用于車輛的自主泊車的方法、用于執(zhí)行所述方法的駕駛員輔助設備以及具有所述駕駛員 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明建議一種用于執(zhí)行車輛(10)的自主泊車過程的方法，其中，在位于車輛內(nèi)部或外部的操作者(50)的移動設備(55)與所述車輛(10)之間建立通信連接，通過所述通信連接傳輸用于激活所述車輛(10)的自主泊車過程的至少一個命令，其中，所述車輛在激活自主泊車過程后自主地從起始位置運動至目標位置(20)。根據(jù)本發(fā)明設置為，a)在所述車輛(10)的自主泊車過程開始前，通過所述通信連接向所述車輛(10)發(fā)送所述目標位置(20)的特征性環(huán)境信息并且將其儲存在適用于此的設備中，b)進行所述自主泊車過程前和/或期間，在由所述車輛(10)的傳感器系統(tǒng)(14)檢測的環(huán)境信息與所述目標位置(20)的特征性環(huán)境信息之間的比較，并且根據(jù)所述比較計算所述自主泊車過程的軌跡(60)。
【專利說明】
用于車輛的自主泊車的方法、用于執(zhí)行所述方法的駕駛員輔助設備以及具有所述駕駛員輔助設備的車輛
【背景技術】
[0001]半自動泊車系統(tǒng)已自從數(shù)年前起進入批量生產(chǎn)。在這類系統(tǒng)中，通常沿停車位引導車輛。車輛借助側(cè)面構建的傳感器(如超聲波傳感器)識別可能的停車位。在操作者例如通過掛倒檔激活泊車系統(tǒng)時，系統(tǒng)接管對方向盤的監(jiān)控并控制車輛進入停車位。在此，操作者接管縱向控制，也就是加速，以及制動器的操作。作為后續(xù)拓展階段，還已知如下泊車系統(tǒng)，在這些泊車系統(tǒng)中，操作者不必再加速或制動。這由泊車系統(tǒng)例如通過直接訪問車輛的縱向?qū)驁?zhí)行器(制動器、發(fā)動機控制器)接管。
[0002]這類系統(tǒng)的另一已知的后續(xù)發(fā)展設置為，操作者在泊車過程開始前離開車輛并借助遠程控制器，例如具有與車輛中的泊車系統(tǒng)無線通信的特殊軟件的移動電話，從車輛外部啟動和保持或結(jié)束自動泊車過程。
[0003]在所有這些已知的系統(tǒng)中，泊車系統(tǒng)借助構建的環(huán)境傳感機構(如超聲波傳感器、倒車攝像機)或多或少前瞻性地監(jiān)控(通常有效距離為50cm至5m)此前未經(jīng)探測的物體是否進入到行駛通道并且在某些情況下以制動過程做出反應。
[0004]更新的發(fā)展已經(jīng)涉及這樣的泊車系統(tǒng)，它們自主學習特定停車場位于哪里，例如自家車庫。在學習過程之后，操作者僅需將車輛停放在此前學習的停車場附近，所述學習過程可例如通過確定目標停車場的GPS位置或通過向車輛傳送目標位置的坐標進行。下車后，操作者可借助遙控器激活泊車系統(tǒng)，于是車輛自主地運動到所學習的停車場(關鍵詞:“車庫泊車”或“代客泊車”)。車輛借助適當?shù)沫h(huán)境傳感機構(如攝像機、超聲波傳感器、激光掃描儀等)獨立地識別此前未知的障礙，或例如基于地面標記或基于可能存在的車庫壁找到準確的停車場。在此重要的是環(huán)境傳感機構的使用，因為這類系統(tǒng)的特別優(yōu)勢在于，操作者不必關心GPS系統(tǒng)的不準確性(約I至5m)或在自動泊車過程開始前起始位置的準確保持。
[0005]例如由2013年I月29日關于DLR就所謂“代客泊車”的最新研究的互聯(lián)網(wǎng)文章《尋找停車場不再有壓力》(http://www.dir.de/d lr/desktopdef ault.aspx/tabid_10081/151_read-6186/)已知，借助固定安裝的HD攝像機檢測空置的停車區(qū)域，其中，信息無線傳送至車輛。操作者通過在他的智能手機上按下按鈕確認目的地并且車輛自動開往所指派的停車場。因此，在此方法中使用了已經(jīng)存在的外部基礎設施(例如停車樓中的HD攝像機)，用以探測空置的停車區(qū)域。另外，車輛被設置用于自主行駛和泊車。
[0006]DE 10 2012 008 858 Al描述了一種方法，在該方法中，操作者利用他的車輛運作至所期望的目標位置，車輛于是存儲該目標位置，然后例如操作者駕駛到其他位置。離開車輛后，操作者能夠通過無線通信工具給車輛下達命令，使車輛獨立地駛向此前求取的目標位置(停車區(qū)域)并停在那里。
[0007]此外，由DE 10 2009 021 014 Al已知，在例如停車樓內(nèi)運動的車輛檢測空置的停車區(qū)域并將此信息無線提供給其他車輛。車輛基于所傳送的空置停車區(qū)域的位置和車輛中的導航系統(tǒng)計算出到空置停車區(qū)域的額定路線，其中，這里未提及自主泊車，而是操作者必須自己駕駛到空置停車場。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提出一種用于執(zhí)行車輛的自主泊車過程的方法，其中，在位于車輛內(nèi)部或外部的操作者的移動設備與所述車輛之間建立通信連接，通過所述通信連接傳輸用于激活所述車輛的自主泊車過程的至少一個命令，其中，車輛在激活自主泊車過程后自主地從起始位置運動至目標位置。根據(jù)本發(fā)明設置有:
[0009]a)在所述車輛的自主泊車過程開始前，通過通信連接向車輛發(fā)送所述目標位置的特征性環(huán)境信息并且將其儲存在車輛適用于此的設備中，
[0010]b)在自主泊車過程前和/或期間，在由車輛的傳感器系統(tǒng)檢測的當前環(huán)境信息與所述目標位置的所述特征性環(huán)境信息之間進行比較，并且根據(jù)該比較計算自主泊車過程的軌跡。
[0011]本發(fā)明還涉及一種駕駛員輔助設備，所述駕駛員輔助設備能夠與車輛的控制和傳感器裝置連接并且設置用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。此外，本發(fā)明涉及一種具有這類駕駛員輔助設備的車輛，尤其是汽車。
[0012]相應地，根據(jù)本發(fā)明設置，通過將車輛的當前環(huán)境信息與此前傳送的代表泊車過程所追求的目標位置的特征性環(huán)境信息進行比較，實現(xiàn)車輛的自主泊車。借助比較結(jié)果計算軌跡，車輛沿著所述軌跡運動。這樣計算所述軌跡，使得通過沿著所述軌跡運動，實現(xiàn)車輛的當前環(huán)境信息與此前傳送的目標位置的特征性環(huán)境信息盡可能高的一致性。
[0013]“目標位置的特征性環(huán)境信息”尤其應理解為可測量的環(huán)境特征，例如停車場標記或停車場限界如墻壁、柱子或正在泊車的車輛。此外，目標位置的特征性環(huán)境信息也可包括其他實現(xiàn)目標位置的明確分配的信息，例如關于目標位置周圍的物體的距離、形狀、大小或顏色的信息。這些信息可以例如通過已知的數(shù)字圖像處理方法從所測量的數(shù)據(jù)中求取。
[0014]優(yōu)選地，所述目標位置的特征性環(huán)境信息包括至少一個數(shù)字圖像，尤其是所述目標位置的數(shù)字照片。相應地，所述特征性環(huán)境信息作為圖像信息以所述數(shù)字圖像的像素的灰度值或顏色值的形式存在，其中，通過數(shù)字圖像處理方法，例如邊緣識別，可以推導出其他例如關于停車場限界的信息。該實施方式的優(yōu)勢在于，所述目標位置的特征性環(huán)境信息能夠借助簡單和廣泛可用的工具一一例如在許多移動設備如照相手機、智能手機或平板電腦中內(nèi)置的數(shù)字攝像機得以檢測。
[0015]進一步優(yōu)選地，為了檢測車輛的當前環(huán)境信息，所述傳感器系統(tǒng)包括圖像傳感器，尤其是數(shù)字攝像機。在此，所述圖像傳感器尤其被構造用于按照規(guī)則的時間間隔拍攝車輛周圍的(視頻)數(shù)字圖像。
[0016]優(yōu)選地，由操作者借助移動設備檢測所述特征性環(huán)境信息，并且通過所述通信連接將其傳送至所述車輛。所述通信連接尤其優(yōu)選是無線連接。
[0017]優(yōu)選地，所述目標位置的所述特征性環(huán)境信息還包括所述目標位置的坐標和/或拍攝所述目標位置的數(shù)字圖像的位置的坐標。這些坐標優(yōu)選以GPS坐標的形式存在。由此以有利的方式實現(xiàn)，所述目標位置的所述特征性環(huán)境信息和/或由車輛的所述傳感器系統(tǒng)檢測到的當前環(huán)境信息能夠在比較之前根據(jù)它們的相對位置進行轉(zhuǎn)換。尤其是當環(huán)境信息以數(shù)字圖像數(shù)據(jù)存在時，能夠匹配圖像大小以及考慮可能不同的拍攝角度，由此又實現(xiàn)環(huán)境信息更好的可比性。特別優(yōu)選地，求取拍攝所述目標位置的所述數(shù)字圖像的位置的GPS坐標與車輛的當前GPS坐標之間的相對位置，并且根據(jù)該相對位置在所述目標位置的所述數(shù)字圖像和由車輛的所述傳感器系統(tǒng)檢測的所述環(huán)境圖像之間進行圖像轉(zhuǎn)換。由此，能夠有利地簡化圖像比較的比較算法，降低錯誤概率并且由此提高根據(jù)本發(fā)明的駕駛員輔助設備的可用性。
[0018]進一步優(yōu)選地，可以從由車輛的傳感器系統(tǒng)檢測的當前環(huán)境信息中推斷出車輛的環(huán)境中的障礙物。如果車輛在行駛于此前計算的軌跡時可能與所述障礙物碰撞，則能夠中斷或暫停自主泊車過程，或者相應地匹配軌跡，以便避免車輛與所述障礙物的碰撞。為了檢測障礙物，可以使用所述傳感器系統(tǒng)，借助所述傳感器系統(tǒng)也檢測根據(jù)本發(fā)明設置用于與所述目標位置的所述特征性環(huán)境信息進行比較的當前環(huán)境信息。替代地或附加地，可采用其他傳感器，例如超聲波傳感器或雷達傳感器用于障礙物識別。
[0019]優(yōu)選地，所述目標位置的所述特征性環(huán)境信息顯示在車輛的顯示設備和/或所謂起遙控器作用的移動設備的顯示裝置上，從而使得不管在操作者或其他乘客在自主泊車過程期間留在車內(nèi)的情況下還是在操作者從車輛外部監(jiān)視自主泊車過程的情況下，都顯示關于所述目標位置的信息。
[0020]相應地，根據(jù)本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施方式提出，通過如下方式執(zhí)行自主泊車過程，即，操作者在所期望的停車地點用相應地配備有數(shù)字攝像機的移動設備，例如智能手機，拍攝所述目標位置(停車區(qū)域)的數(shù)字圖像。該圖像尤其與關于圖像拍攝地點的GPS信息一起無線傳送給所述車輛。借助構建在車輛中的環(huán)境檢測系統(tǒng)，例如圖像檢測系統(tǒng)如前視攝像機或后視攝像機或側(cè)視攝像機或其組合檢測當前環(huán)境信息，所述當前環(huán)境信息尤其作為環(huán)境圖像存在。基于由所述移動設備傳送的所述目標位置的特征性環(huán)境信息與當前檢測的環(huán)境信息的比較，求取至所述目標位置的軌跡，并且沿該軌跡執(zhí)行自主泊車過程。
【附圖說明】
[0021]圖1示意性示出一種泊車情況，其中，采用根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行車輛的自主泊車過程的方法。
[0022]圖2示例性示出具有以由移動設備的攝像機拍攝的數(shù)字圖像的形式的目標位置的特征性環(huán)境信息的移動設備的顯示裝置。
[0023]圖3示例性示出由所述車輛的傳感器系統(tǒng)檢測的環(huán)境信息與所述目標位置的所述特征性環(huán)境信息之間的比較，其中，所述環(huán)境信息分別以圖像數(shù)據(jù)的形式存在。
[0024]圖4示出具有目標位置的特征性環(huán)境信息的移動設備的顯示裝置的第二示例，其中，存在多個可能的停車場待選。
【具體實施方式】
[0025]在圖1示意性地示出的情況中，操作者50將車輛10停放在目標位置20附近的起始位置并下車。所述操作者50利用相應配備的移動設備55、例如智能手機或平板電腦在所述移動設備55的攝像機前的角度區(qū)域28中拍攝所述目標位置20的數(shù)字圖像。所拍攝的數(shù)字圖像包含所述目標位置20的特征性環(huán)境信息。在所述操作者50確定所述目標位置20后，所述移動設備55將所述特征性環(huán)境信息例如通過WLAN、藍牙或其他無線傳輸技術無線傳輸至所述車輛10的根據(jù)本發(fā)明構造的駕駛員輔助設備的控制設備12并且儲存在那里。所述控制設備12借助圖像檢測設備14檢測所述車輛10周圍的區(qū)域，所述圖像檢測設備14例如構造為視頻攝像機。通過比較所述目標位置20的所傳輸?shù)臄?shù)字圖像與當前由所述圖像檢測設備14檢測的環(huán)境圖像，計算所述車輛10與所述目標位置20之間的相對位置并求取泊車軌跡60。然后，所述車輛10自主地沿所述軌跡60朝所述目標位置20方向運動。在自主泊車過程期間，所述車輛10的駕駛員輔助設備借助所述圖像檢測設備14監(jiān)視所述車輛10周圍的直接環(huán)境，其中，可附加地使用其他環(huán)境傳感器16，如超聲波傳感器或雷達傳感器。由這樣檢測到的環(huán)境信息能夠求取環(huán)境中的障礙40以及最終的目標位置20。此外優(yōu)選地，在自主泊車過程期間以規(guī)則的時間間隔通過所述圖像檢測設備14拍攝當前的環(huán)境信息，并且與所儲存的所述目標位置20的特征性環(huán)境信息進行比較。由此可以在自主泊車過程期間進一步細化、更正和核實所述軌跡60。
[0026]圖2示例性地示出具有目標位置20的特征性環(huán)境信息的移動設備55的顯示裝置100，該特征性環(huán)境信息以由移動設備55的攝像機拍攝的數(shù)字圖像110的形式存在。為了檢測所述目標位置20的所述數(shù)字圖像110，所述操作者50將所述移動設備55轉(zhuǎn)向所述目標位置20的方向，從而使得所述目標位置20在所述移動設備55的所述顯示裝置100上可見。借助疊化在原圖像110上的應指示所述目標位置20的目標標記140固定所述目標位置20。所述目標位置20要么顯示在所述顯示裝置100的固定位置上，要么可由操作者例如通過觸摸所述顯示裝置100確定。優(yōu)選地，系統(tǒng)例如通過樣式比較識別出所述目標位置20是車庫。替代地，所述操作者能夠例如通過操作欄120的相應按鍵告知此事。
[0027]圖3示例性地示出在由所述車輛10的傳感器系統(tǒng)檢測的環(huán)境信息與目標位置的特征性環(huán)境信息之間的比較可以如何進行，其中，環(huán)境信息分別以圖像數(shù)據(jù)110和150的形式存在。通過所述目標位置20(目標照片)的所述特征性環(huán)境信息110與所述車輛10的所述圖像檢測設備14的當前檢測的環(huán)境信息150—一即當前檢測的環(huán)境圖像的所謂“匹配”可以得出所述目標位置?！捌ヅ洹痹诖吮焕斫鉃樗霏h(huán)境信息110和150的一致程度。在此，例如逐步地在X和Y方向上使所述環(huán)境圖像150與所述目標照片110取得一致，并且為每一個坐標(X，Y)都構建“匹配”程度?？赡艿?，為此必須根據(jù)所述車輛10與拍攝所述目標照片110的地點之間的相對位置對所述環(huán)境圖像150和/或所述目標照片110進行圖像轉(zhuǎn)換，例如以180-180〃'示出那樣。為此，例如可以與所述目標照片110—起傳輸GPS信息。例如可以通過構建所述圖像110和150之間在每一個位置X，Y上的所有像素亮度差的平方和得出所述一致程度。替代地，例如也可考慮顏色值。所得出的“匹配”程度或一致程度被記錄在地圖130中。一致性最大值、也就是最佳“匹配”的坐標(Χβ，Υβ)170表示目標位置(Χζ，Υζ)的方向。所述車輛10至所述目標位置20的距離例如可以借助所述圖像110中水平線位置的假設來求取。為此利用車輛中攝像機的位置已知的情況(距地面高度、在車輛中的位置)。圖像失真也借助攝像機鏡頭已知。基于此，在處理設備中存儲有一個矩陣，所述矩陣對于每一個像點映射一個相對于所述車輛的位置。當該像點真實地映射地面時，該坐標于是正好有效?，F(xiàn)在，借助邊緣識別在圖像中尋找物體的垂足點(Fuftnmkt)(例如借助霍夫變換尋找水平和垂直線段。位于圖像最底部的水平線被假設為垂足點)。垂足點的坐標(像素)被分配給地面。針對這些像點，則借助所述矩陣已知相對于所述車輛的位置。
[0028]在圖4中說明了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，其中，在對所述目標位置20的所述特征性環(huán)境信息110成像的照片上部分或完全自動化地通過相應的軟件進行所述目標位置20的確定，所述軟件在檢測所述特征性環(huán)境信息110的所述移動設備55上運行。所述移動設備55的操作者檢測包括一個或多個停車場22、22'的標記25的當前圖像信息。所述軟件借助線識別，例如借助地點導出的圖像的已知霍夫變換來求取多個可能的目標位置20、2(Τ。所述操作者例如通過點擊屏幕100或者通過定向所述移動設備55并由此定向相機來選擇期望的停車位置22，直到十字光標140明確地位于所期望的停車場22的區(qū)域中。于是，所述目標位置20的已識別區(qū)域在圖像110中例如通過所述停車區(qū)域22的重疊線顯示23尤其突出。該選擇作為目標區(qū)域20傳送給車輛中的駕駛員輔助設備，然后所述車輛10如以上描述的那樣自主地駛向所期望的目標位置20。
【主權項】
1.一種用于執(zhí)行車輛(1)的自主泊車過程的方法，其中，在位于車輛內(nèi)部或外部的操作者(50)的移動設備(55)與所述車輛(10)之間建立通信連接，通過所述通信連接傳輸用于激活所述車輛(10)的自主泊車過程的至少一個命令，其中，所述車輛(10)在激活自主泊車過程后自主地從起始位置運動至目標位置(20)， 其特征在于， a)在所述車輛(10)的自主泊車過程開始前，通過所述通信連接向所述車輛(10)發(fā)送所述目標位置(20)的特征性環(huán)境信息(110)并且將其儲存在適用于此的設備(12)中， b)在所述自主泊車過程前和/或期間，進行由所述車輛(10)的傳感器系統(tǒng)(14)檢測的當前環(huán)境信息(150)與所述目標位置(20)的所述特征性環(huán)境信息(110)之間的比較，并且根據(jù)所述比較計算所述自主泊車過程的軌跡(60)。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標位置(20)的所述特征性環(huán)境信息(110)包括數(shù)字圖像，尤其是所述目標位置(20)的數(shù)字照片。3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了檢測所述車輛(10)的所述環(huán)境信息(150)，所述傳感器系統(tǒng)(14)包括圖像傳感器，尤其是數(shù)字攝像機。4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，由所述操作者(50)借助移動設備(55)檢測所述目標位置(20)的所述特征性環(huán)境信息(110)，并且通過所述通信連接將其傳送至所述車輛(10)。5.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述目標位置(20)的所述特征性環(huán)境信息包括所述目標位置的GPS坐標和/或拍攝所述目標位置的數(shù)字圖像的位置的GPS坐標。6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，相對于所述車輛(10)的GPS坐標求取所述拍攝所述目標位置(20)的所述數(shù)字圖像(110)的位置的GPS坐標，并且根據(jù)相對位置在所述目標位置的所述數(shù)字圖像(110)與由車輛的所述傳感器系統(tǒng)(14)檢測的所述環(huán)境的圖像(150)之間執(zhí)行圖像轉(zhuǎn)換。7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，從由所述車輛(10)的所述傳感器系統(tǒng)(14)檢測的所述環(huán)境信息(150)和/或從由第二傳感器系統(tǒng)(16)、尤其是超聲波傳感器系統(tǒng)檢測的環(huán)境信息中推斷出所述車輛(10)的環(huán)境中的障礙物(40)，并且識別所述車輛(10)與所述障礙物的可能碰撞，其中，中斷或暫停所述自主泊車過程或者匹配所述軌跡(60)，以避免所述車輛(10)與所述障礙的碰撞。8.根據(jù)權利要求4至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述目標位置的所述特征性環(huán)境信息(110)顯示在所述車輛(10)的顯示設備上和/或所述移動設備(55)的顯示設備上。9.一種駕駛員輔助設備，所述駕駛員輔助設備能夠與車輛的控制和傳感器裝置連接，其特征在于，所述駕駛員輔助設備設置用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的方法。10.—種車輛，所述車輛具有根據(jù)權利要求9所述的駕駛員輔助設備。
【文檔編號】B62D15/02GK105916758SQ201480073302
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年11月27日
【發(fā)明人】M·黑林, M·施奈德
【申請人】羅伯特·博世有限公司