Beschreibung
Verfahren zum Umplanen einer Parktrajektorie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umplanen einer Parktrajektorie für zumindest teilweise automatisiert durchgeführte Parkvorgänge.
Im Stand der Technik sind Verfahren zur regelbasierten bzw. geometrischen Planung einer Parktrajektorie für spezifische Parksituationen bekannt. Zudem sind bereits generische Trajektorienplaner bekannt geworden, die eine freiere Trajektorienplanung ermöglichen.
In Parkassistenzsystemen sollte der Trajektorienplaner die Fähigkeit besitzen, auf Änderungen im Umgebungsmodell dynamisch, d.h. während des bereits gestarteten Parkvorgangs, zu reagieren. Derartige Änderungen im Umgebungsmodell können beispielsweise aufgrund neu erfasster Objekte im Umgebungsbereich (z.B. aufgrund geringer Reichweite der erfassenden Sensorik, aufgrund der genaueren Erfassung durch die geringere Geschwindigkeit des Fahrzeugs beim Einparken etc.) oder aufgrund einer Veränderung der Parksituation (z.B. Parklücke ist größer oder kleiner als bei der ursprünglichen Planung des Parkvorgangs) auftreten. Dadurch kann es Vorkommen, dass die ursprünglich geplante Parktrajektorie aufgrund der veränderten Umgebungserfassung ungültig ist und damit der automatisiert durchgeführte Parkvorgang abgebrochen wird.
Generische Trajektorienplaner können zwar mit veränderten Umgebungserfassungen umgehen, erzeugen aber häufig keine vom menschlichen Fahrer erwartete Parktrajektorien und weisen zudem eine hohe Rechenkomplexität auf.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Umplanen einer Parktrajektorie anzugeben, das dynamisch auf eine veränderte Parksituation reagieren kann, eine hohe Nutzerakzeptanz aufweist und dabei eine begrenzte Rechenkapazität benötigt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein System zum Umplanen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 15.
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Umplanen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parallelparkvorgangs. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Zunächst wird eine Information empfangen, dass ein Umplanen einer zuvor für den Parallelparkvorgang geplanten Parktrajektorie erforderlich ist. Die Information kann beispielsweise von einer Komponente eines Fahrassistenzsystems des Fahrzeugs bereitgestellt werden, beispielsweise von derjenigen Komponente, die das Umgebungsmodell des Umgebungsbereichs um das Fahrzeug herum erzeugt.
Anschließend wird eine Zielposition des Fahrzeugs empfangen. Die Zielposition kann identisch mit der vorherigen Zielposition sein oder eine neue Zielposition sein, d.h. die neue Zielposition unterscheidet sich von einer vorherigen Zielposition, die durch den vormals durchgeführten Parkvorgang eingenommen werden sollte. Fälle, in denen die Zielposition gleich bleibt, können beispielsweise die Veränderung des Umgebungsmodells derart, dass die ursprünglich geplante Trajektorie nicht mehr kollisionsfrei befahrbar ist oder eine unerwartete
Regelabweichung sein, d.h. das Fahrzeug verlässt in unerwünschter Weise die geplante Parktrajektorie.
Daraufhin erfolgt ein Neuplanen einer mehrzügigen Parktrajektorie basierend auf der Zielposition mittels eines ersten Planungsverfahrens. Das Neuplanen der Parktrajektorie umfasst ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs ein Verlängern oder Verkürzen eines S-förmigen Parkzuges bis zu einer ersten Zwischenposition, an der das Fahrzeug noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist. Ausgehend von der ersten Zwischenposition erfolgt ein Planen eines einzelnen Parkzuges oder eines oder mehrerer Vorwärts-Rückwärts- Parkzüge, um das Fahrzeug auf der Zielposition oder auf einem Zielbereich um die Zielposition zu positionieren.
Alternativ oder zusätzlich erfolgt ein Neuplanen einer mehrzügigen Parktrajektorie basierend auf der Zielposition mittels eines zweiten Planungsverfahrens. Ausgehend von der Zielposition wird beim zweiten Planungsverfahren ein einzelner Parkzug oder ein oder mehrere Vorwärts- Rückwärts-Parkzüge zu einer zweiten Zwischenposition geplant, an der das Fahrzeug noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist. Ausgehend von der zweiten Zwischenposition erfolgt das Planen eines S-förmigen Parkzuges oder eines Parkzuges umfassend einen Kreisbogen und eine Klothoide zu der aktuellen Position des Fahrzeugs. Unter „S-förmiger Parkzug“ wird ein Parkzug verstanden, der sowohl einen rechtsgekrümmten als auch einen linksgekrümmten Abschnitt ausweist.
Zuletzt wird geprüft, ob durch die Neuplanung mittels des ersten und/oder zweiten Planungsverfahrens innerhalb vorgegebener Planungsgrenzen eine zulässige neue Parktrajektorie zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und der Zielposition des Fahrzeugs erreicht werden konnte.
Der technische Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch das Verfahren ein Umplanen der Parktrajektorie möglich wird, ohne insgesamt den Parkvorgang abbrechen zu müssen und dabei durch vorgegebene Planungsstrategien ein flexibles Umplanen der Parktrajektorie auf eine vom menschlichen Fahrer als natürlich wahrgenommene, alternative Parktrajektorie mit begrenztem Rechenaufwand möglich wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird abhängig von dem Ergebnis eines Entscheidungsschritts das erste oder das zweite Planungsverfahren vollzogen. D.h., es wird vorab geprüft, ob das erste Planungsverfahren zu einer zulässigen Parktrajektorie führen könnte und abhängig vom Prüfungsergebnis nur dann das erste Planungsverfahren durchgeführt, wenn dieses erfolgversprechend erscheint. Alternativ wird zunächst das erste Planungsverfahren durchgeführt und, falls durch das erste Planungsverfahren innerhalb vorgegebener Planungsgrenzen keine zulässige Parktrajektorie erzielt werden konnte, wird das zweite Planungsverfahren durchgeführt. D.h. bei der zweiten Alternative erfolgt keine Vorabprüfung, sondern es wird direkt versucht, mit dem ersten Planungsverfahren eine zulässige Parktrajektorie zu erhalten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird für den Fall, dass durch das zweite Planungsverfahren innerhalb vorgegebener Planungsgrenzen keine zulässige Parktrajektorie erzielt werden konnte, ein drittes Planungsverfahren durchgeführt. Das bedeutet, dass dann, wenn sowohl durch das erste Planungsverfahren, das entweder direkt ausgeführt wird, oder in einem Prüfschritt dessen Eignung zur Ermittlung einer gültigen Parktrajektorie festgestellt wird, und durch das zweite Planungsverfahren keine zulässige Parktrajektorie ermittelt werden konnte, auf das dritte Planungsverfahren zurückgegriffen wird. Dadurch wird eine Planungshierarchie vorgegeben, die eine situationsangepasste Reaktion
auf unterschiedliche Parksituationen mit reduziertem Rechenaufwand ermöglicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet das dritte Planungsverfahren eine erste Zwischenposition und eine zweite Zwischenposition. Die erste Zwischenposition wird durch ein Verlängern oder Verkürzen eines S-förmigen Parkzuges ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs erreicht, wobei das Fahrzeug an der ersten Zwischenposition noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist. Die zweite Zwischenposition wird durch das Planen eines einzelnen Parkzuges oder eines oder mehrerer Vorwärts- Rückwärts-Parkzüge ausgehend von der Zielposition erreicht, wobei das Fahrzeug an der zweiten Zwischenposition noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist. Die erste Zwischenposition kann vorzugsweise identisch zu der ersten Zwischenposition sein, die das erste Planungsverfahren ermittelt hat. Die zweite Zwischenposition kann vorzugsweise identisch zu der zweiten Zwischenposition sein, die das zweite Planungsverfahren ermittelt hat.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ermittelt das dritte Planungsverfahren eine Teilparktrajektorie zwischen der ersten und zweiten Zwischenposition. Die Teilparktrajektorie weist einen ersten und einen zweiten Teilparktrajektorienabschnitt auf. Der erste Teilparktrajektorienabschnitt verbindet dabei die erste oder zweite Zwischenposition mit einer außerhalb oder in Richtung des Randes der Parklücke befindlichen dritten Zwischenposition und der zweite Teilparktrajektorienabschnitt verbindet die dritte Zwischenposition mit der zweiten oder der ersten Zwischenposition.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ermittelt das dritte Planungsverfahren eine Parktrajektorie, die ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs eine erste Teilparktrajektorie zu der ersten Zwischenposition,
eine zweite Teilparktrajektorie mit einem ersten Teilparktrajektorienabschnitt von der ersten Zwischenposition zu der dritten Zwischenposition und einem zweiten Teilparktrajektorienabschnitt von der dritten Zwischenposition zu der zweiten Zwischenposition und zumindest eine dritte Teilparktrajektorie von der zweiten Zwischenposition zu der Zielposition des Fahrzeugs umfasst. Die dritte Zwischenposition ist dabei vorzugsweise derart gewählt, dass diese in Querrichtung der Parklücke gesehen außerhalb oder in Richtung des Randes der Parklücke liegt, vorzugsweise in einem Einfahrtsbereich der Parklücke, über den das Fahrzeug zunächst die Parklücke hineinmanövriert wurde.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel beginnt der erste Teilparktrajektorienabschnitt der zweiten Teilparktrajektorie an derjenigen Zwischenposition aus der Menge aus erster und zweiter Zwischenposition, die in Querrichtung der Parklücke gesehen weniger tief in der Parklücke liegt. Dadurch wird erreicht, dass das Fahrzeug durch die zweite Teilparktrajektorie leichter kollisionsfrei wieder aus der Parklücke hinausbewegt werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der erste Teilparktrajektorienabschnitt der zweiten Teilparktrajektorie ein Kreissegment und eine Gerade. In anderen Worten weist der erste Teilparktrajektorienabschnitt lediglich einen Abschnitt mit einer Linkskrümmung oder einer Rechtskrümmung auf. Vorzugsweise kann eine Klothoide vorgesehen sein, die das Kreissegment mit der Geraden verbindet. Alternativ ist der erste Teilparktrajektorienabschnitt der zweiten Teilparktrajektorie S-förmig ausgebildet, d.h. erweist sowohl einen links- als auch einen rechtsgekrümmten Abschnitt auf. Der erste Teilparktrajektorienabschnitt der zweiten Teilparktrajektorie ist insbesondere dann S-förmig ausgebildet, wenn die erste und zweite Zwischenposition lediglich einen sehr geringen Abstand zueinander aufweisen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der erste oder zweite Teilparktrajektorienabschnitt ein Kreissegment auf, mittels dem eine Anpassung der an der ersten Zwischenposition vorliegenden Fahrzeugausrichtung relativ zur Fahrzeugausrichtung an der zweiten Zwischenposition oder eine Anpassung der an der zweiten Zwischenposition vorliegenden Fahrzeugausrichtung relativ zur Fahrzeugausrichtung an der ersten Zwischenposition erfolgt. Durch die Anpassung der Fahrzeugausrichtung kann eine leichtere Trajektorienplanung erfolgen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird für den Fall, dass im dritten Planungsverfahren keine zulässige neue Parktrajektorie innerhalb vorgegebener Planungsgrenzen ermittelt werden konnte, eine Neuplanung mittels dem dritten Planungsverfahren initiiert, wobei der erste Teilparktrajektorienabschnitt ein an der ersten Zwischenposition angrenzendes Kreissegment und der zweite Teilparktrajektorienabschnitt ein an der zweiten Zwischenposition angrenzendes Kreissegment aufweist, mittels denen die Fahrzeugausrichtungen synchron zueinander angepasst werden. Durch die Kreissegmente wird eine Änderung der Fahrzeugausrichtung erreicht. Diese Änderung der Fahrzeugausrichtung erfolgt vorzugsweise derart, dass das Fahrzeug mit der Front in Richtung der Parklückenöffnung gedreht wird, über die die Parklücke befahren wird. Dadurch wird eine neue Ausgangssituation geschaffen, um eine kollisionsfreie Teilparktrajektorie zwischen der ersten und zweiten Zwischenposition durch das dritte Planungsverfahren zu erreichen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die aktuelle Position des Fahrzeugs eine Position, an der sich das Fahrzeug bei Fortbewegung auf der zuvor für den Parallelparkvorgang geplanten Parktrajektorie für eine vorgegebene Zeitdauer, die für die Berechnung der neuen Parktrajektorie geschätzt wird, befindet. Dadurch kann bei der Trajektorienplanung bereits
berücksichtigt werden, dass sich die Fahrzeugposition aufgrund des fortgesetzten Parkvorgangs auf der zuvor für die nicht mehr gültige Parksituation berechneten Parktrajektorie noch ändert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel schließt die neue Parktrajektorie bezüglich der Position und der Krümmung stetig an die zuvor für den Parallelparkvorgang geplante Parktrajektorie an. Dies kann beispielsweise über eine Klothoide erreicht werden. Dadurch kann ein ruckfreier Übergang zwischen der alten und der neuen Parktrajektorie erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfassen die Planungsgrenzen eine maximal erlaubte Anzahl von Parkzügen und/oder eine tolerierbare Abweichung der durch die neu geplante Parktrajektorie erreichbaren Zielposition von der vorgegebenen Zielposition. Durch diese Planungsgrenzen kann festgelegt werden, wann ein Abbruch des jeweiligen Planungsverfahrens erfolgen soll.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der S-förmige Parkzug zumindest einen Kreisbogen, zumindest eine Klothoide und/oder zumindest eine Gerade. Durch diese Segmente kann eine Parktrajektorie geschaffen werden, die ein ruckfreies Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Parktrajektorie ermöglicht.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Umplanen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parallelparkvorgangs umfassend eine Recheneinheit. Die Recheneinheit ist dazu konfiguriert, die folgenden Schritte zu vollziehen:
- Empfangen einer Information, dass ein Umplanen einer zuvor für den Parallelparkvorgang geplanten Parktrajektorie erforderlich ist;
Empfangen einer Zielposition des Fahrzeugs;
Neuplanen einer mehrzügigen Parktrajektorie basierend auf der Zielposition mittels eines ersten Planungsverfahrens, wobei das Neuplanen der Parktrajektorie ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs ein Verlängern oder Verkürzen eines S-förmigen Parkzuges bis zu einer ersten Zwischenposition umfasst, an der das Fahrzeug noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist und Planen eines Parkzuges oder eines oder mehrerer Vorwärts-Rückwärts- Parkzüge ausgehend von der ersten Zwischenposition, um das Fahrzeug auf der Zielposition oder auf einem Zielbereich um die Zielposition zu positionieren; und/oder Neuplanen einer mehrzügigen Parktrajektorie basierend auf der Zielposition mittels eines zweiten Planungsverfahrens, wobei das Neuplanen der Parktrajektorie ausgehend von der Zielposition das Planen eines Parkzuges oder eines oder mehrerer Vorwärts-Rückwärts-Parkzüge zu einer zweiten Zwischenposition, an der das Fahrzeug noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist und ausgehend von der zweiten Zwischenposition das Planen eines S-förmigen Parkzuges oder eines Parkzuges umfassend einen Kreisbogen und eine Klothoide zu der aktuellen Position des Fahrzeugs umfasst;
Prüfen, ob durch die Neuplanung mittels des ersten und/oder zweiten Planungsverfahrens innerhalb vorgegebener Planungsgrenzen eine zulässige neue Parktrajektorie zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und der Zielposition des Fahrzeugs erreicht werden konnte.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft eine schematische Darstellung eines Seitwärts- Parallel-Parkvorgangs gemäß einer ursprünglich geplanten Parktrajektorie;
Fig. 2 beispielhaft eine schematische Darstellung einer gemäß einem ersten Planungsverfahren geplanten Parktrajektorie eines Seitwärts-Parallel-Parkvorgangs bei einer Parksituation, die sich im Vergleich zu der Parksituation gemäß Fig. 1 geändert hat;
Fig. 3 beispielhaft eine schematische Darstellung einer gemäß einem zweiten Planungsverfahren geplanten Parktrajektorie eines Seitwärts-Parallel-Parkvorgangs zu der geänderten Parksituation gemäß Fig. 2;
Fig. 4 beispielhaft eine schematische Darstellung einer gemäß einem dritten Planungsverfahren geplanten Parktrajektorie eines Seitwärts-Parallel-Parkvorgangs zu der geänderten Parksituation gemäß Fig. 2; und
Fig. 5 beispielhaft ein Blockdiagramm, das die Verfahrensschritte des Verfahrens zum Umplanen der Parktrajektorie verdeutlicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umplanen einer Parktrajektorie eines Fahrzeugs, nachdem ein von einem Parkassistenzsystem durchgeführter Parallelparkvorgang begonnen wurde. Der Auslöser für das Umplanen kann durch eine Rechnereinheit des Fahrzeugs automatisch generiert werden, beispielsweise dann, wenn durch eine Sensorik des Fahrzeugs erkannt wird, dass sich die Parksituation verändert hat. Eine solche Veränderung der Parksituation liegt beispielsweise dann vor, wenn sich die Parklücke, die mittels des Parallelparkvorgangs beparkt werden soll, vergrößert oder verkleinert hat.
Figur 1 zeigt beispielhaft die ursprünglich geplante Trajektorie eines Parkvorgangs, bei dem das Fahrzeug 1 zunächst rückwärts mittels eines ersten Parkzugs auf einer S-förmigen Parktrajektorie in die Parklücke hineinfährt und anschließend mittels eines zweiten Parkzugs in Vorwärtsrichtung auf die Zielposition Z manövriert wird. Es handelt sich hierbei um einen zumindest teilautomatisiert durchgeführten Parkvorgang, d.h. das Parkassistenzsystem übernimmt zumindest teilweise die Steuerung des Fahrzeugs 1.
Fig. 2 zeigt eine im Vergleich zu Fig. 1 veränderte Parksituation, bei der die Parklücke zwischen den Umgebungsobjekten 2, 3 vergrößert ist, beispielsweise dadurch, dass sich eines der Umgebungsobjekte 2, 3 bewegt hat, wie dies für das Fahrzeug als Umgebungsobjekt 2 durch den Pfleil angedeutet ist. Die Veränderung der Parksituation kann aber auch darin bestehen, dass sich die Parklücke zwischen den Umgebungsobjekten 2, 3 verkleinert hat.
Aufgrund der Veränderung der Parksituation wird durch eine Recheneinheit des Fahrzeugs die Information empfangen, dass ein
Umplanen der für den Parallelparkvorgang geplanten Parktrajektorie notwendig ist. Zudem wird eine Zielposition Z empfangen, auf der sich das Fahrzeug 1 nach Beendigung des neu zu planenden Parkvorgangs befinden soll.
Nach dem Empfangen der Zielposition Z kann zunächst versucht werden, die Zielposition Z mittels eines ersten Trajektorienplanungsverfahrens einzunehmen. Dabei wird zunächst die Teiltrajektorie des S-förmigen Parkzuges der für den Einparkvorgang ursprünglich geplanten Parktrajektorie abhängig davon, ob sich die Parklücke vergrößert oder verkleinert hat, verlängert oder verkürzt, und zwar soweit, dass das Fahrzeug 1 soweit in die Parklücke bewegt wird, dass ein vorgegebener Sicherheitsabstand zu dem Umgebungsobjekt 2, insbesondere das hintere Umgebungsobjekt 2, gerade noch eingehalten wird. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist dies durch den Pfeil PF1 angedeutet. Dadurch wird das Fahrzeug 1 auf die Zwischenposition ZP1 bewegt, die sich von der Position gemäß Fig. 1 unterscheidet, an der gemäß dem ursprünglich geplanten Parkvorgang der Fahrtrichtungswechsel stattfinden sollte (in Fig. 2 ist diese Position gestrichelt gezeichnet).
Ausgehend von dieser ersten Zwischenposition ZP1 wird anschließend ein weiterer Parkzug, im vorliegenden Fall ein Vorwärtsparkzug gemäß dem Pfeil PF2, oder ein oder mehrere Vorwärts-Rückwärts-Parkzüge geplant, um das Fahrzeug 1 von der ersten Zwischenposition ZP1 auf die Zielposition Z zu bewegen. Bei der Planung des weiteren Parkzugs wird versucht, unter Einhaltung vorgegebener Planungsgrenzen das Fahrzeug 1 von der ersten Zwischenposition ZP1 auf die Zielposition Z oder einen Zielbereich um die Zielposition Z zu manövrieren. Die Planungsgrenzen können beispielsweise die maximale Anzahl der Vorwärts-Rückwärts- Parkzüge oder eine Obergrenze für die Abweichung der tatsächlich erreichbaren Fahrzeugposition von der Zielposition sein.
Wenn diese Planungsgrenzen nicht eingehalten werden können und damit durch das erste Planungsverfahren keine zulässige Parktrajektorie erreicht werden kann, wird versucht, eine zulässige Parktrajektorie durch ein zweites Planungsverfahren zu ermitteln.
Alternativ kann für den Fall, dass bereits vorab aufgrund der erfassten Parksituation erkennbar ist, dass das erste Planungsverfahren nicht zielführend ist, auch direkt das erste Planungsverfahren übersprungen und das nachfolgend beschriebene zweite Planungsverfahren vollzogen werden.
Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch die Abläufe des zweiten Planungsverfahrens. Dabei wird die Parktrajektorie nicht in der tatsächlichen zeitlichen Parkvorgangabfolge geplant, d.h. ausgehend von der aktuellen Fahrzeugposition P hin zur Zielposition Z, sondern umgekehrt, und zwar ausgehend von der Zielposition Z hin zu der aktuellen Fahrzeugposition P.
Beim zweiten Planungsverfahren wird versucht, eine Parktrajektorie zu ermitteln, mittels der das Fahrzeug 1 von der Zielposition Z zunächst zu einer zweiten Zwischenposition ZP2 (Pfeil PF3) und von dieser zweiten Zwischenposition ZP2 mittels eines Parkzugs an die aktuelle Fahrzeugposition P (Pfeil PF4) manövriert werden kann. Die zweite Zwischenposition ZP2 ist eine Position, bei der sich das Fahrzeug 1 von einem Umgebungsobjekt 2, insbesondere einem die Parklücke rückseitig begrenzenden Umgebungsobjekt 2, noch um einen vordefinierten Sicherheitsabstand beabstandet findet. Ausgehend von der Zielposition Z kann das Erreichen der zweiten Zwischenposition ZP2 entweder durch einen einzelnen Parkzug, beispielsweise einen rückwärts gerichteten Parkzug, oder einen oder mehrere Vorwärts-Rückwärts-Parkzüge geplant werden.
Hierbei sei angemerkt, dass die zweite Zwischenposition ZP2 typischerweise eine von der ersten Zwischenposition ZP1 gemäß dem ersten Planungsverfahren verschiedene Position ist.
Die aktuelle Fahrzeugposition P kann diejenige Position sein, an der sich das Fahrzeug 1 beim Empfangen der Information, dass ein Umplanungsvorgang erforderlich ist, befindet oder aber eine fiktive Position entlang der ursprünglich geplanten Parktrajektorie, an der sich das Fahrzeug nach dem Durchführen der Parktrajektorienberechnung bis zur Ermittlung einer zulässigen neuen Parktrajektorie befinden wird.
Wenn unter Einhaltung vorgegebener Planungsgrenzen auch durch das zweite Planungsverfahren keine zulässige neue Parktrajektorie ermittelt werden konnte, wird vorzugsweise ein drittes Planungsverfahren angewandt. Dieses dritte Planungsverfahren basiert beispielsweise auf den ersten und zweiten Zwischenpositionen ZP1, ZP2 und versucht, die erste und zweite Zwischenposition ZP1 , ZP2 über eine dazwischenliegende Teilparktrajektorie zu verbinden.
Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch eine gemäß dem dritten Planungsverfahren geplante mehrzügige Parktrajektorie, bei der das Fahrzeug 1 ausgehend von der aktuellen Position P über eine erste Zwischenposition ZP1, eine dritte Zwischenposition ZP3 und eine zweite Zwischenposition ZP2 hin zur Zielposition Z manövriert wird.
Vorzugsweise werden die erste Zwischenposition ZP1 und die zweite Zwischenposition ZP2 in gleicher Weise ermittelt, wie dies zuvor im Zusammenhang mit dem ersten bzw. zweiten Planungsverfahren (Fig. 2 und 3) erläutert wurde. Das bedeutet, dass die erste Zwischenposition ZP1 durch ein Verlängern bzw. Verkürzen der ursprünglich für den Einparkvorgang geplanten Parktrajektorie erhalten wird, wobei ein
Sicherheitsabstand zu dem Umgebungsobjekt 2 eingehalten wird. Die zweite Zwischenposition ZP2 wird dadurch erhalten, dass das Fahrzeug 1 ausgehend von der Zielposition Z derart rückwärts bewegt wird, dass gerade noch ein Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt, beispielsweise dem Umgebungsobjekt 2, eingehalten werden kann. Wie zuvor bereits angemerkt, sind die erste und zweite Zwischenposition ZP1 , ZP2 unterschiedliche Positionen. Vorteilhafterweise werden die im ersten und zweiten Planungsverfahren ermittelten Zwischenpositionen ZP1, ZP2 und die Teilparktrajektorien, wie diese Zwischenpositionen ZP1, ZP2 erreicht werden können, beim dritten Planungsverfahren wiederverwendet.
Nachdem es gemäß dem ersten und zweiten Planungsverfahren weder möglich ist, das Fahrzeug 1 von der aktuellen Position P über die erste Zwischenposition ZP1 zur Zielposition Z, noch von der Zielposition Z über die zweite Zwischenposition ZP2 zur aktuellen Position P des Fahrzeugs 1 zu manövrieren, wird in dem dritten Planungsverfahren eine mehrzügige Teilparktrajektorie TP zwischen der ersten und zweiten Zwischenposition ZP1, ZP2 ermittelt, mittels der in einem ersten Teilparktrajektorienabschnitt TP1 das Fahrzeug 1 zumindest teilweise erneut aus der Parklücke herausbewegt wird, um es anschließend in einem zweiten Teilparktrajektorienabschnitt TP2 erneut in die Parklücke zu bewegen.
Wie in Fig. 4 ersichtlich wird damit durch den ersten Teilparktrajektorienabschnitt TP1 das Fahrzeug 1 an der ersten Zwischenposition ZP1 startend von der zweiten Zwischenposition ZP2 wegbewegt, um das Fahrzeug 1 anschließend mittels des zweiten Teilparktrajektorienabschnitts TP2 an die zweite Zwischenposition ZP2 zu bewegen.
Bei der Planung der mehrzügigen Teilparktrajektorie TP wird zunächst geprüft, ob die erste oder die zweite Zwischenposition ZP1, ZP2 tiefer in
der Parklücke liegt, d.h. welche Zwischenposition in Querrichtung der Parklücke gesehen den geringeren Abstand zum Parklückenrand hat, von dem her die Parklücke befahren wurde. Dies ist im vorliegenden Fall die erste Zwischenposition ZP1 . Die mehrzügige Teilparktrajektorie TP wird derart geplant, dass das Fahrzeug 1 von derjenigen Zwischenposition aus der Parklücke herausbewegt wird, die in Querrichtung des Fahrzeugs 1 gesehen am wenigsten tief in der Parklücke liegt.
Vor der Feststellung, welche der Zwischenpositionen ZP1 , ZP2 tiefer in der Parklücke liegen, kann eine Anpassung der winkelmäßigen Ausrichtung des Fahrzeugs 1 (d.h. des Gierwinkels) erfolgen, so dass bei der Planung der Teilparktrajektorie TP jeweils von einer gleichen Fahrzeugausrichtung ausgegangen werden kann. Dazu kann zunächst ausgehend von der ersten oder der zweiten Zwischenposition ZP1 , ZP2 ein Kreissegment geplant werden, mittels dem die Fahrzeugausrichtung im Bereich der ersten Zwischenposition ZP1 relativ zu der Fahrzeugausrichtung an der zweiten Zwischenposition ZP2 angepasst wird, oder umgekehrt. Durch die Angleichung der Fahrzeugausrichtung wird durch das freie Ende des Kreissegments, mittels dem die Ausrichtungsangleichung erfolgt, eine modifizierte Zwischenposition erhalten, basierend auf der der Vergleich, welche Zwischenposition tiefer in der Parklücke liegt, vollzogen wird, d.h. die modifizierte Zwischenposition wird mit derjenigen Zwischenposition verglichen, auf die die Fahrzeugausrichtung angeglichen wurde.
Der erste Teilparktrajektorienabschnitt TP1 , mittels dem das Fahrzeug erneut aus der Parklücke herausbewegt wird, kann zumindest einen Kreisbogen, zumindest eine Klothoide und/oder zumindest eine Gerade aufweisen. Vorzugsweise weist der erste Teilparktrajektorienabschnitt TP1 eine Gerade auf, die an der dritten Zwischenposition ZP3 endet. Dies gilt insbesondere dann, wenn die erste und zweite Zwischenposition ZP1 ,
ZP2 einen hinreichenden Abstand aufweisen. In einer alternativen
Variante kann der erste Teilparktrajektorienabschnitt TP1 auch als S- förmige Kurve ausgebildet sein.
Der zweite Teilparktrajektorienabschnitt TP2 ist vorzugsweise als S-Kurve ausgebildet, d.h. weist einen rechtsgekrümmten und einen linksgekrümmten Bereich auf, um das Fahrzeug dadurch von der dritten Zwischenposition ZP3 an die zweite Zwischenposition ZP2 zu bewegen.
Vorzugsweise erfolgt zwischen Trajektorienbereichen mit unterschiedlicher Krümmung, beispielsweise einem Übergang von einem Kreissegment zu einer Gerade, eine Krümmungsanpassung mittels einer Klothoide. Die Klothoide wird dabei derart gewählt, dass sich ein stetiger Krümmungsübergang ergibt und damit ein ruckfreies Durchfahren der Parktrajektorie möglich wird.
Falls eine Planung der Parktrajektorie mit dem dritten Planungsverfahren unter den vorgegebenen Planungsgrenzen ebenfalls scheitert, wird die Fahrzeugausrichtung im Bereich der ersten und zweiten Zwischenposition ZP1, ZP2 synchron, d.h. in gleicher Richtung und mit gleichem Betrag geändert. Dies erfolgt vorzugsweise nach der relativen Anpassung der Fahrzeugausrichtung, d.h. nachdem die Fahrzeugausrichtung, wie zuvor beschrieben, im Bereich der ersten Zwischenposition ZP1 durch ein Kreissegment relativ zu der Fahrzeugausrichtung an der zweiten Zwischenposition ZP2 angepasst wurde, oder umgekehrt. Vorzugsweise wird durch die synchrone Anpassung der Fahrzeugausrichtung im Bereich von beiden Zwischenpositionen ZP1, ZP2 derart verändert, dass der Gierwinkel in Richtung der Einfahrtsöffnung der Parklücke vergrößert wird, d.h. das Fahrzeug 1 aus der Parklücke herausgeschwenkt wird, um eine Kollision mit den Umgebungsobjekten 2, 3 zu vermeiden. Diese synchrone Verschwenkung erfolgt beispielsweise mittels Kreissegmenten.
Anschließend wird ausgehend von den freien Enden der Kreissegmente erneut eine Trajektorienplanung initiiert, um eine mehrzügige Teilparktrajektorie TP mit einem ersten und einem zweiten Teilparktrajektorienabschnitt TP1 , TP2 zu ermitteln, mittels der das Fahrzeug von der ersten Zwischenposition ZP1 über eine dritte Zwischenposition ZP3 zur zweiten Zwischenposition ZP2 manövrierbar ist.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm, das die Abläufe des Verfahrens zum Umplanen der Parktrajektorie während eines zumindest teilautomatisch vollzogenen Parallelparkvorgangs veranschaulicht.
Zunächst wird eine Information empfangen, dass ein Umplanen einer zuvor für den Parallelparkvorgang geplanten Parktrajektorie erforderlich ist (S10). Diese Information kann durch eine beliebige Komponente des Fahrzeugs 1 bereitgestellt werden, beispielsweise aus einer Komponente, mittels der ein Umgebungsmodell erzeugt wird.
Anschließend wird eine Zielposition des Fahrzeugs empfangen, an der das Fahrzeug nach dem Vollziehen des Parkvorgangs platziert werden soll (S11).
Basierend auf der Zielposition erfolgt ein Neuplanen einer mehrzügigen Parktrajektorie mittels eines ersten Planungsverfahrens. Bei dem Neuplanen der Parktrajektorie mit dem ersten Planungsverfahren wird ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs eines S-förmiger Parkzug bis zu einer ersten Zwischenposition verlängert bzw. verkürzt, wobei an dieser ersten Zwischenposition das Fahrzeug noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist. Ausgehend von der ersten Zwischenposition erfolgt ein Planen eines einzelnen Parkzuges oder eines oder mehrerer Vorwärts-Rückwärts-Parkzüge, um das Fahrzeug auf der Zielposition oder auf einem Zielbereich um die Zielposition zu positionieren (S12).
Alternativ oder zusätzlich erfolgt ein Neuplanen einer mehrzügigen Parktrajektorie basierend auf der Zielposition mittels eines zweiten Planungsverfahrens. Ausgehend von der Zielposition wird ein einzelner Parkzug oder ein oder mehrere Vorwärts-Rückwärts-Parkzüge zu einer zweiten Zwischenposition geplant, an der das Fahrzeug noch einen Sicherheitsabstand zu einem Umgebungsobjekt aufweist. Ausgehend von der zweiten Zwischenposition wird ein S-förmiger Parkzug oder ein Parkzug umfassend einen Kreisbogen und eine Klothoide zu der aktuellen Position des Fahrzeugs geplant (S13). Vorzugsweise wird das Neuplanen der Parktrajektorie mit dem zweiten Planungsverfahren dann vollzogen, wenn die Planung der Parktrajektorie mit dem ersten Planungsverfahren nicht erfolgreich war. Zuletzt wird geprüft, ob durch die Neuplanung mittels des ersten und/oder zweiten Planungsverfahrens innerhalb vorgegebener Planungsgrenzen eine zulässige neue Parktrajektorie zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und der Zielposition des Fahrzeugs erreicht werden konnte (S14).
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.
Bezugszeichenliste 1 Fahrzeug
2 Umgebungsobjekt
3 Umgebungsobjekt
P aktuelle Fahrzeugposition PF1 Pfeil
PF2 Pfeil
PF3 Pfeil
PF4 Pfeil
Zielposition
ZP1 erste Zielposition
ZP2 zweite Zielposition
ZP3 dritte Zielposition