DE102015011467A1 - Method of creating a digital map of a parking space - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung einer digitalen Karte eines Parkraums (P). Erfindungsgemäß werden mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen den Parkraum (P) betreffende Kartendaten und Stellplatztrajektoriedaten erfasst und an eine Zentrale zur Erstellung der digitalen Karte übermittelt, wobei die Zentrale einem zu parkenden Fahrzeug die digitale Karte und eine jeweilige Stellplatztrajektorie (T) übermittelt.The invention relates to a method for creating a digital map of a parking space (P). According to the invention, the parking space (P) related map data and Stellplatztrajektoriedaten detected by a plurality of vehicles and transmitted to a central office for creating the digital map, the control center to a parked vehicle the digital map and a respective Stellplatztrajektorie (T).
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erstellung einer digitalen Karte eines Parkraums nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to methods for creating a digital map of a parking space according to the features of the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erstellung einer digitalen Karte eines Parkraums anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for creating a digital map of a parking space.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Erstellung einer digitalen Karte eines Parkraums mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a method for creating a digital map of a parking space with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In einem Verfahren zur Erstellung einer digitalen Karte eines Parkraums werden erfindungsgemäß mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen den Parkraum betreffende Kartendaten und Stellplatztrajektoriedaten erfasst und an eine Zentrale zur Erstellung der digitalen Karte übermittelt, wobei die Zentrale einem zu parkenden Fahrzeug die digitale Karte und eine jeweilige Stellplatztrajektorie übermittelt.In a method for creating a digital map of a parking space, map data and parking place trajectory data relating to the parking space are detected and transmitted to a control center for creating the digital map by means of a plurality of vehicles, wherein the center transmits the digital map and a respective parking space trajectory to a vehicle to be parked ,
Das Verfahren ermöglicht insbesondere eine schnellere und bessere Verfügbarkeit eines autonomen Fahrbetriebs für Fahrzeuge. Aktuelle Anwendungen im hochautonomen Fahren basieren auf dem Einsatz einer digitalen Karte, die entweder extern vorgegeben oder selbstständig erlernt wird. Mittels des Verfahrens kann beispielsweise ein Parkraumbetreiber, zum Beispiel der Betreiber eines Parkhauses, eines Parkplatzes oder einer Tiefgarage, Stellplatztrajektorien seiner Kunden, d. h. von Fahrzeugen, welche den Parkraum bereits befahren haben, nutzen, um für alle regelbaren Fahrzeuge, d. h. für Fahrzeuge, welche über eine automatische Längs- und/oder Querregelung verfügen, insbesondere für zumindest zeitweise autonom fahrende Fahrzeuge, Stellplatztrajektorien für einen jeweiligen Einparkvorgang vorzugeben.In particular, the method enables faster and better availability of autonomous vehicle driving. Current applications in highly autonomous driving are based on the use of a digital map, which is either specified externally or independently learned. By means of the method, for example, a parking operator, for example, the operator of a parking garage, a parking lot or an underground car park, pitch trajectories of its customers, d. H. of vehicles which have already traveled on the parking space, in order to be able to use all controllable vehicles, ie. H. for vehicles which have an automatic longitudinal and / or transverse control, in particular for at least temporarily autonomously driving vehicles to specify Stellplatztrajektorien for a respective parking operation.
Parkraumbetreiber können auf diese Weise, möglicherweise gegen einen Rabatt der Parkgebühr, ihren Parkraum von den Parkraum nutzenden Fahrzeugen kartieren lassen und so jedem autonom fahrenden Fahrzeug eine Stellplatztrajektorie vorgeben, um autonom einen jeweiligen Stellplatz zu erreichen. So kann jeder Stellplatz, der einmal kartiert wurde, von anderen Fahrzeugen autonom angefahren werden.Parking operators can in this way, possibly against a discount of the parking fee, have their parking space mapped by vehicles using the parking space and thus give each autonomously driving vehicle a parking space trajectory in order to autonomously reach a respective parking space. This means that every parking space that has been mapped once can be approached autonomously by other vehicles.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.
Dabei zeigt:Showing:
Das im Folgenden näher beschriebene Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise ein schwarmbasiertes Kartieren des Parkraums P.The method described in more detail below advantageously enables a swarm-based mapping of the parking space P.
Hierzu werden mehrere von verschiedenen Fahrzeugen gelernte Stellplatztrajektorien T, welche jeweils zu einem der Stellplätze S des Parkraums P führen, in einer Zentrale, beispielsweise auf einem zentralen Server, zusammengeführt. Dies kann auf mehreren Detailebenen erfolgen, um unterschiedliche Intelligenzgrade zu erzielen.For this purpose, several parking place trajectories T learned by different vehicles, which each lead to one of the parking spaces S of the parking space P, are brought together in a central office, for example on a central server. This can be done on several levels of detail to achieve different degrees of intelligence.
Vorteilhafterweise wird mittels Stellplatztrajektoriedaten und/oder den Parkraum P betreffenden Kartendaten, welche vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Fahrzeugen erfasst und an die Zentrale übermittelt werden, eine digitale Karte erstellt. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Zentrale einem zu parkenden Fahrzeug, d. h. einem Fahrzeug, welches auf einem der Stellplätze S des Parkraums P geparkt werden soll, zumindest eine jeweilige Stellplatztrajektorie T und auch die digitale Karte übermittelt. Bei diesem Fahrzeug handelt es sich zweckmäßigerweise um ein zumindest zeitweise autonom fahrendes Fahrzeug, d. h. um ein für einen autonomen Fahrbetrieb geeignetes Fahrzeug, zumindest jedoch um ein Fahrzeug, welches eine automatische Längs- und/oder Querregelung durchführen oder zumindest einen Fahrzeugführer bei der Längs- und/oder Querregelung des Fahrzeugs unterstützen kann. Die Fahrzeuge, welche die Stellplatztrajektoriedaten und/oder die den Parkraum P betreffende Kartendaten ermitteln, sind zweckmäßigerweise ebenfalls als derartige Fahrzeuge ausgebildet, da diese Fahrzeuge hierfür erforderliche Sensoranordnungen aufweisen, welche beispielsweise ein oder mehrere Bilderfassungseinheiten, insbesondere Mono- und/oder Stereokameras und/oder Radar- und/oder Lidar- und/oder Ultraschallsensoreinheiten umfassen. Werden Kartendaten mit Fahrzeugen ermittelt, welche unterschiedliche Sensoren verwenden, so werden in der Zentrale zweckmäßigerweise aus den mit der jeweiligen Sensorart ermittelten Kartendaten jeweilige digitale Karten erstellt, so dass den zu parkenden Fahrzeugen entsprechend ihrer jeweiligen Sensorausstattung eine entsprechende digitale Karte zur Verfügung gestellt werden kann. In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens werden die mit unterschiedlichen Sensoren ermittelten Sensordaten zu einer gemeinsamen digitalen Karte fusioniert, welche dann von allen zu parkenden Fahrzeugen genutzt werden kann, auch wenn diese Fahrzeuge eine unterschiedliche Sensorausstattung aufweisen.Advantageously, a digital map is created by means of parking place trajectory data and / or the parking space P relevant map data, which are preferably detected by means of a plurality of vehicles and transmitted to the center. This makes it possible for the center to transmit to a vehicle to be parked, ie a vehicle which is to be parked on one of the parking spaces S of the parking space P, at least one respective parking space trajectory T and also the digital map. This vehicle is expediently an at least temporarily autonomously driving vehicle, ie a vehicle suitable for autonomous driving, or at least, however to a vehicle that perform an automatic longitudinal and / or transverse control or at least support a driver in the longitudinal and / or transverse control of the vehicle. The vehicles which determine the parking place trajectory data and / or the map data relating to the parking space P are expediently likewise embodied as such vehicles, since these vehicles have sensor arrangements required for this purpose, for example one or more image acquisition units, in particular mono and / or stereo cameras and / or Radar and / or lidar and / or ultrasonic sensor units comprise. If map data are determined with vehicles which use different sensors, then the central office expediently generates respective digital maps from the map data determined with the respective sensor type, so that a corresponding digital map can be made available to the vehicles to be parked according to their respective sensor equipment. In another embodiment of the method, the sensor data determined with different sensors are fused to form a common digital map, which can then be used by all vehicles to be parked, even if these vehicles have different sensor equipment.
Die digitale Karte ist eine Darstellung der Umgebung, genauer gesagt eine möglichst präzise Darstellung der Umgebung, in der sich ein Fahrzeug befinden kann, im hier beschriebenen Beispiel die Umgebung des Parkraums P. Sie ist meist zwei- oder dreidimensional und besteht aus einer Anordnung wiedererkennbarer Strukturen. Diese Strukturen können entweder in einem festen Raster, auch als Grid bezeichnet, oder in einer losen Ansammlung, auch als Features bezeichnet, abgelegt sein. Durch die feste Anordnung im Grid bildet sich eine Art Abbild der Umgebung in Pixeldarstellung, welche wie ein Bild interpretierbar ist. Featurekarten benutzen dagegen abstrakte, wiedererkennbare Objekte, die mittels eines Deskriptors voneinander unterschieden werden können. Dies ist ein abstrakter Vektor, der die lokale Umgebung des Punktes in komprimierter Weise beschreibt. Vorzugsweise übermittelt jedes autonome Fahrzeug, das fähig ist, Parkräume P zu kartieren und eine Stellplatztrajektorie T zu speichern, die autonom abgefahren werden kann, beispielsweise nach einem entsprechenden Bedienbefehl, eine jeweils gelernte Stellplatztrajektorie T in Form der Stellplatztrajektoriedaten an die Zentrale, d. h. an eine entsprechende Infrastruktur, beispielsweise an einen Webserver. Die jeweilige Stellplatztrajektorie T ist eine Liste von Positionsdaten, die das Fahrzeug abfahren soll. Auf diese Weise ist nach und nach für alle Stellplätze S des Parkraums P eine Stellplatztrajektorie T, genauer gesagt eine Anfahrttrajektorie, vorhanden. Nun kann ein anderes autonomes Fahrzeug ohne Kartierung direkt autonom diesen Parkraum P befahren und einen jeweiligen Stellplatz S anfahren. Es ist dabei jedoch noch selbst für die Lokalisierung verantwortlich und bekommt lediglich die Zielkoordinaten und den Weg zum jeweiligen Stellplatz S, d. h. die jeweilige Stellplatztrajektorie T, von der Zentrale übermittelt. Des Weiteren wird zweckmäßigerweise eine allgemeingültige Karte des Parkraums P an dieses Fahrzeug übermittelt, d. h. zum Beispiel so genannte Blueprints des Parkraums P.The digital map is a representation of the environment, more precisely a precise representation of the environment in which a vehicle can be, in the example described here, the environment of the parking space P. It is usually two- or three-dimensional and consists of an arrangement of recognizable structures , These structures can be stored either in a fixed grid, also referred to as a grid, or in a loose collection, also referred to as features. The fixed arrangement in the grid forms a kind of image of the environment in pixel representation, which can be interpreted like a picture. Feature maps, on the other hand, use abstract, recognizable objects that can be distinguished by a descriptor. This is an abstract vector that describes the local environment of the point in a compressed way. Preferably, each autonomous vehicle which is able to map parking spaces P and store a parking space trajectory T that can be autonomously traveled, for example after a corresponding operating command, transmits a respectively learned parking space trajectory T in the form of the parking space trajectory data to the central station, i. H. to an appropriate infrastructure, such as a web server. The respective parking space trajectory T is a list of position data which the vehicle is to depart. In this way, a parking space trajectory T, more precisely an approach trajectory, is gradually available for all parking spaces S of the parking space P. Now another autonomous vehicle without mapping directly autonomously navigate this parking space P and drive to a respective parking space S. However, it is still responsible for the localization and gets only the destination coordinates and the way to the respective parking space S, d. H. the respective parking space trajectory T, transmitted from the central office. Furthermore, a universally valid map of the parking space P is expediently transmitted to this vehicle, i. H. for example so-called blueprints of the parking space P.
In einer vorteilhafteren Ausführungsform wird die gesamte Umgebung, d. h. der gesamte Parkraum P, durch die Mehrzahl von Fahrzeugen gemeinsam kartiert, d. h. die Fahrzeuge ermitteln insbesondere die Stellplatztrajektorien T in Form jeweiliger Stellplatztrajektoriedaten und zudem die den Parkraum P betreffenden Kartendaten und übermitteln sie an die Zentrale. Somit werden nicht nur die Stellplatztrajektorien T der verschiedenen Fahrzeuge geteilt, sondern die gesamte digitale Karte. Hierfür ist es jedoch erforderlich, dass alle Fahrzeuge eine identische Kartierungsvorschrift verwenden. Alternativ wird eine Kartenform definiert, die die Zentrale, beispielsweise der Server, erwartet, so dass jeder, der den vom Parkraumbetreiber angebotenen Service der Zurverfügungstellung der digitalen Karte und der Stellplatztrajektorie T zum jeweiligen Stellplatz S nutzen möchte, dieses Kartenformat unterstützt. Es gibt hier bereits Formate ähnlich der Karten in Fahrzeugnavigationssystemen.In a more advantageous embodiment, the entire environment, i. H. the entire parking space P, mapped together by the plurality of vehicles, d. H. In particular, the vehicles determine the parking place trajectories T in the form of respective parking place trajectory data and also the map data relating to the parking space P and transmit them to the central office. Thus, not only the pitch trajectories T of the different vehicles are shared, but the entire digital map. For this, however, it is necessary that all vehicles use an identical mapping rule. Alternatively, a map form is defined which the central office, for example the server, expects, so that anyone wishing to use the service offered by the parking operator to provide the digital map and the parking space trajectory T to the respective parking space S supports this map format. There are already formats similar to the maps in car navigation systems.
Beispielsweise wird eine digitale Gridkarte mit einer Auflösung von 20 cm/Pixel und zum Beispiel einer Ausdehnung von 200 × 200 m2 vorgegeben. Die Vorgabe der Auflösung ist erforderlich, die Ausdehnung muss nicht zwingend vorgegeben werden. Auf Basis dieser Grundlage kann dann der Server der Zentrale des Parkraums P eine fusionierte digitale Karte des gesamten Parkraums P erstellen. Diese Daten können dann von autonomen Fahrzeugen genutzt werden und mit einem eigenen Lokalisierungsverfahren, beispielsweise Partikelfilter, Kalmanfilter usw. verwendet werden. Dazu ist es jedoch erforderlich, einen gemeinsamen Standard und einen gemeinsamen Koordinatenursprung zu definieren. Der gemeinsame Koordinatenursprung kann beispielsweise über die jeweilige Zielposition definiert werden.For example, a digital grid map with a resolution of 20 cm / pixel and, for example, an extension of 200 × 200 m 2 is given. The specification of the resolution is required, the extent does not necessarily have to be specified. On the basis of this basis, the server of the central office of the parking space P can then create a fused digital map of the entire parking space P. These data can then be used by autonomous vehicles and used with their own localization method, such as particulate filters, Kalman filters, etc. However, for this it is necessary to define a common standard and a common coordinate origin. The common coordinate origin can be defined, for example, via the respective target position.
Beide beschriebenen Möglichkeiten erlauben es, eine autonome Funktion zum Befahren des Parkraums P angeboten zu bekommen, ohne die Umgebung selbst kartiert zu haben. Im ersten beschriebenen Fall, d. h wenn keine gemeinsame digitale Karte aus den Parkraum P betreffenden Kartendaten mehrerer Fahrzeuge erstellt wird, muss jedoch über eine externe Lokalisierung oder über die Verwendung von Standardkarten die Positionsbestimmung erfolgen. Ein jeweiliger Fahrzeugführer und Kunde des Parkraumbetreibers erspart sich auf diese Weise jedoch eine lästige und aufwändige Stellplatzsuche. Er kann beispielsweise bei einem vollständig autonom fahrenden Fahrzeug, welches nicht durch den Fahrzeugführer überwacht werden muss, am Eingang des Parkraums P aus dem Fahrzeug aussteigen und sein Fahrzeug parkt selbstständig an einem vorgegebenen Stellplatz S ein.Both possibilities described make it possible to obtain an autonomous function for driving through the parking space P without having mapped the environment itself. In the first case described, d. h if no common digital map is created from the parking space P relevant map data of several vehicles, however, the position must be determined via an external location or the use of standard maps. A respective driver and customer of the parking operator saves in this way but an annoying and expensive parking space search. For example, in the case of a vehicle driving completely autonomously, which does not have to be monitored by the vehicle driver, it can get out of the vehicle at the entrance of the parking space P and its vehicle parked independently at a predetermined parking space S.
Der Parkraumbetreiber kann durch diese autonome Stellplatzzuordnung und Zusatzinformationen über eine gebuchte Parkdauer eine Anordnung der Fahrzeuge im Parkraum P bezüglich Ein- und Ausfahrtzeiten optimieren. Mittels des Verfahrens können auch Kartenupdates, d. h. aufgrund von Umgebungsveränderungen erstellte Veränderungen der digitalen Karte oder eine neu erstellte digitale Karte, auf mehrere Fahrzeuge verteilt werden, so dass, insbesondere an nicht privaten Orten, wo viele andere Fahrzeuge verkehren, die Aktualität der digitalen Karte nicht durch jedes einzelne Fahrzeug separat sichergestellt werden muss.The car park operator can use this autonomous parking space allocation and additional information for a booked parking time to optimize the arrangement of the vehicles in the parking space P with regard to entry and exit times. By means of the method, map updates, i. H. Due to changes in the environment of the digital map or a newly created digital map, it is distributed among several vehicles, so that, especially in non-private places where many other vehicles operate, the timeliness of the digital map need not be ensured separately by each individual vehicle ,
Im Verfahren sendet beispielsweise jedes Fahrzeug, das den Parkraum P kartiert, seine digitale Karte an den Server der Zentrale. Der Server unterhält eine Datenbank, in welcher zu jedem Stellplatz S eine Liste von digitalen Karten gespeichert wurde, die zur Lokalisierung verwendet werden können. Kommt ein weiteres Fahrzeug zum Parkraum P und möchte autonom zu einem Stellplatz S fahren, wird dem Fahrzeug die passende digitale Karte zur Verfügung gestellt, welche die entsprechende Stellplatztrajektorie T zum Stellplatz S enthält. Gleichzeitig erzeugt das Fahrzeug eine neue digitale Karte, die in der Datenbank des Servers der Zentrale abgelegt wird. Der Server hat nun den Vorteil, für jeden Stellplatz S eine Liste von digitalen Karten zu haben, die er nach bestimmten Kriterien auswählen kann, beispielsweise nach Genauigkeit und/oder Aktualität.In the method, for example, each vehicle mapping the parking space P sends its digital map to the server of the center. The server maintains a database in which to each location S a list of digital maps has been stored that can be used for localization. If another vehicle comes to the parking space P and would like to drive autonomously to a parking space S, the vehicle is provided with the appropriate digital map which contains the corresponding parking space trajectory T for the parking space S. At the same time the vehicle generates a new digital map which is stored in the database of the server of the central office. The server now has the advantage of having for each parking space S a list of digital maps, which he can select according to certain criteria, for example, accuracy and / or timeliness.
Ist der Parkraum P zu einem Zeitpunkt vor der autonomen Funktion kartiert worden, so können die von den Fahrzeugen ermittelten und geteilten digitalen Karten mit der bereits existierenden digitalen Karte des Parkraums P fusioniert werden, um diese digitale Karte des Parkraums P zu aktualisieren.If the parking space P has been mapped at a time prior to the autonomous function, the digital maps determined and shared by the vehicles may be merged with the existing digital map of the parking space P to update this digital map of the parking space P.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann diese Initialkartierung des Parkraums P entfallen. In diesem Fall wird die gesamte digitale Karte des Parkraums P aus den einzelnen durch die Fahrzeuge ermittelten digitalen Karten, d. h. aus den Parkraum P betreffenden Kartendaten der Fahrzeuge, zusammengesetzt. Der Server der Zentrale speichert eine einzelne digitale Karte des Parkraums P und benutzt die den Parkraum P betreffenden Kartendaten der Einzelbefahrungen der Fahrzeuge, um die digitale Karte zu aktualisieren. Gridmaps, d. h. gridbasierte digitale Karten, können dabei mittels Optimierungsverfahren, zum Beispiel Bild-Matching-Verfahren, aufeinander registriert werden, um ein konstruktives Kartenupdate zu erreichen. Dadurch kann das Problem der Nutzung unterschiedlicher Koordinatenursprünge der einzelnen Fahrzeuge gelöst werden.
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- S
- Stellplatz
- T
- Stellplatztrajektorie
- P
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- Stellplatztrajektorie
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Legal Events
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