DE102020131997A1 - Positioning in relation to landmarks - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Landmarke umfasst Schritte des Abtastens eines Umfelds eines Fahrzeugs; des Bestimmens einer geografischen Position des Fahrzeugs; des Bestimmens, dass die Position des Fahrzeugs mit einer vorbestimmten Sicherheit bestimmt wurde; des Bestimmens einer geografischen Position einer Landmarke auf der Basis der Abtastung und bezüglich der Position des Fahrzeugs; und des Hinzufügens der Landmarke zu Karteninformationen, die Landmarken im Umfeld des Fahrzeugs umfassen.A method for determining a landmark includes the steps of scanning an environment of a vehicle; determining a geographic position of the vehicle; determining that the position of the vehicle has been determined with a predetermined confidence; determining a geographic position of a landmark based on the scan and relative to the position of the vehicle; and adding the landmark to map information including landmarks around the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft die Bestimmung einer geografischen Position eines Fahrzeugs bezüglich einer bekannten Landmarke im Umfeld des Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung einer Landmarke.The invention relates to determining a geographic position of a vehicle with respect to a known landmark in the vicinity of the vehicle. In particular, the invention relates to the determination of a landmark.

Ein Fahrassistent in einem Fahrzeug ist dazu eingerichtet, eine Längs- oder Quersteuerung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Beispielsweise kann ein Fahrspurassistent dazu eingerichtet sein, das Fahrzeug zwischen Fahrbahnmarkierungen zu halten, die mittels einer Kamera abgetastet und automatisch erkannt werden können. Für die Steuerung muss eine Position des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit und Sicherheit bestimmt werden. Dazu können mehrere Sensoren vorgesehen sein, die Abtastungen bereitstellen, auf deren Basis die Position des Fahrzeugs bestimmt werden kann.A driving assistant in a vehicle is set up to influence a longitudinal or lateral control of the vehicle. For example, a lane assistant can be set up to keep the vehicle between lane markings that can be scanned by a camera and automatically recognized. For the control, a position of the vehicle must be determined with high accuracy and certainty. To this end, a number of sensors can be provided which provide samples on the basis of which the position of the vehicle can be determined.

Um zu bestimmen, wie sicher die Position des Fahrzeugs um weniger als ein vorbestimmtes Maß von seiner tatsächlichen Position abweicht, wurde vorgeschlagen, Abtastungen verschiedener Sensoren, die Daten zur Bestimmung der Position bereitstellen, einzeln zu validieren. Für jeden Sensor kann bestimmt werden, wie gut eine Position auf der Basis seiner Abtastung zu einer Positionshypothese für das Fahrzeug passt.In order to determine how certain the vehicle's position deviates from its actual position by less than a predetermined amount, it has been proposed to individually validate readings from various sensors that provide data to determine position. For each sensor, it can be determined how well a position fits a position hypothesis for the vehicle based on its sensing.

Ein Sensor kann als Umfeldsensor ausgeführt sein, der dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Landmarke im Umfeld erfassen. Ist die Landmarke bekannt, so kann ihre Position in Karteninformationen nachgeschlagen werden. Die Position des Fahrzeugs kann dann bezüglich der Position der wenigstens einen Landmarke bestimmt werden.A sensor can be designed as an environment sensor that is set up to detect at least one landmark in the environment. If the landmark is known, its position can be looked up in map information. The position of the vehicle can then be determined with respect to the position of the at least one landmark.

Eine falsch oder ungenau in den Karteninformationen hinterlegte Landmarke kann zur Bestimmung einer falschen Position des Fahrzeugs führen, sodass besondere Sorgfalt angewandt werden muss, um die Landmarke für die Karteninformationen zu definieren. Als Referenz verwendbare Landmarken werden üblicherweise auf der Basis von Messfahrten mit speziell ausgerüsteten Messfahrzeugen bestimmt, was aufwändig sein kann.A landmark stored incorrectly or inaccurately in the map information can result in an incorrect position of the vehicle being determined, so that special care must be taken in order to define the landmark for the map information. Landmarks that can be used as a reference are usually determined on the basis of measurement runs with specially equipped measurement vehicles, which can be complex.

Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zur Bestimmung einer Landmarke für eine Positionsbestimmung bereitzustellen. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.One of the objects on which the invention is based is to provide an improved technique for determining a landmark for determining a position. The invention solves the problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer Landmarke Schritte des Abtastens eines Umfelds eines Fahrzeugs; des Bestimmens einer geografischen Position des Fahrzeugs; des Bestimmens, dass die Position des Fahrzeugs mit einer vorbestimmten Sicherheit bestimmt wurde; des Bestimmens einer geografischen Position einer Landmarke auf der Basis der Abtastung und bezüglich der Position des Fahrzeugs; und des Hinzufügens der Landmarke zu Karteninformationen, die Landmarken im Umfeld des Fahrzeugs umfassen.According to a first aspect of the present invention, a method for determining a landmark includes the steps of scanning an area surrounding a vehicle; determining a geographic position of the vehicle; determining that the position of the vehicle has been determined with a predetermined confidence; determining a geographic position of a landmark based on the scan and relative to the position of the vehicle; and adding the landmark to map information including landmarks around the vehicle.

Erfindungsgemäß kann eine Landmarke automatisch definiert werden, sofern sie bezüglich einer ausreichend sicher bestimmten Position bestimmt werden kann. Die Landmarke kann auch Ankerpunkt genannt werden und später als geografischer Referenzpunkt dienen, beispielsweise zur Positionsbestimmung. Dadurch kann sichergestellt sein, dass die Position der Landmarke ebenfalls eine hohe Sicherheit aufweist. Eine Fehlbestimmung kann vermieden werden. Verfahrensgemäß kann die Landmarke bestimmt werden, ohne ein speziell ausgerüstetes Fahrzeug oder die Durchführung einer Messfahrt zu erfordern. Eine Aktualität von Karteninformationen kann gesteigert sein. Das Verfahren kann parallel mit mehreren Fahrzeugen durchgeführt werden, sodass Landmarken in einem vorbestimmten Gebiet rasch flächendeckend bestimmt werden können. Eine Positionsbestimmung eines weiteren Fahrzeugs auf der Basis der bestimmten Landmarken kann einfacher, schneller oder genauer sein.According to the invention, a landmark can be defined automatically if it can be determined in relation to a position that is determined with sufficient certainty. The landmark can also be called an anchor point and can later be used as a geographic reference point, for example for position determination. This can ensure that the position of the landmark also has a high level of security. A wrong determination can be avoided. According to the method, the landmark can be determined without requiring a specially equipped vehicle or carrying out a measurement run. Up-to-dateness of map information can be increased. The method can be carried out in parallel with several vehicles, so that landmarks in a predetermined area can be quickly and comprehensively determined. Determining the position of another vehicle on the basis of the determined landmarks can be simpler, faster or more accurate.

In einer weiteren Ausführungsform wird bestimmt, wie gut eine auf der Basis der Abtastung bestimmte Position zu einer Positionshypothese für die Position des Fahrzeugs passt; wobei die Sicherheit auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses bestimmt wird. Insbesondere kann bestimmt werden, dass die einzelne Position um nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß von der Positionshypothese abweicht. Ist die Abweichung geringer als das Maß, so kann positiv validiert werden, andernfalls negativ. Das Validieren kann einer gewissen Irrtumswahrscheinlichkeit unterliegen, die angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit die einzelne Position positiv validiert wird, obwohl wie weiter als vorbestimmt von der tatsächlichen Position abweicht.In another embodiment, determining how well a position determined based on the scan fits a position hypothesis for the position of the vehicle; wherein the safety is determined based on a determination result. In particular, it can be determined that the individual position does not deviate from the position hypothesis by more than a predetermined amount. If the deviation is less than the measure, it can be validated positively, otherwise negatively. The validation can be subject to a certain probability of error, which indicates the probability with which the individual position is positively validated, although how much further than predetermined deviates from the actual position.

Wird das Umfeld mittels mehrerer voneinander unabhängiger Sensoren abgetastet, so können jeweils Sicherheiten zu den einzelnen Abtastungen bestimmt werden. Eine Wahrscheinlichkeit, dass eine auf der Basis der Abtastungen bestimmte Position um mehr als das vorbestimmte Maß von der tatsächlichen Position abweicht, obwohl alle Abtastungen positiv validiert wurden, kann einem Produkt der Irrtumswahrscheinlichkeiten für die einzelnen Abtastungen entsprechen. Liegen beispielsweise drei positiv validierte Abtastungen vor, und Irrtumswahrscheinlichkeiten für die positive Validierung betragen jeweils 1 : 100, so kann eine bestimmte Position des Fahrzeugs noch mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 : (1003) = 1 : (1 E6) = 0,0001 % unbemerkt falsch sein. Eine Sicherheit, dass die bestimmte Position korrekt ist, also nicht mehr als das vorbestimmte Maß von der tatsächlichen Position abweicht, entspricht in diesem Beispiel 1 - 0,0001 % = 99,9999 %.If the environment is scanned using a number of sensors that are independent of one another, then certainties can be determined for the individual scans. A probability that a position determined based on the scans deviates from the actual position by more than the predetermined amount, even though all scans have been validated positively, can correspond to a product of the error probabilities for the individual scans. For example, if there are three positively validated scans, and the probability of error for each positive validation is 1:100, a specific position of the vehicle still be wrong with a probability of 1 : (100 3 ) = 1 : (1 E6) = 0.0001%. A certainty that the determined position is correct, ie does not deviate from the actual position by more than the predetermined amount, corresponds in this example to 1−0.0001%=99.9999%.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden auf der Basis der Abtastung eine Landmarke im Umfeld erfasst; eine Position der Landmarke auf der Basis von Karteninformationen bestimmt; und die Position des Fahrzeugs auf der Basis der Position der Landmarke bestimmt. Die Karteninformationen können Landmarken und deren geografische Positionen umfassen. Die Abtastungen können insbesondere auf der Basis von bildgebenden Sensoren bereitgestellt sein. Beispielsweise kann eine Abtastung mittels eines Radarsensors, eines LiDAR-Sensors, eines Ultraschallsensors oder einer Kamera erfolgen.In a preferred embodiment, a landmark in the area is detected on the basis of the scanning; determines a position of the landmark based on map information; and determines the position of the vehicle based on the position of the landmark. The map information can include landmarks and their geographic locations. The scans can be provided in particular on the basis of imaging sensors. For example, scanning can take place using a radar sensor, a LiDAR sensor, an ultrasonic sensor or a camera.

Bevor die bestimmte Landmarke an anderer Stelle verwendet wird, insbesondere zu Bestimmung einer Position eines anderen Fahrzeugs, können noch eine oder mehrere Überprüfungen durchgeführt werden, um das Ablegen von falscher, ungenauer oder statistisch abhängigen Informationen vorzubeugen.Before the specific landmark is used elsewhere, in particular to determine a position of another vehicle, one or more checks can be carried out in order to prevent incorrect, imprecise or statistically dependent information from being stored.

In einer Ausführungsform wird die Landmarke nur hinzugefügt, falls die Position des Fahrzeugs mit einer vorbestimmten Genauigkeit bestimmt wurde. Die Genauigkeit kann auf der Basis einer Abtastung bestimmt werden. Beispielsweise kann ein die Abtastung bereitstellender Sensor die Genauigkeit auf der Basis einer Entfernung zur Landmarke, eines Signal-Rausch-Abstands oder anderen Randbedingungen bestimmen und bereitstellen.In one embodiment, the landmark is only added if the position of the vehicle has been determined with a predetermined accuracy. Accuracy can be determined based on a scan. For example, a sensor providing the sampling may determine and provide the accuracy based on a distance to the landmark, a signal-to-noise ratio, or other constraints.

Die Landmarke kann nur hinzugefügt werden, falls keine mit der bestimmten Landmarke überlappende andere Landmarke von den Karteninformationen umfasst ist. Einer Landmarke kann eine Ausdehnung bezüglich ihrer Position zugeordnet sein. Belegen zwei verschiedene Landmarken im Wesentlichen die gleiche geografische Position, so können Abtastungen beider Landmarken nicht substanziell mehr Informationen bereitstellen als eine Abtastung allein. Durch Verwerfen solcher einander überlagernder oder überlappender Landmarken kann der Bestimmung einer Position mit einer nur scheinbar erhöhten Sicherheit entgegengewirkt werden.The landmark can be added only if no other landmark overlapping the designated landmark is included in the map information. A landmark can be assigned an extent with regard to its position. If two different landmarks occupy essentially the same geographic position, scans of both landmarks cannot provide substantially more information than one scan alone. By discarding such superimposed or overlapping landmarks, the determination of a position can be counteracted with an only seemingly increased certainty.

Die Landmarke kann nur hinzugefügt werden, falls die Landmarke ausreichend sicher von anderen Objekten im Umfeld unterschieden werden kann. Wie sicher eine Verwechslung mit einem anderen Objekt ausgeschlossen werden kann, kann durch einen Sensor bestimmt werden, der die Abtastung bereitstellt. Beispielsweise kann eine Kamera eine optische Abtastung des Umfelds vornehmen und verschiedene Objekte im Umfeld bestimmen, die in irgendeiner Weise wiedererkennbar sind. Dann kann bestimmt werden, ob die Objekte untereinander verwechslungsgefährdet sind. Existieren zwei oder mehr Objekte, die verwechselt werden können, insbesondere wenn sie in vorbestimmter räumlicher Nähe zueinander liegen, so kann keine neue Landmarke bestimmt werden. Eine bereits bestehende Landmarke, die mit der neuen Landmarke verwechslungsgefährdet ist, kann ebenfalls gelöscht oder als unsicher gekennzeichnet werden. In einer weiteren Ausführungsform wird eine Liste von Landmarken geführt, die als verwechslungsgefährdet bestimmt wurden. Auf der Basis der Liste kann ein erneutes Eintragen einer potenziell verwechslungsgefährdeten Landmarke verhindert werden.The landmark can only be added if the landmark can be distinguished from other objects in the area with sufficient certainty. How reliably a confusion with another object can be ruled out can be determined by a sensor that provides the scanning. For example, a camera can perform an optical scan of the environment and determine various objects in the environment that are recognizable in some way. It can then be determined whether the objects are at risk of being confused with one another. If there are two or more objects that can be confused, in particular if they are in a predetermined spatial proximity to one another, then no new landmark can be determined. An existing landmark that is at risk of being confused with the new landmark can also be deleted or flagged as unsafe. In a further embodiment, a list of landmarks that have been determined to be at risk of confusion is maintained. On the basis of the list, it is possible to prevent a landmark that is potentially at risk of being confused from being entered again.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine zuvor zu den Karteninformationen hinzugefügte Landmarke auf der Basis der bestimmten Landmarke validiert. Insbesondere können Landmarken, die von verschiedenen Fahrzeugen aus bestimmt wurden, gegeneinander validiert werden. Eine Validierung kann positiv ausfallen, wenn die Landmarken übereinstimmen, oder negativ, wenn das nicht der Fall ist. Weichen zwei bestimmte Landmarken beispielsweise in ihren Positionen um mehr als eine vorbestimmte Strecke voneinander ab, so können sie negativ validiert werden.In a preferred embodiment, a landmark previously added to the map information is validated based on the determined landmark. In particular, landmarks that were determined from different vehicles can be validated against one another. A validation can be positive if the landmarks match, or negative if they don't. If, for example, the positions of two specific landmarks deviate from one another by more than a predetermined distance, they can be validated negatively.

Zur Validierung einer Landmarke können auch mehrere Landmarken betrachtet werden, von denen einige als festgelegt und andere als noch unsicher gelten können. Eine festgelegte Landmarke kann beispielsweise auf eine bestimmte Weise erstellt worden sein, etwa mittels eines Messfahrzeugs, oder durch eine Person verifiziert und bestätigt. Eine unsichere Landmarke kann automatisch erstellt und noch nicht ausreichend oft oder gut validiert worden sein.To validate a landmark, several landmarks can also be considered, some of which can be considered fixed and others still uncertain. A defined landmark can, for example, have been created in a specific way, for example by means of a measuring vehicle, or verified and confirmed by a person. An uncertain landmark may have been created automatically and not yet been validated sufficiently often or well.

Eine Konstellation von einem Fahrzeug aus beobachteter Landmarken kann so im Raum verschoben oder gedreht werden, dass sie möglichst gut zu einer korrespondierenden Konstellation in den Karteninformationen abgelegter Landmarken passt. Dabei können die Verschiebung und/oder Drehung auf einen Bereich beschränkt sein, der durch die Positionsbestimmung als gesichert gilt. So kann die Verschiebung/Drehung nicht größer als ein anzunehmender Fehler bei der Positionsbestimmung sein. Beim Anpassen kann insbesondere versucht werden, festgelegte Landmarken möglichst gut zu treffen. Dann kann bestimmt werden, wie gut eine zu validierende Landmarke durch eine beobachtete getroffen wird. Übersteigt ein Abstand zwischen der beobachteten Position und der hinterlegten Position einen vorbestimmten Schwellenwert, so kann eine negative Validierung erfolgen. Es ist zu beachten, dass sowohl die Eintragung einer Landmarke als auch ihre Validierung bevorzugt nur dann durchgeführt wird, wenn eine geografische Position des beobachtenden Fahrzeugs mit einer vorbestimmten Sicherheit und/oder Genauigkeit bestimmt werden konnte.A constellation of landmarks observed from a vehicle can be shifted or rotated in space in such a way that it fits as well as possible to a corresponding constellation of landmarks stored in the map information. The displacement and/or rotation can be limited to an area that is considered to be secured by the position determination. The displacement/rotation cannot be greater than an assumed error in the position determination. When adjusting, an attempt can be made in particular to hit fixed landmarks as well as possible. It can then be determined how well a landmark to be validated is matched by an observed one. Exceeds a distance between the observed position and the stored position has a predetermined threshold value, a negative validation can take place. It should be noted that both the registration of a landmark and its validation are preferably only carried out if a geographic position of the vehicle being observed could be determined with a predetermined certainty and/or accuracy.

Es ist besonders bevorzugt, dass Landmarken, die auf der Basis einer Vielzahl Abtastungen bestimmt wurden, gegeneinander validiert werden. Beispielsweise können hunderte oder tausende bestimmte Landmarken gegeneinander validiert werden, wobei die Landmarken auf der Basis von verschiedenen Fahrten und/oder Fahrzeugen bestimmt sein können. Eine negativ validierte Landmarke kann aus den Karteninformationen gelöscht werden. So können Beobachtungen einer Flotte von Fahrzeugen vorteilhaft genutzt werden, um Landmarken zu erstellen und zu validieren. Mit einer Anzahl von Beobachtungen kann eine Bestimmungssicherheit einer Landmarke steigen. Eine inkorrekte Landmarke kann automatisch gelöscht werden, sodass eine Änderung der realen Landmarke schnell in den Kartendaten reflektiert werden kann. Eine solche Änderung kann beispielsweise eine Sperrung einer Fahrspur einer Fahrstraße, ein neu erstelltes Gebäude umfassen. Auch ein Objekt, das von einer Fahrstraße aus nicht mehr beobachtet werden kann, etwa eine Kirche, die hinter einer Schallschutzwand verborgen wird, kann rasch aus den Karteninformationen entfernt werden.It is particularly preferred that landmarks determined on the basis of a large number of scans are validated against one another. For example, hundreds or thousands of specific landmarks can be validated against each other, where the landmarks can be determined on the basis of different journeys and/or vehicles. A negatively validated landmark can be deleted from the map information. In this way, observations of a fleet of vehicles can be advantageously used to create and validate landmarks. A determination certainty of a landmark can increase with a number of observations. An incorrect landmark can be automatically deleted so that a change in the real landmark can be quickly reflected in the map data. Such a change can include, for example, blocking a lane of a road, a newly constructed building. Even an object that can no longer be observed from a driveway, such as a church that is hidden behind a soundproof wall, can be quickly removed from the map information.

Eine zu den Karteninformationen hinzugefügte Landmarke kann zur Benutzung zu Navigationszwecken erst dann freigegeben werden, falls sie ausreichend validiert wurde. Insbesondere kann die Landmarke erst freigegeben werden, wenn sie ausreichend oft, über einen ausreichend langen Zeitraum hinweg, und/oder von ausreichend vielen verschiedenen Fahrzeugen aus positiv validiert werden konnte.A landmark added to the map information can only be released for use for navigation purposes if it has been sufficiently validated. In particular, the landmark can only be released when it has been able to be positively validated sufficiently often, over a sufficiently long period of time, and/or from a sufficient number of different vehicles.

Von den Karteninformationen umfasste Landmarken können menschenverständlichen Kategorien zugeordnet sein, wobei die bestimmte Landmarke bevorzugt in keine dieser Kategorien fällt. Menschenverständliche Kategorien können beispielsweise ein Straßenschild, eine Spurmarkierung, ein Bauwerk oder eine natürliche Geländeformation umfassen. Eine Landmarke einer solchen Kategorie betrifft üblicherweise nur ein einziges Objekt und nicht eine Konstellation mehrerer Objekte. Eine Landmarke, die auf der Basis einer Abtastung bestimmt wird, kann außerhalb solcher menschlicher Kategorien liegen und beispielsweise eine charakteristische Konstellation von Objekten oder Merkmalen von Objekten umfassen. Beispielsweise kann ein maschinell gut wiedererkennbarer Abschnitt eines Fensters eine Landmarke bilden, beispielsweise wenn das Fenster Teil eines Industriebauwerks ist. In einer Ausführungsform kann eine Landmarke durch einen Deskriptor in CNN oder durch ein Muster beschrieben sein oder eine Konstellation von SIFT-Merkmalen umfassen.Landmarks included in the map information can be assigned to human-understandable categories, with the specific landmark preferably not falling into any of these categories. Human-readable categories may include, for example, a road sign, a lane marker, a structure, or a natural terrain formation. A landmark of such a category usually only concerns a single object and not a constellation of several objects. A landmark determined based on a scan may fall outside of such human categories and may include, for example, a characteristic constellation of objects or features of objects. For example, a section of a window that is easily recognizable by a machine can form a landmark, for example if the window is part of an industrial building. In one embodiment, a landmark may be described by a descriptor in CNN, or by a pattern, or may include a constellation of SIFT features.

Die hierin vorgestellte Technik kann insbesondere verwendet werden, um eine Positionsbestimmung auf der Basis von Landmarken zu ermöglichen oder zu verbessern. In einer Ausführungsform wird ein Umfeld eines weiteren Fahrzeugs abgetastet; wobei wenigstens eine Landmarke im Umfeld auf der Basis der Abtastung bestimmt wird; wobei eine geografische Position der Landmarke in Karteninformationen hinterlegt ist; wobei eine Position des weiteren Fahrzeugs auf der Basis der Landmarke bestimmt wird. Eine in den Karteninformationen hinterlegte Landmarke kann mittels eines hierin beschriebenen Ansatzes automatisch hinzugefügt worden sein.The technique presented herein can be used in particular to enable or improve position determination based on landmarks. In one specific embodiment, surroundings of a further vehicle are scanned; wherein at least one landmark in the area is determined based on the scan; wherein a geographic position of the landmark is stored in map information; wherein a position of the further vehicle is determined on the basis of the landmark. A landmark stored in the map information may have been automatically added using an approach described herein.

Es ist besonders bevorzugt, dass die in den Karteninformationen angegebenen Landmarken jeweils ein Attribut tragen, das einen Hinweis auf ihre Vertrauenswürdigkeit gibt. Beispielsweise kann angegeben sein, seit wann die Landmarke bekannt ist, wie oft sie validiert wurde oder mit welcher Sicherheit sie bestimmt wurde. Zur Positionsbestimmung können nur solche Landmarken aus den Karteninformationen verwendet werden, die eine vorbestimmte Bedingung erfüllen, die insbesondere bezüglich eines oder mehrerer Attributs bestimmt sein kann.It is particularly preferred that the landmarks given in the map information each have an attribute that gives an indication of their trustworthiness. For example, it can be specified how long the landmark has been known, how often it has been validated or with what certainty it was determined. Only those landmarks from the map information that meet a predetermined condition, which can be determined in particular with regard to one or more attributes, can be used to determine the position.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Landmarke eine Abtasteinrichtung zur Abtastung eines Umfelds eines Fahrzeugs; einen Kartenspeicher zur Ablage von Karteninformationen, die Landmarken im Umfeld des Fahrzeugs umfassen; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine geografische Position des Fahrzeugs zu bestimmen; zu bestimmen, dass die Position des Fahrzeugs mit einer vorbestimmten Sicherheit bestimmt wurde; eine geografische Position einer Landmarke auf der Basis der Abtastung und bezüglich der Position des Fahrzeugs zu bestimmen; und die Landmarke zu den Karteninformationen hinzuzufügen.According to a second aspect of the present invention, a device for determining a landmark includes a scanning device for scanning the surroundings of a vehicle; a map memory for storing map information that includes landmarks in the vicinity of the vehicle; and a processing device. In this case, the processing device is set up to determine a geographic position of the vehicle; determine that the position of the vehicle has been determined with a predetermined confidence; determine a geographic position of a landmark based on the scan and relative to the position of the vehicle; and add the landmark to the map information.

Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.The processing device can be set up to carry out a method described herein in whole or in part. For this purpose, the processing device can comprise a programmable microcomputer or microcontroller and the method can be present in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.

Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung.According to a third aspect of the present invention, a vehicle includes an apparatus as described herein.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:

  • 1 ein System;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens;
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Verfahrens; und
  • 4 eine schematische Darstellung von Landmarken bezüglich eines Fahrzeugs

illustriert.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
  • 1 a system;
  • 2 a flowchart of a first method;
  • 3 a flowchart of a second method; and
  • 4 a schematic representation of landmarks relating to a vehicle

illustrated.

1 zeigt ein System 100, das ein Fahrzeug 105, insbesondere ein Kraftfahrzeug wie einen Personenkraftwagen oder ein Kraftrad, und eine Vorrichtung 110 umfasst, die an Bord des Fahrzeugs 105 angebracht ist. Das Fahrzeug 105 kann in Abhängigkeit einer bestimmten geografischen Position gesteuert werden kann, beispielsweise in Längs- und/oder Querrichtung. Die Vorrichtung 110 umfasst wenigstens eine Informationsquelle 115 zur Bereitstellung von Informationen, die auf eine Position und/oder Ausrichtung des Fahrzeugs 105 hinweisen. Wie später noch genauer ausgeführt wird, sind bevorzugt mehrere Informationsquellen 115 vorgesehen. Eine Informationsquelle 115 kann einen Sensor umfassen, der insbesondere zur Abtastung eines Umfelds des Fahrzeugs 105 eingerichtet sein kann. Mehrere Informationsquellen 115 können auch einen gemeinsamen Sensor verwenden. Der Sensor kann insbesondere eine Kamera, einen Radarsensor, einen LiDAR-Sensor dienen. Bekannte solche Systeme umfassen GALILEO, GPS und GLONASS. Bestimmungen können jeweils auf der Basis von differenziellen Messungen (DGPS: differential GPS) verbessert werden. 1 FIG. 1 shows a system 100 that includes a vehicle 105, in particular a motor vehicle such as a passenger car or a motorcycle, and a device 110 that is mounted on board the vehicle 105. FIG. The vehicle 105 can be controlled depending on a specific geographical position, for example in the longitudinal and/or lateral direction. Device 110 includes at least one information source 115 for providing information that indicates a position and/or orientation of vehicle 105 . As will be explained in more detail later, a plurality of information sources 115 are preferably provided. An information source 115 can include a sensor that can be set up in particular to scan an environment of vehicle 105 . Multiple information sources 115 can also use a common sensor. In particular, the sensor can be a camera, a radar sensor, a LiDAR sensor. Known such systems include GALILEO, GPS and GLONASS. Determinations can each be improved on the basis of differential measurements (DGPS: differential GPS).

Es ist weiterhin bevorzugt, dass jede Informationsquelle 115 nur einen Sensor verwendet, um eine statistische Unabhängigkeit der bereitgestellten Informationen sicherzustellen. Eine Verarbeitungseinrichtung 120 ist zur Verarbeitung von Informationen vorgesehen, die von der Informationsquelle 115 bereitgestellt werden. Weiter kann eine Referenz 125 vorgesehen sein, die Informationen bereitstellt, die mehreren oder allen Informationsquellen 115 zugeordnet sein können. Beispielsweise kann die Referenz 125 einen Kartenspeicher zur Bereitstellung von Karteninformationen oder ein Odometer zur Bereitstellung von Odometriedaten umfassen. Die Verarbeitungsvorrichtung 120 kann mit einer Schnittstelle 130 verbunden sein, die bevorzugt zur Bereitstellung einer bestimmten Position und/oder Ausrichtung eingerichtet ist.It is further preferred that each information source 115 uses only one sensor to ensure statistical independence of the information provided. A processing device 120 is provided for processing information provided by the information source 115 . Furthermore, a reference 125 can be provided, which provides information that can be assigned to several or all information sources 115 . For example, the reference 125 may include a map memory to provide map information or an odometer to provide odometry data. The processing device 120 can be connected to an interface 130, which is preferably configured to provide a specific position and/or orientation.

Es wird vorgeschlagen, dass die Verarbeitungseinrichtung 120 dazu eingerichtet ist, auf der Basis von Informationen, die von verschiedenen Informationsquellen 115 bereitgestellt werden, jeweils eine einzelne Position des Fahrzeugs 105 zu bestimmen. Dazu kann sie Informationen der Referenz 125 verwenden. Beispielsweise kann die Informationsquelle eine Kamera umfassen, die Landmarken im Umfeld des Fahrzeugs 105 erfasst. Positionen der Landmarken können von geografischen Umgebungsinformationen der Referenz 125 umfasst sein, sodass die einzelne Position bestimmt werden kann, indem die Beobachtungen an die bekannten Informationen angepasst werden. Dieser Vorgang wird auch „matching“ und ein ausführendes Element auch „Matcher“ oder Anpasser genannt. Ein Anpasser ist üblicherweise spezifisch für eine vorbestimmte Informationsquelle 115 bereitgestellt. Für unterschiedliche Fahrsituationen können unterschiedliche, spezialisierte Anpasser vorgesehen sein.It is proposed that processing device 120 be set up to determine an individual position of vehicle 105 on the basis of information provided by various information sources 115 . To do this, it can use information from reference 125. For example, the information source can include a camera that captures landmarks in the area surrounding vehicle 105 . Positions of the landmarks can be included in the geographical environment information of the reference 125, so that the individual position can be determined by fitting the observations to the known information. This process is also called “matching” and an executing element is also called “matcher” or adaptor. A matcher is typically provided specific to a predetermined information source 115 . Different, specialized adapters can be provided for different driving situations.

Die Verarbeitungseinrichtung 120 kann auch eine Positionshypothese bereitstellen, auf deren Basis beispielsweise bei einer folgenden Bestimmung arbeiten kann. Die Positionshypothese kann beispielsweise auf der Basis einer zuvor bestimmten Position und einer seitdem erfolgten Bewegung des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. Alternativ kann die bestimmte Position als Positionshypothese verwendet werden. Beim Matching können Umgebungsinformationen der Referenz 125 in einem vorbestimmten Bereich um die Positionshypothese berücksichtigt werden.The processing device 120 can also provide a position hypothesis, on the basis of which a subsequent determination can work, for example. The position hypothesis can be determined, for example, on the basis of a previously determined position and a movement of the vehicle 105 that has taken place since then. Alternatively, the determined position can be used as a position hypothesis. During the matching, environmental information of the reference 125 can be taken into account in a predetermined area around the position hypothesis.

Auf der Basis der einzelnen Positionen kann die Verarbeitungseinrichtung 120 eine Position des Fahrzeugs 105 bestimmen. Außerdem ist die Verarbeitungseinrichtung 120 bevorzugt dazu eingerichtet, für die einzelnen Informationsquellen 115 jeweils zu bestimmen, wie gut die bereitgestellten Informationen zur bestimmten Position oder der Positionshypothese passen. Dazu können die jeweiligen Informationen und die daraus bestimmte einzelne Position betrachtet werden. Der Vorgang wird auch Validieren und eine ausführende Komponente Validator genannt. Ein Matcher und ein Validator können miteinander integriert ausgeführt sein.Based on the individual positions, the processing device 120 can determine a position of the vehicle 105 . In addition, the processing device 120 is preferably set up to determine for the individual information sources 115 how well the information provided matches the specific position or the position hypothesis. For this purpose, the respective information and the individual position determined from it can be viewed. The process is also called validation and an executing component validator. A matcher and a validator can be integrated with each other.

Sollten die Informationen weniger gut als ein vorbestimmtes Maß zur bestimmten Position passen, so kann die Verarbeitungseinrichtung 120 ein Signal bereitstellen, das über die Schnittstelle 130 bereitgestellt werden kann. Das Signal kann ausgegeben werden, wenn die Informationen wenigstens einer von mehreren Informationsquellen 115 schlechter als vorbestimmt zur bestimmten Position passen. Das Signal kann darauf hinweisen, dass keine Position bestimmt werden oder die Position nicht mit ausreichender Sicherheit bestimmt werden konnte. Eine von der bestimmten Position abhängige Steuerung, etwa für eine Bewegung des Fahrzeugs 105, kann daraufhin deaktiviert werden und ein Fahrer kann aufgefordert werden, die Steuerung des Fahrzeugs 105 zu übernehmen.If the information does not match the specific position as well as a predetermined measure, the processing device 120 can provide a signal that can be provided via the interface 130 . The signal can be issued if the information is received from at least one of several information sources 115 fit the specific position worse than predetermined. The signal can indicate that no position can be determined or that the position could not be determined with sufficient certainty. A control dependent on the determined position, for example for a movement of the vehicle 105, can then be deactivated and a driver can be requested to take over control of the vehicle 105.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens 200, das insbesondere an Bord eines Fahrzeugs 105 und vorzugsweise mittels einer Vorrichtung 110 ausgeführt werden kann. Das erste Verfahren 200 umfasst mehrere Funktionsblöcke 205, die nebenläufig zueinander ausgeführt werden können. Dazu können die gleichen oder voneinander verschiedene Elemente der Vorrichtung 110 verwendet werden. Obwohl beliebig viele Funktionsblöcke 205 gebildet werden können, liegt ihre Zahl an einem üblichen Fahrzeug 105 allgemein bei ca. 2-4. 2 shows a flowchart of a first method 200, which can be carried out in particular on board a vehicle 105 and preferably by means of a device 110. The first method 200 comprises a number of function blocks 205 which can be executed concurrently with one another. The same or different elements of the device 110 can be used for this purpose. Although any number of function blocks 205 can be formed, their number in a typical vehicle 105 is generally around 2-4.

In einem Funktionsblock 205 stellt eine Informationsquelle 115 Informationen bereit, die auf eine Position, eine Ausrichtung oder eine Pose des Fahrzeugs 105 hinweisen. Eine Pose umfasst allgemein eine Position und eine Ausrichtung. Im dreidimensionalen Raum kann eine Pose beispielsweise sechs Angaben umfassen, von denen drei translatorisch und drei rotatorisch bezüglich eines kartesischen Koordinatensystems sind. Obwohl die Erfindung auch auf der Basis einer Position oder einer Ausrichtung anstelle einer Pose ausgeführt werden könnte, ist im Folgenden von Posen die Rede.At a function block 205 , an information source 115 provides information indicative of a vehicle 105 position, orientation, or pose. A pose generally includes a position and an orientation. For example, in three-dimensional space, a pose may include six statements, three of which are translational and three of which are rotational with respect to a Cartesian coordinate system. Although the invention could also be implemented on the basis of a position or an orientation instead of a pose, poses are referred to in the following.

In einem Schritt 210 wird auf der Basis der von der Informationsquelle 115 bereitgestellten Informationen eine einzelne Pose bestimmt. Vorliegend wird von einer „einzelnen“ Pose gesprochen, wenn diese auf der Basis nur einer Informationsquelle 115 bestimmt ist. Die Pose des Fahrzeugs 105 ist auf der Basis mehrerer „einzelnen“ Posen bestimmt. Der Schritt 210 kann auf eine beliebige Weise durchgeführt werden und beispielsweise eine Mittelwertbildung, einen adaptiven Filter, ein physikalisches Modell des Fahrzeugs 105 oder ein trainiertes neuronales Netzwerk umfassen. Die Bestimmung kann auf der Basis noch weiterer Informationen erfolgen, die von der Referenz 125 bereitgestellt sind. Der Schritt 210 kann auch rückgekoppelt sein und eine zuvor selbst bereitgestellte einzelne Pose verarbeiten.In a step 210, based on the information provided by the information source 115, a single pose is determined. In the present case, an “individual” pose is used when it is determined on the basis of just one information source 115 . The pose of the vehicle 105 is determined based on a plurality of "individual" poses. Step 210 may be performed in any manner and may include, for example, averaging, an adaptive filter, a physical model of the vehicle 105, or a trained neural network. The determination can be made based on still other information provided by the reference 125 . Step 210 can also be feedback and process a previously self-provided single pose.

Bezüglich einer bestimmten Pose kann eine grundlegende Überprüfung erfolgen. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug 105 auf einer Fahrstraße befindet, auf der eine zu steuernde Fahrfunktion überhaupt angeboten wird. Beispielsweise kann eine Voraussetzung für das Verfolgen einer Fahrspur sein, dass die Fahrstraße eine Autobahn oder eine Schnellstraße umfasst. Eine solche Überprüfung kann auch mittels eines separaten Funktionsblocks erfolgen. Ist eine erforderliche Voraussetzung nicht erfüllt, so kann das erste Verfahren 200 terminieren.A basic check can be made for a particular pose. For example, it can be determined whether vehicle 105 is located on a route on which a driving function to be controlled is actually offered. For example, a prerequisite for following a lane can be that the route includes a freeway or an expressway. Such a check can also be carried out using a separate function block. If a required prerequisite is not met, the first method 200 can terminate.

In einem Schritt 215 werden die im Schritt 210 verwendeten Informationen der Informationsquelle 115 bewertet, indem geprüft wird, wie gut sie zu einer Pose des Fahrzeugs 105 passen. Diese Bestimmung kann auch Validieren genannt werden, und ein den Schritt 215 ausführendes Element kann als Validator bezeichnet werden. Die Pose des Fahrzeugs 105 wird auf der Basis bestimmter einzelner Posen bestimmt, wie unten genauer ausgeführt ist. Zur Bewertung kann ein Abstand bestimmt werden, der zwischen der einzelnen Pose und der Pose des Fahrzeugs 105 liegt. Der Abstand kann für jeweils enthaltene Positionen einen euklidischen Abstand und für jeweils enthaltene Ausrichtungen einen zwischen ihnen liegenden Winkel umfassen. Der Abstand und der Winkel können zur Bildung einer kombinierten Kennzahl verwendet werden, um einen späteren Vergleich mit einem vorbestimmten Maß zu erleichtern. Alternativ kann auch ein Überdeckungsmaß verwendet werden, das angibt, wie stark zwei Posen einander überdecken. Das vorbestimmte Maß kann einem maximal tolerierbaren Fehler bei der bestimmten Pose entsprechen oder kleiner sein. Für jeden Funktionsblock 105 kann ein individuelles Maß vorbestimmt sein. Übersteigt der Abstand beziehungsweise die Kennzahl das vorbestimmte Maß, so kann ein Signal, insbesondere ein Warnsignal, an einen Schritt 225 bereitgestellt werden.In a step 215 the information from the information source 115 used in step 210 is evaluated by checking how well it matches a pose of the vehicle 105 . This determination may also be called validating, and an element performing step 215 may be called a validator. The pose of the vehicle 105 is determined based on certain individual poses, as detailed below. A distance between the individual pose and the pose of the vehicle 105 can be determined for the evaluation. The distance may include a Euclidean distance for each included location and an angle between each included orientations. The distance and angle can be used to form a combined index to facilitate later comparison to a predetermined measure. Alternatively, an overlap measure can also be used, which indicates how much two poses overlap each other. The predetermined amount may be less than or equal to a maximum tolerable error in the particular pose. An individual measure can be predetermined for each function block 105 . If the distance or the code number exceeds the predetermined amount, a signal, in particular a warning signal, can be provided to a step 225 .

Das vorbestimmte Maß kann in Abhängigkeit eines Fahrzustands und/oder einer Fahrfunktion des Fahrzeugs 105 bestimmt sein. Die Fahrfunktion kann insbesondere einen Fahrassistenten umfassen, der dazu eingerichtet ist, einen Fahrer des Fahrzeugs 105 zu entlasten oder zu unterstützen. Der Fahrassistent kann eine Längssteuerung und/oder eine Quersteuerung des Fahrzeugs 105 durchführen oder in eine davon bei Bedarf eingreifen. In einer Ausführungsform ist der Fahrassistent zur automatischen oder autonomen Führung des Fahrzeugs 105 eingerichtet.The predetermined measure can be determined as a function of a driving condition and/or a driving function of vehicle 105 . The driving function can in particular include a driving assistant that is set up to relieve or support a driver of the vehicle 105 . The driving assistant can carry out a longitudinal control and/or a lateral control of the vehicle 105 or intervene in one of them if required. In one specific embodiment, the driving assistant is set up for automatically or autonomously guiding the vehicle 105 .

Sollte die einzelne Pose schlechter als vorbestimmt zur bestimmten Pose des Fahrzeugs 105 passen, beispielsweise indem der Abstand das vorbestimmte Maß übersteigt, so kann ein Signal bereitgestellt werden, das in einem Schritt 220 ausgewertet werden kann. Außerdem kann die Bestimmung der Pose im Schritt 210 in Abhängigkeit der bestimmten Qualität, des bestimmten Abstands oder des bestimmten Signals erfolgen. Beispielsweise kann im Schritt 210 ein adaptiver Filter berechnet werden, der neu initialisiert werden kann, falls die durch den Filter bereitgestellte einzelne Pose mehr als vorbestimmt von der Pose des Fahrzeugs 105 abweicht.Should the individual pose match the specific pose of vehicle 105 worse than predetermined, for example if the distance exceeds the predetermined amount, then a signal can be provided which can be evaluated in step 220 . In addition, the pose can be determined in step 210 as a function of the quality determined, the distance determined, or the signal determined. For example, in step 210, an adaptive filter can be calculated, which can be reinitialized if the Filter provided individual pose deviates from the pose of the vehicle 105 more than predetermined.

In einem Schritt 220 wird die Pose des Fahrzeugs 105 bestimmt. Dazu werden bevorzugt die in den Funktionsblöcken 105, insbesondere den Schritten 210, bestimmten einzelnen Posen miteinander kombiniert. Die Kombination kann alle bestimmten einzelnen Posen in der gleichen Weise oder individuell berücksichtigen. Beispielsweise können einzelne Posen berücksichtigt werden, die auf der Basis verschiedener Verarbeitungen von Informationen desselben Sensors bestimmt sind. Einzelne Posen, bzw. ihnen zugrunde liegende Daten, die von einem der Schritte 215 als nicht vertrauenswürdig bestimmt wurden, können bei der Bestimmung der Pose des Fahrzeugs 105 verworfen werden. Die bestimmte Pose des Fahrzeugs 105 kann nach Außen bereitgestellt werden, falls sie als vertrauenswürdig bestimmt wurde.In a step 220 the pose of the vehicle 105 is determined. For this purpose, the individual poses determined in the function blocks 105, in particular the steps 210, are preferably combined with one another. The combination can take into account all determined individual poses in the same way or individually. For example, individual poses determined on the basis of different processing of information from the same sensor can be taken into account. Individual poses, or the data on which they are based, which were determined to be untrustworthy by one of steps 215 can be discarded when determining the pose of vehicle 105 . The determined pose of the vehicle 105 may be provided to the outside if determined to be trustworthy.

In einem Schritt 225 können Validationssignale der Funktionsblöcke 205 ausgewertet werden. An der Schnittstelle 130 kann ein Signal, das auf eine möglicherweise nicht vertrauenswürdige bestimmte Pose des Fahrzeugs 105 hinweist, auf der Basis eines oder mehrerer Signale aus Schritten 215 der Funktionsblöcke 105 bestimmt und bereitgestellt werden.In a step 225, validation signals from the function blocks 205 can be evaluated. At interface 130 a signal indicative of a potentially untrustworthy particular pose of vehicle 105 may be determined and provided based on one or more signals from steps 215 of functional blocks 105 .

In einer Ausführungsform wird ein solches Signal an der Schnittstelle 130 bereits ausgegeben, wenn mindestens eine der bestimmten einzelnen Posen um mehr als das zugeordnete vorbestimmte Maß von der bestimmten Pose abweicht. Dies kann gleichbedeutend mit dem Vorliegen mindestens eines Warnsignals in einem der Schritte 215 sein.In one embodiment, such a signal is already output at the interface 130 if at least one of the specific individual poses deviates from the specific pose by more than the associated predetermined amount. This can be equivalent to the presence of at least one warning signal in one of steps 215 .

In einer anderen Ausführungsform kann in einem Schritt 215 ein Warnsignal nicht nur bereitgestellt oder nicht bereitgestellt werden, sondern es kann auch keine Aussage zu einer bestimmte Pose getroffen werden. Beispielsweise kann ein LiDAR-Sensor im Umfeld des Fahrzeugs ein weiteres Fahrzeug abtasten, das mit keinem in einem Kartenspeicher vermerkten Objekt korreliert. In diesem Fall kann eine auf der Basis anderer Abtastungen des LiDAR-Sensors bestimmte einzelne Pose weder bestätigt noch angezweifelt werden. Eine Beurteilung der bestimmten einzelnen Pose im Schritt 215 kann in einem solchen Fall unterbleiben. In der Folge kann im Schritt 225 das Warnsignal an der Schnittstelle 130 nicht auf der Basis des fehlenden Signals bestimmt werden. Allerdings kann das Warnsignal noch gegeben werden, falls ein anderer Validator 215 Zweifel an der Vertrauenswürdigkeit einer zugeordneten einzelnen Pose bestimmt, oder zu wenige Validatoren 215 die Pose beurteilen. Sollte in keinem der Schritte 215 der Funktionsblöcke 205 eine Aussage zur Vertrauenswürdigkeit der betrachteten Daten gemacht worden sein, kann im Schritt 225 ebenfalls das Warnsignal ausgegeben werden.In another embodiment, in a step 215, a warning signal can not only be provided or not provided, but also no statement can be made about a specific pose. For example, a LiDAR sensor in the vicinity of the vehicle can scan another vehicle that does not correlate with any object noted in a map memory. In this case, a single pose determined based on other LiDAR sensor scans cannot be confirmed or disputed. In such a case, an assessment of the specific individual pose in step 215 can be omitted. As a result, at step 225, the warning signal at interface 130 cannot be determined based on the missing signal. However, the warning signal may still be given if another validator 215 determines doubts about the trustworthiness of an associated individual pose, or too few validators 215 evaluate the pose. If in none of the steps 215 of the function blocks 205 has a statement been made regarding the trustworthiness of the data under consideration, the warning signal can also be output in step 225 .

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten Verfahrens 300 zum Bestimmen einer Landmarke in Karteninformationen, die insbesondere in einer Referenz 125 abgelegt sein können. Dabei können Teile des zweiten Verfahrens 300 mit Teilen des ersten Verfahrens 200 übereinstimmen oder darauf aufbauen. Es ist zu beachten, dass für die hierin vorgestellte Technik nicht von Belang ist, wo sich die Referenz 125 befindet. Beispielsweise kann die Referenz an Bord eines Fahrzeugs 105 angeordnet sein, das eine neue Landmarke erstmalig bestimmt, oder an einer zentralen Stelle, an welche die Landmarke übermittelt wird. Ein weiteres Fahrzeug 105, das die Landmarke validiert, kann ebenfalls über eine Referenz verfügen oder mit der zentralen Stelle kommunizieren. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden verschiedene Referenzen 125, insbesondere an Bord verschiedener Fahrzeuge 105 und/oder an einer zentralen Stelle, miteinander abgeglichen. Das Abgleichen kann unmittelbar oder mit einer gewissen Zeitverzögerung erfolgen, wobei ein bekannter Replikations- oder Synchronisierungsmechanismus verwendet werden kann. 3 shows a flowchart of a second method 300 for determining a landmark in map information that can be stored in a reference 125 in particular. Parts of the second method 300 can correspond to parts of the first method 200 or build on them. Note that where the reference 125 is located is irrelevant to the technique presented herein. For example, the reference can be arranged on board a vehicle 105 that is determining a new landmark for the first time, or at a central location to which the landmark is transmitted. Another vehicle 105 that validates the landmark may also have a reference or communicate with the central location. In a particularly preferred embodiment, different references 125, in particular on board different vehicles 105 and/or at a central location, are compared with one another. The reconciliation can be instantaneous or with some time lag, using any known replication or synchronization mechanism.

In einem Schritt 305 wird von einem Fahrzeug 105 aus dessen Umfeld abgetastet. Die Abtastung kann mittels einer oder mehrerer Informationsquellen 115 erfolgen, von denen eine beispielsweise einen Radar- oder LiDAR Sensor oder eine Kamera umfassen kann. Das Umfeld liegt bevorzugt vor und/oder seitlich des Fahrzeugs 105 und ist üblicherweise auf eine vorbestimmte Distanz beschränkt, die mittels der Informationsquelle 115 abgetastet werden kann.In a step 305, a vehicle 105 scans its surroundings. The scanning can take place using one or more information sources 115, one of which can comprise, for example, a radar or LiDAR sensor or a camera. The environment is preferably in front of and/or to the side of vehicle 105 and is usually limited to a predetermined distance that can be scanned using information source 115 .

In einem Schritt 310 kann eine Sicherheit bestimmt werden, mit der die Abtastungen erfolgt sind. Dazu kann auf der Basis jeder einzelnen Abtastung eine einzelne Position bestimmt und geprüft werden, ob die Position ausreichend gut zu einer Positionshypothese für das Fahrzeug 105 passt. Dazu kann eine beobachtete Landmarke mit einer in den Karteninformationen hinterlegten Landmarke in Deckung gebracht werden (Matching). Dann kann ein Abstand oder ein Überdeckungsmaß zwischen der beobachteten und der hinterlegten Landmarke bestimmt und mit einem vorbestimmten Abstand verglichen werden (Validieren). Das Überdeckungsmaß kann angeben, wie viele der beobachteten Landmarken korrespondierenden Karteninformationen ausreichend nah zugeordnet werden konnten.In a step 310, a certainty with which the samples were taken can be determined. For this purpose, an individual position can be determined on the basis of each individual scan and it can be checked whether the position fits sufficiently well with a position hypothesis for the vehicle 105 . For this purpose, an observed landmark can be brought into congruence with a landmark stored in the map information (matching). A distance or a degree of coverage between the observed landmark and the stored landmark can then be determined and compared with a predetermined distance (validation). The degree of coverage can indicate how many of the observed landmarks could be assigned sufficiently closely to corresponding map information.

Ist der Abstand kleiner als ein vorbestimmtes Maß oder das Überdeckungsmaß größer als ein vorbestimmtes Maß, so kann die Abtastung positiv validiert werden, andernfalls negativ. Eine Sicherheit, mit der die geografische Position auf der Basis der positiv validierten Abtastungen bestimmt werden kann, kann auf der Basis eines Produkts von Sicherheiten der einzelnen Abtastungen bestimmt werden. Unterschreitet die Sicherheit einen vorbestimmten Schwellenwert, so kann die bestimmte Position nicht für die Bestimmung einer neuen Landmarke verwendet werden. Die Bestimmung einer Position des Fahrzeugs 105 und gegebenenfalls die Verwendung der Position zur Steuerung des Fahrzeugs 105 können von dieser Entscheidung unabhängig sein.If the distance is smaller than a predetermined dimension or the overlap dimension is greater than a predetermined dimension, then the scanning can be validated positively, otherwise negatively. a security which can be used to determine the geographic position based on the positively validated scans can be determined based on a product of certainties of the individual scans. If the security falls below a predetermined threshold value, the determined position cannot be used to determine a new landmark. The determination of a position of the vehicle 105 and possibly the use of the position to control the vehicle 105 can be independent of this decision.

In einem Schritt 315 kann eine geografische Position des Fahrzeugs 105 auf der Basis der positiv validierten Abtastungen bestimmt werden. Optional kann sichergestellt werden, dass eine Genauigkeit der bestimmten Position ein vorbestimmtes Maß übersteigt.In a step 315, a geographic position of the vehicle 105 may be determined based on the positively validated scans. Optionally, it can be ensured that an accuracy of the determined position exceeds a predetermined level.

In einem Schritt 320 kann in den Abtastungen eine Landmarke erkannt werden, die noch nicht als eine in den Karteninformationen hinterlegte Landmarke identifiziert wurde. In einem Schritt 325 kann eine geografische Position der neuen Landmarke bestimmt werden. Optional können auch eine Form und/oder Ausdehnung der neuen Landmarke bestimmt werden. Diese Bestimmungen erfolgen notwendigerweise bezüglich der zuvor bestimmten Position des Fahrzeugs 105, weshalb es von entscheidender Bedeutung ist, dass die Position des Fahrzeugs 105 verlässlich bestimmt ist.In a step 320, a landmark can be detected in the scans that has not yet been identified as a landmark stored in the map information. In a step 325, a geographical position of the new landmark can be determined. Optionally, a shape and/or extent of the new landmark can also be determined. These determinations are necessarily made with respect to the previously determined position of the vehicle 105, so it is critical that the position of the vehicle 105 is reliably determined.

In einem Schritt 330 kann geprüft werden, ob die neue Landmarke in die Karteninformationen aufgenommen werden soll oder nicht. Dazu kann bestimmt werden, ob die neue Landmarke mit einer anderen Landmarke überlappt, die bereits in den Karteninformationen hinterlegt ist. In diesem Fall kann die neue Landmarke für die Bestimmung einer Position bezüglich Landmarken keine neuen Informationen beisteuern, sodass auf ein Aufnehmen verzichtet werden kann. In einer weiteren Ausführungsform kann auch bestimmt werden, dass die neue Landmarke mehr als eine vorbestimmte Entfernung zu einer bereits bekannten Landmarke einhält, und die Landmarke kann nur eingetragen werden, falls dies der Fall ist. In einer weiteren Ausführungsform können Landmarken unabhängig von einer möglichen Nähe zu einer bestehenden Landmarke in die Karteninformationen eingetragen werden. Ob eine solche Landmarke für die Bestimmung einer Position verwendet wird oder nicht, kann dann im Rahmen eines Positionierungsverfahren entschieden werden.In a step 330 it can be checked whether the new landmark should be included in the map information or not. For this purpose, it can be determined whether the new landmark overlaps with another landmark that is already stored in the map information. In this case, the new landmark cannot contribute any new information for determining a position with respect to landmarks, so that recording can be dispensed with. In a further embodiment, it can also be determined that the new landmark is more than a predetermined distance from an already known landmark, and the landmark can only be entered if this is the case. In a further embodiment, landmarks can be entered into the map information independently of a possible proximity to an existing landmark. Whether or not such a landmark is used to determine a position can then be decided within the framework of a positioning method.

Ferner kann bestimmt werden, dass die neue Landmarke ausreichend gut in den Abtastungen der Informationsquellen 115 erkannt werden kann. Dazu können Informationen betrachtet werden, die auf die Informationsquellen 115 bezogen sind, beispielsweise ein Signal-Rausch-Abstand oder eine auf eine Distanz zur beobachteten Landmarke bezogene Genauigkeit. Ferner kann ein Gütemaß berücksichtigt werden, das von einem Erkennungsverfahren bereitgestellt wird. Sollte beispielsweise eine Erkennung auf der Basis eines künstlichen neuronalen Netzwerks erfolgen, so kann eine bereitgestellte Erkennungssicherheit ausgewertet werden.Furthermore, it can be determined that the new landmark can be recognized sufficiently well in the scans of the information sources 115 . For this purpose, information related to the information sources 115 can be considered, for example a signal-to-noise ratio or an accuracy related to a distance to the observed landmark. Furthermore, a quality measure provided by a recognition method can be taken into account. If, for example, a recognition should take place on the basis of an artificial neural network, a provided recognition certainty can be evaluated.

In einem Schritt 335 kann die neue Landmarke in die Karteninformationen eingetragen werden, wenn alle aufgestellten Kriterien dafür erfüllt wurden. Es ist bevorzugt, dass die Eintragung wenigstens ein Attribut umfasst, das darauf hinweist, ob oder wie gut die neue Landmarke validiert wurde. Unmittelbar nach dem Eintragen hat noch keine Validierung stattgefunden.In a step 335, the new landmark can be entered into the map information if all the established criteria have been met. It is preferred that the entry includes at least one attribute that indicates whether or how well the new landmark was validated. No validation has taken place immediately after the entry.

Sollte im Schritt 320 eine Landmarke erkannt werden, die bereits in den Karteninformationen hinterlegt ist - aber bevorzugt im Schritt 315 nicht zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs 105 verwendet wurde - so kann die hinterlegte Landmarke validiert werden, indem die weiteren Schritte Sollte im Schritt 320 eine Landmarke erkannt werden, die bereits in den Karteninformationen hinterlegt ist - aber bevorzugt im Schritt 315 nicht zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs 105 verwendet wurde - so kann die hinterlegte Landmarke validiert werden, indem die weiteren Schritte des zweiten Verfahrens 300 wie beschrieben durchgeführt werden, jedoch im Schritt 335 ein Vergleich der bestimmten Position mit der hinterlegten Position erfolgt. Weichen die Positionen weniger als ein vorbestimmtes Maß voneinander ab, so kann die hinterlegte Landmarke positiv validiert werden, andernfalls negativ. Die Position der hinterlegten Landmarke kann bezüglich der neu bestimmten Position aktualisiert werden, beispielsweise indem ein Mittelwert gebildet wird. Nach einer Vielzahl Validierungen kann die Position auf der Basis der ursprünglich bestimmten Position und aller Validierungen bestimmt sein.If a landmark is recognized in step 320 that is already stored in the map information - but was preferably not used in step 315 to determine the position of vehicle 105 - the stored landmark can be validated by the further steps If in step 320 a Landmark are recognized, which is already stored in the map information - but was preferably not used in step 315 to determine the position of the vehicle 105 - the stored landmark can be validated by the further steps of the second method 300 are carried out as described, however in step 335 the determined position is compared with the stored position. If the positions deviate from one another by less than a predetermined amount, the stored landmark can be validated positively, otherwise negatively. The position of the stored landmark can be updated with respect to the newly determined position, for example by forming an average. After a number of validations, the position can be determined based on the originally determined position and all validations.

Wurde die hinterlegte Landmarke öfter als ein vorbestimmtes Maß positiv validiert, so kann sie zur Verwendung bei der Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs 105 auf der Basis einer Abtastung seines Umfelds freigegeben werden. Wurde die hinterlegte Landmarke ausreichend oft negativ validiert, so kann sie aus den Karteninformationen gelöscht werden.If the stored landmark has been positively validated more than a predetermined amount, it can be released for use in determining a position of a vehicle 105 on the basis of a scan of its surroundings. If the stored landmark has been negatively validated enough times, it can be deleted from the map information.

4 zeigt eine schematische Darstellung von Landmarken 405, 410 bezüglich eines Fahrzeugs 105. Erste Landmarken 405 sind zum Betrachtungszeitpunkt bereits von den Karteninformationen umfasst und können als festgelegt oder gesichert gelten, während zweite Landmarken 410 automatisch in die Karteninformationen eingetragen sind, beispielsweise mittels eines zweiten Verfahrens 300. 4 shows a schematic representation of landmarks 405, 410 with respect to a vehicle 105. First landmarks 405 are already included in the map information at the time of viewing and can be considered fixed or secured, while second landmarks 410 are automatically entered in the map information, for example by means of a second method 300 .

Eine zweite Landmarke 410.1 kann zur Positionierung des Fahrzeugs 105 nicht verwendet werden, da ihre Position noch nicht ausreichend validiert wurde. Eine zweite Landmarke 410.2 liegt nahe an einer festgelegten ersten Landmarke 405, die beispielsweise eine Fahrspurbegrenzung oder validiert werden, nachdem die Position des Fahrzeugs 105 sicher genug bestimmt wurde. Eine zweite Landmarke 410.3 kann nicht ausreichend sicher erkennbar sein, sodass auch sie nicht zur Positionierung verwendet werden kann. Eine zweite Landmarke 410.4 erfüllt alle aufgestellten Kriterien und kann für die Bestimmung der Position des Fahrzeugs 105 verwendet werden. Die räumliche Nähe zur zweiten Landmarke 410.3 ist kein Hinderungsgrund, da diese nicht zur Positionsbestimmung verwendet wird.A second landmark 410.1 cannot be used to position the vehicle 105 since its position has not yet been adequately validated. A second landmark 410.2 is close to a specified first landmark 405, which is a lane boundary, for example, or is validated after the position of the vehicle 105 has been determined with sufficient certainty. A second landmark 410.3 cannot be identified with sufficient certainty, so that it cannot be used for positioning either. A second landmark 410.4 meets all established criteria and can be used to determine the position of vehicle 105. The spatial proximity to the second landmark 410.3 is not an obstacle, since this is not used to determine the position.

BezugszeichenlisteReference List

100100
Systemsystem
105105
Fahrzeugvehicle
110110
Vorrichtungcontraption
115115
Informationsquellesource of information
120120
Verarbeitungseinrichtungprocessing facility
125125
Referenzreference
130130
Schnittstelle interface
200200
erstes Verfahrenfirst procedure
205205
Funktionsblockfunction block
210210
Pose bestimmendetermine pose
215215
Signal auswerten, validierenEvaluate and validate the signal
220220
Pose bestimmendetermine pose
225225
Signal bereitstellen provide signal
300300
zweites Verfahrensecond procedure
305305
Umfeld abtastenscan the environment
310310
Bestimmungssicherheit bestimmenDetermine security of determination
315315
Position des Fahrzeugs bestimmendetermine the position of the vehicle
320320
Landmarke erkennenrecognize landmarks
325325
Position der Landmarke bestimmenDetermine the position of the landmark
330330
Ausschlusskriterien prüfenCheck exclusion criteria
335335
Eintragen / Validieren Register / Validate
405405
erste Landmarkenfirst landmarks
410410
zweite Landmarkesecond landmark

Claims (13)

Verfahren (300) zum Bestimmen einer Landmarke (405, 410), mit folgenden Schritten: - Abtasten (305) eines Umfelds eines Fahrzeugs (105); - Bestimmen (315) einer geografischen Position des Fahrzeugs (105); - Bestimmen (310), dass die Position des Fahrzeugs (105) mit einer vorbestimmten Sicherheit bestimmt wurde; - Bestimmen (325) einer geografischen Position einer Landmarke (405, 410) auf der Basis der Abtastung und bezüglich der Position des Fahrzeugs (105); - Hinzufügen (335) der Landmarke (405, 410) zu Karteninformationen, die Landmarken (405, 410) im Umfeld des Fahrzeugs (105) umfassen.Method (300) for determining a landmark (405, 410), with the following steps: - Scanning (305) an environment of a vehicle (105); - determining (315) a geographical position of the vehicle (105); - determining (310) that the position of the vehicle (105) has been determined with a predetermined certainty; - determining (325) a geographic position of a landmark (405, 410) based on the scan and relative to the position of the vehicle (105); - Adding (335) the landmark (405, 410) to map information that includes landmarks (405, 410) in the vicinity of the vehicle (105). Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei bestimmt wird, wie gut eine auf der Basis der Abtastung bestimmte Position zu einer Positionshypothese für die Position des Fahrzeugs (105) passt; und die Sicherheit auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses bestimmt wird.Method (300) according to claim 1 determining how well a position determined based on the scan fits a position hypothesis for the position of the vehicle (105); and the safety is determined based on a determination result. Verfahren (300) nach Anspruch 2, wobei auf der Basis der Abtastung eine Landmarke (405, 410) im Umfeld erfasst wird; eine Position der Landmarke (405, 410) auf der Basis von Karteninformationen bestimmt wird; und die Position des Fahrzeugs (105) auf der Basis der Position der Landmarke (405, 410) bestimmt wird.Method (300) according to claim 2 , a landmark (405, 410) in the surroundings being detected on the basis of the scanning; a position of the landmark (405, 410) is determined based on map information; and the position of the vehicle (105) is determined based on the position of the landmark (405, 410). Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei die Landmarke (405, 410) nur hinzugefügt wird, falls die Position des Fahrzeugs (105) mit einer vorbestimmten Genauigkeit bestimmt wurde.Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the landmark (405, 410) is only added if the position of the vehicle (105) has been determined with a predetermined accuracy. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Landmarke (405, 410) nur hinzugefügt wird, falls keine mit der bestimmten Landmarke (405, 410) überlappende andere Landmarke (405, 410) von den Karteninformationen umfasst ist.Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the landmark (405, 410) is only added if no other landmark (405, 410) overlapping with the determined landmark (405, 410) is included in the map information. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Landmarke (405, 410) nur hinzugefügt wird, falls die Landmarke (405, 410) ausreichend sicher von anderen Objekten im Umfeld unterschieden werden kann.Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the landmark (405, 410) is only added if the landmark (405, 410) can be distinguished from other objects in the environment with sufficient certainty. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine zuvor zu den Karteninformationen hinzugefügte Landmarke (405, 410) auf der Basis der bestimmten Landmarke (405, 410) validiert wird.Method (300) according to one of the preceding claims, wherein a landmark (405, 410) previously added to the map information is validated on the basis of the determined landmark (405, 410). Verfahren (300) nach Anspruch 7, wobei Landmarken (405, 410), die auf der Basis einer Vielzahl Abtastungen bestimmt wurden, gegeneinander validiert werden.Method (300) according to claim 7 , whereby landmarks (405, 410) determined on the basis of a large number of scans are validated against one another. Verfahren (300) nach Anspruch 7 oder 8, wobei eine zu den Karteninformationen hinzugefügte Landmarke (405, 410) zur Benutzung zu Navigationszwecken freigegeben wird, falls sie ausreichend validiert wurde.Method (300) according to claim 7 or 8th , whereby a landmark (405, 410) added to the map information is released for use for navigation purposes if it has been sufficiently validated. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei von den Karteninformationen umfasste Landmarken (405, 410) menschenverständlichen Kategorien zugeordnet sind; und die bestimmte Landmarke (405, 410) in keine der Kategorien fällt.Method (300) according to one of the preceding claims, wherein landmarks (405, 410) comprised by the map information are assigned to human-understandable categories; and the particular landmark (405, 410) does not fall into any of the categories. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Umfeld eines weiteren Fahrzeugs (105) abgetastet wird; wenigstens eine Landmarke (405, 410) im Umfeld auf der Basis der Abtastung bestimmt wird; wobei eine geografische Position der Landmarke (405, 410) in Karteninformationen hinterlegt ist; wobei eine Position des weiteren Fahrzeugs (105) auf der Basis der Landmarke (405, 410) bestimmt wird.Method (300) according to any one of the preceding claims, wherein an area surrounding a further vehicle (105) is scanned; at least one landmark (405, 410) in the environment is determined on the basis of the scan; wherein a geographic position of the landmark (405, 410) is stored in map information; wherein a position of the further vehicle (105) is determined on the basis of the landmark (405, 410). Vorrichtung (110) zur Bestimmung einer Landmarke (405, 410), wobei die Vorrichtung (110) folgendes umfasst: - eine Abtasteinrichtung zur Abtastung eines Umfelds eines Fahrzeugs (105); - einen Kartenspeicher zur Ablage von Karteninformationen, die Landmarken (405, 410) im Umfeld des Fahrzeugs (105) umfassen; und - eine Verarbeitungseinrichtung (120), die dazu eingerichtet ist, eine geografische Position des Fahrzeugs (105) zu bestimmen; zu bestimmen, dass die Position des Fahrzeugs (105) mit einer vorbestimmten Sicherheit bestimmt wurde; eine geografische Position einer Landmarke (405, 410) auf der Basis der Abtastung und bezüglich der Position des Fahrzeugs (105) zu bestimmen; und die Landmarke (405, 410) zu den Karteninformationen hinzuzufügen.Device (110) for determining a landmark (405, 410), the device (110) comprising the following: - A scanning device for scanning an environment of a vehicle (105); - A map memory for storing map information comprising landmarks (405, 410) in the vicinity of the vehicle (105); and - A processing device (120), which is set up to determine a geographic position of the vehicle (105); determining that the position of the vehicle (105) has been determined with a predetermined confidence; determine a geographic position of a landmark (405, 410) based on the scan and relative to the position of the vehicle (105); and add the landmark (405, 410) to the map information. Fahrzeug (105), umfassend eine Vorrichtung (110) nach Anspruch 12.Vehicle (105) comprising a device (110). claim 12 .
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