DE102020107899A1 - Device for correcting deviations in localization information of a planning level and an execution level - Google Patents

Device for correcting deviations in localization information of a planning level and an execution level Download PDF

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Abstract

Offenbart ist eine Vorrichtung (300) zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen (115, 215) einer Planungsebene (100) und einer Ausführungsebene (200). Dabei ist die Planungsebene (100) ausgebildet, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen (115) zu bestimmen und basierend darauf Planungsdaten (125) für eine Steuerung eines Objektes zu erstellen, und die Ausführungsebene (200) ist ausgebildet, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen (215) zu bestimmen. Die Vorrichtung (300) umfasst ein Empfangsmodul (310), welches ausgebildet ist, um fortlaufend die ersten Lokalisierungsinformationen (115) und die zweiten Lokalisierungsinformationen (215) zu empfangen und um fortlaufend die Planungsdaten (125) zu empfangen, ein Auswertemodul (320), welches ausgebildet ist, um für erste Lokalisierungsinformationen (115) und zeitgleiche zweite Lokalisierungsinformationen (215) eine Abweichung festzustellen, und ein Korrekturmodul (330), welches ausgebildet ist, um unter Verwendung von mindestens einer festgestellten Abweichung eine Korrektur für die Planungsdaten (125) oder für mindestens eine der zweiten Lokalisierungsinformationen (215) durchzuführen.A device (300) is disclosed for correcting deviations in localization information (115, 215) of a planning level (100) and an execution level (200). The planning level (100) is designed to repeatedly determine first localization information (115) and, based on this, to create planning data (125) for controlling an object, and the execution level (200) is designed to repeatedly supply second localization information (215) determine. The device (300) comprises a receiving module (310) which is designed to continuously receive the first localization information (115) and the second localization information (215) and to continuously receive the planning data (125), an evaluation module (320), which is designed to determine a deviation for first localization information (115) and simultaneous second localization information (215), and a correction module (330) which is designed to correct the planning data (125) or using at least one determined deviation for at least one of the second location information (215).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen einer Planungsebene und einer Ausführungsebene, ein System mit getrennter Planung und Ausführung einer Steuerung, ein Objekt gesteuert über ein solchen System, ein Verfahren zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen einer Planungsebene und einer Ausführungsebene, und insbesondere auf ein Verfahren zur Korrektur von unterschiedlichen Lokalisierungsdaten in maschinell gesteuerten Systemen.The present invention relates to a device for correcting deviations in localization information of a planning level and an execution level, a system with separate planning and execution of a control, an object controlled by such a system, a method for correcting deviations in localization information of a planning level and a Execution level, and in particular a method for correcting different localization data in machine-controlled systems.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Systeme, die maschinell gesteuert eine Soll-Trajektorie planen und dann eine entsprechende Bewegung dazu ausführen - wie beispielsweise bewegte Roboter, autonome Kraftfahrzeuge oder robotorisierte Luftfahrzeuge (z.B. Drohnen) - können unterschiedliche Organisationsarchitekturen besitzen. Zu einer groben Einteilung lässt sich eine erste Klasse solcher Systeme finden, in denen Planung und Ausführung miteinander gekoppelt bzw. ineinander integriert sind, beispielsweise so, dass ausführungsbedingte Abweichungen der Bewegung von der Soll-Trajektorie bei einer Planung für eine nächste Soll-Trajektorie berücksichtigt werden. In einer zweiten Klasse solcher Systeme sind Planung und Ausführung hingegen auf unterschiedliche Ebenen bzw. auf unterschiedliche Vorrichtungen verteilt. Die Ebenen sind dabei über eine Schnittstelle verbunden, über welche die Planung lediglich eine Beschreibung des geplanten Verhaltens (beispielsweise die Soll-Trajektorie in Form der umzusetzenden zeitlichen Abfolge von Positionen und Ausrichtungen) an die ausführende Ebene überträgt.Systems that plan a target trajectory under machine control and then execute a corresponding movement - such as moving robots, autonomous vehicles or robotized aircraft (e.g. drones) - can have different organizational architectures. For a rough classification, a first class of such systems can be found in which planning and execution are coupled with one another or integrated into one another, for example in such a way that execution-related deviations of the movement from the target trajectory are taken into account when planning a next target trajectory . In a second class of such systems, however, planning and execution are distributed on different levels or on different devices. The levels are connected via an interface via which the planning only transfers a description of the planned behavior (for example the target trajectory in the form of the temporal sequence of positions and alignments to be implemented) to the executing level.

Die Organisationsarchitektur der zweiten Klasse von Systemen bietet insbesondere in der Phase des Entwurfs Vorteile bzw. Freiheiten, die andernfalls nicht erzielt werden können. Dazu zählt beispielsweise die Möglichkeit, Veränderungen innerhalb der Planung oder der Ausführung vorzunehmen, ohne danach eine damit oft notwendigerweise verbundene Überprüfung aller Funktionen des Systems durchführen zu müssen. Vielmehr kann eine solche Prüfung auf die jeweilige Ebene der Veränderungen beschränkt und dadurch Aufgaben bei Herstellung und Wartung des Systems besser verteilt werden.The organizational architecture of the second class of systems offers advantages or freedoms, particularly in the design phase, which otherwise cannot be achieved. This includes, for example, the possibility of making changes within the planning or execution without having to carry out an often necessary check of all functions of the system afterwards. Rather, such a test can be limited to the respective level of the changes and thus tasks in the production and maintenance of the system can be better distributed.

Gleichzeitig entstehen durch die Trennung jedoch neue Problemstellungen, die es für einen erfolgreichen Einsatz der Architektur zu lösen gilt. Ein solches Problem tritt insbesondere auf, wenn mehr als ein Dienst zur Lokalisierung, also zur Bestimmung von Ist-Werten von Positionen und Ausrichtungen, existiert. Dies kann beispielsweise aus Redundanzgründen erwünscht bzw. sinnvoll sein. Durch die doppelte Lokalisierung können Inkonsistenzen oder auch systematische Fehler zwischen den beiden erhaltenen Positionen und Ausrichtungen auftreten, da beide Dienste in Abhängigkeit der jeweils verwendeten Sensorik - beispielsweise durch unterschiedliche Messgeräte, aber auch aufgrund unterschiedlicher Umweltbedingungen - auf unterschiedliche Abweichungen von wahren Werten führen. Je nach Weiterverwendung der erhaltenen Lokalisierungsinformationen kann eine solche Inkonsistenz schwerwiegende Problemen zur Folge haben. Unterscheiden sich die Lokalisierungsinformationen aus den beiden Diensten, wovon im Betrieb allgemein auszugehen ist, führt dies beispielsweise zu einer Regelabweichung, die wiederum zur Vorgabe unerwünschter Stellbefehle für die Aktorik führt. Ein solches Verhalten ist ungewünscht und muss im Betrieb verhindert werden. Regelabweichungen dürfen nur durch eine tatsächliche Differenz von geplanten Soll-Lokalisierungen und realen Ist-Lokalisierungen entstehen.At the same time, however, the separation creates new problems that need to be solved for the architecture to be used successfully. Such a problem occurs in particular when there is more than one service for localization, that is to say for determining actual values of positions and orientations. This can be desirable or useful for reasons of redundancy, for example. As a result of the double localization, inconsistencies or systematic errors can occur between the two positions and alignments obtained, since both services lead to different deviations from true values depending on the sensor technology used - for example due to different measuring devices, but also due to different environmental conditions. Depending on how the localization information obtained is used, such an inconsistency can lead to serious problems. If the localization information from the two services differs, which is generally assumed in operation, this leads, for example, to a control deviation, which in turn leads to the specification of undesired control commands for the actuators. Such behavior is undesirable and must be prevented during operation. Deviations from the rules may only arise from an actual difference between the planned target localizations and the actual actual localizations.

Es besteht daher ein Bedarf nach einem Ausgleich von abweichenden Lokalisierungen im Rahmen einer modularen Implementation von Planung und Ausführung, durch welchen fehlerhafte Ausführungsvorgaben vermieden werden können.There is therefore a need to compensate for deviating localizations within the framework of a modular implementation of planning and execution, by means of which incorrect execution specifications can be avoided.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ein solches Ziel wird zumindest teilweise durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 6, ein Objekt nach Anspruch 9 und ein Verfahren nach Anspruch 12 erreicht. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.Such an object is at least partially achieved by an apparatus according to claim 1 , a system according to claim 6, an object according to claim 9 and a method according to claim 12. The dependent claims relate to advantageous developments of the subjects of the independent claims.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen einer Planungsebene und einer Ausführungsebene. Die Planungsebene ist dabei ausgebildet, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen zu bestimmen und basierend darauf Planungsdaten für eine Steuerung eines Objektes zu erstellen. Die Ausführungsebene ist ausgebildet, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen zu bestimmen. Die Vorrichtung umfasst ein Empfangsmodul, welches ausgebildet ist, um fortlaufend die ersten und die zweiten Lokalisierungsinformationen zu empfangen, und um fortlaufend die Planungsdaten zu empfangen. Weiter umfasst die Vorrichtung ein Auswertemodul, welches ausgebildet ist, um für zeitgleiche erste und zweite Lokalisierungsinformationen eine Abweichung festzustellen. Die Vorrichtung erfasst zudem ein Korrekturmodul, welches ausgebildet ist, um unter Verwendung von mindestens einer festgestellten Abweichung eine Korrektur für die Planungsdaten oder für mindestens eine der zweiten Lokalisierungsinformationen durchzuführen. Dabei kann das Korrekturmodul auch sowohl die Planungsdaten als auch die Lokalisierungsinformationen korrigieren, beispielsweise durch eine Überführung aller Lokalisierungen in Planungsdaten und zweiten Lokalisierungsinformationen in ein weiteres Bezugssystem.The present invention relates to a device for correcting deviations in localization information of a planning level and an execution level. The planning level is designed to repeatedly determine first localization information and, based on this, to create planning data for controlling an object. The execution level is designed to repeatedly determine second localization information. The device comprises a receiving module which is designed to continuously receive the first and the second localization information and to continuously receive the planning data. The device further comprises an evaluation module which is designed to determine a discrepancy for simultaneous first and second localization information. The device also detects a correction module which is designed to carry out a correction for the planning data or for at least one of the second localization information items using at least one determined deviation. The correction module can also use the Correct planning data as well as the localization information, for example by transferring all localizations into planning data and second localization information in a further reference system.

Der Begriff Lokalisierungsinformation soll dabei für eine Information über einen Zustand, insbesondere eine Position und/oder Ausrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt, eines zu steuernden Gegenstands oder Objekts stehen, so dass eine Abfolge zeitlich aufeinanderfolgender Lokalisierungsinformationen eine Steuerung des Gegenstands ermöglicht. Die vorangehend angesprochenen Abweichungen insbesondere zwischen zeitgleichen Lokalisierungsinformationen aus Planungs- und Ausführungsebene kommen zum Beispiel aus einer Verwendung von unterschiedlichen Sensoreinrichtungen oder auch aus unterschiedlichen Verarbeitungsfehlern im Rahmen der Erstellung von Lokalisierungsinformationen in Planungs- und Ausführungsebene zustande.The term localization information is intended to stand for information about a state, in particular a position and / or orientation at a specific point in time, of an object or object to be controlled, so that a sequence of chronologically successive localization information enables the object to be controlled. The above-mentioned deviations, in particular between simultaneous localization information from the planning and execution level, arise, for example, from the use of different sensor devices or from different processing errors in the context of the creation of localization information in the planning and execution level.

Unter den Begriffen Planungsebene bzw. Ausführungsebene können hierbei jeweils Vorrichtungen aus einem oder mehreren Geräten und deren Verbindungen verstanden werden, deren Einsatz mehrheitlich einer Planung einer Steuerung bzw. einer Ausführung einer Steuerung zugerechnet werden kann.The terms planning level or execution level can be understood here in each case to mean devices made up of one or more devices and their connections, the use of which can mostly be assigned to planning a control or an execution of a control.

In Ausführungsbeispielen umfassen die Lokalisierungsinformationen insbesondere Posen aus einer Position und einer Ausrichtung des zu steuernden Gegenstandes sowie einen Zeitstempel, welcher den Zeitpunkt, an dem die Pose ermittelt wurde, bestimmt. Solche Lokalisierungsinformationen werden wiederholt, zum Beispiel in einer bestimmten zeitlichen Frequenz oder auch nach sich aus Bewegungen des Gegenstands oder Objekts ergebenden Bedingungen, in oder für die Planungsebene und in oder für die Ausführungsebene erstellt.In exemplary embodiments, the localization information includes in particular poses from a position and an orientation of the object to be controlled as well as a time stamp which determines the point in time at which the pose was determined. Such localization information is repeated, for example at a specific time frequency or also according to conditions resulting from movements of the object or object, in or for the planning level and in or for the execution level.

In Ausführungsbeispielen ist die Planungsebene insbesondere zuständig zur Erstellung erwünschter Trajektorien, welche sie beispielsweise in Form einer Abfolge erwünschter zukünftiger Lokalisierungsinformationen als Planungsdaten ausgibt. Die Ausführungseinrichtung verarbeitet Planungsdaten sowie eigene Lokalisierungsinformationen zu Steuerungsbefehlen für eine Aktorik, welche die Bewegung des Gegenstands oder Objekts bewirkt.In exemplary embodiments, the planning level is particularly responsible for creating desired trajectories, which it outputs as planning data, for example in the form of a sequence of desired future localization information. The execution device processes planning data as well as its own localization information into control commands for an actuator system that causes the object or object to move.

Die vorliegende Vorrichtung bestimmt nun für Planungsdaten oder zumindest für Lokalisierungen der Ausführungsebene eine Korrektur, welche Abweichungen zwischen den Lokalisierungen aus Planungs- und Ausführungebene ausgleicht. Das Empfangsmodul der Vorrichtung kann dabei insbesondere einen Speicher aufweisen, in dem Lokalisierungsinformationen und/oder Planungsdaten beispielsweise für eine bestimmte Zeitspanne vorgehalten werden. Das Auswertemodul kann aus den ersten und zweiten Lokalisierungsinformationen zeitgleiche Paare bestimmen, und zwischen zwei Lokalisierungsinformationen Abweichungen feststellen. Zeitgleichheit ist dabei im Rahmen einer gewissen Toleranz zu verstehen, die insbesondere durch Messgenauigkeit und Frequenzen der Erstellung von Lokalisierungsinformationen bedingt sein kann. Die Korrektur wird im Korrekturmodul der Vorrichtung bestimmt und angewendet, wobei eine einmal bestimmte Korrektur mehrfach - beispielsweise bis zu einer erneuten Bestimmung - angewendet werden kann. Die Module der Vorrichtung - insbesondere das Empfangsmodul, das Auswertemodul und das Korrekturmodul - müssen dabei baulich nicht als getrennte Einheiten vorliegen, sondern können zusammengefasst, als nicht eigenständige Bestandteile anderer Teile der Vorrichtung bzw. funktional untrennbar ausgebildet sein.The present device now determines a correction for planning data or at least for localizations of the execution level which compensates for deviations between the localizations from the planning and execution level. The receiving module of the device can in particular have a memory in which localization information and / or planning data are held, for example, for a certain period of time. The evaluation module can determine simultaneous pairs from the first and second localization information and determine deviations between two localization information. Simultaneousness is to be understood in the context of a certain tolerance, which can be caused in particular by the measurement accuracy and the frequency of the creation of localization information. The correction is determined and applied in the correction module of the device, it being possible for a correction that has been determined once to be applied multiple times - for example until it is determined again. The modules of the device - in particular the receiving module, the evaluation module and the correction module - do not have to be structurally present as separate units, but can be combined, as non-independent components of other parts of the device or functionally inseparable.

Optional ist das Korrekturmodul ausgebildet, um die Korrektur in regelmäßigen Zeitabständen und/oder auf Veranlassung durch das Empfangsmodul nach vorbestimmten Kriterien, beispielsweise nach einem Empfang von Planungsdaten oder von Lokalisierungsinformationen, neu zu bestimmen.Optionally, the correction module is designed to redetermine the correction at regular time intervals and / or at the request of the receiving module according to predetermined criteria, for example after receiving planning data or localization information.

In Ausführungsbeispielen werden Planungsdaten insbesondere mit einer niedrigeren Frequenz erstellt als Lokalisierungsinformationen in der Ausführungsebene. Wie bereits erwähnt kann das Korrekturmodul dann insbesondere bei einer Korrektur von zweiten Lokalisierungsinformationen eine Korrektur jeweils bei Eingang von Planungsdaten neu bestimmen, und zweite Lokalisierungsinformationen anschließend fortlaufend mit derselben Korrektur verändern.In exemplary embodiments, planning data are created, in particular, at a lower frequency than localization information in the execution level. As already mentioned, the correction module can then, in particular when correcting second localization information, redefine a correction when planning data is received, and then continuously change the second localization information with the same correction.

Optional ist das Korrekturmodul außerdem ausgebildet, um nach einer vordefinierten Bedingung an zwei zeitlich versetzte zweite Lokalisierungsinformationen die Korrektur neu zu bestimmen.Optionally, the correction module is also designed to redetermine the correction according to a predefined condition on two second localization items of information offset in time.

Eine solche Bedingung kann beispielsweise die Bedingung umfassen, dass zwei zeitlich aufeinanderfolgende Lokalisierungsfunktionen eine Abweichung aufweisen, welche jenseits einer Schwellwertsbedingung liegt und etwa in einer plötzlichen Berichtigung eines Messfehlers oder einer Reinitialisierung von Sensoren zur Bestimmung der Lokalisierungsinformation begründet sein kann.Such a condition can include, for example, the condition that two temporally successive localization functions have a deviation which lies beyond a threshold value condition and may be due to a sudden correction of a measurement error or a reinitialization of sensors to determine the localization information.

Optional ist das Auswertemodul zudem weiter ausgebildet, um aus Lokalisierungsinformationen ein Streuungsmaß wie z.B. eine Standardabweichung oder eine Varianz zu bestimmen und zu speichern, wobei die gerade erwähnte Bedingung an die zwei zeitlich versetzten zweiten Lokalisierungsinformationen dieses Streuungsmaß berücksichtigt. Beispielsweise kann die Bedingung umfassen, dass eine Lokalisierungsinformation ganz oder teilweise außerhalb eines Bereiches des Streuungsmaßes liegt, der für uneingeschränkte Funktionalität gilt.Optionally, the evaluation module is also further designed to determine and store a degree of dispersion such as a standard deviation or a variance from localization information, the condition just mentioned being applied to the two temporally offset second ones Localization information takes this degree of dispersion into account. For example, the condition can include that a piece of localization information lies wholly or partially outside a range of the degree of dispersion that applies to unrestricted functionality.

Optional umfasst die Vorrichtung weiter ein Warnmodul, das ausgebildet ist, um bei einer Erfüllung einer vordefinierten Bedingung an die Abweichung oder an die Korrektur eine elektronische Warnmeldung auszugeben.Optionally, the device further comprises a warning module which is designed to output an electronic warning message for the deviation or for the correction when a predefined condition is fulfilled.

Ausführungsbeispiele beziehen sich auch auf ein System für eine Planung und Steuerung einer Bewegung eines Objektes. Dabei umfasst das System eine Planungsebene, die ausgebildet ist, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen zu bestimmen und Planungsdaten für eine Steuerung zu erstellen, eine Ausführungsebene, welche ausgebildet ist, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen zu bestimmen und basierend auf den Planungsdaten eine Steuerung auszuführen, und eine Vorrichtung zur Korrektur von Abweichungen zwischen den Lokalisierungsinformationen der vorangehend beschriebenen Art.Exemplary embodiments also relate to a system for planning and controlling a movement of an object. The system comprises a planning level which is designed to repeatedly determine first localization information and to create planning data for a controller, an execution level which is designed to repeatedly determine second localization information and to execute a control based on the planning data, and a device to correct deviations between the localization information of the type described above.

Optional sind dabei die Planungsebene und/oder die Ausführungsebene ausgebildet, um nach einer vordefinierten Bedingung an Lokalisierungsinformationen das Korrekturmodul zu veranlassen, eine Korrektur neu zu bestimmen.The planning level and / or the execution level are optionally designed to cause the correction module to redetermine a correction after a predefined condition of localization information.

In Ausführungsbeispielen können Lokalisierungsinformationen bereits bei ihrer Erstellung Angaben zu einem Streuungsmaß oder einem aus einer Messungenauigkeit entstehenden Fehler enthalten, oder die Planungsebene und/oder die Korrekturvorrichtung bestimmen bereits selbst Abweichungen oder Unstetigkeiten in zeitlich aufeinanderfolgenden Lokalisierungsinformationen. Nach festgelegten Kriterien kann das Korrekturmodul daher veranlasst werden, zusätzliche Korrekturbestimmungen vornehmen.In exemplary embodiments, localization information can already contain information on a degree of dispersion or an error resulting from a measurement inaccuracy when it is created, or the planning level and / or the correction device themselves determine deviations or discontinuities in temporally successive localization information. According to defined criteria, the correction module can therefore be made to carry out additional correction determinations.

Durch die verschiedenen genannten Ausbildungen von Teilen des Systems, das Korrekturmodul zu einer Bestimmung einer Korrektur zu bewegen, können insbesondere sprunghaft auftretende Veränderungen in Lokalisierungsinformationen, wie sie etwa durch eine beispielsweise umwelt- oder auch systembedingte Korrektur von akkumulierten Sensorfehlern oder durch Neukalibrierung oder Reinitialisierung von Sensoren entstehen, in ihren Auswirkungen auf die Steuerungsbefehle aufgefangen werden.Due to the various aforementioned configurations of parts of the system to move the correction module to determine a correction, sudden changes in localization information, such as those caused, for example, by an environmental or system-related correction of accumulated sensor errors, or by recalibrating or reinitializing sensors, can be made possible arise, are absorbed in their effects on the control commands.

Optional ist die Planungsebene ausgebildet, um die ersten Lokalisierungsinformationen mit einer ersten Rate zu erzeugen, und die Ausführungsebene ausgebildet ist, um die zweiten Lokalisierungsinformationen mit einer zweiten Rate zu erzeugen, wobei die erste Rate verschieden von der zweiten Rate ist.Optionally, the planning level is designed to generate the first location information at a first rate, and the execution level is designed to generate the second location information at a second rate, the first rate being different from the second rate.

Ausführungsbeispiele beziehen sich auch auf ein Objekt, welches ein System der vorhergehend beschriebenen Art umfasst, um automatisiert Bewegungen zu planen und auszuführen.Exemplary embodiments also relate to an object which comprises a system of the type described above in order to plan and execute movements in an automated manner.

Optional ist dieses Objekt ein Fahrzeug, und die Bewegungen dienen zumindest teilweise einer Automatisierung eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Fahrzeugs. Insbesondere können die Bewegungen einen oder mehrere Vorgänge aus der folgenden Liste bewirken:

  • - Regelung einer Pose des Fahrzeugs,
  • - Regelung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
  • - Regelung einer Beschleunigung des Fahrzeugs,
  • - Regelung einer Fahrdynamik,
  • - Regelung einer Fahrtrajektorie,
  • - Übergangsregelung in ein sicheres Anhalten,
  • - einen Leitwartenbetrieb.
This object is optionally a vehicle, and the movements are at least partially used to automate normal operation of the vehicle. In particular, the movements can cause one or more processes from the following list:
  • - regulation of a pose of the vehicle,
  • - regulation of a speed of the vehicle,
  • - regulation of an acceleration of the vehicle,
  • - regulation of driving dynamics,
  • - regulation of a driving trajectory,
  • - Transitional regulation in a safe stop,
  • - a control room operation.

Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein automatisiertes Kraftfahrzeug wie Personen- oder Lastkraftwagen, einen Bus oder ein Flurförderfahrzeug, aber auch um ein Schienenfahrzeug handeln.The vehicle can in particular be an automated motor vehicle such as a passenger or truck, a bus or an industrial truck, but also a rail vehicle.

Optional kann das Objekt auch ein Gerät aus der folgenden Liste sein:

  • - ein mobiler Roboter,
  • - ein Fluggerät wie beispielsweise ein Flugzeug, eine Drohne oder eine Rakete,
  • - ein Wasserfahrzeug,
  • - ein Haushaltsgerät, wie beispielsweise ein automatisierter Staubsauger oder Rasenmäher.
Optionally, the object can also be a device from the following list:
  • - a mobile robot,
  • - an aircraft such as an airplane, a drone or a rocket,
  • - a watercraft,
  • - a household appliance, such as an automated vacuum cleaner or lawn mower.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen einer Planungsebene und einer Ausführungsebene, wobei die Planungsebene ausgebildet ist, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen zu bestimmen und basierend darauf Planungsdaten für eine Steuerung eines Objektes zu ermitteln, und wobei die Ausführungsebene ausgebildet ist, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen zu bestimmen. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

  • - Bestimmung von ersten Lokalisierungsinformationen, zweiten Lokalisierungsinformationen und Planungsdaten;
  • - Auffinden einer ersten und einer zeitgleichen zweiten Lokalisierungsinformation;
  • - Feststellen einer Abweichung zwischen den zwei Lokalisierungsinformationen;
  • - Durchführen einer Korrektur der Planungsdaten oder mindestens einer Lokalisierungsfunktion unter Verwendung der Abweichung zwischen den zwei Lokalisierungsinformationen.
The present invention also relates to a method for correcting deviations in localization information of a planning level and an execution level, wherein the planning level is designed to repeatedly determine first localization information and based thereon to determine planning data for controlling an object, and wherein the execution level is designed is to repeatedly determine second location information. The process is characterized by the following steps:
  • - Determination of first location information, second location information and planning data;
  • - Finding a first and a simultaneous second localization information;
  • - Detecting a discrepancy between the two location information items;
  • - Carrying out a correction of the planning data or at least one localization function using the discrepancy between the two localization information items.

Ausführungsbeispiele des Verfahrens umfassen insbesondere auch ein Verfahren für ein Bewegungssystem, das maschinell gesteuert eine Trajektorie plant und die Bewegung dazu ausführt, und die Funktionen Planung und Ausführung in unterschiedliche Module aufteilt. Für die Planung und die Ausführung werden eigenständige, unabhängige Lokalisierungsfunktionen genutzt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Planung konsistente Ausführung durch einen permanenten Abgleich möglicher Abweichungen zwischen den Lokalisierungsfunktionen gewährleistet wird.Embodiments of the method also include, in particular, a method for a movement system that plans a trajectory in a machine-controlled manner and executes the movement for it, and divides the planning and execution functions into different modules. Independent, independent localization functions are used for planning and execution. The method is characterized in that an execution consistent with the planning is guaranteed by a permanent comparison of possible deviations between the localization functions.

In Ausführungsbeispielen treten Regelabweichungen zwischen Planungsdaten in Form einer Solltrajektorie einerseits und Lokalisierungsinformationen in Form von Ist-Posen andererseits auf, und das Verfahren berücksichtigt bei der Korrektur den Posen-Unterschied mit Bezug zum Zeitpunkt der letzten Trajektorienplanung. Der Abgleich kann insbesondere die vom Planungsmodul übergebene Soll-Trajektorie modifizieren, jedoch davon unabhängig auch die zweiten Lokalisierungsinformationen, also die von der Lokalisierungsfunktion der Ausführung bestimmten Ist-Werte. Insbesondere können in dem Verfahren auch sowohl Planungsdaten als auch die zweiten Lokalisierungsinformationen verändert werden, beispielsweise, indem der Abgleich die vom Planungsmodul übergebene Soll-Trajektorie und die von der Lokalisierungsfunktion der Ausführung bestimmten Ist-Werte in ein drittes Bezugssystem überführt. In Ausführungsbeispielen des Verfahrens werden zudem Abgleich bzw. Korrektur und Messupdates für die Lokalisierungsfunktion der Ausführung synchronisiert durchgeführt.In exemplary embodiments, there are control deviations between planning data in the form of a target trajectory on the one hand and localization information in the form of actual poses on the other hand, and the method takes into account the positional difference in the correction with reference to the time of the last trajectory planning. The comparison can in particular modify the target trajectory transferred by the planning module, but independently of this also the second localization information, that is to say the actual values determined by the localization function of the execution. In particular, both planning data and the second localization information can be changed in the method, for example by the comparison transferring the target trajectory transferred by the planning module and the actual values determined by the localization function of the execution to a third reference system. In exemplary embodiments of the method, comparison or correction and measurement updates for the localization function of the execution are also carried out in a synchronized manner.

Bei einer Durchführung des Verfahrens in Ausführungsbeispielen umfasst das System zudem ein Modul zur Selbstbeobachtung mit der Aufgabe einer Funktionskontrolle. Das Selbstbeobachtungsmodul wird bei Überschreitung von vordefinierten Kriterien an die Korrektur oder an eine Abweichung zwischen Lokalisierungsinformationen benachrichtigt oder alarmiert.When the method is carried out in exemplary embodiments, the system also includes a module for self-observation with the task of a functional check. If predefined criteria are exceeded, the self-observation module is notified or alerted to the correction or to a discrepancy between the localization information.

In Ausbildungsbeispielen bietet die vorliegende Vorrichtung unter anderem die folgenden Vorteile:

  • In einem technischen System, insbesondere in einem automatisierten Fahrzeug, das maschinell gesteuert eine Trajektorie plant und die Bewegung dafür ausführt, und bei dem Planung und Ausführung dieser Steuerung auf unterschiedlichen Ebenen verteilt und lediglich über eine oder mehrere Schnittstellen verbunden sind, werden in beiden Ebenen jeweils Sensoren (beispielsweise GPS und Kamera) zur Schätzung der eigentlichen Position bzw. Pose verwendet, die aufgrund ihrer Eigenschaften auf unterschiedliche Ergebnisse führen können. Eine Vorrichtung der hier vorgestellten Art verhindert Regelabweichungen durch Herausrechnen der Fehler. Außerdem können unerwünschte Effekte der Sensordatenfusion der Lokalisierungsfunktion auf die ausführende Ebene verhindert werden.
In training examples, the present device offers, inter alia, the following advantages:
  • In a technical system, in particular in an automated vehicle, which plans a trajectory under machine control and executes the movement for it, and in which the planning and execution of this control is distributed on different levels and only connected via one or more interfaces, in each case Sensors (for example GPS and camera) are used to estimate the actual position or pose, which, due to their properties, can lead to different results. A device of the type presented here prevents system deviations by calculating the errors. In addition, undesired effects of the sensor data fusion of the localization function on the executing level can be prevented.

Weiter lassen sich durch den modularen Aufbau des Systems Änderungen in einem Modul der Vorrichtung bzw. einer Ebene leicht in das Gesamtsystem integrieren. Insbesondere müssen bei kleinsten Änderungen alle Komponenten und Funktionen des Systems mit entsprechendem Aufwand an Kosten und Personal auf Sicherheit geprüft werden. Durch den modularen Aufbau kann diese Prüfung auf ein Modul konzentriert bzw. bei nicht von den Änderungen betroffenen Modulen zumindest erheblich beschränkt werden.Furthermore, changes in a module of the device or a level can easily be integrated into the overall system due to the modular structure of the system. In particular, in the event of the smallest changes, all components and functions of the system must be checked for security with a corresponding expenditure in terms of costs and personnel. Due to the modular structure, this test can be concentrated on one module or, in the case of modules not affected by the changes, at least be limited considerably.

Durch die Trennung unterschiedlicher Lokalisierungsfunktionen, welche unterschiedliche Sensorik benutzen, kann zudem die Ausfallsicherheit und Redundanz innerhalb des Gesamtsystems erhöht werden.By separating different localization functions that use different sensors, the failure safety and redundancy within the overall system can also be increased.

In Ausführungsbeispielen rechnet die Vorrichtung dabei alle Posen in ein einheitliches Bezugssystem um. Dadurch ist es beispielsweise möglich, eine Lokalisierungsfunktion mit niedrigerer Datenrate für die planerische Ebene und eine Lokalisierungsfunktion mit höherer Datenrate für die ausführende Ebene zu verwenden. Außerdem kann der Posen-Offset zwischen den Lokalisierungsfunktionen überwacht und an die Selbstbeobachtung des Gesamtsystems zur Funktionsüberwachung übermittelt werden.In exemplary embodiments, the device converts all poses into a uniform reference system. This makes it possible, for example, to use a localization function with a lower data rate for the planning level and a localization function with a higher data rate for the executive level. In addition, the pose offset between the localization functions can be monitored and transmitted to the self-monitoring of the overall system for function monitoring.

Der synchronisierte Abgleich der Abweichungen der Lokalisierungsfunktionen kann auch bei der Trennung von Planung und Ausführung eine konsistente und sprungfreie Trajektorienregelung ermöglichen. Messupdates, die zu einer Änderung des Unterschieds zwischen den Lokalisierungsfunktionen führen, werden so synchronisiert, dass sie erst mit einem Update der Solltrajektorie wirksam werden.The synchronized comparison of the deviations in the localization functions can enable consistent and jump-free trajectory control even when planning and execution are separated. Measurement updates that lead to a change in the difference between the localization functions are synchronized in such a way that they only become effective when the target trajectory is updated.

FigurenlisteFigure list

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränken, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.

  • 1 zeigt ein Schema für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt zusätzliche Details für eine Korrekturvorrichtung im Rahmen eines Ausführungsbeispiels in einem automatisierten Fahrzeug.
  • 3 zeigt ein Verfahren für eine Korrektur von Lokalisierungsinformationen aus einer Planungs- und solchen aus einer Ausführungsebene.
The exemplary embodiments of the present invention will be better understood with reference to the following detailed description and the accompanying drawings of the various exemplary embodiments, which, however, should not be understood in such a way that they restrict the disclosure to the specific embodiments, but merely serve for explanation and understanding.
  • 1 shows a scheme for an embodiment of the present invention.
  • 2 shows additional details for a correction device within the scope of an exemplary embodiment in an automated vehicle.
  • 3 shows a method for correcting localization information from a planning level and such from an execution level.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

1 zeigt ein Schema für eine Vorrichtung 300 zur Korrektur von Abweichungen zwischen Lokalisierungsinformationen 115 einer Planungsebene 100 einerseits und Lokalisierungsinformationen 215 einer Ausführungsebene 200 andererseits. Innerhalb der Planungsebene 100 bestimmt eine erste Lokalisierungsfunktion 110 - beispielsweise aus Daten von der Planungsebene 100 zugeordneten Sensoren - wiederholt erste Lokalisierungsinformationen 115. Analog erzeugt eine weitere, der Ausführungsebene 200 zugerechnete zweite Lokalisierungsfunktion 210 ebenfalls aus ihr zugeordneten Sensoren wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen 215. Innerhalb der Planungsebene 100 werden die ersten Lokalisierungsinformationen 115 in einer Planungseinheit 120 verwendet, um Planungsdaten 125 bzw. eine Solltrajektorie für eine Steuerung zu erstellen. Die Planungsdaten 125 sowie beide Lokalisierungsinformationen 115, 215 werden an ein Empfangsmodul 310 in der Vorrichtung 300 übertragen. Das Empfangsmodul 310 speichert die Lokalisierungsinformationen 115, 215 fortlaufend, beispielsweise in einem Ringspeicher. Die Vorrichtung 300 umfasst sodann ein Auswertemodul 320, das ausgebildet ist, um zeitgleiche Lokalisierungsinformationen 115, 215 aufzufinden und Abweichungen zwischen zwei Lokalisierungsinformationen 115, 215 festzustellen. Dabei kann eine Abweichung auch zwischen zwei ersten Lokalisierungsinformationen 115 oder zwischen zwei zweiten Lokalisierungsinformationen 215 bestimmt werden. Die Vorrichtung 300 umfasst zudem ein Korrekturmodul 330, das ausgebildet ist, um unter Verwendung von mindestens einer festgestellten Abweichung zwischen einer ersten Lokalisierungsinformation 115 und einer zeitgleichen zweiten Lokalisierungsinformation 215 eine Korrektur für die Planungsdaten 125 und/oder für mindestens eine der zweiten Lokalisierungsinformationen 215 zu bestimmen. Zudem ist das Korrekturmodul 330 ausgebildet, um die Korrektur auf Planungsdaten 125 oder auf zweite Lokalisierungsinformationen 215 anzuwenden. Die Planungsdaten 125 bzw. die zweiten Lokalisierungsinformationen 215 werden als korrigierte Daten 335 einer der Ausführungsebene 200 zugeordneten Ausführungseinheit 220 weitergegeben. Die Ausführungseinheit 220 bestimmt aus den Lokalisierungsinformationen 215 und den korrigierten Daten 335 Steuerungsbefehle für eine Aktorik (hier nicht dargestellt), welche die Bewegung bewirkt. 1 shows a scheme for a device 300 to correct discrepancies between localization information 115 a planning level 100 on the one hand and localization information 215 an execution level 200 on the other hand. Within the planning level 100 determines a first localization function 110 - for example from data from the planning level 100 assigned sensors - repeats initial localization information 115 . Analog creates another, the execution level 200 assigned second localization function 210 also repeats second localization information from sensors assigned to it 215 . Within the planning level 100 will be the first localization information 115 in one planning unit 120 used to planning data 125 or to create a target trajectory for a controller. The planning data 125 as well as both localization information 115 , 215 are connected to a receiving module 310 in the device 300 transfer. The receiving module 310 saves the location information 115 , 215 continuously, for example in a ring buffer. The device 300 then includes an evaluation module 320 , which is designed to provide simultaneous localization information 115 , 215 to find and discrepancies between two localization information 115 , 215 ascertain. There can also be a discrepancy between two first pieces of localization information 115 or between two second location information items 215 to be determined. The device 300 also includes a correction module 330 , which is designed to use at least one determined discrepancy between a first localization information 115 and a simultaneous second location information 215 a correction for the planning data 125 and / or for at least one of the second location information 215 to determine. In addition, there is the correction module 330 trained to make correction based on planning data 125 or to second localization information 215 apply. The planning data 125 or the second localization information 215 are considered corrected data 335 one of the execution level 200 assigned execution unit 220 passed on. The execution unit 220 determined from the localization information 215 and the corrected data 335 Control commands for an actuator (not shown here) that causes the movement.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Objekt mit einem System der in der Figur dargestellten Art umfasst ein automatisiertes bzw. autonomes Kraftfahrzeug mit serviceorientierter Architektur (SOA). In serviceorientierten Architekturen werden bestimmte Funktionen durch einzelne Dienste (Services) bereitgestellt. Diese Dienste sind klar abgegrenzt (modularisiert) und verfügen über definierte Schnittstellen mit anderen Diensten. Insbesondere umfassen diese Dienste solche, welche einer Planungsebene 100 sowie einer Ausführungsebene 200 entsprechen.An exemplary embodiment of an object with a system of the type shown in the figure comprises an automated or autonomous motor vehicle with a service-oriented architecture (SOA). In service-oriented architectures, certain functions are provided by individual services. These services are clearly delimited (modularized) and have defined interfaces with other services. In particular, these services include those on a planning level 100 as well as an execution level 200 correspond.

Für eine maschinelle Fahrzeugführung ist eine hochverfügbare und genaue Lokalisierung des Fahrzeugs unerlässlich. Unter einer Lokalisierung wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schätzung einer aktuellen Pose, also einer aktuellen Position und Ausrichtung des Fahrzeugs, verstanden. Für eine Lokalisierung können verschiedene Sensortypen, wie beispielsweise inertiale Messeinheiten, Sensoren eines Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS), Sensoren zu einer Lageschätzung anhand von Daten aus dem Vortriebssystem des Fahrzeugs (Odometrie) oder Kamerasensoren genutzt werden. Jeder Sensortyp verfügt über spezifische Vor- und Nachteile, welche in unterschiedlichen Umgebungen (z.B. Häuserschlucht, Autobahn, Landstraße) unterschiedliche Genauigkeiten der Posenschätzung ermöglichen. Die einzelnen Sensoren können im Rahmen einer Sensordatenfusion (z.B. in einem Kalman-Filter) miteinander fusioniert werden, so dass die Vorteile mehrerer Sensoren kombiniert werden können und eine größere Anzahl an verschiedenen möglichen Architekturen für die Lokalisierungsfunktionen 110, 210 entsteht.A highly available and precise localization of the vehicle is essential for automated vehicle guidance. In the present exemplary embodiment, localization is understood to mean the estimation of a current pose, that is to say a current position and orientation of the vehicle. Various types of sensors, such as inertial measuring units, sensors of a global navigation satellite system (GNSS), sensors for estimating the position based on data from the propulsion system of the vehicle (odometry) or camera sensors can be used for localization. Each type of sensor has specific advantages and disadvantages, which enable different levels of accuracy of the pose estimation in different environments (e.g. canyons, autobahns, country roads). The individual sensors can be fused with one another as part of a sensor data fusion (eg in a Kalman filter) so that the advantages of several sensors can be combined and a larger number of different possible architectures for the localization functions 110 , 210 arises.

Das Verhalten des Fahrzeugs wird maßgeblich von den zwei verschiedenen Ebenen der Planungsebene 100 und der Ausführungsebene 200 beeinflusst: Die Planungsebene 100 plant das gewünschte Verhalten, während die Ausführungsebene 200 dieses Soll-Verhalten umsetzt, indem Stellbefehle für die im Fahrzeug vorhandene Aktorik generiert werden. Zwischen den beiden Ebenen wird die Vorrichtung 300 als Abweichungs- bzw. Offset-Korrektur verortet, mit deren Hilfe eine Differenz zwischen den beiden Posen 115, 215 ermittelt und das Soll-Verhalten 125 oder für das Soll-Verhalten verwendete Posen 215 entsprechend korrigiert werden.The behavior of the vehicle is largely determined by the two different levels of the planning level 100 and the execution level 200 influences: The planning level 100 plans the desired behavior while the execution level 200 implements this target behavior by generating control commands for the actuators in the vehicle. The device is located between the two levels 300 located as a deviation or offset correction, with the help of which a difference between the two poses 115 , 215 determined and the target behavior 125 or poses used for the target behavior 215 corrected accordingly.

An diesem Ausführungsbeispiel eines automatisierten Kraftfahrzeugs soll nun der Mehrwehrt dieser Architektur verdeutlicht werden. Zur Verhaltens- und Trajektorienplanung erzeugt die Planungsebene 100 des Fahrzeugs Planungsdaten 125, welche insbesondere eine Soll-Trajektorie umfassen, die das Fahrzeug abzufahren hat. Diese Soll-Trajektorie umfasst eine Abfolge von Posen, also von translatorischen Positionen im Raum sowie der Ausrichtung des Fahrzeugs, mitsamt Zeitstempeln, die beschreiben, wann die jeweilige Pose vorliegen soll. Der Soll-Trajektorie liegt eine aktuelle erste Lokalisierungsinformation 115 in Form einer Ist-Pose des Fahrzeugs zugrunde, zumeist synchronisiert zum Zeitpunkt der letzten Umgebungsvermessung durch Umfeldsensoren. Die Lokalisierungsinformation 115 zur Planung der Trajektorie wird dabei von der ersten Lokalisierungsfunktion 110 (beispielsweise mit GNSS- oder Kamerasensorik) ermittelt.The added value of this architecture should now be illustrated using this exemplary embodiment of an automated motor vehicle. The planning level generates behavior and trajectory planning 100 of the vehicle's planning data 125 which in particular include a target trajectory that the vehicle has to travel. This target trajectory comprises a sequence of poses, that is to say of translational positions in space and the orientation of the vehicle, together with time stamps that describe when the respective pose should be present. Current first localization information lies in the target trajectory 115 in the form of an actual pose of the vehicle, mostly synchronized at the time of the last environmental measurement by environmental sensors. The localization information 115 the first localization function is used to plan the trajectory 110 (for example with GNSS or camera sensors).

Ohne die Vorrichtung 300 erhielte die Ausführungsebene 200 die zu fahrende Soll-Trajektorie durch einen direkten Transfer der Planungsdaten 125. Die Ausführungseinheit 220 in der Ausführungsebene 200 berechnet Stellbefehle für die Aktorik, um das gewünschte Soll-Verhalten zu erzielen. Dabei werden häufig Regler eingesetzt, die die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Pose bestimmen und auf Basis dieser Regelabweichung Stellbefehle generieren. Da die Ausführungsebene 200 insbesondere über eine eigene Lokalisierungsfunktion 210 verfügt, werden Posen aus unterschiedlichen Quellen miteinander verglichen. Die beiden ermittelten Posen - eine Lokalisierungsinformation aus den direkt übermittelten Planungsdaten 125 und eine durch die zweite Lokalisierungsfunktion 210 ermittelte zweite Lokalisierungsinformation 215 - können dabei aufgrund unterschiedlicher verwendeter Sensorik abweichen.Without the device 300 would get the execution level 200 the target trajectory to be driven through a direct transfer of the planning data 125 . The execution unit 220 in the execution level 200 calculates setting commands for the actuators in order to achieve the desired target behavior. Controllers are often used here, which determine the deviation between the target and actual pose and generate positioning commands on the basis of this control deviation. Since the execution level 200 especially with its own localization function 210 poses from different sources are compared with one another. The two poses determined - a piece of localization information from the planning data transmitted directly 125 and one by the second location function 210 determined second localization information 215 - can differ due to the different sensors used.

Die Problematik dabei kann am Beispiel des Fahrzeugstillstands verdeutlicht werden. Wird von Seiten der Planung die aktuelle Ist-Pose (eine Lokalisierungsinformation 115) als Ziel-Pose definiert, sollte das Fahrzeug stillstehen. Ermittelt jedoch die zweite Lokalisierungsfunktion 210 aufgrund von systematischen Sensorfehlern eine abweichende Ist-Pose für eine der zweiten Lokalisierungsinformationen 215, so entsteht im Regler eine Regelabweichung allein aufgrund dieser Sensorfehler. Ohne entsprechende Korrektur wäre die Folge, dass Stellbefehle für die Aktorik bestimmt werden, die diese Abweichung beheben. Das Fahrzeug würde daher nach den Regeleingriffen bestenfalls um eine mit den Sensorfehlern zusammenhängende Distanz versetzt zur eigentlich gewünschten Pose stehen.The problem here can be illustrated using the example of the vehicle at a standstill. Is the current actual pose (localization information 115 ) defined as the target pose, the vehicle should be stationary. However, finds the second localization function 210 due to systematic sensor errors, a different actual pose for one of the second localization information 215 , a control deviation arises in the controller solely due to this sensor error. Without a corresponding correction, the consequence would be that control commands are determined for the actuators that correct this deviation. After the control interventions, the vehicle would, at best, be offset from the actually desired pose by a distance associated with the sensor errors.

Die Vorrichtung 300 bietet nun eine Lösung von Problemen dieser Art. Diese erhält einerseits die Planungsdaten 125, also insbesondere die geplante Soll-Trajektorie in jedem Zeitschritt, und andererseits Lokalisierungsinformationen 115, 215 aus den beiden Lokalisierungsfunktionen 110, 210. Relevant ist dabei die Pose aus der ersten Lokalisierungsfunktion 110, auf deren Basis die aktuellen Planungsdaten 125 erstellt wurden, und eine korrespondierende Pose in einer zu ermittelnden zweiten Lokalisierungsfunktion 210 eines gleichen Zeitpunkts. In Ausführungsbeispielen umfassen die Planungsdaten 125 neben der Soll-Trajektorie die zur Planung verwendete Lokalisierungsinformation 115, beispielsweise in Form einer Pose mit zugehörigem Zeitstempel. Die zweiten Lokalisierungsinformationen 215 (welche ebenfalls Posen und Zeitstempel umfassen) können in einem Ringspeicher im Empfangsmodul 310 vorgehalten werden. Durch die Zeitstempel ist es möglich, ein korrespondierendes Posen-Pärchen zu ermitteln. Aus den beiden Posen kann anschließend eine systematische Abweichung bzw. Offset berechnet werden. Alle in der mit Soll-Trajektorie enthaltenen Posen werden um diesen Offset korrigiert, so dass Abweichungen der beiden Lokalisierungsfunktionen 110, 210 nicht zu einer Regelabweichung und damit zu Stellbefehlen für die Aktorik führen. Alternativ können auch die Ist-Werte bzw. Lokalisierungsinformationen 215 der zweiten Lokalisierungsfunktion 210 um den Offset korrigiert oder beide Werte in ein drittes Bezugssystem überführt werden, was zu einem identischen Ergebnis führen kann.The device 300 now offers a solution to problems of this kind. On the one hand, it receives the planning data 125 , in particular the planned target trajectory in each time step, and on the other hand localization information 115 , 215 from the two localization functions 110 , 210 . The pose from the first localization function is relevant here 110 , on the basis of which the current planning data 125 were created, and a corresponding pose in a second localization function to be determined 210 at the same time. In exemplary embodiments, the planning data include 125 In addition to the target trajectory, the localization information used for planning 115 , for example in the form of a pose with an associated time stamp. The second location information 215 (which also include poses and time stamps) can be stored in a ring buffer in the receiving module 310 be held up. The time stamp makes it possible to determine a corresponding pair of poses. A systematic deviation or offset can then be calculated from the two poses. All poses contained in the target trajectory are corrected by this offset, so that there are deviations in the two localization functions 110 , 210 do not lead to a control deviation and thus to control commands for the actuators. Alternatively, the actual values or localization information can also be used 215 the second localization function 210 corrected by the offset or both values transferred to a third reference system, which can lead to an identical result.

Die Abweichungen der Lokalisierungsinformationen 115, 215 vom wahren Wert können sich bei jeder Neuberechnung durch die beiden Lokalisierungsfunktionen 110, 210 ändern, weshalb die Notwendigkeit einer Synchronisierung besteht, um Sprünge in der Regelung zu vermeiden. Durch Änderungen in den Abweichungen vom wahren Wert können insbesondere in Fällen, in denen zumindest eine der Lokalisierungsfunktionen 110, 210 Lokalisierungsinformationen 115, 215 mit einer höheren Datenrate als die Korrektur durch die Vorrichtung 300 ausgibt, Sprünge in der ausgegebenen Ist-Pose dieser Lokalisierungsfunktion bis zu einer erneuten Bestimmung der Korrektur entstehen. Tritt ein solcher Sprung insbesondere bei zwei zeitlich aufeinanderfolgenden zweiten Lokalisierungsinformationen 215 auf, kann dies in der Folge zu großen Fehlern sowie unerwünschtem Verhalten der Ausführungsebene 200 führen. Dies wird mithilfe einer Synchronisierung zwischen erneuten Korrekturbestimmungen durch das Korrekturmodul 330 und den Lokalisierungsfunktionen 115, 215 verhindert. Wenn zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden ersten Lokalisierungsinformationen 115 oder zweiten Lokalisierungsinformationen 215 ein Sprung bzw. ein als diskontinuierlich zu wertender Unterschied besteht, so ist dies zum einen anhand des Verlaufs der Ist-Pose und gegebenenfalls weiterer Informationen wie insbesondere beispielsweise der zugehörigen Standardabweichung, welche ebenfalls in den Lokalisierungsinformationen 115, 215 enthalten oder in der Vorrichtung 300 anhand ihres Verlaufs berechnet und vorgehalten werden kann, erkennbar. Zum anderen treten Sprünge am Ausgang einer der Lokalisierungsfunktionen 110, 210 bei bestimmten Schritten im Verarbeitungsablauf wie beispielsweise beim Messupdate im Kalman-Filter oder bei einer Re-Initialisierung des Filters mit erhöhter Wahrscheinlichkeit auf, und können daher - beispielsweise nach Bestimmung einer tatsächlich eingetretenen Abweichung oder als generelle Regel - durch die betreffende Lokalisierungsfunktion markiert und der Vorrichtung 300 angezeigt werden. Somit liegt der Vorrichtung 300 die Information über einen Sprung am Ausgang einer der Lokalisierungsfunktionen 110, 210 vor. Durch eine (vorgezogene) erneute Bestimmung einer Korrektur vor der Verarbeitung der Pose in der Ausführungsebene 200 kann ein unerwünschtes Verhalten der Aktorik verhindert werden. Im entsprechenden Schritt kann beispielsweise der Sprung in der Ist-Pose durch eine Korrektur der Soll-Pose in den Planungsdaten 125 kompensiert werden, sodass der Soll-Ist-Vergleich in der Ausführungsebene 200 vom Sprung in der Ist-Pose unbeeinflusst bleibt.The deviations in the localization information 115 , 215 can differ from the true value with each recalculation using the two localization functions 110 , 210 change, which is why there is a need for synchronization in order to avoid jumps in the regulation. Changes in the deviations from the true value can, especially in cases where at least one of the localization functions 110 , 210 Location information 115 , 215 at a higher data rate than the correction by the device 300 outputs, jumps in the output actual pose of this localization function occur until the correction is determined again. If such a jump occurs in particular with two chronologically successive second localization information items 215 this can lead to major errors and undesirable behavior on the execution level 200 to lead. This is done by means of a synchronization between new correction determinations by the correction module 330 and the localization functions 115 , 215 prevented. If between two temporally consecutive first localization information 115 or second location information 215 If there is a jump or a difference to be assessed as discontinuous, this is on the one hand based on the course of the actual pose and possibly further information such as, for example, the associated standard deviation, which is also contained in the localization information 115 , 215 included or in the device 300 can be calculated and held on the basis of their course, recognizable. On the other hand, there are jumps at the output of one of the localization functions 110 , 210 in certain steps in the processing sequence, such as during a measurement update in the Kalman filter or when the filter is re-initialized, with an increased probability, and can therefore - for example after determining an actually occurred deviation or as a general rule - be marked by the relevant localization function and the device 300 are displayed. Thus, the device lies 300 the information about a jump at the output of one of the localization functions 110 , 210 before. By (early) redetermining a correction before processing the pose in the execution level 200 undesired behavior of the actuators can be prevented. In the corresponding step, for example, the jump in the actual pose can be made by correcting the target pose in the planning data 125 be compensated so that the target / actual comparison in the execution level 200 remains unaffected by the jump in the actual pose.

Ein Beispiel für einen solchen Sprung in der Ist-Pose kann in der zweiten Lokalisierungsfunktion 210 in einem Kraftfahrzeug bei Ausfahrt aus einem Tunnel entstehen. Wenn die zweite Lokalisierungsfunktion 210 beispielsweise Daten aus einem GNSS-Empfänger und einer inertialen Messeinheit (Inertial Measurement Unit, IMU) in einem Kalman Filter verarbeitet und dabei die Navigationsrechnung der IMU-Daten als Basissystem verwendet, finden im Tunnel durch die Beschränkung des GNSS-Empfangs keine Messupdates statt. Während der Fahrt im Tunnel werden daher die Fehler der IMU in der Navigationsrechnung aufsummiert bzw. integriert. Bei der Ausfahrt des Tunnels wird dieser Fehler bei einer erneuten Erzeugung einer Lokalisierungsinformation 215 korrigiert, und die Ist-Pose am Ausgang der Lokalisierungsfunktion 210 ändert sich sprungförmig. Wenn dies auftritt, bevor die noch zu erreichenden Soll-Positionen in den korrigierten Daten 135 selbst um die Folgen dieses Sprunges korrigiert wurden, führt es zu einem unerwünschten Verhalten der Ausführungsebene 200. Mithilfe der Vorrichtung 300 kann dieses unerwünschte Verhalten der Ausführungsebene 200 aufgrund unterschiedlicher Bezugssysteme der Soll- und ist-Größen verhindert werden. Die Offset-Korrektur kann dazu in zwei Schritten geschehen und läuft mit der gleichen Datenrate wie Lokalisierungsinformationen 215 in der Ausführungsebene 200 ab. Im ersten Schritt wird überprüft, ob neue Planungsdaten 125 oder ein Sprung in der zweiten Lokalisierungsinformation 215 vorliegen und somit ein Handlungsbedarf für die Offset-Korrektur vorhanden ist. Ein Sprung in der zweiten Lokalisierungsinformation 215 kann beispielsweise erkannt werden, indem die geschätzte Unsicherheit überwacht wird. Bei einem Messupdate, welches einen Sprung in der Lokalisierungsinformation 215 zur Folge hat, wird die geschätzte Unsicherheit sich schlagartig verringern, was im Gegensatz zum konstanten oder langsam anwachsenden regulären Verhalten (z.B. wie es häufig oder üblicherweise in gewissen Grenzen auftreten kann) der geschätzten Unsicherheit steht. Tritt ein Fall neuer Planungsdaten 125 oder eines Sprunges in den zweiten Lokalisierungsinformationen 215 ein, wird im Korrekturmodul 330 ein neuer Posen-Offset bzw. eine neue Korrektur berechnet. Die Posen der Soll-Trajektorie in den Planungsdaten 125 und der zweiten Lokalisierungsfunktion 215 können dabei in ein gemeinsames bzw. einheitliches Bezugssystem überführt werden.An example of such a jump in the actual pose can be found in the second localization function 210 arise in a motor vehicle when exiting a tunnel. When the second localization function 210 For example, data from a GNSS receiver and an inertial measurement unit (IMU) are processed in a Kalman filter and the navigation calculation of the IMU data is used as the basic system, there are no measurement updates in the tunnel due to the restriction of GNSS reception. During the journey in the tunnel, the errors of the IMU are therefore added up or integrated in the navigation calculation. When exiting the tunnel, this error appears when localization information is generated again 215 corrected, and the actual pose at the output of the localization function 210 changes in leaps and bounds. If this occurs before the desired positions still to be reached in the corrected data 135 themselves have been corrected for the consequences of this jump, it leads to undesirable behavior on the part of the execution level 200 . With the help of the device 300 can cause this undesirable execution level behavior 200 due to different reference systems of the target and actual values. The offset correction can be done in two steps and runs with the same data rate as localization information 215 in the execution level 200 away. The first step is to check whether there is any new planning data 125 or a jump in the second location information 215 exist and therefore there is a need for action for the offset correction. A jump in the second location information 215 can be detected, for example, by monitoring the estimated uncertainty. In the case of a measurement update that involves a jump in the localization information 215 As a result, the estimated uncertainty will suddenly decrease, which is in contrast to the constant or slowly increasing regular behavior (e.g. as it can occur frequently or usually within certain limits) of the estimated uncertainty. If there is a case of new planning data 125 or a jump in the second location information 215 a, is in the correction module 330 a new pose offset or a new correction is calculated. The poses of the target trajectory in the planning data 125 and the second localization function 215 can be transferred to a common or uniform reference system.

Bei der Gestaltung der Lokalisierungs- und Regelungsarchitektur ergeben sich im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere Möglichkeiten aus der Trennung von planerischer und ausführender Ebene. Es können unterschiedliche Lokalisierungsfunktionen 115, 215 für die Planungsebene 100 und die Ausführungsebene 200 verwendet werden, welche auf unterschiedlicher Sensorik basieren. Dadurch kann die Ausfallsicherheit und Redundanz innerhalb des Gesamtsystems erhöht werden. Zudem ist es dadurch möglich, eine Lokalisierungsfunktion 110 mit niedrigerer Datenrate für die Planungsebene 100 und eine Lokalisierungsfunktion 210 mit höherer Datenrate für die Ausführungsebene 200 zu verwenden. Außerdem kann der Posen-Offset zwischen den Lokalisierungsinformationen 115, 215 überwacht und an eine Selbstbeobachtung des Gesamtsystems zur Funktionsüberwachung übermittelt werden. Des Weiteren können unerwünschte Effekte der Sensordatenfusion der Lokalisierungsfunktionen 110, 210 auf die Ausführungsebene 200 verhindert werden.When designing the localization and control architecture, in the exemplary embodiment shown there are in particular possibilities from the separation of the planning and executive level. Different localization functions can be used 115 , 215 for the planning level 100 and the execution level 200 which are based on different sensors. This can increase the reliability and redundancy within the overall system. It is also possible to use a localization function 110 with a lower data rate for the planning level 100 and a localization function 210 with higher data rate for the execution level 200 to use. In addition, the pose offset between the location information 115 , 215 monitored and transmitted to a self-monitoring of the overall system for function monitoring. Furthermore, undesirable effects of the sensor data fusion of the localization functions can occur 110 , 210 to the execution level 200 be prevented.

2 zeigt weitere Details für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Vorrichtung in einem automatisierten Fahrzeug. In dem Schema zu sehen sind zunächst die bereits in 1 gezeigten Elemente einer Planungsebene 100, einer Ausführungsebene 200 und einer Vorrichtung 300 zur Korrektur von Abweichungen zwischen zwei der Lokalisierungsinformationen 115, 215. 2 shows further details for an embodiment of the present device in an automated vehicle. In the scheme you can initially see those already in 1 shown elements of a planning level 100 , an execution level 200 and a device 300 to correct deviations between two of the localization information 115 , 215 .

Konkret entstehen dabei erste Lokalisierungsinformationen 115 als Ist-Posen aus einer z.B. kartenbasierten Umfeld-Lokalisierungsfunktion 110 mit einer Datenrate von z.B. 20 Hertz (Hz). Die Planungseinheit 120 übernimmt insbesondere die Trajektorienplanung, welche eine Solltrajektorie umfassende Planungsdaten 125 mit einer Datenrate von z.B. 10 Hz ausgibt. In der Vorrichtung 300 übernimmt ein Empfangsmodul 310 den Empfang und die Speicherung der ersten Lokalisierungsinformationen 115 und der Planungsdaten 125 sowie von insbesondere weitere Ist-Posen umfassenden zweiten Lokalisierungsinformationen 215, welche in einer Lokalisierungsfunktion 210 zur Fahrdynamikzustandsschätzung mit hoher Datenrate (beispielsweise 100 Hz) erzeugt werden. Innerhalb der Vorrichtung 300 ist ein Auswertemodul 320 dargestellt, welches ausgebildet ist, um Posen des Fahrzeugs aus den Lokalisierungsinformationen 115, 215 zeitlich zuzuordnen und zu vergleichen. Außerdem ist ein Korrekturmodul 330 dargestellt, welches die beispielsweise Soll-Posen, Soll-Geschwindigkeiten und Soll-Beschleunigungen umfassenden Planungsdaten 125 und/oder die zweiten Lokalisierungsinformationen 215 korrigiert und als korrigierte Daten 335 an eine Ausführungseinheit 220 der Ausführungsebene 200 zur Fahrdynamik- und Trajektorienregelung übermittelt. Die Module 310, 320, 330 der Vorrichtung 300 sind dabei nicht notwendigerweise voneinander getrennt oder voneinander trennbar ausgebildet.Specifically, the first localization information is generated 115 as actual poses from, for example, a map-based environment localization function 110 with a data rate of, for example, 20 Hertz (Hz). The planning unit 120 in particular takes over the trajectory planning, which includes planning data comprising a target trajectory 125 outputs with a data rate of e.g. 10 Hz. In the device 300 a receiving module takes over 310 receiving and storing the first location information 115 and the planning data 125 and, in particular, second localization information comprising further actual poses 215 , which in a localization function 210 to estimate the driving dynamics state with a high data rate (for example 100 Hz). Inside the device 300 is an evaluation module 320 shown, which is designed to determine poses of the vehicle from the localization information 115 , 215 to be assigned in time and to be compared. There is also a correction module 330 which includes the planning data, for example, target poses, target speeds and target accelerations 125 and / or the second location information 215 corrected and as corrected data 335 to an execution unit 220 the execution level 200 for driving dynamics and trajectory control. The modules 310 , 320 , 330 the device 300 are not necessarily designed to be separate from one another or so that they can be separated from one another.

Die Lokalisierungsfunktion 210 ist der Ausführungsebene 200 zugeordnet. Innerhalb der Ausführungsebene 200 übermittelt sie die zweiten Lokalisierungsinformationen 215, zusammen mit weiteren Informationen wie beispielsweise Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs oder etwa von Drehraten beispielsweise von Fahrzeugrädern, ebenfalls an die Ausführungseinheit 220 der Ausführungsebene 200. Diese Ausführungseinheit 220 arbeitet beispielsweise mit einer Datenrate von 50 Hz. Sie empfängt und generiert Stellgrößen 225 zunächst für Dynamikmodule 410 des Fahrzeugs. Die Dynamikmodule besitzen Sensoren, über welche beispielsweise Odometrie-Daten 415 an die zweite Lokalisierungsfunktion 210 gesendet und dort zur Bestimmung der zweiten Lokalisierungsinformationen 215 verwendet werden. Die Dynamikmodule bewirken die Vorgänge zur Steuerung 420 des Fahrzeugs, welches Sensordaten 425 generiert, die zur Bestimmung der ersten Lokalisierungsinformation 115 an die Umfeld-Lokalisierung bzw. die erste Lokalisierungsfunktion 115 gesendet werden.The localization function 210 is the execution level 200 assigned. Within the execution level 200 it transmits the second location information 215 , together with further information such as the speed and acceleration of the vehicle or the rate of rotation, for example of vehicle wheels, also to the execution unit 220 the execution level 200 . This execution unit 220 works, for example, with a data rate of 50 Hz. It receives and generates manipulated variables 225 initially for dynamic modules 410 of the vehicle. The dynamic modules have sensors, via which, for example, odometry data 415 to the second localization function 210 sent and there for the determination of the second localization information 215 be used. The dynamic modules effect the control processes 420 of the vehicle, which sensor data 425 generated for determining the first localization information 115 to the localization of the surroundings or the first localization function 115 be sent.

Die Offset-Korrektur durch die Vorrichtung 300 ermöglicht Bewegungsregelungen des Fahrzeugs in allen Betriebsmoden, insbesondere in den Bereichen Automation, sicherem Anhalten und Leitwartenbetrieb. Durch den modularen Aufbau entstehen die bereits an anderer Stelle genannten Vorteile, darunter insbesondere die Möglichkeit, Entwicklung und Produktion der hier dargestellten Teile des Systems auf verschiedene voneinander grundsätzlich getrennt arbeitende Partner (wie etwa unterschiedliche Unternehmen oder Forschungseinrichtungen) aufzuteilen.The offset correction by the device 300 enables movement control of the vehicle in all operating modes, especially in the areas of automation, safe stopping and control room operation. The modular structure gives rise to the advantages already mentioned elsewhere, including in particular the possibility of dividing the development and production of the parts of the system shown here between different partners (such as different companies or research institutions) who work separately from one another.

3 zeigt Schritte eines Verfahrens zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen 115, 215 einer Planungsebene 100 und einer Ausführungsebene 200. Dabei ist die Planungsebene 100 ausgebildet, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen 115 zu bestimmen und basierend darauf Planungsdaten 125 für eine Steuerung eines Objektes zu ermitteln, und die Ausführungsebene 200 ist ausgebildet, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen 215 zu bestimmen. Ein erster kennzeichnender Schritt des Verfahrens umfasst ein Empfangen S100 von ersten Lokalisierungsinformationen 115, zweiten Lokalisierungsinformationen 215 und Planungsdaten 125. Dies kann mit jeweils unterschiedlichen Raten erfolgen. Die ersten Lokalisierungsinformationen 115 weisen dabei Abweichungen von jeweils zeitnah erstellten zweiten Lokalisierungsinformationen 215 auf, beispielsweise aufgrund unterschiedlicher verwendeter Sensorik, unterschiedlicher Sensorfehler oder Ungenauigkeiten bei der Erstellung der Lokalisierungsinformationen 115, 215. Die Planungsdaten 125 geben Informationen für eine Steuerung vor, welche in der Ausführungsebene 200 in Steuerungsbefehle für eine Aktorik des Objekts umgesetzt werden. Dabei werden weitere zweite Lokalisierungsinformationen 215 mit Elementen der Planungsdaten 125 verglichen, so dass die Abweichungen zu Fehlern in der Steuerung führen. 3 shows steps of a method for correcting deviations in localization information 115 , 215 a planning level 100 and an execution level 200 . Here is the planning level 100 designed to repeatedly provide first localization information 115 to be determined and planning data based on it 125 for a control of an object to be determined, and the execution level 200 is designed to repeatedly provide second location information 215 to determine. A first characterizing step of the method comprises receiving S100 from initial localization information 115 , second location information 215 and planning data 125 . This can be done at different rates. The first localization information 115 show deviations from the second localization information generated in real-time 215 on, for example due to different sensors used, different sensor errors or inaccuracies in the creation of the localization information 115 , 215 . The planning data 125 provide information for a controller, which is in the execution level 200 be implemented in control commands for an actuator of the object. Thereby additional second localization information 215 with elements of the planning data 125 compared so that the deviations lead to errors in the control.

Ein weiterer Schritt des Verfahrens umfasst ein Auffinden S200 von ersten Lokalisierungsinformationen 115 und zeitgleichen zweiten Lokalisierungsinformationen 215. Zeitgleichheit ist hierbei mit einer Toleranz zu verstehen, welche insbesondere durch unterschiedliche Erzeugungsraten von Lokalisierungsinformationen 115, 215 bestimmt ist.Another step of the method includes finding S200 from initial localization information 115 and simultaneous second location information 215 . Simultaneousness is to be understood here with a tolerance, which is in particular due to different generation rates of localization information 115 , 215 is determined.

Ein weiterer Schritt des Verfahrens umfasst ein Feststellen S300 einer Abweichung zwischen ersten Lokalisierungsinformationen 115 und zeitgleichen zweiten Lokalisierungsinformationen 215. Ein darauffolgender Schritt umfasst ein Durchführen S400 einer Korrektur der Planungsdaten 125 oder mindestens einer der zweiten Lokalisierungsinformationen 215 unter Verwendung mindestens einer Abweichung. Die Korrektur kann dabei insbesondere zunächst aus mindestens einer Abweichung zu einer bestimmten Zeit bestimmt und dann wiederholt verwendet werden, bis eine nächste Korrektur bestimmt wird. Durch die Korrektur lassen sich Fehler und Sprünge in der Steuerung des Objekts vermeiden.A further step of the method comprises a determination S300 a discrepancy between first location information 115 and simultaneous second location information 215 . A subsequent step includes performing S400 a correction of the planning data 125 or at least one of the second location information 215 using at least one deviation. The correction can in particular initially be determined from at least one deviation at a specific time and then used repeatedly until a next correction is determined. The correction prevents errors and jumps in the control of the object.

Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the description, the claims and the figures can be essential for the implementation of the invention both individually and in any combination.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100
PlanungsebenePlanning level
110110
erste Lokalisierungsfunktionfirst localization function
115115
erste Lokalisierungsinformationeninitial localization information
120120
PlanungseinheitPlanning unit
125125
PlanungsdatenPlanning data
200200
AusführungsebeneExecution level
210210
zweite Lokalisierungsfunktionsecond localization function
215215
zweite Lokalisierungsinformationensecond location information
220220
AusführungseinheitExecution unit
225225
StellgrößenManipulated variables
300300
Vorrichtungcontraption
310310
EmpfangsmodulReceiving module
320320
AuswertemodulEvaluation module
330330
KorrekturmodulCorrection module
335335
korrigierte Datencorrected data
410410
DynamikmoduleDynamic modules
415415
Odometrie-DatenOdometry data
420420
Vorgänge zur SteuerungControl operations
425425
SensordatenSensor data
S100, ..., S400S100, ..., S400
VerfahrensschritteProcedural steps

Claims (12)

Vorrichtung (300) zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen (115, 215) einer Planungsebene (100) und einer Ausführungsebene (200), wobei die Planungsebene (100) ausgebildet ist, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen (115) zu bestimmen und basierend darauf Planungsdaten (125) für eine Steuerung eines Objektes zu erstellen, und wobei die Ausführungsebene (200) ausgebildet ist, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen (215) zu bestimmen, die Vorrichtung (300) umfasst: ein Empfangsmodul (310), welches ausgebildet ist, um fortlaufend die ersten Lokalisierungsinformationen (115) und die zweiten Lokalisierungsinformationen (215) zu empfangen, und um fortlaufend die Planungsdaten (125) zu empfangen; ein Auswertemodul (320), welches ausgebildet ist, um für zumindest einige der ersten Lokalisierungsinformationen (115) und zeitgleiche zweite Lokalisierungsinformationen (215) eine Abweichung festzustellen; und ein Korrekturmodul (330), welches ausgebildet ist, um unter Verwendung von mindestens einer festgestellten Abweichung eine Korrektur für die Planungsdaten (125) oder für mindestens eine der zweiten Lokalisierungsinformationen (215) durchzuführen.Device (300) for correcting deviations in localization information (115, 215) of a planning level (100) and an execution level (200), the planning level (100) being designed to repeatedly determine first localization information (115) and, based thereon, planning data ( 125) for a control of an object, and wherein the execution level (200) is designed to repeatedly determine second localization information (215), the device (300) comprises: a receiving module (310) which is designed to continuously receive the first localization information (115) and the second localization information (215) and to continuously receive the planning data (125); an evaluation module (320) which is designed to determine a discrepancy for at least some of the first localization information (115) and simultaneous second localization information (215); and a correction module (330) which is designed to carry out a correction for the planning data (125) or for at least one of the second localization information (215) using at least one determined deviation. Die Vorrichtung (300) nach Anspruch 1, wobei das Korrekturmodul (330) ausgebildet ist, um die Korrektur gemäß zumindest einer Vorschrift aus der folgenden Liste neu zu bestimmen: - in regelmäßigen Zeitabständen, - auf Veranlassung durch das Empfangsmodul (310) nach vordefinierten Kriterien.The device (300) after Claim 1 , wherein the correction module (330) is designed to redetermine the correction according to at least one rule from the following list: - at regular time intervals, - at the request of the receiving module (310) according to predefined criteria. Die Vorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Korrekturmodul (330) ausgebildet ist, um nach einer vordefinierten Bedingung an zwei zeitlich versetzte zweite Lokalisierungsinformationen (215) die Korrektur neu zu bestimmen.The device (300) according to any one of the preceding claims, wherein the correction module (330) is designed to redetermine the correction according to a predefined condition for two temporally offset second localization information items (215). Die Vorrichtung (300) nach Anspruch 3, wobei das Auswertemodul (320) weiter ausgebildet ist, um aus gespeicherten Lokalisierungsinformationen (115, 215) ein Streuungsmaß zu bestimmen und zu speichern, und das Streuungsmaß bei der vordefinierten Bedingung an die zwei zeitlich versetzten zweiten Lokalisierungsinformationen (215) zu berücksichtigen.The device (300) after Claim 3 , wherein the evaluation module (320) is further designed to determine and store a degree of dispersion from stored localization information (115, 215), and to take into account the degree of dispersion in the predefined condition for the two temporally offset second localization information items (215). Die Vorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiter ein Warnmodul umfasst, das ausgebildet ist, um bei einer Erfüllung einer vordefinierten Bedingung an die Abweichung oder an die Korrektur eine Warnung auszugeben.The device (300) according to one of the preceding claims, further comprising a warning module which is designed to output a warning when a predefined condition for the deviation or for the correction is fulfilled. Ein System für eine Planung und Steuerung einer Bewegung eines Objektes, mit: einer Planungsebene (100), welche ausgebildet ist, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen (115) zu bestimmen und Planungsdaten (215) für eine Steuerung zu erstellen; einer Ausführungsebene (200), welche ausgebildet ist, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen (215) zu bestimmen und basierend auf den Planungsdaten (125) eine Steuerung auszuführen; einer Vorrichtung (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.A system for planning and controlling the movement of an object, with: a planning level (100) which is designed to repeatedly determine first localization information (115) and to create planning data (215) for a controller; an execution level (200) which is designed to repeatedly determine second localization information (215) and to execute a control based on the planning data (125); a device (300) according to any one of the preceding claims. Das System nach Anspruch 6, wobei die Planungsebene (100) und/oder die Ausführungsebene (200) ausgebildet ist/sind, um nach einer vordefinierten Bedingung an Lokalisierungsinformationen (115, 215) das Korrekturmodul (330) zu veranlassen, eine Korrektur neu zu bestimmen.The system after Claim 6 , wherein the planning level (100) and / or the execution level (200) is / are designed to cause the correction module (330) to redetermine a correction according to a predefined condition of localization information (115, 215). Das System nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei die Planungsebene (100) ausgebildet ist, um die ersten Lokalisierungsinformationen (115) mit einer ersten Rate zu erzeugen, und die Ausführungsebene (200) ausgebildet ist, um die zweiten Lokalisierungsinformationen (215) mit einer zweiten Rate zu erzeugen, wobei die erste Rate verschieden von der zweiten Rate ist.The system after Claim 6 or Claim 7 wherein the planning level (100) is configured to generate the first location information (115) at a first rate, and the execution level (200) is configured to generate the second location information (215) at a second rate, the first Rate is different from the second rate. Ein Objekt mit einem System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, um automatisiert Bewegungen zu planen und auszuführen.An object with a system according to one of the Claims 6 until 8th to plan and execute movements automatically. Das Objekt nach Anspruch 9, das ein Fahrzeug ist, und wobei die Bewegungen solche umfassen, welche zumindest teilweise einer Automatisierung eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Fahrzeugs dienen und insbesondere einen oder mehrere Vorgänge aus der folgenden Liste bewirken: - Regelung einer Pose des Fahrzeugs, - Regelung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs - Regelung einer Beschleunigung des Fahrzeugs, - Regelung einer Fahrdynamik, - Regelung einer Fahrtrajektorie, - Übergangsregelung in Sicheres Anhalten, - Leitwartenbetrieb.The object after Claim 9 , which is a vehicle, and wherein the movements include those which at least partially serve to automate normal operation of the vehicle and in particular cause one or more processes from the following list: - regulation of a pose of the vehicle, - regulation of a speed of the vehicle - Regulation of an acceleration of the vehicle, - Regulation of driving dynamics, - Regulation of a driving trajectory, - Transitional regulation in safe stopping, - Control room operation. Das Objekt nach Anspruch 9, welches eines aus der folgenden Liste ist: - ein mobiler Roboter, - ein Fluggerät, - ein Wasserfahrzeug, - ein Haushaltsgerät.The object after Claim 9 , which is one of the following list: - a mobile robot, - an aircraft, - a watercraft, - a household appliance. Ein Verfahren zur Korrektur von Abweichungen in Lokalisierungsinformationen (115, 215) einer Planungsebene (100) und einer Ausführungsebene (200), wobei die Planungsebene (100) ausgebildet ist, um wiederholt erste Lokalisierungsinformationen (115) zu bestimmen und basierend darauf Planungsdaten (125) für eine Steuerung eines Objektes zu ermitteln, und wobei die Ausführungsebene (200) ausgebildet ist, um wiederholt zweite Lokalisierungsinformationen (215) zu bestimmen, gekennzeichnet durch: - Empfangen (S100) von ersten Lokalisierungsinformationen (115), zweiten Lokalisierungsinformationen (215) und Planungsdaten (125); - Auffinden (S200) von ersten Lokalisierungsinformationen (115) und zeitgleichen zweiten Lokalisierungsinformationen (215); - Feststellen (S300) einer Abweichung zwischen ersten Lokalisierungsinformationen (115) und zeitgleichen zweiten Lokalisierungsinformationen (215); - Durchführen (S400) einer Korrektur der Planungsdaten (125) oder mindestens einer der zweiten Lokalisierungsinformationen (215) unter Verwendung mindestens einer Abweichung.A method for correcting deviations in localization information (115, 215) of a planning level (100) and an execution level (200), the planning level (100) being designed to repeatedly determine first localization information (115) and, based thereon, planning data (125) for controlling an object, and wherein the execution level (200) is designed to repeatedly determine second localization information (215), characterized by : receiving (S100) first localization information (115), second localization information (215) and planning data (125); - Finding (S200) of first localization information (115) and simultaneous second localization information (215); - Establishing (S300) a discrepancy between first localization information (115) and simultaneous second localization information (215); - Carrying out (S400) a correction of the planning data (125) or at least one of the second localization information (215) using at least one deviation.
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