(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１）の運転者が、駐車スペース（１９）に入庫するときに、前記自動車（１）の運転者支援装置（２）を使用して、前記運転者を支援する方法であって、
−前記運転者支援装置（２）の学習モードにおいて、前記運転者の運転により、前記自動車（１）を駐車スペース（１９）に駐車する間に、前記運転者支援装置（２）のセンサ装置（７）を使用して、前記駐車スペース（１９）の周囲（２２）についての基準データを、記録し、かつ記憶し、
−前記学習モードにおいて、前記運転者支援装置（２）は、前記自動車（１）が到達した基準目標位置（２７）を記録し、前記基準目標位置（２７）についての情報を有するデータを記憶し、
−前記学習モードとは異なる続く動作モードにおいて、前記運転者支援装置（２）は、前記センサ装置（７）によるセンサデータを記録し、前記センサデータを前記基準データと比較し、この比較の結果に応じて、前記記録したセンサデータを使用して、前記駐車スペース（１９）の前記周囲（２２）を識別し、それによって、前記基準目標位置（２７）に対する前記自動車（１）の現在位置（２８、３３）を決定し、
−前記基準目標位置（２７）に対する前記自動車（１）の現在位置（２８、３３）に応じて、前記運転者支援装置（２）は、前記自動車（１）を、その経路に沿って、前記現在位置（２８、３３）から、前記駐車スペース（１９）に駐車させる駐車経路（２９、３２、３６）を決定し、
前記学習モードにおいて、前記運転者支援装置（２）は、前記学習モードで前記自動車（１）がその経路に沿って前記駐車スペース（１９）に駐車される基準経路（２６）を記録し、前記基準経路（２６）の軌跡についての情報を有するデータを記憶し、前記動作モードにおいて、前記駐車経路（２９、３２、３６）を、前記基準経路（２６）の前記軌跡も考慮して決定し、
前記基準データ、および／または前記センサデータは、前記センサ装置（７）の少なくとも１つのカメラ（１０、１１、１２、１３）を使用して記録され、
前記周囲（２２）の認識に関して、前記基準データに含まれている前記周囲（２２）の少なくとも１つの基準特徴が、前記センサデータを使用して認識されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記学習モードにおいて、前記運転者支援装置（２）は、前記学習モードで前記自動車（１）がその位置から動かされる基準開始位置（２３）も記録し、前記基準目標位置（２７）に対する前記基準開始位置（２３）についての情報を有するデータを記憶し、前記動作モードにおいて、前記駐車経路（２９、３２、３６）を、前記基準目標位置（２７）に対する前記基準開始位置（２３）も考慮して決定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記動作モードにおいて、前記自動車（１）を駐車経路（２９、３２、３６）に沿って前記基準経路（２６）に案内するように、少なくとも終端領域（３０）で前記基準経路（２６）と合流するように、前記駐車経路（２９、３２、３６）を決定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記動作モードにおいて、前記基準経路（２６）と合流するまで、前記基準経路（２６）に徐々にだんだん近づくような駐車経路（２９、３２、３６）を決定するようになっていることを特徴とする請求項１または３に記載の方法。
【請求項５】
前記動作モードにおいて、前記自動車（１）が前記決定された駐車経路（２９、３２、３６）に沿って動いているときの前記車両の長手方向軸が、前記自動車（１）が基準経路（２６）に沿って動いているときの前記車両の長手方向軸となす角が、所定の角度より小さくなる地点（３１）で基準経路に合流するように駐車経路（２９、３２、３６）を決定するようになっていることを特徴とする請求項１または４に記載の方法。
【請求項６】
前記駐車経路（２９、３２、３６）を、前記基準目標位置（２７）に対する前記自動車（１）の前記現在位置（２８、３３）に依存して、および／または前記基準開始位置（２３）に対する前記自動車（１）の前記現在位置（２８、３３）に依存して、かつ前記基準データ、および／または前記センサデータを考慮して、新しく決定するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記周囲（２２）は、前記駐車スペース（１９）が、前記センサ装置（７）によって検出されない場合でさえ、基準特徴を使用して認識されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記周囲（２２）は、
−別の基準物体（２０、２１、２２、２４、３４）、および／または前記駐車スペース（１９）に対する基準物体（２０、２１、２２、２４、３４）の相対位置、および／または
−少なくとも１つの基準物体（２０、２１、２２、２４、３４）の幾何学的形状、および／または
−少なくとも１つの基準物体（２０、２１、２２、２４、３４）の色からなる基準特徴の少なくとも１つを使用して、認識されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記基準データ、および／または前記センサデータは、前記センサ装置（７）の少なくとも１つの超音波センサ（８、９、１６、１７）を使用して記録されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
駐車プロセス中に、前記センサ装置（７）によってセンサデータも検出され、前記センサデータを使用して、記録されている物体から前記自動車（１）までの距離が判定され、前記駐車経路（２９、３２、３６）は、前記距離に関する所定の修正基準が満足されたのに続いて修正されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記所定の修正基準は、検出された距離が所定の限界未満であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記駐車スペース（１９）への駐車は、前記運転者が操作装置（３５）で行う入力に基づいて、前記運転者支援装置（２）によって自律的に実行されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
自動車（１）の運転者が、駐車スペース（１９）に入庫するときに支援する運転者支援装置（２）であって、
−学習モードにおいて、前記運転者が前記自動車（１）を運転して前記駐車スペースに駐車する間に、前記駐車スペース（１９）の周囲（２２）についての基準データを検出して記憶し、
−前記学習モードにおいて、前記自動車（１）が到達した基準目標位置（２７）を検出して、前記基準目標位置（２７）についての情報を有するデータを記憶し、
−前記学習モードとは異なる続く動作モードにおいて、センサデータを検出し、前記センサデータを前記基準データと比較し、この比較の結果に応じて、前記検出センサデータを使用して、前記駐車スペース（１９）の前記周囲（２２）を認識し、それによって、前記基準目標位置（２７）に対する前記自動車（１）の現在位置（２８、３３）を決定し、
−前記基準目標位置（２７）に対する前記自動車（１）の現在位置（２８、３３）に応じて、前記自動車（１）を、その経路に沿って前記現在位置（２８、３３）から前記駐車スペース（１９）に駐車させる駐車経路（２９、３２、３６）を決定し、
前記学習モードにおいて、前記運転者支援装置（２）は、前記学習モードで前記自動車（１）がその経路に沿って前記駐車スペース（１９）に駐車される基準経路（２６）を記録し、前記基準経路（２６）の軌跡についての情報を有するデータを記憶し、前記動作モードにおいて、前記駐車経路（２９、３２、３６）を、前記基準経路（２６）の前記軌跡も考慮して決定し、
前記センサ装置（７）の少なくとも１つのカメラ（１０、１１、１２、１３）を使用して、前記基準データ、および／または前記センサデータを記録し、
前記周囲（２２）の認識に関して、前記基準データに含まれている前記周囲（２２）の少なくとも１つの基準特徴を、前記センサデータを使用して認識することを特徴とする運転者支援装置（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者が自動車を駐車スペース、入庫するときに、自動車の運転者支援装置を使用して、運転者を支援する方法に関する。また、本発明は、そのような運転者支援装置を有する自動車にも関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、例えば自動車を、例えば毎日など、頻繁に駐車スペースに駐車するときに、運転者を支援する方法と装置に関する。この駐車スペースは、例えば車庫または駐車場であってもよい。運転者支援装置が、完全に自律的に、すなわち運転者から独立して、任意の開始位置から、そのような駐車スペースに自動車を駐車させる手段が特に求められている。
【０００３】
特許文献１（ＥＰ１２４９３７９Ｂ１）により、自動車を駐車スペースに駐車するための方法は公知である。この方法によると、自動車は、運転者の運転により、まず所望の目標位置に近い開始位置に運ばれる。自動車の周囲を連続的に検出して、駐車スペースに対する自動車の現在位置を決定する。駐車スペースに対する自動車の決定した相対位置を利用して、および検出した周囲のデータを利用して、駐車プロセスのための制御情報を決定する。次いで、運転者は、操作装置を起動して、実際の駐車プロセスを開始することができる。運転者による駐車プロセスの開始に続いて、制御コマンドが、自動車の駆動系統、ブレーキ系統、さらにステアリング装置にも出力され、自動車は、運転者とは無関係に、駐車スペースに駐車される。
【０００４】
特許文献２（ＥＰ１８５８７４４Ｂ１）は、自動車の駐車プロセスを実行するための方法を開示している。この方法によると、自動車を始点から終点まで移動する間に、その経路を記録する。その後、自動車は、記録した経路に沿って終点から始点まで、自動的に逆進する。特許文献２（ＥＰ１８５８７４４Ｂ１）の主題は、このように、前に記録した経路に沿って、自動車を自律的に移動させることができることである。自動車を入庫または出庫させるための適切なスペースがない駐車スペースに自動車を駐車する場合、これは、何にも勝る利点である。運転者は、まず、自動車を駐車スペースの所望の位置に置き、駐車スペースから自動車を出し、自動車の外に出る。自動車は、直ちに、記録された経路に沿って、所望の駐車位置に自動的に戻る。しかし、このような自動駐車は、自動車が前に記録された経路上にあること、すなわち、始点または目標地点にあることを前提としている。従って、任意の開始位置から、自動駐車することはできない。
【０００５】
特許文献３（ＤＥ１０２００４００７８５０Ａ１）は、市バスがバス停留所に自動的に近づく方法を開示している。センサ装置は、バスの周囲に関するデータを検出する。停留所は、特定の基準特徴を使用して識別され、識別される停留所に関するデータ、例えばバス停留所の幾何学的形状などが、データベースから呼び出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１２４９３７９（Ｂ１）号明細書
【特許文献２】欧州特許第１８５８７４４（Ｂ１）号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００４００７８５０（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、自動車の運転者が、頻繁に駐車する駐車スペース、特に自宅の車庫に、任意の位置から駐車するときに、運転者を確実に支援することができる手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、請求項１に記載の特徴を有する方法によって達成される。また、請求項１５に記載の特徴を有する運転者支援装置によっても達成される。本発明の好適な実施形態は、従属請求項およびその説明の中に記載してある。
【０００９】
本発明の方法は、自動車の運転者が、駐車スペース、特に毎日駐車する駐車スペース、例えば車庫に駐車するときに、自動車の運転者支援装置を使用して、運転者を支援する方法に関する。またこの運転者支援装置は、学習モードおよび動作モードを有している。学習モードにおいては、運転者の運転で自動車を駐車スペースに駐車する間に、運転者支援装置は、センサ装置を使用して駐車スペースの周囲に関する基準データを検出して、それを記憶する。学習モードにおいて、さらに運転者支援システムは、学習モード中に自動車が到達した基準目標位置を記録する。基準目標位置に関する情報、特に周囲に関する情報を有するデータを記憶する。続く動作モードにおいては、センサ装置によってセンサデータを検出し、それを基準データと比較する。この比較の結果に応じて、検出したセンサデータを使用して、駐車スペースの周囲を認識または識別し、基準目標位置に対する自動車の現在位置を決定する。基準目標位置に対する自動車の現在位置に応じて、運転者支援装置は、駐車経路を決定し、その経路に沿って、自動車は、現在位置から駐車スペースに駐車されるようになっている。
【００１０】
本発明は、複数の発想を基にしている。本発明が基にしている第１の発想は、従来技術、すなわち特許文献２（ＥＰ１８５８７４４Ｂ１）に記載の技術によっては、前に記録した経路上にある開始位置のみからしか、駐車プロセスを開始することができないということである。また、本発明の基となっている知識、すなわち、特許文献２（ＥＰ１８５８７４４Ｂ１）に記載の方法は、頻繁に駐車する駐車スペース、すなわち特に車庫に、適用することはできないということでもある。その理由は、運転者は、車庫に近づくとき、常に自動車を異なる開始位置に停止させるからである。また、本発明が基にしている知識は、特許文献１（ＥＰ１２４９３７９Ｂ１）の主題のように、従来技術において、任意の開始位置から開始して、駐車経路を常に再計算する場合でさえ、例えば、周囲にある妨害物によって、センサ装置が駐車スペースを検出できない場合などは、確実な駐車を常に保証することはできないということである。従って、本発明の基となっている知識は、従来技術の欠点を、一方では、学習モードにおいて、駐車スペースの周囲に関する基準データと、周囲に対する基準目標位置についての情報を有するデータとの両方を記憶し、他方では、動作モードにおいて、駐車スペースの周囲を識別し、それぞれの場合に、駐車スペースに到達する駐車経路を、基準目標位置に対する自動車の現在位置に応じて決定することにより、克服することができるということである。このように、センサ装置が駐車スペースを現在検出できない場合でさえ、任意の開始位置から目標に向かう駐車経路を決定することができる。すなわち、運転者支援装置は、記録している周囲に対して自装置の位置を確定することができ、それによって、基準目標位置に対する自動車の現在位置を決定することができる。従って、本発明は、一方では、運転者が自動車を停止させた位置である任意の開始位置から開始して、駐車スペースに到達する駐車経路を決定することができるという利点を有し、他方では、センサ装置が駐車スペース自体を現在検出できていない場合でさえ、駐車プロセスを開始することができるという利点を有している。
【００１１】
上記のように、運転者支援装置は、２つの異なる動作モードを有する。すなわち、一方は学習モードであり、他方は動作モードである。運転者支援装置は、運転者が例えば操作装置、および／または音声入力装置などの入力装置から入力することにより、学習モードに変更させることができるようになっていてもよい。動作モードもまた、原理上、運転者からの入力によって開始させることができる。しかし、動作モードが、運転者支援装置によって、自動的または自主的に、従って運転者から独立して開始されると、特に有利であることが分かっている。運転者支援システムは、例えば、現在検出しているセンサデータを基準データと継続的に比較し、現在検出しているセンサデータを使用して、周囲を自動的に認識することができる。周囲の識別に続いて、運転者支援装置は、運転者に情報を出力することができ、運転者に、その情報を使用して、駐車スペースに駐車することができるかどうかを通知する。次いで、運転者は、入力装置を使用して、実際の駐車プロセスの確認と、その開始または中止とを行うことができる。
【００１２】
一実施形態では、学習モードの運転者支援装置は、学習モードにおいて、自動車をその位置から動かす基準開始位置を記録する。運転者支援装置は、基準目標位置に対する基準開始位置、または周囲に対する基準開始位置についての情報を有するデータを記憶する。この場合、運転者支援装置は、動作モードにおいて、基準開始位置も考慮して、駐車経路を決定することができる。従って、運転者支援装置は、運転者によって、すなわち学習モードにおいて、自動車がその位置から既に駐車スペースに一度駐車されている基準開始位置に対して、自装置の位置を確定することができる。
【００１３】
運転者支援装置が、学習モードにおいて、基準開始位置から開始して、学習モードで自動車がその経路に沿って駐車スペースに入れられる基準経路を記録することは、特に有利であることが分かっている。この場合、運転者支援装置は、基準経路の軌跡についての情報を有するデータを記憶することができ、動作モードにおいて、基準経路の軌跡も考慮して駐車経路を決定することができる。この実施形態は、運転者支援装置が新しい駐車経路を決定するとき、既に通ったことがある既知の基準経路に対して、自装置の位置を確定させることができるという利点を有している。運転者支援装置は、駐車経路を決定するとき必要な演算能力をできるだけ少なくするために、例えば、基準経路の少なくとも１つの領域を新しい駐車経路に引き継ぐことができる。また、基準経路の軌跡は、自動車をその経路に沿って駐車スペースに問題なく駐車させることが可能な経路についての追加の情報も提供する。これにより、既に記録されている基準経路を考慮して、新しい駐車経路を、特に簡単かつ好適に決定することができる。
【００１４】
動作モードでは、例えば、少なくとも終端領域において基準経路と合流するように駐車経路を決定することができる。次いで、自動車は、この駐車経路に沿って基準経路に案内される。従って、この実施形態によると、記憶されている基準経路の終端領域が使用されるので、駐車経路の最初の地点だけ再計算する必要がある。これにより、既知でかつ運転者が一度通っているので確実な基準経路に基づいて、確実で好適な駐車経路を決定することができる。このようにして、新しい駐車経路のために必要な演算能力は、最小限となっている。
【００１５】
基準経路に合流するまで、着実または連続的に基準経路に次第に近づくような駐車経路を決定することが好ましい。これにより、駐車プロセスを、利用者は好ましく実行することができ、決定された駐車経路は、快適かつ着実で見た目がよい駐車、すなわち、決定される駐車経路に不規則な軌跡がない駐車を行わせることとなる。決定される駐車経路が基準経路に着実に接近するということは、例えば、自動車が１ｍ進むごとに、決定される駐車経路と基準経路との距離を、１００〜１０ｃｍに連続的に減少させるようなものであってもよい。従って、１ｍ移動するごとに、駐車経路と基準経路との距離を、１００ｃｍ、９０ｃｍ、８０ｃｍ、７０ｃｍ、６０ｃｍ、５０ｃｍ、４０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、または１０ｃｍに着実に減少させることができる。
【００１６】
動作モードにおいては、例えば、自動車が決定された駐車経路に沿って動いている場合の車両の前後軸が、自動車が基準経路に沿って動いている場合の車両の前後軸となす角が、所定の角度より小さくなる地点において、基準経路に接するか、または基準経路と交わる駐車経路を決定することができる。その角度は、例えば、１°〜２０°の範囲であってもよい。すなわち、その角度は、１°、３°、６°、９°、１２°、１５°、１７°、または２０°であってもよい。このようにすることによって、決定される駐車経路は、基準経路に到達し、それと合流するまで、基準経路に漸近的に確実に近づくようになる。
【００１７】
一般的には、決定される駐車経路は、ある地点で基準経路に合流するまで、漸近的に基準経路に近づくようになる。
【００１８】
また、駐車経路を決定するとき、運転者支援装置は、基準データを考慮することもできる。すなわち、基準物体相互間のそれぞれの相対位置、および／または基準開始位置、もしくは基準経路に対する基準物体のそれぞれの相対位置を考慮することもできる。また、運転者支援装置は、現在検出しているセンサデータも考慮することができる。この場合、運転者支援装置は、駐車スペースで衝突することなく駐車できる駐車経路を決定することができる。
【００１９】
基準経路を記録して、その基準経路を考慮して、駐車経路を計算する上述の実施形態とは別の実施形態においては、駐車経路は、基準目標位置、および／または基準開始位置に対する自動車の現在位置だけに依存し、かつ周囲に関する基準データ、および／またはセンサデータを考慮して、全く新たに決定することができる。この実施形態においては、駐車経路は、基準経路とは無関係に、毎回初めから計算される。この実施形態は、一方では基準経路を記録する必要がなく、他方では運転者支援装置は、運転者自身が通る基準経路に制約されることなく、毎回固有の基準に従って、最適な駐車経路を計算することができるという利点を有している。この実施形態は、例えば、運転者が自宅の車庫に入庫するときに、運転者支援装置が運転者を支援するような手順で実施することができる。運転者支援装置は、車庫の周囲に関する基準データを記憶する。センサ装置のカメラによって、基準データを検出する。従って、基準データは、カメラのイメージデータ、またはイメージデータに由来するデータ、またはイメージ処理によって生成されるデータである。基準データは、車庫の周囲の基準特徴についての情報、すなわち例えば、周囲にある基準物体の幾何学的形状についての情報、基準物体相互間のそれぞれの相対位置についての情報、および基準物体の色についての情報を有している。ここで、運転者が車庫の近くに自動車を停止すると、車庫は、センサ装置の検出範囲外となるものとする。ここで、センサ装置のカメラは、自動車の周囲についてのセンサデータを記録する。次いで、運転者支援装置は、このセンサデータを、記憶している基準データと比較する。運転者支援装置は、例えば、基準データが有する基準特徴に関して、現在検出しているセンサデータの特徴認識またはパターン認識を行うことができる。これにより、運転者支援装置は、車庫の周囲を認識することができる。運転者支援装置は、センサデータを使用して、車庫の周囲の中に対する自動車の現在位置を決定し、学習モードで、自動車がその位置から基準目標位置に駐車された基準開始位置に対する自動車の相対位置も決定することができる。基準開始位置、および／または基準目標位置に対する自動車の現在位置に応じて、かつ基準データ、および／またはセンサデータを考慮して、すなわち周囲の物体のそれぞれの位置を考慮して、運転者支援装置は、自動車をそれに沿って車庫に入庫させることができる新しい駐車経路を計算する。衝突することのない駐車経路を計算することができた場合、運転者支援装置は、駐車プロセスを開始することができるという情報を運転者に出力する。次いで、運転者は、例えば操作装置を起動して、駐車プロセスを開始または中止することができる。駐車プロセスが開始されると、運転支援装置は、自動車の駆動系統および操舵装置に介入して、駐車プロセスを自動的または自律的に実行する。
【００２０】
既に述べたように、周囲を認識するためには、センサデータを使用して、基準データの中で指定されている、少なくとも１つの周囲の基準特徴を認識する必要がある。従って、周囲の基準特徴は、基準データの中から指定することができる。この場合、運転者支援装置は、記憶している基準特徴に関して、現在検出しているセンサデータの特徴認識を行うことができる。これは、例えば、周囲を識別するために、所定数の基準特徴を認識するように行うことができる。これにより、運転者支援装置は、駐車スペースの周囲を確実に、または高い確率かつ適切に低い誤り率で、識別することが可能となる。
【００２１】
また、周囲は、原理上、駐車スペースの基準上の特徴、または駐車スペースに直接隣接する物体の基準特徴を使用しても、認識することができる。しかも、この場合、センサ装置が、駐車スペースまたは駐車スペースに隣接する物体を現在認識していないか、または認識できない場合でさえ、運転者支援装置は、基準特徴を使用して、周囲を認識することができる。従って、運転者支援装置は、駐車スペースの周囲を認識することができ、駐車スペースと直接隣接する物体とは異なる物体、または個別の物体である基準物体の基準特徴を使用するだけで、駐車スペース自体を認識することもできる。従って、運転者は、実際上任意の位置に自動車を停止させることができ、センサ装置は、その位置で周囲にある基準物体を検出することができる。センサ装置は、作業中に、駐車スペース自体、または駐車スペースと隣接する物体を検出することができなくてもよい。
【００２２】
駐車スペースの周囲を認識するために使用する基準的特徴は、例として挙げる次の基準特徴の少なくとも１つであってもよい。
−基準物体の、別の基準物体、および／または駐車スペースに対する相対的位置。
−少なくとも１つの基準物体の幾何学的形状。
−少なくとも１つの基準物体の色。
すなわち、このような基準特徴を使用して、駐車スペースの周囲を一意に特定することができる。
【００２３】
基準データ、および／またはセンサデータを検出するために、制御装置は、例えば、少なくとも１つのチェンバ、および／または少なくとも１つの超音波センサを備えてもよい。また、基準データ、および／またはセンサデータを、追加または代替で、レーダ装置、および／またはライダ装置も使用して検出してもよい。それぞれの場合に超音波センサを使用することによって、自動車から基準物体までの距離および基準物体相互間の距離を、特に正確に検出することができるのに対して、カメラのイメージデータを使用することによって、例えば基準物体の幾何学的形状または色などのさらなる基準特徴も識別することができる。
【００２４】
また、センサ装置は、駐車プロセス中、すなわち動作モードにおいて、センサデータも検出することができる。この場合、センサデータを使用して、検出した物体から自動車までの距離を決定することができ、前に決定した駐車経路を、必要に応じて修正することができる。駐車経路は、例えば、距離に関連した所定の修正基準を満足したら、それに続いて修正することができる。従って、当初決定した駐車経路を、検出した距離の少なくとも１つに応じて修正することができる。修正基準が満足された場合、駐車経路は、計画し直される、すなわち検出された距離に応じても計画し直されることが好ましい。この実施形態は、駐車プロセス中に、新しい未知の物体が駐車スペースの周囲、または自動車の周囲に入り込んでいることがあることを基にしている。従って、必要に応じて駐車経路を修正することにより、駐車スペースにおいて衝突することなく、自動車を駐車させることができる。すなわち、周囲に入り込んでいるいかなる物体も、検出することができ、それに応じて自動車は、それを回避することができる。所定の修正基準は、例えば、記録された距離が所定の限界値未満であるという条件を含んでいてもよい。この限界値は、例えば、１０〜５０ｃｍの範囲、例えば３０ｃｍであってもよい。
【００２５】
基準データは、駐車プロセス中に、運転者支援装置が、新しい物体が自動車の周囲に入り込んでいるかどうかを継続的にチェックするように、継続的または連続的に記録されることが好ましい。
【００２６】
原理的には、運転者支援装置は、運転者が駐車スペースに駐車するとき、運転者を半自律的に支援することができるだけでよい。この意味は、運転者支援装置は、決定した駐車経路に沿って自動車を駐車スペースに入れるためには、どのように自動車を操舵しなければならないかについての視覚情報、および／または音響情報を、運転者に出力するだけでよい。しかし、運転者支援装置が、全自律または全自動の運転者支援装置であると、特に有利であることが分かっている。そのため、運転者支援装置は、駐車スペースに駐車するように、ステアリング装置に適切な制御信号を出力して、自動車を自動的に操舵してもよい。さらに、運転者支援装置は、駆動系統に介入して、自動車を加速または制動してもよい。
【００２７】
本発明による運転者支援装置は、自動車の運転者が駐車スペース、特に車庫に入庫するとき、運転者を支援するようになっている。運転者支援装置は、学習モードにおいて、運転者が運転して自動車を駐車スペースに駐車する間に、駐車スペースの周囲に関する基準データを検出して記憶することができる。さらに、運転者支援装置は、学習モードにおいて、自動車が到達した基準目標位置を記録し、基準目標位置、特に周囲に対する基準目標位置についての情報を有するデータを記憶することができる。学習モードとは異なる続く動作モードにおいて、運転者支援装置は、センサデータを記録し、それを基準データと比較する。この比較の結果に応じて、運転者支援装置は、記録したセンサデータを使用して駐車スペースの周囲を認識することができ、それによって、基準目標位置に対する自動車の現在位置を決定することができる。基準目標位置に対する自動車の現在位置に応じて、運転者支援装置は、駐車経路を決定し、その経路に沿って、自動車は、現在位置から駐車スペースに駐車される。
【００２８】
また、本発明は、本発明による運転者支援装置を備えている自動車にも関する。
【００２９】
本発明による方法に関する好ましい実施形態、およびその利点は、本発明による運転者支援装置にも同様に当てはまり、また本発明による自動車にも同様に当てはまる。
【００３０】
本発明のさらなる特徴は、特許請求の範囲、図面、および図の説明から明らかになると思う。上記の説明、および下記の図の説明における全ての特徴、および特徴の組み合わせ、および／または図だけに示している特徴および特徴の組み合わせを、それぞれ実施することができるだけでなく、他と組み合わせて、またはそれら独自でも使用することができる。
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態例を、添付の図面を参照して、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態による、運転者支援装置を有する自動車の概略図である。
【図２】運転者支援装置の学習モードにおける動作を詳細に説明する、駐車シナリオの略平面図である。
【図３】運転者支援装置の動作モードにおける動作を詳細に説明する、図２の駐車シナリオの略平面図である。
【図４】本発明の別の実施形態による方法を詳細に説明する、駐車シナリオの略平面図である。
【図５】運転者支援装置の画像表示画面上の表示の略図である。
【図６】自動車の一部が既に車庫に入っている、図４の駐車シナリオの略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１に略図で示す自動車１は、実施形態例の乗用車である。自動車１は、運転者支援装置２を備え、この運転者支援装置２は、自動車１の運転者が、自宅の車庫、または専用の駐車スペースに駐車するときに、運転者を支援するようになっている。一般的には、運転者支援装置は、運転者が、例えば毎日など、頻繁に使用する駐車スペースに駐車するときに、運転者を支援するために使用される。
【００３４】
運転者支援装置２は、制御装置３を備え、この制御装置３は、メモリ４、デジタル信号プロセッサ５、およびマイクロコントローラ６を備えている。運転者支援装置２は、さらにセンサ装置７を備え、このセンサ装置７のセンサは、自動車１の外面に取り付けられている。センサ装置７は、自動車１の側面にそれぞれ取り付けられている２つの超音波センサ８、９のほかに、複数のカメラ１０、１１、１２、１３も備えている。実施形態例のカメラ１０、１１、１２、１３の数と配置は、一例として示しているにすぎない。この場合、カメラ１０は、自動車１のフロントバンパに取り付けられ、カメラ１１は、リアバンパに取り付けられ、カメラ１２は、左側面または左サイドミラーに取り付けられ、カメラ１３は、右側面または右サイドミラーに取り付けられている。カメラ１０、１１、１２、１３は、比較的広い角度を記録することができる。カメラは、魚眼カメラであってもよい。カメラ１０、１１、１２、１３を使用して、自動車１の周囲全体を記録することができる。
【００３５】
また、超音波センサ１６、１７も、自動車１から自動車１の周囲の物体までの距離を検出するために、フロントバンパおよびリアバンパに取り付けられてもよい。
【００３６】
センサ装置７、すなわち、超音波センサ８、９、１６、１７と、カメラ１０、１１、１２、１３の両方とも、自動車１の周囲についてのデータを記録し、記録したデータを制御装置３に転送する。この制御装置３は、記録したデータを処理することができ、データ処理の結果に応じて、駐車時に運転者を支援することができる。
【００３７】
自動車１には、運転者に視覚情報を表示することができる画像表示装置１４が備えられている。表示装置１４は、制御装置３によって制御される。また、制御装置３は、自動車１のハンドルを操作するために、自動車１のステアリング装置１５に制御信号を出力することもできる。
【００３８】
次に、図２および図３を参照して、本発明の方法の一実施形態について、詳細に説明する。この方法は、運転者が車庫１８または駐車スペースに自動車１を駐車するときに、運転者を支援するために適用される。車庫１８は、駐車スペース１９を有し、この駐車スペース１９は、側壁２０、２１によって範囲が画定されている。自動車１は、駐車スペース１９に駐車されるものとする。しかし、本発明の方法は、車庫１８に限定されない。運転者支援装置２は、他の駐車スペース、すなわち、例えば自動車などの他の物体または道路標識などによって、直接横方向が画定されているような駐車スペースに駐車するときにも、運転者を支援することができる。
【００３９】
運転者支援装置２は、まず、学習モードに切り替えられる。例えば、これは、運転者による入力によって、すなわち、例えば制御装置を操作することによって行ってもよい。学習モードにおいて、運転者支援装置２は、駐車スペース１９の周囲２２について学習する。また、駐車スペース１９の周囲２２には、駐車スペース１９の横方向の境界、すなわち、この場合は側壁２２、２１も含んでいる。学習モードにおいて、自動車１は、運転者によって、手動で一度車庫１８に入庫される。そうしている間に、センサ装置７は、学習モードにおいて、自動車１が動き始める基準開始位置２３から始めて、周囲２２の基準データを記録する。この基準データは、運転者支援装置２、すなわち制御装置３のメモリ４に格納される。
【００４０】
周囲２２の記録に関しては、原理的に非常に異なる実施形態とすることが可能である。センサ装置７は、カメラ１０、１１、１２、１３を使用して、周囲２２を記録することができる。また、追加または代替的に、周囲２２を、超音波センサ８、９、１６、１７で記録してもよい。
【００４１】
運転者支援装置２は、まず、周囲２２の基準開始位置２３を記録する。また、センサ装置７は、周囲２２にある基準物体、すなわち第１の基準物体２４および第２の基準物体２５を記録する。実施形態例では、第１の基準物体２４は建物であり、第２の基準物体は木である。センサ装置７は、学習モードにおける駐車プロセス中に、基準データも記録する。周囲２２の完全な画像となるように、基準データも、センサ装置７によって連続的に検出され、メモリに格納される。
【００４２】
学習モードにおいて、自動車１は、運転者の運転により、基準経路２６に沿って、すなわち運転者自身が決めた経路に沿って駐車される。以下、２つの異なる実施形態を示す。１つの実施形態では、運転者支援装置２は、基準経路２６の軌跡を記録することができ、基準経路２６の軌跡または形状についての情報を、メモリ４に格納することができる。従って、この実施形態では、運転者支援装置２は、基準経路２６の軌跡と、基準物体２０、２１、２４、２５に対する基準開始位置２３、および基準物体２０、２１、２４、２５に対する基準目標位置２７との両方を記録する。この基準目標位置２７は、自動車１が車庫１８に到達する位置である。別の実施形態では、運転者支援装置２は、基準経路２６の軌跡または形状を記録することなく、基準物体２０、２１、２４、２５に対する基準開始位置２３、および基準物体２０、２１、２４、２５、もしくは基準開始位置２３に対する基準目標位置２７だけを記録してもよい。
【００４３】
上述のように、センサ装置７は、学習モードにおいて、駐車プロセスの全体にわたって、連続的に基準データを検出する。学習モードにおいて、自動車１が車庫１８に近づくと、側壁２０、２１および車庫１８を形成する他の物体が、センサ装置７の検出領域に入って来る。これらの物体、すなわち側壁２０、２１なども、運転者支援装置２によって記録され、基準物体と解釈される。
【００４４】
また、運転者支援装置２の学習モードは、例えば、運転者が制御装置で入力を行うことにより終了させてもよい。運転者は、例えば学習モード停止ボタンを操作してもよい。
【００４５】
従って、学習モードにおいて、運転者支援装置２は、駐車スペース１９の周囲２２についての情報を有する基準データを記録する。基準データ全体で、事実上、周囲２２のデジタルマップを形成している。基準データは、周囲２２の基準特徴を描写している。これらの基準の特徴は、例えば、基準物体２０、２１、２４、２５相互間の相対位置に加えて、基準物体２０、２１、２４、２５のそれぞれの幾何学的形状および基準物体２０、２１、２４、２５のそれぞれの色も含んでもよい。また、基準データにおける基準物体２０、２１、２４、２５の表現の抽象度も異なっていてもよい。例えば、基準データは、図３に概略的に示すように、基準物体２０、２１、２４、２５の単純化した輪郭についての情報だけを有していてもよい。
【００４６】
運転者支援装置２は、動作モードにおいて、運転者が自動車を車庫１８に入庫させるとき、運転者を支援する。動作モードは、一実施形態では、学習モードと同様に、運転者の入力によって起動することができる。あるいは、動作モードで、自動的に起動させることもできる。そのため、運転者支援装置２は、センサ装置７が現在検出しているセンサデータを使用して、自動車１の現在の周囲が周囲２２に一致するかどうかを、継続的にチェックしてもよい。以下、動作モードについて、図３を参照して詳細に説明する。
【００４７】
運転者は、自動車１を車庫１８に入庫することができるようにするために、すなわち、運転者支援装置２を使用して、入庫することができるようにするために、開始位置２８に自動車を停止させる。センサ装置７は、直ちに自動車１の周囲に関するセンサデータを検出する。次いで、制御装置３は、このセンサデータに対して、記憶している基準特徴のそれぞれと、特徴認識またはパターン認識を行い、自動車１の現在の周囲を駐車スペース１９の周囲２２と識別することができるか否かをチェックする。図３の実施形態例では、自動車１は、基準物体２４、２５の直ぐ近くにあるので、制御装置３は、記憶している周囲２２の基準特徴を使用して、自動車１の周囲は、駐車スペース１９の周囲２２であると判定する。この場合、制御装置３は、センサ装置７によって駐車スペース１９自体を検出できない場合でさえ、基準物体２４、２５を記録する。
【００４８】
制御装置３は、基準開始位置２３とは異なる自動車１の現在の開始位置２８から始めて、自動車１を車庫に入庫させることができる駐車経路を計算する。ここで、２つの基本的に異なる実施形態を提供する。すなわち、制御装置３が基準経路２６の軌跡を記憶している実施形態と、記憶していない実施形態とを提供する。
【００４９】
基準経路２６の軌跡が制御装置３に記憶されている場合、新しい駐車経路２９の計算は、基準開始位置２３、基準目標位置２７、基準経路の軌跡２６、基準経路２６に対する自動車１の現在の開始位置２８、および現在記録しているセンサデータの情報を基にする。従って、この場合、制御装置３は、基準経路２６を考慮して駐車経路２９を計算する。換言すると、このことから、運転者自身が前に通った経路である基準経路２６を、確実で好適な経路であると見なしていることが分かると思う。すなわち、終端領域３０において、実施形態例では、後半において基準経路と一致する駐車経路２９が、制御装置３の駐車プロセスで決定される。従って、自動車１は、元の基準経路２６に案内される。すなわち、現在の駐車経路２９は、基準経路２６に徐々に、かつ連続的に近づくようになっている。こうして、駐車経路２９の軌跡が不規則になることは防がれ、新しい駐車経路２９は、基準経路２６に漸近的に近付き、地点３１で基準経路２６に合流する。従って、地点３１は、自動車１が駐車経路２９に沿って動いているときの車両の長手方向軸が、自動車１が基準経路２６に沿って動いているときの車両の長手方向軸となす角が、例えば１０°未満になるように決定される。このようにして、快適な駐車プロセスを提供することができる。
【００５０】
対照的に、基準経路２６の軌跡についての情報が制御装置３に記憶されていない場合、制御装置３は、基準経路２６とは全く関係なく、駐車経路３２を計算する。従って、駐車経路３２は、始めから完全に計算される。駐車経路３２の計算は、基準物体２０、２１、２４、２５に対する基準開始位置２３と、基準開始位置２３に対する基準目標位置２７と、基準開始位置２３もしくは基準目標位置２７に対する自動車１の現在の開始位置２８と、現在記録しているセンサデータの情報を基にする。従って、この実施形態では、制御装置３は、基準開始位置２３および基準目標位置２７に対して、自装置の位置を確定することができる。制御装置３は、自動車１を衝突することなく、車庫１８に導く駐車経路３２を計算する。
【００５１】
駐車経路２９と駐車経路３２の両方に関して、制御装置３は、自動車１の周囲を継続的に監視する。制御装置３は、他の物体が自動車１の周囲に入り込んでいるかどうかを継続的にチェックする。自動車１から検出物体までの距離が、所定の限界値である例えば３０ｃｍ未満の場合、制御装置３は、決定した駐車経路２９、３２を修正してもよい。これは、自動車１が安全な距離を保って、その物体を回避するように行われる。あるいは、自動車１に、ブレーキを掛けてもよいし、制御装置３は、自動車１の周囲から物体が取り除かれるまで待ってもよい。
【００５２】
車庫１８に近づくと、制御装置３は、自動車１から側壁２０、２１までの側方距離を、側方超音波センサ８、９で測定し、その距離も考慮する。側方超音波センサ８、９が、車庫１８内に既に入っている、すなわち側壁２０、２１までの距離を検出することができる自動車１の位置から始めて、自動車１を、車庫１８の目標位置まで制御しながら案内することができる。例えば、この制御は、側壁２０、２１から自動車までの側方距離が等しくなるように行ってもよい。車庫１８にさらに物体がある場合、この制御は、例えば、この物体が側壁２０、２１の１つであろうと、別の物体であろうと、自動車１から車庫の中の最も近いそれぞれの物体までの側方距離が等しくなるように行われる。
【００５３】
駐車プロセスは、運転者支援装置２を使用して行うとき、完全に自律的に行うことができる。この意味することは、制御装置３は、自動車１を駐車経路２９、３２に沿って車庫１８に入庫させるように、計算した駐車経路２９、３２に応じて、適切に自動車１のハンドルを操作することができるということである。制御装置３は、自動車１を歩く速度まで加速または減速するために、自動車１の駆動系統に介入してもよい。運転者支援装置２は、運転者が自動車１の外から制御装置３に制御コマンドを送信することができるリモコンを有していてもよい。この場合、制御装置３は、その制御コマンドに基づいて、駐車プロセスを開始または中止することができる。
【００５４】
以下、図４に示す別の例について詳細に説明する。運転者は、自動車１が車庫１８と直接向かい合う異なる開始位置３３に、自動車１を停止させる。センサ装置７は、車庫１８の正面と、車庫１８の近くにある例えば灌木などの基準物体３４とを直ちに検出する。また、センサ装置７は、車庫１８の側壁２０、２１も検出する。従って、車庫１８は、センサ装置７の検出領域内にある。制御装置３は、センサデータを使用して、すなわち、側壁２０、２１の基準特徴に加えて、基準物体３４も使用して、車庫１８の周囲２２を識別する。次いで、制御装置３は、表示装置１４を制御し、例として図５に示すように、画像を表示装置１４に表示する。こうして、車庫１８および基準物体３４の概略図が、表示装置１４に示される。従って、運転者には、車庫１８が識別され、車庫１８への自動入庫が可能であることが通知される。
【００５５】
運転者がプロセスを開始すると、自動車１は、車庫１８に自律的に入庫される。すなわち、上に詳述したように、制御装置３が決定した駐車経路３６に沿って入庫される。
【００５６】
既に述べたように、側壁２０、２１が側方超音波センサ８、９のそれぞれの検出領域内にある場合、制御装置３は、自動車１の車庫１８への入庫を制御することができる。この制御は、最も近い物体から自動車１までのそれぞれの側方距離が等しくなるように行われることが好ましい。ここで、制御装置３は、車庫内の記録されている物体の位置を判定するために、カメラ１０、１１、１２、１３で取得したイメージデータも考慮することもできる。図６に示す実施形態例では、側壁２０の隣にごみ箱３７があるが、このゴミ箱３７は、自動車１の一部が車庫１８内に入った場合だけ、センサ装置７によって検出することができる。この場合、駐車経路３６は、側壁２１から自動車１までの距離が、自動車１からゴミ箱３７までの距離と等しくなる車庫１８内の最終位置に、自動車１を案内するように修正してもよい。また、自動車１は、車庫１８内にある別の物体３８から、安全な距離を取って停止させられる。
【符号の説明】
【００５７】
１  自動車
２  運転者支援装置
３  制御装置
４  メモリ
５  デジタル信号プロセッサ
６  マイクロコントローラ
７  センサ装置
８、９、１６、１７  超音波センサ
１０、１１、１２、１３  カメラ
１４  表示装置
１５  ステアリング装置
１８  車庫
１９  駐車スペース
２０、２１  側壁
２２  周囲
２３  基準開始位置
２４、２５、３４  基準物体
２６  基準経路
２７  基準目標位置
２８、３３  開始位置／現在位置
２９、３２、３６  駐車経路
３５  操作装置
３７  ごみ箱
３８  物体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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