DE102016214470B4

DE102016214470B4 - Verfahren und System zum Erfassen eines Verkehrsumfeldes einer mobilen Einheit

Info

Publication number: DE102016214470B4
Application number: DE102016214470.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Merfels; Marek Stess
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2023-06-22
Anticipated expiration: 2036-08-05
Also published as: DE102016214470A1

Abstract

Verfahren zum Erfassen eines Verkehrsumfeldes einer mobilen Einheit (1); bei demdurch eine externe Einheit (2, 3) Sensordaten erfasst werden;anhand der erfassten Sensordaten Übertragungsdaten erzeugt und an die mobile Einheit (1) übertragen werden;eine Relativposition der externen Einheit (2, 3) relativ zu der mobilen Einheit (1) für den Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten bestimmt wird;anhand der Übertragungsdaten Umfeldmodelldaten erzeugt werden, wobei die Umfeldmodelldaten eine Beschreibung des Verkehrsumfeldes der mobilen Einheit (1) mit Informationen über Positionen und charakteristische Eigenschaften von Landmarken (6) in dem Verkehrsumfeld umfassen; unddie Umfeldmodelldaten ausgegeben werden,dadurch gekennzeichnet, dassanhand der Umfeldmodelldaten eine Lokalisierung durchgeführt wird und eine Position der mobilen Einheit (1) bestimmt wird; wobeieine Schätzposition der mobilen Einheit (1) erfasst wird, anhand der erfassten Schätzposition Referenzkartendaten abgerufen werden, wobei die Referenzkartendaten Referenzpositionen der Landmarken (6) umfassen, und die Lokalisierung anhand der Umfeldmodelldaten und der Referenzkartendaten durchgeführt wird, bei der mittels eines Abgleichs der Umfeldmodelldaten mit den Referenzkartendaten bestimmt wird, an welcher Position in einem globalen Koordinatensystem sich die mobile Einheit (1) befindet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erfassen eines Verkehrsumfeldes einer mobilen Einheit.
Eine Vielzahl von Anwendungen für mobile Geräte erfordert genaue Kenntnisse über die eigene Position. Beispielsweise ist für die zunehmende Integration automatischer Fahrfunktionen in moderne Fahrzeuge die genaue Lokalisierung des Fahrzeugs eine wichtige Voraussetzung. Dabei genügt es nicht, die Position des Fahrzeugs etwa auf einige Meter genau zu kennen, sondern es können bereits kleinere Abweichungen, etwa entlang der Breite einer Fahrspur, erhebliche Auswirkungen auf die Fahrt haben.
Zur Positionsbestimmung können verschiedene Verfahren verwendet werden, wobei insbesondere landmarkenbasierte Verfahren eine flexible und vielseitige Anwendung erlauben. Diese Verfahren setzen jedoch eine möglichst umfassende Kenntnis des Umfeldes der mobilen Einheit voraus. Die dazu benötigten Sensoren sind häufig mit einem gesteigerten Kostenaufwand sowie Herausforderungen an den Bauraum bei der mobilen Einheit verbunden, insbesondere in Fahrzeugen. Zudem sind die Erfassungsbereiche bestimmter Sensortypen natürlicherweise begrenzt, beispielsweise durch optische Sichtbarrieren.
Die DE 10 2009 008 959 A1 zeigt ein Fahrzeugsystem mit einem Positionsmodul zur Bestimmung einer aktuellen Fahrzeugposition basierend auf den Ausgaben eines Satellitensignalsensors sowie zumindest eines ADAS-Horizontprovider, der einen ADAS-Horizont zur Fahrerassistenz bereitstellt und einer Providereinheit in der das Positionsmodul und der ADAS-Horizontprovider vorgesehen sind, wobei die Providereinheit mit einer Navigationseinheit kommunikativ koppelbar ist, und wobei der ADAS-Horizontprovider so ausgelegt ist, dass er den ADAS-Horizont mit einer Rate bereitstellen kann, die höher ist als die der Ausgabe des Satellitensignalsensors.
Aus der DE 10 2013 205 392 A1 ist eine Backendeinrichtung zum Bereitstellen von Informationen für Fahrerassistenzfunktionen von Fahrzeugen bekannt, die eine Mehrzahl von Applikationseinheiten, eine Datenbank und eine Schnittstelleneinheit aufweist. Die Applikationseinheiten, sind jeweils eingerichtet, Informationen für zumindest eine Fahrerassistenzfunktion des Fahrzeuges zur Übertragung an die Fahrzeuge bereitzustellen. Die Datenbank speichert Informationen eines Umfeldmodells und die Schnittstelleneinheit ist der Datenbank zugeordnet und ist eingerichtet, einen Zugriff auf in der Datenbank gespeicherten Informationen zu ermöglichen, wobei die Applikationseinheiten jeweils mit der Schnittstelleneinheit verbunden sind, um über die Schnittstelleneinheit in der Datenbank gespeicherte Informationen abzurufen.
DE 10 2012 209 873 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeuges mit den Schritten: Bereitstellen von ersten Positions-Rohdaten eines Navigationssatellitensystems des Fahrzeuges; Identifizieren von mindestens einem weiteren Fahrzeug und Einrichten einer Kommunikationsverbindung mit dem identifizierten mindestens einen weiteren Fahrzeug; Empfangen von zweiten Positions-Rohdaten des Navigationssatellitensystems des mindestens eines weiteren Fahrzeuges über die eingerichtete Kommunikationsverbindung; und Ermitteln der Position des Fahrzeuges mittels einer differentiellen Positionsbestimmung basierend auf den empfangenen zweiten Positions-Rohdaten des mindestens einen weiteren Fahrzeuges und auf den bereitgestellten ersten Positions-Rohdaten des Fahrzeuges.
DE 10 2014 223 363 A1 zeigt ein Verfahren zur Lokalisation eines Kraftfahrzeugs in einer ortsfesten Referenzkarte, bei denen Objekten eine oder mehrere Positionen in der Referenzkarte zugeordnet werden. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: an aufeinander folgenden Punkten einer Trajektorie des Kraftfahrzeugs werden jeweils ein Radarimpuls ausgesandt und anschließend eine winkel- und zeitaufgelöste Messung der Radarimpulsantwort durchgeführt, Bestimmen von Positionen von Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs aus der Radarimpulsantwort, wobei die aktuell bestimmten Objektpositionen eine Umgebungskarte bilden, Ermitteln der Position des Kraftfahrzeugs in der Referenzkarte durch Vergleich der Umgebungskarte mit der Referenzkarte, wobei die Referenzkarte aus den bestimmten Positionen erstellt ist und fortlaufend aktualisiert wird, wobei eine Objektklassifikation für die bestimmten Objektpositionen in der aktuellen Umgebungskarte und/oder Referenzkarte durchgeführt und die Ermittlung der Position des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der Objektklassifikation ausgeführt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zum Erfassen eines Verkehrsumfeldes einer mobilen Einheit bereitzustellen, durch die eine besonders effiziente Nutzung von Sensoren verschiedener Art und Herkunft sowie eine qualitativ hochwertige Datenbasis zur Bestimmung einer Position erreicht werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden durch eine externe Einheit Sensordaten erfasst. Anhand der erfassten Sensordaten werden Übertragungsdaten erzeugt und an die mobile Einheit übertragen. Es wird eine Relativposition der externen Einheit relativ zu der mobilen Einheit für den Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten bestimmt und es werden anhand der Übertragungsdaten Umfeldmodelldaten erzeugt, wobei die Umfeldmodelldaten eine Beschreibung des Verkehrsumfeldes der mobilen Einheit umfassen. Die Umfeldmodelldaten werden ausgegeben.
Dadurch können vorteilhafterweise von einer externen Einheit erfasste Sensordaten verwendet werden, um eine verbesserte Beschreibung des Verkehrsumfeldes der mobilen Einheit zu erzeugen. Insbesondere können dadurch Umfeldmodelldaten für mobile Einheiten erzeugt werden, die selbst über eine sehr eingeschränkte Auswahl an Sensoren oder keine geeigneten Sensoren zur Erfassung von Sensordaten über das Verkehrsumfeld verfügen. Ferner kann ein eingeschränkter Detektionsbereich von Sensoren der mobilen Einheit kompensiert werden, beispielsweise wenn Fahrzeuge in dem Verkehrsumfeld der mobilen Einheit als Sichtbarrieren wirken. Ferner können Informationen über das Verkehrsumfeld auch in schwer einsehbaren Bereichen erfasst werden, beispielsweise hinter einer Kurve oder einer Straßenecke.
Ein wichtiger Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Positionsbestimmung für die mobile Einheit sein. Der Begriff der „Position“ umfasst im engeren Sinne die Koordinaten eines Punktes in einem Koordinatensystem, wobei ein Koordinatensystem relativ zu der mobilen Einheit oder ein globales Koordinatensystem betrachtet werden kann. In einem weiteren Sinne soll der Begriff „Position“ allerdings auch Merkmale umfassen, die typischerweise unter dem Begriff „Pose“ fallen, insbesondere eine Ausrichtung der mobilen Einheit in eine bestimmte Richtung in dem Koordinatensystem. Im Folgenden ist zur Vereinfachung der Darstellung von „Position“ die Rede, wobei die weiteren Merkmale einer „Pose“ nicht ausgeschlossen werden sollen.
Das Verfahren kann insbesondere dazu genutzt werden, Landmarken in dem Verkehrsumfeld zu erfassen. Als „Landmarken“ im Sinne der Erfindung werden unter anderem Orientierungspunkte und topographische Objekte verstanden, die wiedererkennbar und klassifizierbar sind sowie geeignet sind, einen räumlichen Bereich zu strukturieren beziehungsweise relativ zu denen eine Position im Sinne der Erfindung definiert werden kann. Klassifizierbar sind insbesondere solche Objekte, die als geometrische Formen abgebildet und parametrisiert werden können, etwa anhand ihrer Position, Form, Länge, Breite und Fläche. Insbesondere zählen zu den Landmarken Elemente der Verkehrsinfrastruktur und Straßenrandbebauung, beispielsweise Fahrbahnmarkierungen, Verkehrszeichen, Beleuchtungsanlagen, Brücken oder andere Verkehrsbauwerke. Ferner zählen hierzu weitere Bauwerke, etwa Häuser, sowie Pflanzen, etwa Bäume, und landschaftliche Merkmale, etwa Bodenerhebungen. Landmarken sollen zudem wiedererkennbar sein, das heißt, ihr Aussehen und ihre weiteren Eigenschaften sollen während einer bestimmten Zeitdauer im Wesentlichen konstant bleiben, insbesondere so, dass eine Wiedererkennbarkeit anhand der Landmarken über einen ausreichend langen Zeitraum möglich ist, um gegebenenfalls Veränderungen mittels einer Aktualisierungsfunktionalität berücksichtigen zu können.
Insbesondere werden erfindungsgemäß semantisch interpretierbare Elemente der Straßeninfrastruktur als Landmarken erfasst. Diese können ferner nach ihrer Geometrie sowie gemäß den Möglichkeiten der Verarbeitung und Erfassung gruppiert werden. Insbesondere kann unterschieden werden zwischen punktbasierten Landmarken, etwa Pfählen, Pfosten und Säulen, die insbesondere mittels Lidar detektiert werden können, linienbasierten Landmarken, etwa gestrichelten Linien, Pfeilen und Stopplinien, die insbesondere mittels Lidar oder einer Kamera detektiert werden können, sowie polylinienbasierten Landmarken, etwa Linienzüge oder durchgezogenen Linien, für deren Detektion insbesondere eine Kamera verwendet werden kann.
Das „Verkehrsumfeld“ im Sinne der Erfindung umfasst ein räumliches Umfeld einer Position, insbesondere bezüglich der für einen Verkehr in diesem Umfeld relevanten Eigenschaften. Insbesondere kann erfindungsgemäß das Umfeld eines Verkehrsteilnehmers, etwa auf einer Fahrbahn, betrachtet werden. Der räumliche Bereich wird dabei im Wesentlichen dadurch bestimmt, mit welcher Reichweite Daten im Umfeld erfasst werden können sowie in welchem Umfeld Landmarken zur Lokalisierung der mobilen Einheit genutzt werden können.
Eine „Beschreibung des Verkehrsumfeldes“ umfasst insbesondere Informationen über Landmarken in dem Verkehrsumfeld. Dabei können Positionen und charakteristische Eigenschaften der Landmarken umfasst sein.
Die externe Einheit kann dabei auf verschiedene Weisen gebildet sein, insbesondere kann sie statisch oder mobil sein. Zum Beispiel kann die externe Einheit eine weitere mobile Einheit oder fest mit einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung verbunden sein. Dadurch können vorteilhafterweise verschiedene externe Einheiten genutzt werden, um die Datenbasis der mobilen Einheit zu erweitern und in der Folge das Verkehrsumfeld besser zu erfassen.
Die externe Einheit kann beispielsweise ein Fahrzeug sein. In diesem Fall kann zum Beispiel eine Car2Car-Kommunikation verwendet werden, um die mobile Einheit und die externe Einheit datentechnisch zu verbinden. Ferner können andere Arten weiterer mobiler Einheiten verwendet werden. Verkehrsinfrastruktureinrichtungen sind beispielsweise Ampeln, Mautbrücken, Brücken, Einrichtungen zur Verkehrsbeobachtung und -regelung sowie Schilder. Die externe Einheit kann fest mit einer solchen Verkehrsinfrastruktureinrichtung oder einer anderen geeigneten Einrichtung im Bereich des Verkehrsumfeldes verbunden sein. Ferner kann sie lösbar und/oder bewegbar mit einer solchen Einrichtung verbunden sein. Die mobile Einheit und die externe Einheit können in diesem Fall zum Beispiel mittels einer Car2X-Kommunikation und/oder eines anderen Kommunikationssystems datentechnisch verbunden sein.
Die Erfassung der Sensordaten erfolgt auf an sich bekannte Weise. Insbesondere werden Sensoren der externen Einheit verwendet. Die Sensordaten können etwa mittels LI DAR, RADAR, einer Kamera oder eines Ultraschallsensors erfasst werden. Ferner können andere Sensortypen alternativ oder zusätzlich verwendet werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine Erfassung von Daten auf verschiedene Weise, je nach den Anforderungen, die sich zum Beispiel für die Erfassung bestimmter Typen von Landmarken ergeben. Ferner sind Sensoren dieses Typs beispielsweise in modernen Fahrzeugen bereits verbreitet, sodass das Verfahren ohne weitere bauliche Änderungen in diesem Bereich implementiert werden kann.
Je nach dem Typ des verwendeten Sensors können verschiedene Merkmale des Verkehrsumfeldes detektiert werden, wobei insbesondere eine ortsaufgelöste Detektion stattfindet. Beispielsweise können Eigenschaften der Reflexion, Streuung, Transmission oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung sowie Abstände erfasst werden. Die Sensordaten werden dabei anhand einzelner Messungen zusammengesetzt, insbesondere an verschiedenen Orten des Erfassungsbereichs eines Sensors.
Die Erzeugung der Übertragungsdaten kann durch die externe Einheit oder eine weitere Einheit erfolgen. Zum Beispiel kann die externe Einheit so gebildet sein, dass die erfassten Sensordaten direkt an die mobile Einheit übertragen werden. Ferner kann eine Vorverarbeitung durch die externe Einheit erfolgen, wobei beispielsweise bereits eine Erkennung von Landmarken durchgeführt wird und/oder eine zumindest teilweise Positionsbestimmung für erkannte Landmarken oder die mobile oder externe Einheit vorgenommen werden kann. Die Übertragung der Übertragungsdaten kann dabei direkt oder indirekt über eine weitere Einheit erfolgen, beispielsweise über einen externen Server oder mittels des sogenannten Multi-Hop-Verfahrens. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich eine Vorverarbeitung der erfassten Sensordaten durch den externen Server erfolgt.
Dabei können die Übertragungsdaten insbesondere anhand aktueller Sensordaten erzeugt werden. Insbesondere kann die Erzeugung der Übertragungsdaten in Echtzeit oder nahezu Echtzeit erfolgen. Insbesondere erfolgt die Erzeugung der Übertragungsdaten anhand der Sensordaten direkt durch die externe Einheit, wobei kontinuierlich Sensordaten erfasst und Übertragungsdaten erzeugt werden können. Dies kann insbesondere online erfolgen, das heißt, die notwendigen Berechnungen werden direkt durch die externe Einheit durchgeführt. Das heißt, die Erfassung der Sensordaten, die Erzeugung der Übertragungsdaten und die Übertragung der Übertragungsdaten an die mobile Einheit erfolgen ohne wesentliche Zeitverzögerung.
Zudem kann eine Beschreibung des Verkehrsumfeldes kontinuierlich aufgebaut werden. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Übertragungsdaten nicht mehr als 1 h, vorteilhafterweise nicht mehr als 30 min, besonders bevorzugt nicht mehr als 5 min vor ihrer Übertragung erzeugt wurden. Ferner kann für die Übertragungsdaten ein Zeithorizont bestimmt sein, der insbesondere ein Zeitintervall dafür angibt, wann die Sensordaten erfasst wurden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass veraltete Sensordaten zur Bestimmung der Beschreibung des Verkehrsumfelds verwendet werden. Der Zeithorizont der Übertragungsdaten kann beispielsweise bis zu 1 h, vorteilhafterweise bis zu 30 min, besonders bevorzugt bis zu 5 min umfassen. Insbesondere bezieht sich das Alter der Sensordaten dabei auf den Zeitpunkt der Übertragung an die mobile Einheit. Auf diese Weise basieren die Übertragungsdaten auf vor kurzer Zeit erfassten Sensordaten und es können besonders aktuelle Daten bereitgestellt werden.
Bei weiteren Ausbildungen kann eine Zwischenspeicherung der erfassten Sensordaten und/oder der Übertragungsdaten erfolgen. Auf diese Weise können Übertragungsdaten bereitgestellt werden, die anhand von Sensordaten erzeugt wurden, die vor längerer Zeit erfasst wurden. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der Zeitpunkt, zu dem die letzten relevanten Sensordaten über das Verkehrsumfeld der mobilen Einheit erfasst wurden, bereits länger zurückliegt. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Übertragungsdaten anhand von Sensordaten erzeugt werden, die zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst wurden und daher ein unterschiedliches Alter aufweisen. Insbesondere kann dabei eine Verwaltung von Daten durch eine externe Einheit erfolgen, beispielsweise einen externen Server, wobei Daten unterschiedlichen Alters berücksichtigt werden können, insbesondere um entsprechende Übertragungsdaten zu erzeugen und bereitzustellen.
Bei einer Ausbildung der Erfindung umfassen die Übertragungsdaten Landmarkenbeobachtungen, wobei den Landmarkenbeobachtungen Landmarkenparameter und Objektklassen zugeordnet sind. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Vorverarbeitung durchgeführt, die besonders gut zur Erfassung von Daten für eine Positionsbestimmung der mobilen Einheit geeignet ist. Diese Vorverarbeitung kann insbesondere durch die externe Einheit und/oder die weitere Einheit erfolgen.
Als „Landmarkenbeobachtung“ wird dabei eine Instanz der Erfassung einer Landmarke durch das System verstanden. Auf diese Weise wird eine Strukturierung der Daten ermöglicht. Eine Landmarkenbeobachtung umfasst dabei erfindungsgemäß Informationen über eine bestimmte Sichtung einer bestimmten Landmarke. Es kann also bei wiederholter Anwendung des Verfahrens eine Reihe von Landmarkenbeobachtungen für die gleiche reale Landmarke bestimmt werden, wenn die Landmarke mehrfach gesichtet wird, insbesondere auch durch mehrere Sensoren und Erfassungseinheiten. Insbesondere kann eine Zuordnung der Landmarkenbeobachtung zu der entsprechenden Landmarke erfolgen, etwa mittels einer Identifikationsnummer, beispielsweise um mehrere Landmarkenbeobachtungen der gleichen Landmarke miteinander vergleichen zu können und Landmarkenbeobachtungen zu identifizieren, die der gleichen Landmarke zugeordnet sind.
Die der Landmarkenbeobachtung zugeordneten Landmarkenparameter umfassen dabei Informationen zur Charakterisierung von Landmarkenbeobachtungen, beispielsweise repräsentiert durch einen Zustandsvektor, der in Abhängigkeit von dem Typ der Landmarke gebildet wird, der insbesondere durch die zugeordnete Objektklasse definiert ist.
Dabei können den Landmarkenbeobachtungen anhand der Landmarkenparameter die Objektklassen zugeordnet werden. Die Objektklassen können beispielsweise Punkte, Linien und Polylinien umfassen. Dadurch werden die erfassten Landmarkenbeobachtungen vorteilhafterweise so klassifiziert, dass eine objektklassenspezifische Weiterverarbeitung durchgeführt werden kann.
Punkt-, linien-oder polylinienbasierte Landmarken erlauben dabei eine besonders zweckmäßige Klassifizierung von Landmarken, insbesondere von Fahrbahnmarkierungen. Die Klassifizierung erfolgt dabei je nach den zur vollständigen Charakterisierung einer Landmarke notwendigen Landmarkenparametern, insbesondere der Anzahl der zu bestimmenden Positionen, um die Lage, den Verlauf und/oder die Form einer Fahrbahnmarkierung zu erfassen.
Die Landmarkenparameter können etwa Richtungsparameter, Längenparameter, Breitenparameter sowie eine Startposition und eine Endposition umfassen. Dadurch können vorteilhafterweise für die Lokalisierung der mobilen Einheit auf einer Fahrbahn besonders relevante Parameter bestimmt werden.
Zum Beispiel können die Landmarkenparameter Positionen in einem globalen Koordinatensystem umfassen, wobei insbesondere Positionen als Koordinatentripel angegeben sind. Ferner können Durchmesser und/oder Höhe einer Landmarke angegeben sein. Ferner kann ein Zeitstempel für die Beobachtung sowie eine Identifikation des beobachtenden Sensors gespeichert werden. Ferner können weitere Landmarkenparameter definiert sein und gespeichert werden. Insbesondere können ferner Werte für die Unsicherheit der Bestimmung, insbesondere eine Varianz oder ein Konfidenzwert, vorgesehen sein.
Bei einer weiteren Ausbildung umfassen die Übertragungsdaten ferner eine absolute Position der externen Einheit, und zwar insbesondere für den Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Informationen darüber übertragen werden, welche absoluten Positionen anhand der Sensordaten erfasst wurden. Insbesondere kann auf diese Weise das Verkehrsumfeld der mobilen Einheit in einem globalen Koordinatensystem besonders einfach erfasst werden.
Die Übertragung der Übertragungsdaten kann ebenfalls auf an sich bekannte Weise erfolgen, zum Beispiel durch eine drahtlose datentechnische Verbindung, etwa ein lokales Netzwerk, ein Mobilfunknetzwerk, das Internet oder andere Netzwerke. Ferner kann eine direkte oder indirekte Übertragung vorgesehen sein, zum Beispiel direkt mittels einer Car2Car-oder Car2X-Kommunikation. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Übertragung der Übertragungsdaten, gegebenenfalls auch die Erzeugung der Übertragungsdaten, auf Anforderung durchgeführt wird, beispielsweise in Verbindung mit einer von der mobilen Einheit gesendeten Anfrage. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Übertragungsdaten ohne Anforderung durch die mobile Einheit gesendet werden, beispielsweise automatisch beim Eintreten der mobilen Einheit in einen bestimmten Bereich oder als, insbesondere periodische, Rundsendung.
Die Relativposition der externen Einheit relativ zu der mobilen Einheit kann etwa durch die mobile Einheit oder die externe Einheit erfolgen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Bestimmung der Relativposition durch eine weitere Einheit erfolgt. Auf diese Weise können insbesondere Positionsinformationen von einem Koordinatensystem der externen Einheit in ein Koordinatensystem der mobilen Einheit umgewandelt werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Relativposition zu dem Zeitpunkt bestimmt wird, zu dem die Sensordaten erfasst wurden. Dies entspricht der Position der externen Einheit zum Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten relativ zur aktuellen Position der mobilen Einheit. Es kann daher eine Transformation räumlicher Informationen der Übertragungsdaten in das Koordinatensystem der mobilen Einheit durchgeführt werden, wobei sichergestellt wird, dass die Informationen über die Relativposition den erfassten Sensordaten korrekt zugeordnet werden.
Die Umfeldmodelldaten umfassen Informationen einer Beschreibung des Verkehrsumfeldes. Die Erzeugung der Umfeldmodelldaten kann insbesondere durch die mobile Einheit erfolgen, wobei insbesondere die Übertragungsdaten anhand weiterer Daten ergänzt werden können, beispielsweise anhand von Übertragungsdaten weiterer externer Einheiten oder anhand von durch eigene Sensoren der mobilen Einheit erfassten Daten.
Bei der Erzeugung der Umfeldmodelldaten ist insbesondere zu berücksichtigen, wie weit die von der externen Einheit empfangenen Übertragungsdaten bereits vorverarbeitet wurden. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass durch die externe Einheit bereits eine weitgehende Verarbeitung der erfassten Sensordaten so erfolgt, dass die Umfeldmodelldaten im Wesentlichen bereits durch die Übertragungsdaten gegeben sind. Ferner kann eine Erkennung von Landmarken und/oder ein Bestimmen von Landmarkenparametern bereits als Vorverarbeitung durch die externe Einheit erfolgen.
Bei einer Weiterbildung umfassen die Umfeldmodelldaten Positionen von Landmarken. Insbesondere können die Umfeldmodelldaten dabei Positionen der Landmarken relativ zu der mobilen Einheit und/oder zu der externen Einheit umfassen. Insbesondere können die Positionen der Landmarken bezüglich der externen Einheit in ein Koordinatensystem relativ zu der mobilen Einheit transformiert werden, wenn sowohl die Positionen der Landmarken relativ zur externen Einheit sowie die relative Position der externen Einheit relativ zur mobilen Einheit zum Zeitpunkt der Detektion bekannt sind. Dadurch können vorteilhafterweise Informationen über Landmarken für eine Positionsbestimmung der mobilen Einheit genutzt werden. Dabei wird bei der Erzeugung der Übertragungsdaten eine Vorverarbeitung der Sensordaten vorausgesetzt, bei der die Landmarken erkannt und zumindest ihre Positionen bestimmt werden.
Insbesondere können die Umfeldmodelldaten als Kartendaten der mobilen Einheit für das Verkehrsumfeld erzeugt werden. Insbesondere wird dabei eine Bestimmung der Position der mobilen Einheit relativ zu solchen Landmarken durchgeführt, deren Positionen innerhalb eines globalen Koordinatensystems bekannt sind.
Bei einer weiteren Ausbildung wird anhand der Umfeldmodelldaten eine Lokalisierung durchgeführt und eine Position der mobilen Einheit bestimmt. Dies erlaubt vorteilhafterweise die Nutzung der durch das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellten Informationen für eine besonders genaue Lokalisierung der mobilen Einheit.
In weiteren Ausbildungen der Erfindung werden die Umfeldmodelldaten alternativ oder zusätzlich für andere Verfahren verwendet, beispielsweise zum Betrieb von Fahrerassistenzsystemen auf Basis der Beschreibung des Verkehrsumfeldes.
Die Ausgabe der Umfeldmodelldaten durch die mobile Einheit erfolgt durch eine Übertragung an eine weitere Einheit, die insbesondere von der mobilen Einheit selbst umfasst ist. Beispielsweise können die Umfeldmodelldaten an ein Navigationssystem, ein Positionsbestimmungssystem und/oder ein System zur teil- oder vollautomatischen Steuerung der mobilen Einheit, insbesondere eines Fahrzeugs, übertragen werden.
Bei einer Weiterbildung wird eine Schätzposition der mobilen Einheit erfasst. Anhand der erfassten Schätzposition werden Referenzkartendaten abgerufen, wobei die Referenzkartendaten Referenzpositionen von Landmarken umfassen, und die Lokalisierung wird anhand der Umfeldmodelldaten und der Referenzkartendaten durchgeführt. Dadurch kann vorteilhafterweise eine landmarkenbasierte Lokalisierung implementiert werden.
Die Erfassung der Schätzposition kann beispielsweise mittels einer Positionsbestimmungseinheit der mobilen Einheit erfolgen, beispielsweise mittels eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems. Insbesondere wird die Schätzposition dabei mit einer Genauigkeit erfasst, die für die gewünschte Anwendung der bestimmten Position nicht ausreicht. In einem weiteren Schritt kann dann ein landmarkenbasiertes Verfahren zur Verbesserung der bestimmten Position genutzt werden.
Insbesondere kann die Lokalisierung durch eine Lokalisierungseinheit durchgeführt werden, an welche die Umfeldmodelldaten übertragen wurden.
Die Referenzkartendaten können dabei insbesondere von einer weiteren externen Einheit abgerufen werden, beispielsweise von einem externen Server. Ferner können die Referenzkartendaten durch eine Einrichtung der mobilen Einheit bereitgestellt werden, beispielsweise durch ein Navigationssystem. Die Referenzkartendaten umfassen insbesondere Informationen über Landmarken, wobei den Landmarken Landmarkenparameter und Objektklassen zugeordnet sind. Insbesondere umfassen die Landmarkenparameter in diesem Fall Positionen, insbesondere absolute Positionen in einem globalen Koordinatensystem. Die Referenzkartendaten können dabei beispielsweise zentral verwaltet werden, beispielsweise um mobilen Einheiten eine geeignete Datenbasis zur Durchführung einer landmarkenbasierten Lokalisierung zur Verfügung zu stellen.
Bei dem Verfahren werden insbesondere solche Referenzkartendaten abgerufen, die das Verkehrsumfeld der mobilen Einheit ausgehend von der erfassten Schätzposition repräsentieren. Die Schätzposition muss daher nicht mit besonders hoher Genauigkeit erfasst werden, da durch die Wahl eines geeigneten Umfeldes der mobilen Einheit, für das Abrufen der Referenzkartendaten sichergestellt werden kann, dass relevante Daten, insbesondere über Landmarken in dem Verkehrsumfeld der mobilen Einheit, von den Referenzkartendaten umfasst sind.
Die Lokalisierung kann erfindungsgemäß auf verschiedene Weisen erfolgen. Insbesondere können landmarkenbasierte Verfahren verwendet werden, wobei ein Abgleich zwischen den Umfeldmodelldaten mit Informationen über Landmarken in dem Verkehrsumfeld der mobilen Einheit mit vergleichbaren Informationen der Referenzkartendaten durchgeführt wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auch durch die externe Einheit eine Lokalisierung durchgeführt wird, bei der ein ähnliches Verfahren wie bei der mobilen Einheit angewandt wird.
Insbesondere können in diesem Fall die Übertragungsdaten so gebildet werden, dass eine möglichst weitgehende Vorverarbeitung der an die mobile Einheit übertragenen Daten vorgenommen wird. Insbesondere kann auf diese Weise der Rechenaufwand für die mobile Einheit verringert werden. Beispielsweise können die Übertragungsdaten bereits im Wesentlichen die Umfeldmodelldaten umfassen. Dabei können sowohl relative als auch absolute Koordinaten für Informationen über Positionen verwendet werden.
Bei einer Weiterbildung wird die bei der Lokalisierung bestimmte Position der mobilen Einheit an ein Fahrerassistenzsystem übertragen. Dadurch kann vorteilhafterweise das Fahrerassistenzsystem mithilfe der Lokalisierung betrieben werden. Dabei kann insbesondere eine Lokalisierung auf einer Fahrbahn, etwa in Längs- und/oder Querrichtung durchgeführt werden, wobei dem Fahrerassistenzsystem eine präzise Position der mobilen Einheit, etwa eines Fahrzeugs, bereitgestellt werden kann.
Bei einer weiteren Ausbildung werden anhand der Sensordaten ferner Aktualisierungsdaten erzeugt und an einen externen Server übertragen, wobei die Aktualisierungsdaten Informationen über Landmarken umfassen und anhand der Aktualisierungsdaten Referenzkartendaten des externen Servers aktualisiert werden. Dadurch können vorteilhafterweise stets aktuelle Referenzkartendaten zur Verfügung gestellt werden.
Beispielsweise können Veränderungen der Eigenschaften von Landmarken gegenüber den in einer Datenbank gespeicherten Referenzkartendaten festgestellt und bei einer Aktualisierung der Datenbank berücksichtigt werden. Solche Veränderungen können Beispielsweise darin bestehen, dass eine Landmarke nicht mehr erfassbar ist, weil etwa eine Fahrbahnmarkierung entfernt wurde. Ferner kann eine Veränderung der Position einer Landmarke berücksichtigt werden, etwa wenn ein Verkehrszeichen versetzt wurde. Zudem können graduelle Veränderungen erkannt werden, etwa wenn der externe Server nacheinander Aktualisierungsdaten von mehreren Quellen empfängt und anhand dieser eine Veränderung oder ein Veränderungsprozess, etwa aufgrund einer graduellen Abnutzung einer Fahrbahnmarkierung, erfasst werden kann.
Die Aktualisierungsdaten können insbesondere anhand von Daten statischer und/oder eingeschränkt bewegbarer Einrichtungen im Bereich des Verkehrsumfeldes erzeugt werden, etwa anhand einer an einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung befestigten Einheit. Beispielsweise kann eine Kamera an einer Ampel oder einer anderen Einrichtung einen bestimmten Bereich des Verkehrsumfeldes über einen langen Zeitraum beobachten und Änderungen detektieren.
Dabei kann vorgesehen sein, dass relevante Veränderungen automatisch erkannt werden, beispielsweise bei einer Erfassung von Sensordaten in einem bestimmten Bereich über lange Zeit. Ferner kann vorgesehen sein, dass relevante Veränderungen durch einen Abgleich der Sensordaten mit den Referenzkartendaten bestimmt werden.
Das erfindungsgemäße System der eingangs genannten Art umfasst eine externe Einheit, durch die Sensordaten erfassbar sind, wobei anhand der erfassten Sensordaten Übertragungsdaten erzeugbar und an die mobile Einheit übertragbar sind. Es umfasst ferner eine Erfassungseinheit, durch die eine Relativposition der externen Einheit relativ zu der mobilen Einheit für den Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten bestimmbar ist, sowie eine Steuereinheit, durch die anhand der Übertragungsdaten Umfeldmodelldaten erzeugbar sind, wobei die Umfeldmodelldaten eine Beschreibung des Verkehrsumfeldes der mobilen Einheit umfassen. Es umfasst zudem eine Schnittstelle, durch welche die Umfeldmodelldaten ausgebbar sind.
Das erfindungsgemäße System ist insbesondere ausgebildet, das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zu implementieren. Das System weist somit dieselben Vorteile auf wie das erfindungsgemäße Verfahren.
Durch die Schnittstelle sind die Umfeldmodelldaten insbesondere an eine Lokalisierungseinheit der mobilen Einheit übertragbar, durch die anhand der Umfeldmodelldaten eine Lokalisierung der mobilen Einheit, insbesondere eines Fahrzeugs, durchgeführt werden kann. Dabei werden insbesondere Landmarken berücksichtigt, wobei die Umfeldmodelldaten Informationen über Landmarken umfassen, beispielsweise deren Positionen.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems und
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Mit Bezug zu 1 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems erläutert.
Eine mobile Einheit 1, im vorliegenden Fall ein Egofahrzeug 1, und eine externe Einheit 2, hier ein weiteres Fahrzeug 2, befinden sich auf einer Fahrbahn 5. An einer Position am Rand der Fahrbahn 5 ist ferner eine Ampel 3 als weitere externe Einheit 3 angeordnet. Im Bereich der Fahrbahn 5 sind ferner Landmarken 6 angeordnet. Diese umfassen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Leitpfosten, Fahrbahnmarkierungen sowie Verkehrsbauten, Verkehrsschilder und Bäume. Das Egofahrzeug 1, das weitere Fahrzeug 2 und die Ampel 3 umfassen jeweils eine Erfassungseinheit 11, 21, 31, eine Steuereinheit 12, 22, 32 sowie eine Schnittstelle 13, 23, 33.
Durch die Schnittstelle 13, 23, 33 ist eine datentechnische Verbindung zu einem externen Server 4 herstellbar. Die datentechnische Verbindung zwischen dem externen Server 4 und dem Egofahrzeug 1, dem weiteren Fahrzeug 2 und/oder der Ampel 3 erfolgt insbesondere drahtlos, beispielsweise über ein lokales Netzwerk oder ein größeres Netzwerk, etwa das Internet. Ferner kann die Verbindung über ein Telekommunikationsnetz, etwa ein Telefonnetz, oder ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) hergestellt werden. Die Verbindung kann auch über eine andere Einheit hergestellt werden, die sie selbst eine Verbindung zu den einzelnen Einheiten 1,2, 3, 4 aufweist. Beispielsweise kann eine datentechnische Verbindung mittelbar über ein mit dem Internet verbundenes Mobiltelefon hergestellt werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass alternativ oder zusätzlich eine Car2Car- und/oder Car2X-Infrastruktur zur Verfügung steht, durch die eine datentechnische Verbindung zwischen dem Egofahrzeug 1 und dem weiteren Fahrzeug 2 beziehungsweise der Ampel 3 herstellbar ist.
Die Erfassungseinheiten 11, 21, 31 sind auf an sich bekannte Weise gebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Erfassungseinheit 11 des Egofahrzeugs 1 einen GPS-Sensor umfasst. Die Erfassungseinheit 21 des weiteren Fahrzeugs 2 umfasst ebenfalls einen GPS-Sensor sowie Lidar- und Kamerasensoren. Die Erfassungseinheit 31 der Ampel 3 umfasst in dem Ausführungsbeispiel eine Kamera. In weiteren Ausführungsbeispielen können alternativ oder zusätzlich weitere Sensoren von den Erfassungseinheiten 11, 21, 31 umfasst sein, beispielsweise Radar- und Ultraschallsensoren.
Mit Bezug zu den 1 und 2 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Dabei wird von dem oben mit Bezug zu 1 erläuterten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems ausgegangen.
In einem Schritt S11 wird eine Schätzposition des Egofahrzeugs 1 erfasst. Dazu wird bei dem Ausführungsbeispiel der GPS-Sensor der Erfassungseinheit 11 des Egofahrzeugs 1 verwendet.
Alternativ oder zusätzlich können weitere Verfahren zur Positionsbestimmung für das Egofahrzeug 1 verwendet werden.
In einem weiteren Schritt S12 werden Übertragungsdaten angefordert, wobei bei dem Ausführungsbeispiel durch die Steuereinheit 12 anhand der Schätzposition ein räumliches Umfeld des Egofahrzeugs 1 bestimmt wird und eine Anforderung zur Übertragung von Übertragungsdaten erzeugt und mittels der Schnittstelle 13 an weitere Einheiten in dem räumlichen Umfeld übertragen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese weitere Einheit das weitere Fahrzeug 2, welches die Anforderung mittels seiner Schnittstelle 23 empfängt. Dabei umfasst die Anforderung insbesondere Informationen über die Schätzposition des Egofahrzeugs 1.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Anforderung alternativ oder zusätzlich andere Informationen umfasst, beispielsweise über eine Identität des Egofahrzeugs 1. Ferner kann vorgesehen sein, dass keine Anfrage zur Übertragung von Übertragungsdaten gesendet wird, sondern dass die Übertragung automatisch durchgeführt wird, zum Beispiel periodisch in bestimmten Abständen oder beim Eintreten des Egofahrzeugs 1 in einen bestimmten räumlichen Bereich, zum Beispiel beim Unterschreiten eines bestimmten Abstands zu einer externen Einheit 2, 3.
In einem Schritt S21 werden durch das weitere Fahrzeug 2 Sensordaten erfasst. Die Erfassung der Sensordaten erfolgt auf an sich bekannte Weise mittels der Erfassungseinheit 21 des weiteren Fahrzeugs 2 und der davon umfassten Lidar- und Kamerasensoren.
In einem weiteren Schritt S22 werden anhand der Anfrage des Egofahrzeugs 1 und der erfassten Sensordaten Übertragungsdaten erzeugt. Bei der Erzeugung der Übertragungsdaten ist in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die zuvor erfassten Sensordaten so ausgewertet werden, dass Landmarken 6 detektiert, bestimmt und charakterisiert werden. Dabei wird detektierten Landmarken 6 jeweils eine Objektklasse zugeordnet, wobei eine Klassifizierung vorgenommen wird. Je nach der zugeordneten Objektklasse können verschiedene Typen von Landmarkenparametern bestimmt werden, insbesondere eine Positionsinformation, die beispielsweise bei linienbasierten Landmarken 6 auch mehrere Positionsangaben umfassen kann. Die Positionen der Landmarken 6 können dabei absolut bestimmt werden, wobei ein globales Koordinatensystem verwendet wird. Ferner kann ein relatives Koordinatensystem verwendet werden, insbesondere relativ zur jeweiligen Position des weiteren Fahrzeugs 2 oder des Egofahrzeugs 1. Ferner kann eine absolute Position des weiteren Fahrzeugs 2 erfasst werden und von den Überragungsdaten umfasst sein.
Insbesondere wird dabei die Relativposition des weiteren Fahrzeugs 2 zum Egofahrzeug 1 zum Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten berücksichtigt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die von den Übertragungsdaten umfassten Informationen über die Positionen von Landmarken korrekt in ein Koordinatensystem relativ zum Egofahrzeug 1 transformiert werden können. Insbesondere kann auf diese Weise berücksichtigt werden, dass sich das Egofahrzeug 1 und/oder das weitere Fahrzeug 2 während des Ablaufs des Verfahrens bewegen können und sich daher ihre Position zueinander verändert, während sich zugleich die anhand der Sensordaten bestimmbaren Positionsinformationen zusammen mit der Bewegung verändern.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Übertragungsdaten im wesentlichen unverarbeitete Sensorrohdaten umfassen. Ferner können die Übertragungsdaten verschiedene Stufen der Weiterverarbeitung der Sensorrohdaten umfassen, zum Beispiel können Schritte zur Filterung, Segmentierung, Detektion von Landmarken 6 und/oder Auswertung der detektierter Landmarken 6 vorgenommen werden.
Die Übertragungsdaten werden dann in einem Schritt S23 an das Egofahrzeug 1 übertragen. Dabei ist in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Übertragung mittelbar über den externen Server 4 erfolgt. In weiteren Ausführungsbeispielen kann stattdessen eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Fahrzeug 1 und dem weiteren Fahrzeug 2 bestehen und/oder es können weitere Möglichkeiten zum Herstellen der datentechnischen Verbindung genutzt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel werden insbesondere die oben beschriebenen Schritte in Echtzeit oder nahezu Echtzeit ausgeführt, wobei die übertragenen Übertragungsdaten auf aktuellen Sensordaten basieren. Die Erfassung der Sensordaten, die Erzeugung der Übertragungsdaten und ihre Übertragung an das Egofahrzeugs 1 erfolgen dabei ohne wesentliche Zeitverzögerung. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Sensordaten, auf denen die an das Egofahrzeugs 1 übertragenen Übertragungsdaten basieren, nicht älter als 1 h, vorteilhafterweise nicht älter als 30 min, besonders bevorzugt nicht älter als 5 min sind. Das Alter der Sensordaten bezieht sich dabei auf den Zeitpunkt der Übertragung der Übertragungsdaten an das Egofahrzeugs 1.
Bei heiteren Ausführungsbeispielen erfolgt eine kontinuierliche Erfassung der Sensordaten und anschließende Erzeugung der Übertragungsdaten. Dabei werden Informationen über das Verkehrsumfeld kontinuierlich anhand der Sensordaten aktualisiert. Die Übertragungsdaten können dabei Informationen umfassen, die innerhalb eines bestimmten Zeitfensters erfasst wurden. Dieses Zeitfenster kann etwa bis zu 1 h, vorteilhafterweise bis zu 30 min, besonders bevorzugt bis zu 5 min vor dem Zeitpunkt der Übertragung reichen.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann eine längerfristige Zwischenspeicherung der erfassten Sensordaten und/oder der Übertragungsdaten erfolgen und es können Übertragungsdaten bereitgestellt werden, die auf vor längerer Zeit erfassten Sensordaten beruhen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn in dem Verkehrsumfeld des Egofahrzeugs 1 in jüngerer Zeit keine Sensordaten durch externe Einheiten 2, 3 erfasst wurden.
In einem Schritt S13 werden die Übertragungsdaten von dem Fahrzeug 1 empfangen. In einem darauffolgenden Schritt S14 werden Umfeldmodelldaten erzeugt. Dazu wird mittels der Erfassungseinheit 11 des Egofahrzeugs 1 die Relativpositionen des Egofahrzeugs 1 zum weiteren Fahrzeug 2 bestimmt, wobei als Position des Fahrzeugs 2 der Zeitpunkt berücksichtigt wird, zu dem die Sensordaten erfasst wurden. Dabei kann ferner berücksichtigt werden, wenn die Übertragungsdaten auf Sensordaten beruhen, die zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst wurden. In diesem Fall sind bestimmten Elementen der Übertragungsdaten verschiedene Zeitpunkte zugeordnet, für die jeweils eine Relativposition bestimmt wird.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Relativposition statt durch das Egofahrzeug 1 durch das weitere Fahrzeug 2 und/oder eine andere Einheit erfasst wird.
Die Umfeldmodelldaten umfassen eine Beschreibung des Verkehrsumfeldes der mobilen Einheit 1, wobei insbesondere Informationen über Landmarken 6 in diesem Verkehrsumfeld umfasst sind. Dabei kann insbesondere eine räumlicher Abstand vorbestimmt sein und die Erfassung des Verkehrsumfeldes kann auf das durch diesen räumlichen Abstand definierte Gebiet eingeschränkt werden.
Die Informationen über Landmarken 6 umfassen bei dem Ausführungsbeispiel Objektklassen, die den Landmarken 6 jeweils zugeordnet sind und die den Typ der Landmarken 6 repräsentieren. Zum Beispiel sind verschiedene Objektklassen für punkt-, linien- und polylinienbasierte Landmarken 6 definiert. Ferner sind Landmarkenparameter umfasst, die insbesondere Informationen über Positionen, Start- und Endpositionen von Linienstrukturen, Formen, Flächen und weitere Daten umfassen.
Insbesondere werden die Umfeldmodelldaten so erzeugt, dass sie einer Karte im Verkehrsumfeld der mobilen Einheit 1 entsprechen, die insbesondere Informationen über die Landmarken 6 umfasst.
In einem weiteren Schritt S15 werden die Umfeldmodelldaten ausgegeben und an eine weitere Einrichtung des Egofahrzeugs 1 übertragen, bei dem Ausführungsbeispiel eine Lokalisierungseinheit.
Durch die Lokalisierungseinheiten wird schließlich in einem Schritt S16 eine Lokalisierung des Egofahrzeugs 1 durchgeführt. Dazu werden anhand der erfassten Schätzposition des Egofahrzeugs 1 Referenzkartendaten von dem externen Server 4 abgerufen und es wird mittels eines Abgleichs der Umfeldmodelldaten mit den Referenzkartendaten bestimmt, an welcher Position in einem globalen Koordinatensystem sich das Egofahrzeug 1 befindet.
Bei dem Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass durch das weitere Fahrzeug 2 in einem Schritt S24 Aktualisierungsdaten erzeugt werden. Dies geschieht insbesondere, wenn Abweichungen zwischen den Referenzkartendaten des externen Servers 4 und den Sensordaten des weiteren Fahrzeugs 2 bestimmt wurden. Dazu ist insbesondere vorgesehen, dass eine datentechnische Verbindung zwischen dem externen Server 4 und dem weiteren Fahrzeug 2 hergestellt wird und ein Abgleich der Referenzkartendaten mit den erfassten Sensordaten durchgeführt wird. Die Aktualisierungsdaten werden dabei so erzeugt, dass in einem weiteren Schritt S41 eine Aktualisierung der auf dem externen Server 4 gespeicherten Referenzkartendaten vorgenommen werden kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Schritte S21 bis S24 durch die Ampel 3 durchgeführt. Insbesondere kann bei einer solchen externen Einheit 3 vorgesehen sein, dass deren eigene statische Position in einem globalen Koordinatensystem besonders genau durch eine Referenzmessung bestimmt wird, etwa beim Installieren der Ampel 3. Daher können hier von der externen Einheit 3 erfasste Positionen von Landmarken 6 besonders zuverlässig und genau in das globales Koordinatensystem transformiert werden.
Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass durch das Egofahrzeug 1 Übertragungsdaten mehrerer externer Einheiten 2, 3 angefragt und empfangen werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen sind alternativ oder zusätzlich andere externe Einheiten 2, 3 vorgesehen. Insbesondere kann dabei der externe Server 4 eine Vorverarbeitung von Übertragungsdaten der externen Einheiten 2, 3 durchführen, beispielsweise indem Übertragungsdaten mehrerer externer Einheiten 2, 3 kombiniert werden. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Anfrage von Übertragungsdaten mittelbar über den externen Server 4 erfolgt, der die von den externen Einheiten 2, 3 erzeugten Übertragungsdaten verwaltet. Insbesondere kann dadurch eine Übertragung persönlicher Daten etwa von dem weiteren Fahrzeug 2 an das Egofahrzeug 1 und umgekehrt vermieden werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Position des Egofahrzeugs 1 von einer externen Einheit 2, 3 erfasst wird. Zum Beispiel kann die Ampel 3 die Position des Egofahrzeugs 1 mittels einer Kamera oder einem anderen Sensor ihrer Erfassungseinheit 31 erfassen. Dabei können die Überragungsdaten für das Egofahrzeug so erzeugt werden, dass sie die erfasste Position umfassen. Insbesondere kann, die Position in diesem Fall in Koordinaten relativ zu der Ampel 3 und/oder in globalen Koordinaten ausgedrückt werden. Insbesondere kann dem Egofahrzeug 1 somit eine Information über seine eigene Position, bestimmt von einer externen Einheit 2, 3, bereitgestellt werden. Dieses Ausführungsbeispiel kann insbesondere von ortsfest angeordneten externen Einheiten 2, 3 implementiert werden, deren eigene Position in globalen Koordinaten genau bestimmt ist und konstant bleibt, sodass durch sie eine besonders zuverlässige und genaue Positionsbestimmung für die mobile Einheit 1 durchführbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Mobile Einheit; Egofahrzeug
2: Externe Einheit; weiteres Fahrzeug
3: Externe Einheit; Ampel
4: Externer Server
5: Fahrbahn
6: Landmarken
11: Erfassungseinheit (Egofahrzeug)
12: Steuereinheit (Egofahrzeug)
13: Schnittstelle (Egofahrzeug)
21: Erfassungseinheit (weiteres Fahrzeug)
22: Steuereinheit (weiteres Fahrzeug)
23: Schnittstelle (weiteres Fahrzeug)
31: Erfassungseinheit (Ampel)
32: Steuereinheit (Ampel)
33: Schnittstelle (Ampel)
S11: Erfassen einer Schätzposition (Egofahrzeug)
S12: Anfordern von Übertragungsdaten (Egofahrzeug)
S13: Empfangen der Übertragungsdaten (Egofahrzeug)
S14: Erzeugen von Umfeldmodelldaten (Egofahrzeug)
S15: Ausgabe der Umfeldmodelldaten (Egofahrzeug)
S16: Lokalisierung (Egofahrzeug)
S21: Erfassen von Sensordaten (weiteres Fahrzeug)
S22: Erzeugen von Übertragungsdaten (weiteres Fahrzeug)
S23: Übertragung der Übertragungsdaten (weiteres Fahrzeug)
S24: Erzeugen und Übertragen von Aktualisierungsdaten (weiteres Fahrzeug)
S41: Aktualisierung von Referenzkartendaten (externer Server)

Claims

Verfahren zum Erfassen eines Verkehrsumfeldes einer mobilen Einheit (1); bei dem durch eine externe Einheit (2, 3) Sensordaten erfasst werden; anhand der erfassten Sensordaten Übertragungsdaten erzeugt und an die mobile Einheit (1) übertragen werden; eine Relativposition der externen Einheit (2, 3) relativ zu der mobilen Einheit (1) für den Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten bestimmt wird; anhand der Übertragungsdaten Umfeldmodelldaten erzeugt werden, wobei die Umfeldmodelldaten eine Beschreibung des Verkehrsumfeldes der mobilen Einheit (1) mit Informationen über Positionen und charakteristische Eigenschaften von Landmarken (6) in dem Verkehrsumfeld umfassen; und die Umfeldmodelldaten ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Umfeldmodelldaten eine Lokalisierung durchgeführt wird und eine Position der mobilen Einheit (1) bestimmt wird; wobei eine Schätzposition der mobilen Einheit (1) erfasst wird, anhand der erfassten Schätzposition Referenzkartendaten abgerufen werden, wobei die Referenzkartendaten Referenzpositionen der Landmarken (6) umfassen, und die Lokalisierung anhand der Umfeldmodelldaten und der Referenzkartendaten durchgeführt wird, bei der mittels eines Abgleichs der Umfeldmodelldaten mit den Referenzkartendaten bestimmt wird, an welcher Position in einem globalen Koordinatensystem sich die mobile Einheit (1) befindet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Einheit (2, 3) eine weitere mobile Einheit oder fest mit einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung verbunden ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten mittels LIDAR, RADAR, einer Kamera oder eines Ultraschallsensors erfasst werden.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsdaten Landmarkenbeobachtungen umfassen, wobei den Landmarkenbeobachtungen Landmarkenparameter und Objektklassen zugeordnet sind.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsdaten ferner eine absolute Position der externen Einheit (2, 3) umfassen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldmodelldaten Positionen von Landmarken (6) umfassen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Sensordaten ferner Aktualisierungsdaten erzeugt und an einen externen Server (4) übertragen werden, wobei die Aktualisierungsdaten Informationen über Landmarken (6) umfassen und anhand der Aktualisierungsdaten Referenzkartendaten des externen Servers (4) aktualisiert werden.
System zum Erfassen eines Verkehrsumfeldes einer mobilen Einheit (1); umfassend eine externe Einheit (2, 3), durch die Sensordaten erfassbar sind, wobei anhand der erfassten Sensordaten Übertragungsdaten erzeugbar und an die mobile Einheit (1) übertragbar sind; eine Erfassungseinheit (11), durch die eine Relativposition der externen Einheit (2, 3) relativ zu der mobilen Einheit (1) für den Zeitpunkt der Erfassung der Sensordaten bestimmbar ist; eine Steuereinheit (12), durch die anhand der Übertragungsdaten Umfeldmodelldaten erzeugbar sind, wobei die Umfeldmodelldaten eine Beschreibung des Verkehrsumfeldes der mobilen Einheit (1) mit Informationen über Positionen und charakteristische Eigenschaften von Landmarken (6) in dem Verkehrsumfeld umfassen; und eine Schnittstelle (13), durch welche die Umfeldmodelldaten ausgebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Umfeldmodelldaten eine Lokalisierung durchführbar ist und eine Position der mobilen Einheit (1) bestimmbar ist; wobei eine Schätzposition der mobilen Einheit (1) erfassbar ist, anhand der erfassten Schätzposition Referenzkartendaten abrufbar sind, wobei die Referenzkartendaten Referenzpositionen der Landmarken (6) umfassen, und die Lokalisierung anhand der Umfeldmodelldaten und der Referenzkartendaten durchführbar ist, bei der mittels eines Abgleichs der Umfeldmodelldaten mit den Referenzkartendaten bestimmt wird, an welcher Position in einem globalen Koordinatensystem sich die mobile Einheit (1) befindet.