferably, the representation has a rectangular shape when viewed from above. The dimensions of a representation of the vehicle (when viewed from above), including a safe distance to each side of the vehicle, must fit within the representation. The parking space including the vehicle surroundings can be displayed to the driver of the vehicle 1, for example via the human-machine interface.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Erzeugen eines Wegs für ein optimales und sicheres Manövrieren eines Fahrzeugs 1 aus der Anfangsposition 103a zur Parkposition 103c in den oben beschriebenen engen Einparkumgebungen bereit. Im ersten Schritt umfasst das Verfahren das Beschaffen von Daten, die sich auf die Umgebung des Fahrzeugs 1 beziehen. Diese Daten entsprechen den Informationen, die durch das Umgebungssensorsystem 5 des Parkassistenzsystems 2 geliefert werden. Die Sensorinformationen können Informationen über die Zielparkposition 103cdes Fahrzeugs 1, die Objekte 101a, 101b, 101c, 102a, 102b, die sich auf beiden Seiten der Straße 100 befinden, einschließlich der Vielzahl von Objekten 101a, 101b, 101c auf einer Seite und der vorderen und hinteren Objekte 102b, 102a auf der anderen Seite der Straße 100, sowie die verfügbare Parklücke 102c und ihre Abmessungen enthalten. Die Anfangsposition 103a wird vorzugsweise durch Koordinaten und/oder einen Winkel als Orientierungsinformationen beschrieben. Die Koordinaten wie auch die Winkelinformationen können in Bezug auf einen Mittelpunkt einer Hinterachse des Fahrzeugs 1 bestimmt werden.The present invention provides a method for generating a path for optimal and safe maneuvering of a vehicle 1 from the initial position 103a to the parking position 103c in the tight parking environments described above. In the first step, the method includes obtaining data that relate to the surroundings of the vehicle 1. This data corresponds to the information supplied by the environmental sensor system 5 of the parking assistance system 2. The sensor information may include information about the target parking position 103c of the vehicle 1, the objects 101a, 101b, 101c, 102a, 102b located on both sides of the road 100, including the plurality of objects 101a, 101b, 101c on one side and the front and rear objects 102b, 102a on the other side of the street 100, as well as the available parking space 102c and their dimensions. The initial position 103a is preferably described by coordinates and/or an angle as orientation information. The coordinates as well as the angle information can be determined with respect to a center point of a rear axle of the vehicle 1.

Nach Erhalt der Sensorinformationen beinhaltet das Verfahren das Auswerten der Sensorinformationen durch die Rechenvorrichtung 3 des Parkassistenzsystems 2 zum Bestimmen einer Parkposition in der Parklücke 102c, eines seitlichen Objektabstands DVO zwischen dem Fahrzeug 1 und einem Objekt auf der anderen Lateralseite der Straße und einen seitlichen Parklückenabstand DVP zwischen dem Fahrzeug 1 und der Parklücke 102c. Mindestens einer dieser beiden Abstände kann als Auslösepunkt für das Parkassistenzsystem 2 dienen, um einen Weg für das Manövrieren des Fahrzeugs zu erzeugen. Um nicht mit den Objekten 101a, 101b, 101c, 102a, 102b auf der Straße 100 in der engen Einparkumgebung zu kollidieren, beinhaltet das Verfahren das Planen einer ersten Bewegung in Vorwärtsrichtung und das Planen einer zweiten Bewegung in Rückwärtsrichtung in die Parklücke 102c, wobei die zweite Bewegung unmittelbar auf die erste Bewegung folgt. In einem Aspekt wird die erste Bewegung geplant, wenn ein seitlicher Objektabstand (DVO) zwischen dem Fahrzeug 1 und einem Objekt auf der anderen Lateralseite der Straße 100 kleiner als ein Objektschwellenwert und/oder ein seitlicher Parklückenabstand (DVP) zwischen dem Fahrzeug 1 und der Parklücke 102c größer als ein Parklückenschwellenwert ist. In einem Aspekt liegt der Objektschwellenwert im Bereich zwischen 30 cm und 300 cm. Ferner liegt der seitliche Parklückenabstand im Bereich zwischen 4 m und 8 m.After receiving the sensor information, the method includes evaluating the sensor information by the computing device 3 of the parking assistance system 2 to determine a parking position in the parking space 102c, a lateral object distance D VO between the vehicle 1 and an object on the other lateral side of the road and a lateral parking space distance D VP between vehicle 1 and parking space 102c. At least one of these two distances can serve as a trigger point for the parking assistance system 2 to create a path for maneuvering the vehicle. In order not to collide with the objects 101a, 101b, 101c, 102a, 102b on the street 100 in the tight parking environment, the method includes planning a first movement in the forward direction and planning a second movement in the backward direction into the parking space 102c, the second movement immediately follows the first movement. In one aspect, the first movement is planned when a lateral object distance (D VO ) between the vehicle 1 and an object on the other lateral side of the road 100 is less than an object threshold and/or a lateral parking space distance (D VP ) between the vehicle 1 and the parking space 102c is greater than a parking space threshold value. In one aspect, the object threshold ranges between 30 cm and 300 cm. Furthermore, the lateral parking space distance is between 4 m and 8 m.

Die erste Bewegung besteht darin, das Fahrzeug aus der Anfangsposition 103a zu einer Sollposition 103b zu manövrieren, und die zweite Bewegung besteht darin, das Fahrzeug aus der Sollposition 103b in die Parkposition 103c zu manövrieren, wobei sich die Sollposition 103b in einem ersten Längsabstand (Δx) von der Anfangsposition entlang der Fahrzeugbewegungsrichtung und in einem ersten Querabstand (Δy) von der Anfangsposition befindet, und eine Orientierung des Fahrzeugs in der Anfangsposition 103a gleich einer Orientierung des Fahrzeugs in der Sollposition 103b ist.The first movement is to maneuver the vehicle from the initial position 103a to a target position 103b, and the second movement is to maneuver the vehicle from the target position 103b to the parking position 103c, with the target position 103b at a first longitudinal distance (Δx ) from the initial position along the vehicle movement direction and at a first transverse distance (Δy) from the initial position, and an orientation of the vehicle in the initial position 103a is equal to an orientation of the vehicle in the target position 103b.

Um den Weg für die erste Bewegung oder die Vorwärtsbewegung zu planen, bestimmt das Verfahren einen minimalen Querabstand (Δymin) von einer Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite 105, die eine Grenze der Vielzahl der Objekte auf der gegenüberliegenden Seite 101a, 101b, 101c definiert. Die Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite 105 kann asymptotisch durch eine gerade Linie dargestellt werden, die die Vielzahl der Objekte 101a, 101b, 101c abdeckt, wie in 3 gezeigt. Der minimale Querabstand (Δymin) kann als der kleinstmögliche Abstand betrachtet werden, der durch das Fahrzeug 1 realisiert werden kann, wenn ein vordefinierter Satz von Randbedingungen gilt. Eine geltende Randbedingung ist ein maximaler Lenkwinkel des Fahrzeugs 1. Da der minimale Querabstand, den das Fahrzeug während des Lenkmanövers zurücklegt, proportional zum Lenkwinkel des Fahrzeugs 1 ist, wird der minimale Querabstand zum Vermeiden einer Kollision beim maximalen Lenkmanöver berücksichtigt. Darüber hinaus kann zum Beispiel der Radstand des Fahrzeugs einer Randbedingung entsprechen. Je kürzer der Radstand, desto kürzer der Rotationsradius des Fahrzeugs 1 in der Mitte der Hinterachse (Abstand vom Rotationsmittelpunkt zur Mitte der Hinterachse) und desto kürzer der minimale Querabstand. Ferner entspricht zum Beispiel ein Vorderradwinkel des Fahrzeugs 1 einer Randbedingung. Vorteilhafterweise stellt dieser minimale Querabstand sicher, dass die zweite Bewegung oder die Rückwärtsbewegung kollisionsfrei mit der Vielzahl der Objekte 101a, 101b, 101c erfolgt, nachdem das Fahrzeug 1 die Sollposition 103b erreicht hat. Mit anderen Worten: Die Sollposition 103b des Fahrzeugs 1 wird so gewählt, dass die Rückwärtsbewegung kollisionsfrei mit der Vielzahl der Objekte 101a, 101b, 101c erfolgt.To plan the path for the first movement or the forward movement, the method determines a minimum transverse distance (Δy min ) from an opposite side boundary line 105 that defines a boundary of the plurality of objects on the opposite side 101a, 101b, 101c. The boundary line of the opposite side 105 can be asymptotically represented by a straight line covering the plurality of objects 101a, 101b, 101c, as shown in 3 shown. The minimum transverse distance (Δy min ) can be considered as the smallest possible distance that can be realized by the vehicle 1 when a predefined set of constraints applies. An applicable boundary condition is a maximum steering angle of vehicle 1. Since the minimum lateral distance that the vehicle covers during the steering maneuver is proportional to the steering angle of vehicle 1, the minimum lateral distance to avoid a collision is taken into account during the maximum steering maneuver. In addition, for example, the wheelbase of the vehicle can correspond to a boundary condition. The shorter the wheelbase, the shorter the radius of rotation of the vehicle 1 at the center of the rear axle (distance from the center of rotation to the center of the rear axle) and the shorter the minimum transverse distance. Furthermore, for example, a front wheel angle of the vehicle 1 corresponds to a boundary condition. Advantageously, this minimum transverse distance ensures that the second movement or the backward movement occurs without collision with the plurality of objects 101a, 101b, 101c after the vehicle 1 has reached the target position 103b. In other words: The target position 103b of the vehicle 1 is selected so that the backward movement occurs without collision with the large number of objects 101a, 101b, 101c.

4 zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen des minimalen Querabstands (Δymin) von der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite 105 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. Mit Bezug auf 4 gilt: Δ y m i n = R o m i n R m i n

Figure DE102022122761A1_0001
wobei Rmin und Romin der minimale Rotationsradius entsprechend der maximalen Lenkung in der Mitte der Hinterachse (Abstand vom Rotationsmittelpunkt zur Mitte der Hinterachse) bzw. am äußersten Eckpunkt (Abstand vom Rotationsmittelpunkt zum äußersten Eckpunkt) sind. Unter der Annahme, dass das Fahrzeug 1 eine Gesamtlänge (L), eine Breite (w) und einen Abstand von der Hinterachse bis zum hinteren Stoßfänger (rr) hat, kann Romin wie folgt berechnet werden: R o m i n = ( R m i n + w 2 ) 2 + ( L r r ) 2
Figure DE102022122761A1_0002
Der minimale Rotationsradius entsprechend der maximalen Lenkung in der Mitte der Hinterachse kann unter Berücksichtigung des Radstands (Wb) des Fahrzeugs 1 und des maximalen Lenkwinkels (φ) für das Rückwärtslenken bestimmt werden. R m i n = W b tan ( φ )
Figure DE102022122761A1_0003
4 shows a schematic representation of the variables involved in determining the minimum transverse distance (Δy min ) from the opposite side boundary line 105 according to an embodiment of the present invention. Regarding 4 applies: Δ y m i n = R O m i n R m i n
Figure DE102022122761A1_0001
where R min and R o min the minimum rotation radius corresponding to the maximum steering in the center of the rear axle (distance from the center of rotation to the center of the rear axle) or at the outermost corner point (distance from the center of rotation to the outermost corner point). Assuming that the vehicle 1 has an overall length (L), a width (w) and a distance from the rear axle to the rear bumper (rr), R o min be calculated as follows: R O m i n = ( R m i n + w 2 ) 2 + ( L r r ) 2
Figure DE102022122761A1_0002
The minimum rotation radius corresponding to the maximum steering at the center of the rear axle can be determined taking into account the wheelbase (Wb) of the vehicle 1 and the maximum steering angle (φ) for reverse steering. R m i n = W b tan ( φ )
Figure DE102022122761A1_0003

Durch Ersetzen von Rmin und Romin aus den Gleichungen 2 und 3 in die Gleichung 1 kann der minimale Querabstand (Δymin) berechnet werden.By replacing R min and R o min From equations 2 and 3 to equation 1, the minimum transverse distance (Δy min ) can be calculated.

Nach dem Bestimmen des minimalen Querabstands (Δymin) beinhaltet das Verfahren das Konstruieren einer Solllinie (T), die seitlich um den minimalen Querabstand (Δymin) von der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite 105 verschoben ist, wie in 3 und 4 dargestellt. Wie aus 3 und 4 ersichtlich, verläuft die Solllinie T parallel zur Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite 105 und zur Längsachse des Fahrzeugs in der Anfangsposition, wobei die Sollposition 103b des Fahrzeugs auf der Solllinie T liegt.After determining the minimum transverse distance (Δy min ), the method includes constructing a target line (T) that is laterally offset by the minimum transverse distance (Δy min ) from the opposite side boundary line 105, as in 3 and 4 shown. How out 3 and 4 As can be seen, the target line T runs parallel to the boundary line of the opposite side 105 and to the longitudinal axis of the vehicle in the initial position, with the target position 103b of the vehicle lying on the target line T.

Nach dem Konstruieren der Solllinie (T) beinhaltet das Verfahren das Planen des Wegs für die Vorwärtsbewegung oder die erste Bewegung in Vorwärtsrichtung. Wie erörtert, liegt die Sollposition 103b des Fahrzeugs 1 auf der Solllinie T, und die Orientierung des Fahrzeugs 1 in der Sollposition und der Anfangsposition sind im Wesentlichen gleich. Infolgedessen folgt das Fahrzeug bei der Vorwärtsbewegung einer S-Form. Erst kreisförmige, dann gerade, dann kreisförmige Segmente (C-S-C) definieren das S-förmige Manöver, wobei die beiden kreisförmigen Segmente als gleich angenommen werden. After constructing the target line (T), the procedure involves planning the path for the forward movement or the first movement in the forward direction. As discussed, the target position 103b of the vehicle 1 is on the target line T, and the orientation of the vehicle 1 in the target position and the initial position are substantially the same. As a result, the vehicle follows an S-shape as it moves forward. First circular, then straight, then circular segments (C-S-C) define the S-shaped maneuver, with the two circular segments assumed to be the same.

5 zeigt eine schematische Darstellung von Parametern des S-förmigen Manövers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Parameter, die das S-förmige Manöver definieren, sind der Rotationsradius (R) der beiden Kreisbögen, die Orientierungsänderung (θ) über die beiden Kreisbögen, die Länge des geraden Segments (S), der nach der S-Form (Δx) zurückgelegte Längsabstand oder der erste Längsabstand, und der Querabstand nach der S-Form (Δy) oder der erste Querabstand. Diese Parameter bestimmen die Sollposition 103b des Fahrzeugs 1, und diese Parameter werden durch Anwenden eines vordefinierten Satzes von Randbedingungen berechnet, sodass das S-förmige Manöver garantiert fahrbar ist. Eine dabei geltende Randbedingung besteht darin, dass das Fahrzeug 1 während der Vorwärtsbewegung nicht mit dem vorderen Objekt 102a kollidieren darf. Die weitere dabei geltende Randbedingung besteht darin, dass der Rotationsradius des Fahrzeugs 1 größer als der minimale Rotationsradius entsprechend der maximalen Lenkung sein muss. Eine weitere dabei geltende Randbedingung besteht darin, dass das Fahrzeug 1 einen kürzeren Weg oder einen optimalen Weg zurücklegen muss, d. h. den Weg, auf dem sich das Fahrzeug tangential zur Parklückenfrontlinie (S) des vorderen Objekts 102a, wenn sich das Fahrzeug 1 vorwärts bewegt. Mit anderen Worten: Die äußerste Ecke des Fahrzeugs 1 liegt tangential zur Parklückenfrontlinie (S), wenn sich das Fahrzeug 1 vorwärts bewegt. Die Parklückenfrontlinie (S) definiert eine Grenze zwischen dem vorderen Objekt 102a und dem hinteren Objekt 102b, wie aus 3 ersichtlich ist. Die Parklückenfrontlinie (S) kann asymptotisch durch eine Gerade dargestellt werden. Dies führt dazu, dass der erste Querabstand (Δx) so kurz wie möglich ist, sodass der Weg der Vorwärtsbewegung kürzer ist und das Fahrzeug gleichzeitig nicht mit dem vorderen Objekt 102a kollidiert. 5 shows a schematic representation of parameters of the S-shaped maneuver according to an embodiment of the present invention. The parameters that define the S-shaped maneuver are the radius of rotation (R) of the two circular arcs, the change in orientation (θ) over the two circular arcs, the length of the straight segment (S), the one traveled after the S-shape (Δx). Longitudinal distance or the first longitudinal distance, and the transverse distance according to the S-shape (Δy) or the first transverse distance. These parameters determine the target position 103b of the vehicle 1, and these parameters are calculated by applying a predefined set of constraints so that the S-shaped maneuver is guaranteed to be drivable. A boundary condition that applies here is that the vehicle 1 must not collide with the front object 102a during the forward movement. The further boundary condition that applies is that the rotation radius of the vehicle 1 must be larger than the minimum rotation radius corresponding to the maximum steering. A further boundary condition that applies is that the vehicle 1 must cover a shorter path or an optimal path, ie the path on which the vehicle moves tangentially to the parking space front line (S) of the front object 102a when the vehicle 1 moves forward. In other words, the outermost corner of vehicle 1 is tangential to the parking space front line (S) when vehicle 1 moves forward. The parking space front line (S) defines a boundary between the front object 102a and the rear object 102b, as shown 3 is visible. The parking space front line (S) can be represented asymptotically by a straight line. This results in the first transverse distance (Δx) being as short as possible, so that the path of forward movement is shorter and at the same time the vehicle does not collide with the front object 102a.

Die Parameter, die das S-förmige Manöver definieren, sind in 5 dargestellt. Basierend auf der in 5 dargestellten Geometrie lassen sich die folgenden Beziehungen herstellen: Δ x = 2 R   s i n ( θ ) + S   c o s ( θ )

Figure DE102022122761A1_0004
Δ y = 2 R ( 1 c o s ( θ ) ) + S   s i n ( θ )
Figure DE102022122761A1_0005
The parameters that define the S-shaped maneuver are in 5 shown. Based on the in 5 The following relationships can be established using the geometry shown: Δ x = 2 R s i n ( θ ) + S c O s ( θ )
Figure DE102022122761A1_0004
Δ y = 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) + S s i n ( θ )
Figure DE102022122761A1_0005

Durch Multiplizieren von Gleichung [4] mit cos(θ) und Gleichung [5] mit sin(θ) und Addieren der Ergebnisse, erhält man die folgende Gleichung: Δ x   c o s ( θ ) + Δ y   s i n ( θ )   = 2 R   s i n ( θ ) c o s ( θ ) + S   c o s 2 ( θ ) + 2 R ( 1 c o s ( θ ) ) s i n ( θ ) + S   s i n 2 ( θ )   Δ x   c o s ( θ ) + Δ y s i n ( θ ) = 2 R   s i n ( θ ) + S  2R  s i n ( θ ) = Δ x   c o s ( θ ) + Δ y   s i n ( θ ) S

Figure DE102022122761A1_0006
By multiplying equation [4] by cos(θ) and equation [5] by sin(θ) and adding the results, the following equation is obtained: Δ x c O s ( θ ) + Δ y s i n ( θ ) = 2 R s i n ( θ ) c O s ( θ ) + S c O s 2 ( θ ) + 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) s i n ( θ ) + S s i n 2 ( θ ) Δ x c O s ( θ ) + Δ y s i n ( θ ) = 2 R s i n ( θ ) + S 2R s i n ( θ ) = Δ x c O s ( θ ) + Δ y s i n ( θ ) S
Figure DE102022122761A1_0006

Durch Multiplizieren von Gleichung [4] mit sin(θ) und Gleichung [5] mit cos(θ) und Subtrahieren der Ergebnisse erhält man die folgende Gleichung: Δ x   s i n ( θ ) Δ y   c o s ( θ )   = 2 R   s i n 2 ( θ ) + S   s i n ( θ ) c o s ( θ ) 2 R ( 1 c o s ( θ ) ) c o s ( θ )   S   s i n ( θ ) c o s ( θ )   Δ x   s i n ( θ ) Δ y   c o s ( θ ) = 2 R ( 1 c o s ( θ ) )   2 R ( 1 c o s ( θ ) ) = Δ x   s i n ( θ ) Δ y   c o s ( θ )

Figure DE102022122761A1_0007
Multiplying equation [4] by sin(θ) and equation [5] by cos(θ) and subtracting the results gives the following equation: Δ x s i n ( θ ) Δ y c O s ( θ ) = 2 R s i n 2 ( θ ) + S s i n ( θ ) c O s ( θ ) 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) c O s ( θ ) S s i n ( θ ) c O s ( θ ) Δ x s i n ( θ ) Δ y c O s ( θ ) = 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) = Δ x s i n ( θ ) Δ y c O s ( θ )
Figure DE102022122761A1_0007

Durch Dividieren der Gleichungen [6] / [7] und Auflösen erhält man die folgenden Gleichungen für θ, Δx und Δy: R = ( Δ x ) 2 + ( Δ y ) 2 S 2 4 ( Δ y )

Figure DE102022122761A1_0008
θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 Δ y 2 ( Δ x + S ) 2 + Δ y 2 )
Figure DE102022122761A1_0009
Δ y = 2 R 4 R 2 ( Δ x ) 2 + S 2
Figure DE102022122761A1_0010
Δ x = 4 ( Δ y ) R ( Δ y ) 2 + S 2
Figure DE102022122761A1_0011
By dividing equations [6] / [7] and solving, one obtains the following equations for θ, Δx and Δy: R = ( Δ x ) 2 + ( Δ y ) 2 S 2 4 ( Δ y )
Figure DE102022122761A1_0008
θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 Δ y 2 ( Δ x + S ) 2 + Δ y 2 )
Figure DE102022122761A1_0009
Δ y = 2 R 4 R 2 ( Δ x ) 2 + S 2
Figure DE102022122761A1_0010
Δ x = 4 ( Δ y ) R ( Δ y ) 2 + S 2
Figure DE102022122761A1_0011

Anhand der Gleichungen [4], [5], [8], [9], [10] und [11] können zwei beliebige Parameter des S-förmigen Manövers berechnet werden, wenn die anderen drei Parameter gegeben sind. Beispielsweise wird der Abstand zwischen den geraden Segmenten (S) als bekannter fester Wert (~1 m) angenommen, der gewährleistet, dass der Lenkungsregler genügend Zeit hat, um die erforderliche Lenkwinkeländerung entlang des Wegs vorherzusagen. Es gibt also sechs mögliche Kombinationen der beiden anderen Parameter des S-förmigen Manövers, aus denen die verbleibenden zwei Parameter zu berechnen sind. Die sechs möglichen Kombinationen der gegebenen Eingaben können wie folgt aufgelistet werden:

  • Da der Rotationsradius des Fahrzeugs unterhalb des minimalen Rotationsradius (Rmin) entsprechend der maximalen Lenkung liegen muss, muss eine weitere Einschränkung des berechneten Rotationsradius in den Berechnungsfunktionen berücksichtigt werden. Liegt der berechnete Rotationsradius unterhalb des kleinstmöglichen Werts, wird er auf das Minimum gesetzt, und die Eingabeparameter werden so korrigiert, dass sie der Beschränkung auf den minimalen Radius entsprechen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die erzeugte S-Kurve fahrbar ist.
Using equations [4], [5], [8], [9], [10] and [11], any two parameters of the S-shaped maneuver can be calculated given the other three parameters. For example, the distance between the straight segments (S) is assumed to be a known fixed value (~1 m), which ensures that the steering controller has enough time to predict the required steering angle change along the path. There are therefore six possible combinations of the other two parameters of the S-shaped maneuver from which the remaining two parameters must be calculated. The six possible combinations of the given inputs can be listed as follows:
  • Since the rotation radius of the vehicle must be below the minimum rotation radius (R min ) corresponding to the maximum steering, a further restriction on the calculated rotation radius must be taken into account in the calculation functions. If the calculated rotation radius is below the smallest possible value, it is set to the minimum and the input parameters are corrected to meet the minimum radius constraint. This ensures that the S-curve created is mobile.

Gemäß einer ersten Variante beschreibt die folgende Gleichung die Berechnung von R, θ, Δx unter Berücksichtigung der Parameter Δx, Δy, S: [ R , θ , Δ x ] = Erzeuge_S-Form_1 ( Δ x , Δ y , S ) R = ( Δ x ) 2 + ( Δ y ) 2 S 2 4 ( Δ y ) w e n n   R < R m i n   R = R m i n   Δ x = 4 ( Δ y ) R ( Δ y ) 2 + S 2 θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 Δ y 2 ( Δ x + S ) 2 + Δ y 2 )

Figure DE102022122761A1_0012
According to a first variant, the following equation describes the calculation of R, θ, Δx taking into account the parameters Δx, Δy, S: [ R , θ , Δ x ] = Create_S-Shape_1 ( Δ x , Δ y , S ) R = ( Δ x ) 2 + ( Δ y ) 2 S 2 4 ( Δ y ) w e n n R < R m i n R = R m i n Δ x = 4 ( Δ y ) R ( Δ y ) 2 + S 2 θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 Δ y 2 ( Δ x + S ) 2 + Δ y 2 )
Figure DE102022122761A1_0012

Gemäß einer zweiten Variante beschreibt die folgende Gleichung die Berechnung der Parameter θ,, Δx wenn die Parameter R, Δy, S gegeben sind. [ Δ x , θ ] = Erzeuge_S-Form_2 ( R , Δ y , S ) Δ = 4 ( Δ y ) R ( Δ y ) 2 + S 2 θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 ( Δ y ) 2 ( Δ x + S ) 2 + ( Δ y ) 2 )

Figure DE102022122761A1_0013
According to a second variant, the following equation describes the calculation of the parameters θ,, Δx when the parameters R, Δy, S are given. [ Δ x , θ ] = Create_S-Shape_2 ( R , Δ y , S ) Δ = 4 ( Δ y ) R ( Δ y ) 2 + S 2 θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 ( Δ y ) 2 ( Δ x + S ) 2 + ( Δ y ) 2 )
Figure DE102022122761A1_0013

Gemäß einer dritten Variante beschreibt die folgende Gleichung die Berechnung der Parameter Δy, θ, wenn die Parameter R, Δx, S gegeben sind. [ Δ y , θ ] = Erzeuge_S-Form_3 ( R , Δ x , S ) Δ y = 2 R 4 R 2 ( Δ x ) 2 + S 2 θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 ( Δ y ) 2 ( Δ x + S ) 2 + ( Δ y ) 2 )

Figure DE102022122761A1_0014
According to a third variant, the following equation describes the calculation of the parameters Δy, θ when the parameters R, Δx, S are given. [ Δ y , θ ] = Create_S-Shape_3 ( R , Δ x , S ) Δ y = 2 R 4 R 2 ( Δ x ) 2 + S 2 θ = cos 1 ( ( Δ x + S ) 2 ( Δ y ) 2 ( Δ x + S ) 2 + ( Δ y ) 2 )
Figure DE102022122761A1_0014

Gemäß einer vierten Variante beschreibt die folgende Gleichung die Berechnung der Parameter Δx, Δy, wenn die Parameter R, θ, S gegeben sind. [ Δ x , Δ y ] = Erzeuge_S-Form_4 ( R , θ , S ) Δ x = 2 R   s i n ( θ ) + S   c o s ( θ ) Δ y _ 2 R ( 1 c o s ( θ ) ) + S   s i n ( θ )

Figure DE102022122761A1_0015
According to a fourth variant, the following equation describes the calculation of the parameters Δx, Δy when the parameters R, θ, S are given. [ Δ x , Δ y ] = Create_S-Shape_4 ( R , θ , S ) Δ x = 2 R s i n ( θ ) + S c O s ( θ ) Δ y _ 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) + S s i n ( θ )
Figure DE102022122761A1_0015

Gemäß einer fünften Variante beschreibt die folgende Gleichung die Berechnung der Parameter R, Δy,, Δx, wenn die Parameter Δx, θ, S gegeben sind. [ R , Δ y , Δ x ] = E r z e u g e _ S F o r m _ 5 ( Δ x , θ , S ) R = Δ x S   c o s ( θ ) 2   s i n ( θ ) w e n n   R < R m i n   R = R m i n   Δ x = 2 R   s i n ( θ ) + S   c o s ( θ ) Δ y = 2 R ( 1 c o s ( θ ) ) + S   s i n ( θ )

Figure DE102022122761A1_0016
According to a fifth variant, the following equation describes the calculation of the parameters R, Δy,, Δx when the parameters Δx, θ, S are given. [ R , Δ y , Δ x ] = E r e.g e u G e _ S F O r m _ 5 ( Δ x , θ , S ) R = Δ x S c O s ( θ ) 2 s i n ( θ ) w e n n R < R m i n R = R m i n Δ x = 2 R s i n ( θ ) + S c O s ( θ ) Δ y = 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) + S s i n ( θ )
Figure DE102022122761A1_0016

Gemäß einer sechsten Variante beschreibt die folgende Gleichung die Berechnung der Parameter R, Δy,, Δx, wenn die Parameter Δy, θ, S gegeben sind. [ R , Δ x , Δ y ] = E r z e u g e _ S F o r m _ 6 ( Δ y , θ , S ) R = Δ y S   s i n ( θ ) 2 ( 1 c o s ( θ ) ) w e n n   R < R m i n   R = R m i n   Δ y = 2 R ( 1 c o s ( θ ) ) + S  sin ( θ ) Δ x = 2 R   s i n ( θ ) + S   c o s ( θ )

Figure DE102022122761A1_0017
According to a sixth variant, the following equation describes the calculation of the parameters R, Δy,, Δx when the parameters Δy, θ, S are given. [ R , Δ x , Δ y ] = E r e.g e u G e _ S F O r m _ 6 ( Δ y , θ , S ) R = Δ y S s i n ( θ ) 2 ( 1 c O s ( θ ) ) w e n n R < R m i n R = R m i n Δ y = 2 R ( 1 c O s ( θ ) ) + S sin ( θ ) Δ x = 2 R s i n ( θ ) + S c O s ( θ )
Figure DE102022122761A1_0017

Wie bereits erwähnt, besteht eine der Randbedingungen, die beim Bestimmen der S-Form-Parameter gilt, darin, dass das Fahrzeug einem optimalen Weg folgen muss, d. h. dem Weg, auf dem sich das Fahrzeug tangential zur Parklückenfrontlinie (S) des vorderen Objekts 102a bewegt, wenn das Fahrzeug 1 die Vorwärtsbewegung ausführt.As already mentioned, one of the constraints that applies when determining the S-shape parameters is that the vehicle must follow an optimal path, i.e. H. the path along which the vehicle moves tangentially to the parking space front line (S) of the front object 102a when the vehicle 1 performs the forward movement.

Der Rotationsradius (R) des kreisförmigen Wegs, auf dem das Fahrzeug 1 manövrieren kann, damit seine äußere vordere Ecke tangential zu einer bestimmten Linie verläuft, muss anhand der gegebenen Parameter berechnet werden. Gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels beschreibt das Verfahren das Berechnen eines Rotationsradius (R) des kreisförmigen Wegs der Vorwärtsbewegung bei gegebener Anfangsposition des Fahrzeugs. Gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels beschreibt das Verfahren das Berechnen des Rotationsradius (R) des tangentialen kreisförmigen Wegs bei einer gegebenen Sollposition parallel zur Parklückenfrontlinie (S). Gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels beschreibt das Verfahren das Berechnen des Rotationsradius (R) des tangentialen kreisförmigen Wegs bei einer gegebenen Sollposition nicht parallel zur Parklückenfrontlinie (S).The radius of rotation (R) of the circular path over which the vehicle 1 can maneuver so that its outer front corner is tangent to a given line must be calculated using the given parameters. According to a first exemplary embodiment, the method describes calculating a radius of rotation (R) of the circular path of forward movement given the initial position of the vehicle. According to a second exemplary embodiment, the method describes calculating the radius of rotation (R) of the tangential circular path at a given target position parallel to the parking space front line (S). According to a third exemplary embodiment, the method describes calculating the radius of rotation (R) of the tangential circular path at a given target position not parallel to the parking space front line (S).

6a zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen des Rotationsradius des kreisförmigen Wegs der Vorwärtsbewegung bei gegebenem Anfangsrahmen gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. Wie in 6a gezeigt, ist der Anfangsrahmen des Fahrzeugs (x0,y0) dargestellt, und die Parklückenfrontlinie (S) ist gegeben. Der Winkel zwischen dem gegebenen Anfangsrahmen oder der Anfangsposition und der Frontlinie ist θ0 und der rechtwinklige Abstand vom Anfangsrahmen zur Frontlinie ist Δy. Basierend auf der in 6a dargestellten Geometrie lässt sich die folgende Gleichung aufstellen: R  cos ( θ 0 ) + Δ y = R o

Figure DE102022122761A1_0018
6a Fig. 12 shows a schematic representation of the variables involved in determining the radius of rotation of the circular path of forward motion given an initial frame according to a first exemplary embodiment of the present invention. As in 6a shown, the initial frame of the vehicle (x 0 ,y 0 ) is shown, and the parking space front line (S) is given. The angle between the given initial frame or position and the front line is θ 0 and the perpendicular distance from the initial frame to the front line is Δy. Based on the in 6a Using the geometry shown, the following equation can be set up: R cos ( θ 0 ) + Δ y = R O
Figure DE102022122761A1_0018

Ro ist der Rotationsradius der äußeren vorderen Ecke des Fahrzeugs, und durch Einsetzen von Ro aus Gleichung [2] in Gleichung [12] und Auflösen, erhält man:

  • Der Rotationsradius (R) ist in dieser Gleichung ein Absolutwert (R > 0). = w 2 + ( Δ y ) cos ( θ 0 ) + ( w 2 ) 2 cos 2 ( θ 0 ) w ( Δ y ) cos ( θ 0 ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ 0 ) sin 2 ( θ 0 )
    Figure DE102022122761A1_0019
R o is the radius of rotation of the outer front corner of the vehicle, and by substituting R o from Equation [2] into Equation [12] and solving, one obtains:
  • The radius of rotation (R) in this equation is an absolute value (R > 0). = w 2 + ( Δ y ) cos ( θ 0 ) + ( w 2 ) 2 cos 2 ( θ 0 ) w ( Δ y ) cos ( θ 0 ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ 0 ) sin 2 ( θ 0 )
    Figure DE102022122761A1_0019

Zum Erzeugen eines kreisförmigen Wegs tangential zu einer gegebenen Linie bei gegebener Anfangsposition kann also folgende Funktion formuliert werden: [ R ] = E r z e u g e _ t a n g e n t i a l k r e i s f o ¨ r m i g e n _ W e g _ 1 ( Δ y , θ 0 , w , L , r r )

Figure DE102022122761A1_0020
T e r m = ( w 2 ) 2 c o s 2 ( θ 0 ) w ( Δ y ) c o s ( θ 0 ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 s i n 2 ( θ 0 )
Figure DE102022122761A1_0021
R = w 2 + ( Δ y ) cos ( θ 0 ) + T e r m sin 2 ( θ 0 )
Figure DE102022122761A1_0022
So, to create a circular path tangent to a given line at a given initial position, the following function can be formulated: [ R ] = E r e.g e u G e _ t a n G e n t i a l k r e i s f O ¨ r m i G e n _ W e G _ 1 ( Δ y , θ 0 , w , L , r r )
Figure DE102022122761A1_0020
T e r m = ( w 2 ) 2 c O s 2 ( θ 0 ) w ( Δ y ) c O s ( θ 0 ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 s i n 2 ( θ 0 )
Figure DE102022122761A1_0021
R = w 2 + ( Δ y ) cos ( θ 0 ) + T e r m sin 2 ( θ 0 )
Figure DE102022122761A1_0022

Der berechnete Rotationsradius muss innerhalb des Bereichs [Rmin, Rmax] liegen. Rmin ist auf den maximalen Lenkgrenzwert zurückzuführen, während Rmax auf den maximalen Speichergrenzwert für den Rotationsradiuswert zurückzuführen ist w e n n   R > R m a x   R = R m a x w e n n   R < R m i n   ( K e i n e   k o l l i s i o n s f r e i e   L o ¨ s u n g )

Figure DE102022122761A1_0023
The calculated rotation radius must be within the range [R min , R max ]. R min is due to the maximum steering limit, while R max is due to the maximum storage limit for the rotation radius value w e n n R > R m a x R = R m a x w e n n R < R m i n ( K e i n e k O l l i s i O n s f r e i e L O ¨ s u n G )
Figure DE102022122761A1_0023

Wenn der Rotationsradius, der zu dem tangentialen Weg führt, größer als Rmax ist, kann er auf Rmax gesetzt werden, da dieser garantiert kollisionsfrei ist, auch wenn er nicht tangential verläuft. Andererseits, wenn der Rotationsradius, der zu dem tangentialen Weg führt, kleiner als Rmin ist, gibt es keinen möglichen Weg, um eine Kollision zu vermeiden. Ein solcher Fall könnte jedoch eintreten, wenn das Fahrzeug 1 einen großen Winkel relativ zur Frontlinie aufweist.If the radius of rotation leading to the tangential path is greater than R max , it can be set to R max as this is guaranteed to be collision-free even if it is not tangential. On the other hand, if the rotation radius leading to the tangential path is smaller than R min , there is no possible way to avoid a collision. However, such a case could occur if the vehicle 1 has a large angle relative to the front line.

6b zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen des Rotationsradius des kreisförmigen Wegs der Vorwärtsbewegung bei gegebenem Zielrahmen parallel zur gegebenen Frontlinie gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beteiligt sind. 6b shows a schematic representation of the variables involved in determining the radius of rotation of the circular path of forward movement given the target frame parallel to the given front line according to a second exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 6b gezeigt, wenn die Sollposition 103b des Fahrzeugs 1 gegeben ist, die das Fahrzeug 1 nach dem tangentialen kreisförmigen Manöver und dem Verschiebungsabstand (ss) zur parallelen gegebenen Parklückenfrontlinie (S) erreichen soll, der Rotationsradius (R) des vorgesehenen kreisförmigen Wegs wie folgt berechnet werden: Basierend auf der Geometrie in 6b lässt sich die folgende Gleichung aufstellen:   R o 2 = ( R + w 2 ) 2 + ( L r r ) 2 = ( R + s s ) 2 R = ( w 2 ) 2 + ( L r r ) 2 s s 2 2 s s w

Figure DE102022122761A1_0024
As in 6b shown, if the target position 103b of the vehicle 1 is given, which the vehicle 1 should reach after the tangential circular maneuver and the displacement distance (ss) to the parallel given parking space front line (S), the rotation radius (R) of the intended circular path can be calculated as follows : Based on the geometry in 6b the following equation can be set up: R O 2 = ( R + w 2 ) 2 + ( L r r ) 2 = ( R + s s ) 2 R = ( w 2 ) 2 + ( L r r ) 2 s s 2 2 s s w
Figure DE102022122761A1_0024

Zum Erzeugen eines kreisförmigen Wegs tangential zu einer gegebenen Linie bei gegebener Sollposition, die parallel zur Parklückenfrontlinie (S) verläuft, kann also folgende Funktion formuliert werden: [ R ] = E r z e u g e _ t a n g e n t i a l k r e i s f o ¨ r m i g e n _ W e g _ 2 ( s s , w , L , r r ) R = ( w 2 ) 2 + ( L r r ) 2 s s 2 2 ( s s w 2 ) w e n n   R < R m i n R = R m i n w e n n   R > R m a x K e i n e   k o l l i s i o n s f r e i e   L o ¨ s u n g

Figure DE102022122761A1_0025
To create a circular path tangential to a given line at a given target position that runs parallel to the parking space front line (S), the following function can be formulated: [ R ] = E r e.g e u G e _ t a n G e n t i a l k r e i s f O ¨ r m i G e n _ W e G _ 2 ( s s , w , L , r r ) R = ( w 2 ) 2 + ( L r r ) 2 s s 2 2 ( s s w 2 ) w e n n R < R m i n R = R m i n w e n n R > R m a x K e i n e k O l l i s i O n s f r e i e L O ¨ s u n G
Figure DE102022122761A1_0025

Wenn der Rotationsradius, der zu dem tangentialen Weg führt, kleiner als Rmin ist, kann er auf Rmin gesetzt werden, da dieser garantiert kollisionsfrei ist, auch wenn er nicht tangential verläuft. Andererseits, wenn der Rotationsradius, der zu dem tangentialen Weg führt, größer als Rmax ist, gibt es keinen möglichen Weg, um eine Kollision zu vermeiden. Ein solcher Fall könnte jedoch eintreten, wenn die Solllinie zu nahe an der Frontlinie liegt ( s s w 2 0 ) .

Figure DE102022122761A1_0026
If the radius of rotation leading to the tangential path is less than R min , it can be set to R min as this is guaranteed to be collision-free even if it is not tangential. On the other hand, if the rotation radius leading to the tangential path is larger than R max , there is no possible way to avoid a collision. However, such a case could occur if the target line is too close to the front line ( s s w 2 0 ) .
Figure DE102022122761A1_0026

6c zeigt eine schematische Darstellung der Variablen, die beim Bestimmen des Rotationsradius des kreisförmigen Wegs der Vorwärtsbewegung beteiligt sind, wenn der Zielrahmen gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht parallel zur gegebenen Frontlinie verläuft. 6c shows a schematic representation of the variables involved in determining the radius of rotation of the circular path of forward movement when the target frame is not parallel to the given front line according to a third exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 6c gezeigt, ist die Endposition, die das Fahrzeug nach der Kreisbewegung erreicht, gegeben. Der endgültige Rahmen hat eine relative Orientierung (θf) zur gegebenen Parklückenfrontlinie (S) und einen rechtwinkligen Abstand (Δy) zur gegebenen Parklückenfrontlinie (S). Basierend auf der Geometrie in 6c lässt sich die folgende Beziehung herstellen: R  cos ( θ f ) + Δ y = R o

Figure DE102022122761A1_0027
As in 6c shown, the final position that the vehicle reaches after the circular movement is given. The final frame has a relative orientation (θ f ) to the given parking space front line (S) and a perpendicular distance (Δy) to the given parking space front line (S). Based on the geometry in 6c the following relationship can be established: R cos ( θ f ) + Δ y = R O
Figure DE102022122761A1_0027

Ro ist der Rotationsradius der äußeren vorderen Ecke des Fahrzeugs, und durch Einsetzen von Ro aus Gleichung [2] in Gleichung [15] und Auflösen, erhält man: R = w 2 ( Δ y ) cos ( θ f ) + ( w 2 ) 2 cos 2 ( θ f ) w ( Δ y ) cos ( θ f ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ f ) sin 2 ( θ f )

Figure DE102022122761A1_0028
R o is the radius of rotation of the outer front corner of the vehicle, and by substituting R o from Equation [2] into Equation [15] and solving, one obtains: R = w 2 ( Δ y ) cos ( θ f ) + ( w 2 ) 2 cos 2 ( θ f ) w ( Δ y ) cos ( θ f ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ f ) sin 2 ( θ f )
Figure DE102022122761A1_0028

Zum Erzeugen eines kreisförmigen Wegs tangential zu einer gegebenen Linie bei gegebener Sollposition, die nicht parallel zur Parklückenfrontlinie verläuft, kann also folgende Funktion formuliert werden: [ R ] = E r z e u g e _ t a n g e n t i a l k r e i s f o ¨ r m i g e n _ W e g _ 3 ( Δ y , θ f , w , L , r r ) T e r m = ( w 2 ) 2 c o s 2 ( θ f ) w ( Δ y ) c o s ( θ f ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ f ) R = w 2 + ( Δ y ) cos ( θ f ) + T e r m sin 2 ( θ f ) w e n n   R > R m a x R = R m a x w e n n   R < R m i n K e i n e   k o l l i s i o n s f r e i e   L o ¨ s u n g

Figure DE102022122761A1_0029
To create a circular path tangential to a given line at a given target position that is not parallel to the parking space front line, the following function can be formulated: [ R ] = E r e.g e u G e _ t a n G e n t i a l k r e i s f O ¨ r m i G e n _ W e G _ 3 ( Δ y , θ f , w , L , r r ) T e r m = ( w 2 ) 2 c O s 2 ( θ f ) w ( Δ y ) c O s ( θ f ) + ( Δ y ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ f ) R = w 2 + ( Δ y ) cos ( θ f ) + T e r m sin 2 ( θ f ) w e n n R > R m a x R = R m a x w e n n R < R m i n K e i n e k O l l i s i O n s f r e i e L O ¨ s u n G
Figure DE102022122761A1_0029

7 zeigt eine schematische Darstellung eines Einparkszenarios, bei dem eine Solllinie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung parallel zur Parklückenfrontlinie verläuft. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Einparkszenarios, bei dem eine Solllinie gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter einem Winkel zu einer Parklückenfrontlinie verläuft. Die folgende Beschreibung erläutert das Erzeugen eines Weg für ein optimales, sicheres Manövrieren insbesondere in engen Szenarien durch Berechnen verschiedener Parameter für zwei verschiedene beispielhafte Einparkszenarien. 7 shows a schematic representation of a parking scenario in which a target line runs parallel to the parking space front line according to an exemplary embodiment of the present invention. 8th shows a schematic representation of a parking scenario in which a target line according to a further exemplary embodiment of the present invention runs at an angle to a parking space front line. The following description explains how to create a path for optimal, safe maneuvering, especially in tight scenarios, by calculating various parameters for two different exemplary parking scenarios.

Für das in 7 gezeigte beispielhafte Einparkszenario beschreibt das Verfahren das Berechnen verschiedener Parameter zum Erzeugen eines fahrbaren und tangentialen S-förmigen Wegs, der die äußere Ecke des Fahrzeugs 1 tangential zur vorgegebenen Parklückenfrontlinie (S) verlaufen lassen soll. Da bei der symmetrischen S-Form das zweite kreisförmige Vorwärtsmanöver tangential zur Parklückenfrontlinie (S) verläuft und parallel zu ihr endet, kann der Rotationsradius (R) des S-förmigen Wegs anhand der Gleichung [14] berechnet werden. Nachdem der Rotationsradius (R) berechnet wurde, berechnet das Verfahren weitere Parameter der S-Form Δx und θ basierend auf der in 5 beschriebenen Funktion 2, da sowohl Δy und die Länge des geraden Segments (S) des S-förmigen Wegs gegeben sind. Somit kann zum Erzeugen des S-förmigen Wegs die folgende Funktion formuliert werden: Es versteht sich, dass Δy = Δymin - ΔyOpp-Init mit Δymin in Gleichung [1] berechnet wird und ΔyOpp-Init der Querabstand zwischen der Anfangsposition des Fahrzeugs und der gegenüberliegenden Seite ist. [ R , Δ x , θ ] = E r z e u g e _ S F o r m _ t a n g e n t i a l p a r a l l e l ( Δ , Δ y , S , w , L , r )

Figure DE102022122761A1_0030
[ R ] = E r z e u g e _ t a n g e n t i a l k r e i s f o ¨ r m i g e n _ W e g _ 2 ( Δ , w , L , r r )
Figure DE102022122761A1_0031
[ Δ x , θ ] = E r z e u g e _ S F o r m _ 2 ( R , Δ y , S )
Figure DE102022122761A1_0032
For the in 7 In the exemplary parking scenario shown, the method describes the calculation of various parameters for generating a drivable and tangential S-shaped path, which is intended to make the outer corner of the vehicle 1 run tangentially to the predetermined parking space front line (S). Since in the symmetrical S-shape the second circular forward maneuver is tangential to the parking space front line (S) and ends parallel to it, the radius of rotation (R) of the S-shaped path can be calculated using equation [14]. After the radius of rotation (R) is calculated, the method calculates other S-shaped parameters Δx and θ based on the in 5 described function 2, since both Δy and the length of the straight segment (S) of the S-shaped path are given. Thus, to generate the S-shaped path, the following function can be formulated: It is understood that Δy = Δy min - Δy Opp-Init is calculated with Δy min in equation [1], and Δy Opp-Init is the transverse distance between the initial position of the vehicle and the opposite side. [ R , Δ x , θ ] = E r e.g e u G e _ S F O r m _ t a n G e n t i a l p a r a l l e l ( Δ , Δ y , S , w , L , r )
Figure DE102022122761A1_0030
[ R ] = E r e.g e u G e _ t a n G e n t i a l k r e i s f O ¨ r m i G e n _ W e G _ 2 ( Δ , w , L , r r )
Figure DE102022122761A1_0031
[ Δ x , θ ] = E r e.g e u G e _ S F O r m _ 2 ( R , Δ y , S )
Figure DE102022122761A1_0032

Für das in 8 gezeigte beispielhafte Einparkszenario beschreibt das Verfahren das Berechnen verschiedener Parameter zum Erzeugen eines fahrbaren und tangentialen S-förmigen Wegs, der die äußere Ecke des Fahrzeugs tangential zur vorgegebenen Parklückenfrontlinie verlaufen lassen soll. Wie aus 8 ersichtlich, befindet sich die Solllinie, die den Endrahmen der S-Form enthält, in einer seitlichen Verschiebung Δy vom Anfangsrahmen des Fahrzeugs, wobei Δy = Δymin - ΔyOpp-Init mit Δymin in Gleichung [1] berechnet wird und ΔyOpp-Init der Querabstand zwischen der Anfangsposition des Fahrzeugs und der gegenüberliegenden Seite ist. Der Schnittpunkt der Solllinie (T) mit der Parklückenfrontlinie (S) wird durch einen Schnittpunkt mit der Referenznummer 110 angezeigt. Der Längsabstand in Richtung der Fahrzeugorientierung von seinem Anfangsrahmen bis zum Schnittpunkt wird als Xs bezeichnet. Die Parklückenfrontlinie hat bereits eine relative Orientierung θs mit der Orientierung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt des Anfangsrahmens. θs ist als Winkel zwischen der Solllinie und der Parklückenfrontlinie definiert. θ s = W i n k e l   F r o n t l i n i e W i n k e l   S o l l l i n i e .

Figure DE102022122761A1_0033
For the in 8th In the exemplary parking scenario shown, the method describes the calculation of various parameters for generating a drivable and tangential S-shaped path, which should make the outer corner of the vehicle tangential to the predetermined parking space front line. How out 8th As can be seen, the target line containing the end frame of the S-shape is in a lateral displacement Δy from the initial frame of the vehicle, where Δy = Δy min - Δy Opp-Init is calculated with Δy min in equation [1] and Δy Opp- Init is the transverse distance between the initial position of the vehicle and the opposite side. The intersection of the target line (T) with the parking space front line (S) is indicated by an intersection with the reference number 110. The longitudinal distance in the direction of vehicle orientation from its initial frame to the intersection point is referred to as X s . The parking space front line already has a relative orientation θ s with the orientation of the vehicle at the time of the initial frame. θ s is defined as the angle between the target line and the parking space front line. θ s = W i n k e l F r O n t l i n i e W i n k e l S O l l l i n i e .
Figure DE102022122761A1_0033

Δy kann mittels Gleichung [1] berechnet werden, und Xs kann aus dem direkten geometrischen Schnittpunkt der beiden bekannten gegebenen Linien berechnet werden. Schließlich ist Δ der rechtwinklige Abstand zwischen dem Fahrzeugrahmen nach der S-Form und der gegebenen Parklückenfrontlinie. Aus 8 lässt sich die folgende geometrische Beziehung zwischen Δ, Δx, θs und Xs herleiten: Δ = ( X s Δ x ) sin ( θ s )

Figure DE102022122761A1_0034
Δy can be calculated using equation [1], and X s can be calculated from the direct geometric intersection of the two known given lines. Finally, Δ is the perpendicular distance between the S-shaped vehicle frame and the given parking space front line. Out of 8th the following geometric relationship can be derived between Δ, Δx, θ s and X s : Δ = ( X s Δ x ) sin ( θ s )
Figure DE102022122761A1_0034

Um den beabsichtigten tangentialen kollisionsfreien S-förmigen Weg zu erzeugen, berechnet das Verfahren die unbekannten Parameter der S-Form {R, Δx, θ} neben dem Parameter Δ.To generate the intended tangential collision-free S-shaped path, the method calculates the unknown parameters of the S-shape {R, Δx, θ} besides the parameter Δ.

Umformulierung der Gleichung [16]: Δ = ( sin ( θ s ) ) Δ x + ( sin ( θ s ) ) X s Δ = a Δ x + b

Figure DE102022122761A1_0035
Reformulation of equation [16]: Δ = ( sin ( θ s ) ) Δ x + ( sin ( θ s ) ) X s Δ = a Δ x + b
Figure DE102022122761A1_0035

Umformulierung der Gleichung [8]: R = ( 1 4 ( Δ y ) ) ( Δ x ) 2 + ( ( Δ y ) 4 S 2 4 ( Δ y ) )   R = c ( Δ x ) 2 + d

Figure DE102022122761A1_0036
Reformulation of equation [8]: R = ( 1 4 ( Δ y ) ) ( Δ x ) 2 + ( ( Δ y ) 4 S 2 4 ( Δ y ) ) R = c ( Δ x ) 2 + d
Figure DE102022122761A1_0036

Umformulierung der Gleichung [9]: θ = c o s 1 ( ( Δ x + S ) 2 Δ y 2 ( Δ x + S ) 2 + Δ y 2 )

Figure DE102022122761A1_0037
Reformulation of equation [9]: θ = c O s 1 ( ( Δ x + S ) 2 Δ y 2 ( Δ x + S ) 2 + Δ y 2 )
Figure DE102022122761A1_0037

Umformulierung der Gleichung [13]: T e r m = ( w 2 ) 2 c o s 2 ( θ s ) w ( Δ ) c o s ( θ s ) + ( Δ ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ s ) T e r m = ( Δ ) 2 ( w   c o s ( θ s ) ) ( Δ ) + ( ( w 2 ) 2 c o s 2 ( θ s ) ( L r r ) 2 sin 2 ( θ s ) )   T e r m = Δ 2 + e ( Δ ) + f   R = w 2 + ( Δ ) c o s ( θ s ) + T e r m sin 2 ( θ s )   T e r m = ( ( sin 2 ( θ s ) ) R ( c o s ( θ s ) ) Δ + w 2 ) 1   T e r m = ( g R + h Δ + w 2 ) 2   ( g R + h Δ + w 2 ) 2 ( Δ 2 + e ( Δ ) + f ) = 0

Figure DE102022122761A1_0038
Reformulation of equation [13]: T e r m = ( w 2 ) 2 c O s 2 ( θ s ) w ( Δ ) c O s ( θ s ) + ( Δ ) 2 ( L r r ) 2 sin 2 ( θ s ) T e r m = ( Δ ) 2 ( w c O s ( θ s ) ) ( Δ ) + ( ( w 2 ) 2 c O s 2 ( θ s ) ( L r r ) 2 sin 2 ( θ s ) ) T e r m = Δ 2 + e ( Δ ) + f R = w 2 + ( Δ ) c O s ( θ s ) + T e r m sin 2 ( θ s ) T e r m = ( ( sin 2 ( θ s ) ) R ( c O s ( θ s ) ) Δ + w 2 ) 1 T e r m = ( G R + H Δ + w 2 ) 2 ( G R + H Δ + w 2 ) 2 ( Δ 2 + e ( Δ ) + f ) = 0
Figure DE102022122761A1_0038

Die Lösung der Gleichungen [17], [18], [19] und [20] für die Unbekannten {R, Δx, θ, Δ} führt zu einer Polynomgleichung vierter Ordnung. Um die Gleichung effizienter zu lösen, kann die Gleichung [19], die die Tangentialitätsbedingung darstellt, in eine Ungleichheitsbedingung umformuliert werden, die die Kollisionsfreiheit darstellt. Eine solche Ungleichheitsbedingung kann effizienter sein, um das Problem zu vereinfachen, das durch eine binäre Suche oder eine andere direkte Schleifensuche dargestellt werden kann.Solving equations [17], [18], [19] and [20] for the unknowns {R, Δx, θ, Δ} leads to a fourth-order polynomial equation. In order to solve the equation more efficiently, equation [19], which represents the tangency condition, can be reformulated into an inequality condition, which represents the collision freedom. Such an inequality condition can be more efficient to simplify the problem, which can be represented by a binary search or other direct loop search.

Da der dem tangentialen Weg entsprechende Rotationsradius aus Gleichung [11] wie folgt formuliert wird: R t = w 2 + ( Δ ) cos ( θ s ) + T e r m sin 2 ( θ s )

Figure DE102022122761A1_0039
kann der Rotationsradius des Fahrzeugs (R) auf den tangentialen Radius begrenzt werden, um eine Kollision zu vermeiden. R R t
Figure DE102022122761A1_0040
R w 2 + ( Δ ) cos ( θ s ) + T e r m sin 2 ( θ s )
Figure DE102022122761A1_0041
T e r m ( ( sin 2 ( θ s ) ) R ( cos ( θ s ) ) Δ + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0042
T e r m ( g R + h Δ + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0043
T e r m = ( Δ ) 2 ( w   c o s ( θ s ) ) ( Δ ) + ( ( w 2 ) 2 c o s 2 ( θ s ) ( L r r ) 2 s i n 2 ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0044
T e r m = Δ 2 + e ( Δ ) + f
Figure DE102022122761A1_0045
Δ 2 + e ( Δ ) + f ( g R + h Δ + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0046
Δ 2 + e ( Δ ) + f ( g R + h Δ + w 2 ) 2 0
Figure DE102022122761A1_0047
Since the radius of rotation corresponding to the tangential path from equation [11] is formulated as follows: R t = w 2 + ( Δ ) cos ( θ s ) + T e r m sin 2 ( θ s )
Figure DE102022122761A1_0039
The vehicle's rotation radius (R) can be limited to the tangential radius to avoid a collision. R R t
Figure DE102022122761A1_0040
R w 2 + ( Δ ) cos ( θ s ) + T e r m sin 2 ( θ s )
Figure DE102022122761A1_0041
T e r m ( ( sin 2 ( θ s ) ) R ( cos ( θ s ) ) Δ + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0042
T e r m ( G R + H Δ + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0043
T e r m = ( Δ ) 2 ( w c O s ( θ s ) ) ( Δ ) + ( ( w 2 ) 2 c O s 2 ( θ s ) ( L r r ) 2 s i n 2 ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0044
T e r m = Δ 2 + e ( Δ ) + f
Figure DE102022122761A1_0045
Δ 2 + e ( Δ ) + f ( G R + H Δ + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0046
Δ 2 + e ( Δ ) + f ( G R + H Δ + w 2 ) 2 0
Figure DE102022122761A1_0047

Durch Substituieren mit [17] und [18] kann dann die Ungleichheitsbedingung zur Garantierung der Kollisionsfreiheit nur eine Funktion von Δx sein, die in Gleichung [20] dargestellt wird. ( a Δ x + b ) 2 + e ( a Δ x + b ) + f ( g ( c ( Δ x ) 2 + d ) + h ( a Δ x + b ) + w 2 ) 2 0

Figure DE102022122761A1_0048
H ( Δ x ) 0
Figure DE102022122761A1_0049
H ( Δ x ) = ( a ( Δ x ) + b ) 2 + e ( a ( Δ x ) + b ) + f ( g ( c ( Δ x ) 2 + d ) + h ( a ( Δ x ) + b ) + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0050
wobei a = ( sin ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0051
b = ( sin ( θ s ) ) X s
Figure DE102022122761A1_0052
c = ( 1 4 ( Δ y m i n ) )
Figure DE102022122761A1_0053
d = ( ( Δ y m i n ) 4 S 2 4 ( Δ y m i n ) )
Figure DE102022122761A1_0054
e = ( w   c o s ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0055
f = ( ( w 2 ) 2 c o s 2 ( θ s ) ( L r r ) 2 s i n 2 ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0056
g = ( sin 2 ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0057
h = ( cos ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0058
By substituting [17] and [18], the inequality condition to guarantee freedom from collision can then only be a function of Δx, which is represented in equation [20]. ( a Δ x + b ) 2 + e ( a Δ x + b ) + f ( G ( c ( Δ x ) 2 + d ) + H ( a Δ x + b ) + w 2 ) 2 0
Figure DE102022122761A1_0048
H ( Δ x ) 0
Figure DE102022122761A1_0049
H ( Δ x ) = ( a ( Δ x ) + b ) 2 + e ( a ( Δ x ) + b ) + f ( G ( c ( Δ x ) 2 + d ) + H ( a ( Δ x ) + b ) + w 2 ) 2
Figure DE102022122761A1_0050
where a = ( sin ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0051
b = ( sin ( θ s ) ) X s
Figure DE102022122761A1_0052
c = ( 1 4 ( Δ y m i n ) )
Figure DE102022122761A1_0053
d = ( ( Δ y m i n ) 4 S 2 4 ( Δ y m i n ) )
Figure DE102022122761A1_0054
e = ( w c O s ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0055
f = ( ( w 2 ) 2 c O s 2 ( θ s ) ( L r r ) 2 s i n 2 ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0056
G = ( sin 2 ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0057
H = ( cos ( θ s ) )
Figure DE102022122761A1_0058

Auf diese Weise können unterschiedliche Parameter des S-förmigen Wegs für die Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 1 aus der Anfangsposition 103a zur Sollposition 103b in den engen Einparkumgebungen erzeugt werden. Wenn das Fahrzeug 1 die Sollposition 103b erreicht, umfasst das Verfahren ferner das Planen des Wegs für die zweite Bewegung aus der Sollposition 103b in Rückwärtsrichtung in die Parklücke 102c. In einem Aspekt kann der Weg in Rückwärtsrichtung eine S-Form aufweisen. Beispielsweise kann die Weg des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung einer Bezier-Kurve folgen. Die Bezier-Kurve kann beispielsweise eine Bezier-Kurve erster Ordnung oder eine Bezier-Kurve zweiter Ordnung oder eine Bezier-Kurve dritter Ordnung oder eine Kombination davon sein.In this way, different parameters of the S-shaped path can be generated for the forward movement of the vehicle 1 from the initial position 103a to the target position 103b in the tight parking environments. When the vehicle 1 reaches the target position 103b, the method further includes planning the path for the second movement from the target position 103b in the reverse direction into the parking space 102c. In one aspect, the backward path may have an S-shape. For example, the path of the vehicle in the reverse direction may follow a Bezier curve. The Bezier curve may be, for example, a first-order Bezier curve or a second-order Bezier curve or a third-order Bezier curve or a combination thereof.

9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erzeugen eines tangentialen fahrbaren S-förmigen Wegs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 is a flowchart showing a method for generating a tangential drivable S-shaped path according to an embodiment of the present invention.

In Schritt S1 umfasst das Verfahren das Empfangen verschiedener Eingangsparameter wie die Länge des Fahrzeugs (L), den Abstand von der Hinterachse zum hinteren Stoßfänger (rr), einen Winkel zwischen der Sollfrontlinie und der Parklückenfrontlinie (θs), die Breite des Fahrzeugs (w), den minimalen Rotationsradius entsprechend der maximalen Lenkung in der Mitte der Hinterachse (Rmin), die gegenüberliegende Seitenlinie Y, die Parklückenfrontlinie (S) und die Länge des geraden Segments (S) des S-förmigen Wegs. Die gegenüberliegende Seitenlinie Y ist der vertikale Abstand zwischen der X-Achse der globalen Referenzkoordinaten und der dazu parallelen Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite 105.In step S1, the method includes receiving various input parameters such as the length of the vehicle (L), the distance from the rear axle to the rear bumper (rr), an angle between the target front line and the parking space front line (θ s ), the width of the vehicle (w ), the minimum rotation radius corresponding to the maximum steering at the center of the rear axle (R min ), the opposite side line Y, the parking space front line (S) and the length of the straight segment (S) of the S-shaped path. The opposite side line Y is the vertical distance between the X-axis of the global reference coordinates and the parallel boundary line of the opposite side 105.

In Schritt S2 beinhaltet das Verfahren das Berechnen der folgenden Werte:

  • Romin : minimaler Rotationsradius, der dem äußersten Eckpunkt entspricht (Abstand vom Rotationsmittelpunkt zum äußersten Eckpunkt), R o m i n = ( R m i n + w 2 ) 2 + ( L r r ) 2
    Figure DE102022122761A1_0059
  • Δymin: einen minimalen Querabstand von einer Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite Δ y m i n = R o m i n R m i n
    Figure DE102022122761A1_0060
  • Solllinie (T): Linie parallel zur Anfangsorientierung des Fahrzeugs und um Δymin von der gegebenen Linie der gegenüberliegenden Seite 105 verschoben
  • Schnittpunkt: Schnittpunkt zwischen der Solllinie und der Parklückenfrontlinie
  • Xs = Abstand vom Anfangsrahmen des Fahrzeugs zum Schnittpunkt in Richtung der Anfangsorientierung des Fahrzeugs.
In step S2, the method includes calculating the following values:
  • R o min : minimum rotation radius corresponding to the outermost corner point (distance from the center of rotation to the outermost corner point), R O m i n = ( R m i n + w 2 ) 2 + ( L r r ) 2
    Figure DE102022122761A1_0059
  • Δy min : a minimum transverse distance from a boundary line on the opposite side Δ y m i n = R O m i n R m i n
    Figure DE102022122761A1_0060
  • Target line (T): Line parallel to the initial orientation of the vehicle and shifted by Δy min from the given line of the opposite side 105
  • Intersection: Intersection between the target line and the parking space front line
  • X s = distance from the vehicle's initial frame to the intersection point in the direction of the vehicle's initial orientation.

In Schritt S3 beinhaltet das Verfahren das Vergleichen des berechneten XS mit dem Xsmin und Xsmax . Wenn festgestellt wird, dass die Solllinie (T) parallel zur Parklückenfrontlinie (S) ist (wenn Xs ≤ Xsmin or Xs ≥ Xsmax ) ist, berechnet das Verfahren die verschiedenen S-Form-Parameter, die in 7 zum Erzeugen des S-Form-Wegs besprochen wurden, wie in Schritt S4 angegeben. Wenn festgestellt wird, dass die Solllinie nicht parallel zur Parklückenfrontlinie verläuft (Xsmin < Xs < Xsmax ), berechnet das Verfahren die verschiedenen S-Form-Parameter, die in 8 zum Erzeugen des S-förmigen Wegs beschrieben sind, wie in Schritt S5 angegeben. Xsmax ist der obere Schwellenwert von XS, während Xsmin der untere Schwellenwert von Xs ist. Zum Beispiel beträgt der obere Schwellenwert von Xs etwa 30 m und der untere Schwellenwert von Xs etwa 0,5 m.In step S3, the method includes comparing the calculated X S with the X s min and Xs Max . If it is determined that the target line (T) is parallel to the parking space front line (S) (if X s ≤ X s min or X s ≥ X s Max ), the method calculates the various S-shape parameters that are in 7 for generating the S-shape path were discussed as indicated in step S4. If it is determined that the target line is not parallel to the parking space front line (X s min < Xs < Xs Max ), the method calculates the various S-shape parameters that are in 8th for generating the S-shaped path, as indicated in step S5. X s Max is the upper threshold of X S , while X s min is the lower threshold of X s . For example, the upper threshold of X s is about 30 m and the lower threshold of X s is about 0.5 m.

Es versteht sich, dass das Parkassistenzsystem 2, wie zuvor beschrieben, verschiedene Verfahrensschritte durchführt.It is understood that the parking assistance system 2 carries out various procedural steps, as described above.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt. Das Computerprogrammprodukt umfasst Anweisungen, die, wenn das Programm durch einen Computer ausgeführt wird, bewirken, dass der Computer das Verfahren gemäß dem ersten und/oder zweiten und/oder dritten Aspekt durchführt. Ein Computerprogrammprodukt, wie etwa ein Computerprogrammmedium, kann in Form einer Speichervorrichtung, wie etwa eines Speicherträgers 100, eines USB-Sticks, einer CD-ROM, einer DVD usw., und/oder in Form einer Digitaldatei, die von einem Server in einem Computernetzwerk oder dergleichen heruntergeladen werden kann, vorgesehen sein. Beispielsweise kann dies durch Übertragen der entsprechenden Datei über ein Drahtlosnetzwerk erzielt werden.According to another aspect of the invention, a computer program product is provided. The computer program product includes instructions that, when the program is executed by a computer, cause the computer to perform the method according to the first and/or second and/or third aspects. A computer program product, such as a computer program medium, may be in the form of a storage device, such as a storage medium 100, a USB flash drive, a CD-ROM, a DVD, etc., and/or in the form of a digital file stored by a server on a computer network or the like can be downloaded. For example, this can be achieved by transferring the corresponding file over a wireless network.

Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil sind viele Modifikationen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche möglich. Ein Fachmann erkennt auch leicht, dass die hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen frei kombiniert werden können, um neue Kombinationen zu erhalten.Those skilled in the art will recognize that the present invention is by no means limited to the preferred embodiments described above. On the contrary, many modifications and variations are possible within the scope of the appended claims. One skilled in the art will also readily recognize that the various embodiments described herein can be freely combined to obtain new combinations.

Zusätzlich können Variationen an den offenbarten Ausführungsformen vom Fachmann beim Umsetzen der beanspruchten Erfindung aus einer Durchsicht der Zeichnungen, der Offenbarung und der angehängten Ansprüche verstanden und bewirkt werden. In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt keine Vielzahl aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen gegeben werden, gibt nicht an, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht vorteilhaft verwendet werden kann.In addition, variations to the disclosed embodiments may be understood and effected by those skilled in the art in practicing the claimed invention from a review of the drawings, the disclosure and the appended claims. In the claims, the word “comprising” does not exclude any other elements or steps, and the indefinite article “a” or “an” does not exclude a plurality. The mere fact that certain measures are given in separate dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used advantageously.

BEZUGSZEICHENREFERENCE MARKS

101101
Ecke zur Einfahrt in die ParklückeCorner to the entrance to the parking space
100100
StraßeStreet
11
Fahrzeugvehicle
22
ParkassistenzsystemParking assistance system
33
RechenvorrichtungComputing device
44
ZustandssensorsystemCondition sensor system
55
UmgebungssensorsystemEnvironmental sensor system
66
EingabevorrichtungInput device
101a, 101b, 101c:101a, 101b, 101c:
Vielzahl von ObjektenVariety of objects
102a102a
Vorderes ObjektFront object
102b102b
Hinteres ObjektRear object
102c102c
Parklückeparking lot
103a103a
Anfangsposition des FahrzeugsInitial position of the vehicle
103b103b
Sollposition des FahrzeugsTarget position of the vehicle
103c103c
Parkposition des FahrzeugsParking position of the vehicle
105105
Begrenzungslinie der gegenüberliegenden SeiteBoundary line of the opposite side
TT
Solllinietarget line
SS
ParklückenfrontlinieParking space front line
900900
Flussdiagrammflow chart
S1S1
VerfahrensschrittProcedural step
S2S2
VerfahrensschrittProcedural step
S3S3
VerfahrensschrittProcedural step
S4S4
VerfahrensschrittProcedural step
S5S5
VerfahrensschrittProcedural step

Claims (19)

Verfahren zum Planen eines Weges für ein automatisiertes Kraftfahrzeug (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen einer Parklücke (103a) auf einer Lateralseite relativ zu einer Straße (100); Planen einer ersten S-förmigen Bewegung in Vorwärtsrichtung; Planen einer zweiten Bewegung in Rückwärtsrichtung in die Parklücke, wobei die zweite Bewegung unmittelbar auf die erste Bewegung folgt; und wobei die erste Bewegung geplant wird, wenn ein seitlicher Objektabstand (DVO) zwischen dem Fahrzeug (1) und einem Objekt (101) auf der anderen Lateralseite der Straße (100) kleiner als ein Objektschwellenwert und/oder ein seitlicher Parklückenabstand (DVP) zwischen dem Fahrzeug (1) und der Parklücke (102) größer als ein Parklückenschwellenwert ist.Method for planning a route for an automated motor vehicle (1), the method comprising the following steps: determining a parking space (103a) on a lateral side relative to a street (100); planning a first S-shaped movement in the forward direction; planning a second movement in a reverse direction into the parking space, the second movement immediately following the first movement; and wherein the first movement is planned when a lateral object distance (D VO ) between the vehicle (1) and an object (101) on the other lateral side of the road (100) is smaller than an object threshold and / or a lateral parking space distance (D VP ) between the vehicle (1) and the parking space (102) is greater than a parking space threshold value. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen von Sensorinformationen, die zumindest eine Anfangsposition (103a) des Fahrzeugs (1), die Parklücke (102c) und eine Vielzahl von Objekten (101a, 101b, 101c) auf der anderen Seite der Straße (100) beschreiben, wobei die Parklücke (102c) zwischen einem vorderen Objekt (102a) und einem hinteren Objekt (102b) in einer Fahrzeugbewegungsrichtung definiert ist; Auswerten der bereitgestellten Sensorinformationen zum Bestimmen mindestens einer Parkposition (103c) in der Parklücke (102), des seitlichen Objektabstands und des seitlichen Parklückenabstands; und Planen der ersten Bewegung zum Manövrieren des Fahrzeugs aus der Anfangsposition (103a) zu einer Sollposition (103b) und der zweiten Bewegung zum Manövrieren des Fahrzeugs aus der Sollposition (103b) zur Parkposition (103c), wobei sich die Sollposition (103b) in einem ersten Längsabstand (Δx) von der Anfangsposition (103a) entlang der Fahrzeugbewegungsrichtung und in einem ersten Querabstand (Δy) von der Anfangsposition befindet, und eine Orientierung des Fahrzeugs in der Anfangsposition (103a) gleich einer Orientierung des Fahrzeugs (1) in der Sollposition (103b) ist. Procedure according to Claim 1 , wherein the method comprises: providing sensor information that describes at least an initial position (103a) of the vehicle (1), the parking space (102c) and a plurality of objects (101a, 101b, 101c) on the other side of the road (100). , wherein the parking space (102c) is defined between a front object (102a) and a rear object (102b) in a vehicle movement direction; Evaluating the sensor information provided to determine at least one parking position (103c) in the parking space (102), the lateral object distance and the lateral parking space distance; and planning the first movement for maneuvering the vehicle from the initial position (103a) to a target position (103b) and the second movement for maneuvering the vehicle from the target position (103b) to the parking position (103c), the target position (103b) being in a first longitudinal distance (Δx) from the initial position (103a) along the vehicle movement direction and at a first transverse distance (Δy) from the initial position, and an orientation of the vehicle in the initial position (103a) equal to an orientation of the vehicle (1) in the target position ( 103b). Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die S-Form ein Paar von kreisförmigen Segmenten umfasst, die durch ein gerades Segment verbunden sind.Procedure according to Claim 1 , where the S-shape comprises a pair of circular segments connected by a straight segment. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Planen der ersten Bewegung das Bestimmen eines minimalen Querabstands (Δymin) von einer Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite (105) basierend auf einem Rotationsradius an der vorderen äußersten Ecke (Ro min) des Fahrzeugs und eines Rotationsradius des Fahrzeugs (Rmin) durch Lenken des Fahrzeugs (1) mit einem maximalen Lenkwinkel beinhaltet, wobei die Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite (105) eine Grenze der Vielzahl der Objekte (101a, 101b, 101c) definiert.A method according to any one of the preceding claims, wherein planning the first movement includes determining a minimum lateral distance (Δy min ) from an opposite side boundary line (105) based on a radius of rotation at the front extreme corner (R o min ) of the vehicle and a radius of rotation of the vehicle (R min ) by steering the vehicle (1) with a maximum steering angle, the boundary line of the opposite side (105) defining a boundary of the plurality of objects (101a, 101b, 101c). Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Verfahren das Konstruieren einer Solllinie (T) beinhaltet, die seitlich um den minimalen Querabstand (Δymin) von der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite (105) verschoben ist und sowohl zu der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite (105) als auch zu einer Längsachse des Fahrzeugs (1) in der Anfangsposition (103a) parallel ist, und wobei die Sollposition (103b) des Fahrzeugs auf der Solllinie (T) liegt.Procedure according to Claim 4 , wherein the method includes constructing a target line (T) that is laterally displaced by the minimum transverse distance (Δy min ) from the opposite side boundary line (105) and to both the opposite side boundary line (105) and to a longitudinal axis of the vehicle (1) in the initial position (103a) is parallel, and the target position (103b) of the vehicle lies on the target line (T). Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Planen der ersten Bewegung ferner das Bestimmen des ersten Längsabstands (Δx), des ersten Querabstands (Δy), einer Änderung der Orientierung (θ) über die kreisförmigen Segmente und eines Rotationsradius (R) der kreisförmigen Segmente, der dazu führt, dass eine vordere rechte äußerste Ecke des Fahrzeugs tangential zu einer Parklückenfrontlinie (S) verläuft, wenn das Fahrzeug (1) die Sollposition (103b) erreicht, beinhaltet, wobei die Parklückenfrontlinie (S) eine Grenze zwischen dem vorderen Objekt (102a) und dem hinteren Objekt (102b) definiert.Procedure according to Claim 4 , wherein planning the first movement further includes determining the first longitudinal distance (Δx), the first transverse distance (Δy), a change in orientation (θ) across the circular segments, and a radius of rotation (R) of the circular segments resulting in a front right extreme corner of the vehicle runs tangentially to a parking space front line (S) when the vehicle (1) reaches the target position (103b), wherein the parking space front line (S) includes a boundary between the front object (102a) and the rear object (102b) defined. Verfahren gemäß Anspruch 5 und 6, wobei die Parklückenfrontlinie (S) parallel zur Solllinie (T) verläuft.Procedure according to Claim 5 and 6 , whereby the parking space front line (S) runs parallel to the target line (T). Verfahren gemäß Anspruch 5 und 6, wobei die Parklückenfrontlinie (S) in einem Winkel zur Solllinie (T) verläuft.Procedure according to Claim 5 and 6 , whereby the parking space front line (S) runs at an angle to the target line (T). Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Verfahren das Bestimmen des ersten Querabstands (Δy) mittels Δ y = Δ y m i n ( G e g e n u ¨ b e r l i e g e n d e   S e i t e n l i n i e   Y y 0 )
Figure DE102022122761A1_0061
beinhaltet, wobei Δymin der minimale Querabstand zwischen der Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite (105) und der Solllinie (T) ist, gegenüberliegende Seitenlinie Y der vertikale Abstand zwischen der X-Achse der globalen Referenzkoordinaten und der dazu parallelen Begrenzungslinie der gegenüberliegenden Seite (105) ist und y0 die vertikale Koordinate des Fahrzeugs (1) in seiner Anfangsposition (103a) ist.
Procedure according to Claim 6 , wherein the method involves determining the first transverse distance (Δy) by means of Δ y = Δ y m i n ( G e G e n u ¨ b e r l i e G e n d e S e i t e n l i n i e Y y 0 )
Figure DE102022122761A1_0061
includes, where Δy min is the minimum transverse distance between the boundary line of the opposite side (105) and the target line (T), opposite side line Y is the vertical distance between the X-axis of the global reference coordinates and the parallel boundary line of the opposite side (105) and y 0 is the vertical coordinate of the vehicle (1) in its initial position (103a).
Verfahren gemäß Anspruch 6 und Anspruch 7, wobei das Verfahren das Bestimmen des Rotationsradius (R) der kreisförmigen Segmente basierend auf mindestens einem der folgenden Elemente beinhaltet: einem Winkel (θo) zwischen der Parklückenfrontlinie (S) und der Anfangsposition (103a) des Fahrzeugs, dem ersten Querabstand (Δy), einer Länge (L) des Fahrzeugs (1), einer Breite (w) des Fahrzeugs (1) und einem Abstand zwischen der Hinterachse und dem hinteren Stoßfänger (rr) des Fahrzeugs (1).Procedure according to Claim 6 and Claim 7 , wherein the method includes determining the radius of rotation (R) of the circular segments based on at least one of the following elements: an angle (θ o ) between the parking space front line (S) and the initial position (103a) of the vehicle, the first transverse distance (Δy) , a length (L) of the vehicle (1), a width (w) of the vehicle (1) and a distance between the rear axle and the rear bumper (rr) of the vehicle (1). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Verfahren das Bestimmen des ersten Längsabstands (Δx) basierend auf dem ersten Querabstand (Δy) und dem Rotationsradius (R) der kreisförmigen Segmente beinhaltet.Procedure according to one of the Claims 6 until 8th , wherein the method includes determining the first longitudinal distance (Δx) based on the first transverse distance (Δy) and the radius of rotation (R) of the circular segments. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Verfahren das Bestimmen einer Änderung der Orientierung (θ) über die kreisförmigen Segmente basierend auf dem ersten Längsabstand (Δx) und dem ersten Querabstand (Δy) beinhaltet.Procedure according to one of the Claims 6 until 9 , the method including determining a change in orientation (θ) across the circular segments based on the first longitudinal distance (Δx) and the first transverse distance (Δy). Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der erste Querabstand (Δy) im Bereich zwischen 0,1 m und 5 m liegt.Procedure according to Claim 2 , where the first transverse distance (Δy) is in the range between 0.1 m and 5 m. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der erste Längsabstand (Δx) im Bereich zwischen 0,5 m und 10 m liegt.Procedure according to Claim 2 , where the first longitudinal distance (Δx) is in the range between 0.5 m and 10 m. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Objektschwellenwert im Bereich zwischen 30 cm und 300 cm liegt.Procedure according to Claim 1 , where the object threshold is in the range between 30 cm and 300 cm. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der seitliche Parklückenabstand im Bereich zwischen 4 m und 8 m liegt.Procedure according to Claim 1 , whereby the lateral parking space distance is between 4 m and 8 m. Computerprogrammprodukt mit Programmmitteln, die in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 16 durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer elektronischen Rechenvorrichtung (3) ausgeführt wird.Computer program product with program means stored in a computer-readable medium to implement the method according to one of the preceding Claims 1 until 16 to be carried out when the computer program product is executed on a processor of an electronic computing device (3). Computerlesbares Speichermedium, umfassend ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 17.Computer-readable storage medium comprising a computer program product according to Claim 17 . Parkassistenzsystem (2) zum Planen einer ersten Bewegung in einer Vorwärtsrichtung mit einer S-Form und zum Planen einer zweiten Bewegung in einer Rückwärtsrichtung in die Parklücke, wobei die zweite Bewegung auf die erste Bewegung folgt und das Parkassistenzsystem (2) mindestens eine Erfassungsvorrichtung (5) und mindestens eine elektronische Rechenvorrichtung (3) umfasst, wobei das Parkassistenzsystem (2) zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 konfiguriert ist.Parking assistance system (2) for planning a first movement in a forward direction with an S-shape and for planning a second movement in a backward direction into the parking space, the second movement following the first movement and the parking assistance system (2) having at least one detection device (5 ) and at least one electronic computing device (3), wherein the parking assistance system (2) for carrying out a method according to one of Claims 1 until 16 is configured.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008027689A1 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Path planning method for use during parking of vehicle i.e. passenger car, involves measuring path relative to lateral parking spot, and simultaneously and maximally shifting path against driving direction depending on parking spot length
US20200346637A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 Baidu Usa Llc Segmenting a parking trajectory to control an autonomous driving vehicle to park

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