DE102021115032A1 - Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs - Google Patents

Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102021115032A1
DE102021115032A1 DE102021115032.9A DE102021115032A DE102021115032A1 DE 102021115032 A1 DE102021115032 A1 DE 102021115032A1 DE 102021115032 A DE102021115032 A DE 102021115032A DE 102021115032 A1 DE102021115032 A1 DE 102021115032A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
information
sources
validator
validators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021115032.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Pascal Minnerup
Tom Boehnel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102021115032.9A priority Critical patent/DE102021115032A1/de
Publication of DE102021115032A1 publication Critical patent/DE102021115032A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/48Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/48Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/485Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an optical system or imaging system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/48Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/396Determining accuracy or reliability of position or pseudorange measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs umfasst mehrere Quellen, die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs hinweisen; mehrere Validatoren, jeweils zum Validieren von bereitgestellten Informationen; und eine Einrichtung zur Bestimmung einer Position des Fahrzeugs auf der Basis der validierten Informationen; wobei einer der Validatoren dazu eingerichtet ist, Informationen aus mehreren Quellen gemeinsam zu validieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung, ob die bestimmte Position ausreichend zuverlässig ist.
  • Zur Bestimmung einer geografischen Position eines Fahrzeugs ist eine Vorrichtung vorgesehen, die Informationen aus mehreren Quellen auswertet. Eine Quelle kann beispielsweise einen Empfänger für Signale eines satellitengestützten Navigationssystems umfassen, eine andere Quelle kann ein Odometer oder einen Beschleunigungssensor umfassen. Die Position wird mittels Fusion der Informationen bestimmt.
  • Sollte eine der Quelle ungenaue oder verfälschte Informationen bereitstellen, so kann die Genauigkeit der bestimmten Position kompromittiert werden. Es wurde daher vorgeschlagen, die Zuverlässigkeit von bereitgestellten Informationen jeder Quelle unabhängig von der Positionsbestimmung zu evaluieren. Dazu kann geprüft werden, wie gut die Information zu einer vorbestimmten Information passt, beispielsweise einer bereits grob bekannten Position des Fahrzeugs. Weicht eine Information um mehr als ein vorbestimmtes Maß von den bekannten Informationen ab, so kann die Information nicht in die Bestimmung der Position einfließen. Die Position kann durch die verkleinerte Informationsbasis jedoch weniger genau oder weniger zuverlässig bestimmt werden als wenn Informationen aus allen Quellen verwendet werden.
  • Die Informationen müssen unabhängig voneinander validiert werden, um eventuelle Fehler nicht zu propagieren und Bestimmung der Position mit einer vorbestimmten Zuverlässigkeit sicherzustellen.
  • Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Position eines Fahrzeugs auf der Basis von Informationen aus mehreren Quellen mit verbesserter Zuverlässigkeit zu bestimmen. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs mehrere Quellen, die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs hinweisen; mehrere Validatoren, jeweils zum Validieren von bereitgestellten Informationen; und eine Einrichtung zur Bestimmung einer Position des Fahrzeugs auf der Basis der validierten Informationen; wobei einer der Validatoren dazu eingerichtet ist, Informationen aus mehreren Quellen gemeinsam zu validieren.
  • Erfindungsgemäß können Informationen aus mehreren Quellen gemeinsam miteinander validiert werden, um eine verbesserte Zuverlässigkeit zu erreichen. Insbesondere kann eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Validator, der Informationen aus mehreren Quellen gemeinsam validiert, ein positives Ergebnis bereitstellt, obwohl die Informationen nicht ausreichend gut zur tatsächlichen Position passen, geringer sein als die kombinierte Wahrscheinlichkeit für zwei separate Validatoren, die jeweils nur eine Information beurteilen.
  • Das Prinzip der unabhängigen Validierungen der Informationen kann punktuell durchbrochen werden, um eine verbesserte Zuverlässigkeitsbestimmung zu ermöglichen. Der mehrere Informationen verarbeitende Validator kann zusammen mit einem oder mehreren jeweils nur eine Information verarbeitenden Validatoren verwendet werden. Die Position kann insgesamt mit verbesserter Zuverlässigkeit bestimmt werden und eine Unterscheidung, ob die Position mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit bestimmt wurde oder nicht, kann verbessert getroffen werden.
  • Die Position des Fahrzeugs kann zur Steuerung des Fahrzeugs in Längs- und/oder Querrichtung verwendet werden. Insbesondere kann das Fahrzeug auf einer Autobahn, einer Schnellstraße oder einer vergleichbaren Fahrstraße automatisch gesteuert werden. Beispielsweise kann eine eingezeichnete Fahrspur automatisch verfolgt werden. Eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit kann eingehalten werden; gleichzeitig kann eine Kollision mit einem vorausfahrenden Fahrzeug vermieden werden. Die Steuerung kann auf Randbedingungen angewiesen sein, die auf der Fahrstraße gelten, beispielsweise eine Kreuzungsfreiheit oder die Absenz von Fußgängern auf der Fahrbahn. Die Position des Fahrzeugs muss ausreichend genau bestimmt werden, um zu erfassen, wenn das Fahrzeug die Fahrstraße verlässt, beispielsweise indem es eine Ausfahrt benutzt. Die Position muss mit einer vorbestimmten Zuverlässigkeit erfolgen, um die automatische Steuerung nicht außerhalb seiner Spezifikation zu betreiben und eine Sicherheit des Fahrzeugs, seiner Insassen oder eines Objekts im Umfeld des Fahrzeugs nicht zu gefährden. Sollte die geografische Position des Fahrzeugs nicht mit einer vorbestimmten Zuverlässigkeit bestimmt werden können, kann eine automatische Steuerung des Fahrzeugs deaktiviert werden oder es kann ein Warnsignal an einen Fahrer an Bord des Fahrzeugs ausgegeben werden.
  • Bevorzugt wird jede der Informationen nur einem Validator, insbesondere genau einem Validator, zugeführt. Ein Validieren einer der Informationen durch mehr als einen Validator kann verhindert werden, um eine falsche Bestimmung der Zuverlässigkeit zu vermeiden. Die Validatoren können dadurch unabhängig bleiben, auch wenn die Verarbeitung von Informationen abhängig sein kann.
  • Ein Validator kann bestimmen, ob die ihm bereitgestellten Informationen mit einer vorbestimmten Zuverlässigkeit zu einer Position passen, die um weniger als ein vorbestimmtes Maß von einer tatsächlichen Position des Fahrzeugs abweichen. Dazu kann der Validator bestimmen, wie gut die ihm bereitgestellten Informationen zu bekannten Informationen passen. Die bekannten Informationen können eine zumindest ungenau bekannte geografische Position des Fahrzeugs umfassen. Diese Bestimmung kann auch Matchen (engl.: to match) genannt werden.
  • Eine Zuverlässigkeit der bestimmten Position kann als Produkt bestimmter Zuverlässigkeiten der Validatoren gebildet werden. Die bestimmte Position kann nur dann einer weiteren Verarbeitung oder einer Steuerung zugrunde gelegt werden, wenn sie mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit bestimmt werden konnte. Die Vorrichtung kann ein Signal bereitstellen, das darauf hinweist, ob die Position mit der geforderten Zuverlässigkeit bestimmt werden konnte. Die Zuverlässigkeit bestimmt sich auf eine vorbestimmte Genauigkeit der Position; je ungenauer die Position bestimmt werden muss, desto höher kann eine Zuverlässigkeit sein, mit der sie bestimmt wurde.
  • In einer bevorzugten Anwendung kann ein erster Validator einer ersten Quelle, ein zweiter Validator einer zweiten Quelle und ein dritter Validator der ersten und der zweiten Quelle zugeordnet sein. Dabei werden die erste und die zweite Quelle entweder nur mittels des ersten und des zweiten Validators oder nur mittels des dritten Validators validiert. Die erste Quelle kann beispielsweise die Erkennung eines Hindernisses und die zweite Quelle eine Erkennung einer Fahrspurmarkierung umfassen. Beide Quellen können sich auf eine gemeinsame, beispielsweise optische Abtastung eines Umfelds abstützen.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass Validatoren in Abhängigkeit einer Fahrsituation des Fahrzeugs den Quellen zugeordnet werden. Dazu kann eine Verarbeitungseinrichtung vorgesehen sein, welche die Fahrsituation bestimmt und die Zuordnung dynamisch vornimmt. Eine Fahrsituation kann eine Kombination von Informationen der vorhandenen Quellen umfassen. In obigem Beispiel kann eine erste Situation vorliegen, wenn ein Hindernis und die Fahrspurmarkierung erkannt wurden; eine zweite Situation kann nur die Erkennung des Hindernisses und eine dritte Situation nur die Erkennung der Fahrspurmarkierung umfassen. Eine Zuordnung von Situationen auf zu verwendende Validatoren kann manuell definiert sein. So können beliebig viele Situationen unterschieden oder gesammelt behandelt werden.
  • Jeder Validator kann zur Validierung von Informationen aus einer oder mehreren vorbestimmten Quellen eingerichtet sein und verfügbare Validatoren können derart den Quellen zugeordnet werden, dass eine Zuverlässigkeit der bestimmten Position maximiert ist. In dieser Ausführungsform kann im Rahmen der Zuverlässigkeitsbestimmung entschieden werden, welche Kombination von verfügbaren Validatoren zur höchsten Zuverlässigkeit führt. Diese Entscheidung kann dynamisch mittels der Verarbeitungseinrichtung getroffen werden.
  • Weiter bevorzugt ist jedem Validator eine Verfügbarkeit zugeordnet und verfügbare Validatoren werden derart den Quellen zugeordnet, dass ein Produkt aus Verfügbarkeiten der zugeordneten Validatoren maximiert ist.
  • Außerdem kann jedem Validator eine Sicherheitsmarge zugeordnet sein, die von der Zuverlässigkeit und der Verfügbarkeit abhängig ist; und die Sicherheitsmargen der zugeordneten Validatoren berücksichtigt werden. Die Sicherheitsmarge kann reflektieren, in welchem Maß der Validator auf korrekte Zuverlässigkeitsbestimmung überprüft werden konnte. Wurde der Validator beispielsweise auf 2,5 Millionen Fahrkilometern eines Fahrzeugs bezüglich einer Fehlerrate von 0,1 getestet, so kann die Sicherheitsmarge nur ca. 1,01 betragen. Wurde der Validator hingegen unter sonst gleichen Bedingungen nur auf 10.000 Fahrkilometern getestet, so kann die Sicherheitsmarge bereits 1,22 betragen.
  • Die Sicherheitsmarge kann einen zu erwartenden Unterschied zwischen einer statistisch ermittelten Zuverlässigkeit und einer aufgrund eines realen Verhaltens zu erwartenden Zuverlässigkeit angeben. Eine tatsächliche Zuverlässigkeit kann sich aus einem Produkt der statistischen Zuverlässigkeit mit der Sicherheitsmarge ergeben. Durch die Sicherheitsmarge kann kompensiert werden, dass ein Validator, der mehrere Informationen zusammen validiert, nur selten verwendet werden kann, weil eine zugeordnete Situation nur mit einer geringen Häufigkeit pro Testkilometer auftritt. Je spezieller die Situation ist, desto mehr Testkilometer müssen absolviert werden oder desto höher kann die Sicherheitsmarge ausfallen. Durch Beobachtungen mittels einer Flotte von Fahrzeugen kann die Anzahl von Testkilometern nachträglich vergrößert werden, sodass die Sicherheitsmarge verringert werden kann.
  • Die Sicherheitsmarge kann aufgrund empirischer Versuche und/oder einer statistischen Abschätzung bestimmt sein. Bevorzugt ist eine Vielzahl von Kombinationen von Testkilometern und Zuverlässigkeiten mit jeweils bestimmten Sicherheitsmargen angegeben. Zwischen einzelnen Angaben kann interpoliert werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung. Das Fahrzeug umfasst bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Bus. Das Kraftfahrzeug ist weiter bevorzugt dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der bestimmten Position in Längsrichtung und/oder in Querrichtung gesteuert zu werden. Die automatische Steuerung kann beendet werden, falls die Position des Fahrzeugs nicht mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit bestimmt werden konnte.
  • Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs Schritte des Abtastens mehrerer Quellen, die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs hinweisen; des Validierens von bereitgestellten Informationen; und des Bestimmens einer Position des Fahrzeugs auf der Basis der validierten Informationen. Dabei werden Informationen aus mehreren Quellen gemeinsam validiert.
  • Das Verfahren kann ganz oder teilweise mittels einer hierin beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden. Dazu kann die Vorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfasst. Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
    • 1 eine Vorrichtung an Bord eines Fahrzeugs;
    • 2 eine Vorrichtung mit Validatoren; und
    • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Positionsbestimmung
    illustriert.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 100 an Bord eines Fahrzeugs 105. Die Vorrichtung 100 ist dazu eingerichtet, eine geografische Position des Fahrzeugs 105 zu bestimmen und insbesondere zu bestimmen, ob die Position mit einer vorbestimmten Zuverlässigkeit bestimmt werden konnte. Die vorbestimmte Zuverlässigkeit ist erreicht, falls eine Abweichung der bestimmten Position von der tatsächlichen Position des Fahrzeugs 100 mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit unter einem vorbestimmten Maß liegt. Anders ausgedrückt bestimmt die Vorrichtung 100, ob ein Bestimmungsfehler der geografischen Position des Fahrzeugs 105 mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit geringer als das vorbestimmte Maß ist. Dabei sind mehrere Aussagen möglich, beispielsweise dass die bestimmte Position mit einer ersten Wahrscheinlichkeit weniger als ein erstes vorbestimmtes Maß falsch ist und mit einer zweiten Wahrscheinlichkeit weniger als ein zweites vorbestimmtes Maß.
  • Die Vorrichtung 100 verarbeitet Informationen aus mehreren Quellen 110. Beispielhaft dargestellte Quellen 110 umfassen eine Kamera 115, einen Radarsensor 120, einen LiDAR-Sensor 125, zwei Drehsensoren 130 und einen Satellitensensor 135. Die Drehsensoren 130 sind dazu eingerichtet, Drehwinkel oder Drehraten von Rädern des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Weitere beispielhafte Sensoren umfassen einen Inertialsensor, einen Beschleunigungssensor oder einen Drehratensensor. Jede Quelle 110 kann eine Information bereitstellen, die auf eine Position des Fahrzeugs 105 hinweist.
  • Eine Quelle 110 kann die Position unmittelbar bestimmen, beispielsweise im Fall des Satellitensensors 135, der einen Empfänger für ein globales Satellitennavigationssystem (GNSS) wie Galileo, GPS, Glonass oder Beidou umfassen kann. Eine Quelle 110 kann auch eine Beobachtung bereitstellen, die erst im Zusammenhang mit anderen Informationen einen Hinweis auf die Position darstellt. Beispielsweise kann mittels der Kamera 115 ein Bild des Umfelds angefertigt werden, auf dem eine Landmarke wie ein Verkehrsschild oder eine Bodenmarkierung im Bereich des Fahrzeugs 105 erkannt werden kann. Eine Konstellation mehrerer Landmarken kann mit Landmarken verglichen werden, die in einer Karte in einem Kartenspeicher 140 hinterlegt sind und die Position kann auf der Basis eines Vergleichs der Landmarken bestimmt werden. Dieser Vorgang kann auch Matching genannt werden. Die Drehsensoren 130 können einen Hinweis auf zurückgelegte Strecke liefern, der zusammen mit einer für einen früheren Zeitpunkt bestimmten Position zu einer aktuellen Position führen kann.
  • Es ist zu beachten, dass sich mehrere verschiedene Quellen 110 auf Beobachtungen nur eines Sensors 115 bis 140 abstützen können und dass eine Quelle 110 auch Beobachtungen verschiedener Sensoren 115 bis 140 erfordern kann. Verschiedene Beobachtungen, die auf der Basis von Abtastungen eines oder mehrerer Sensoren 115 bis 140 bestimmt werden können, können als einzelne Quellen 110 betrachtet werden. In einer anderen Ausführungsform kann eine Quelle 110 unterschiedliche Informationen bereitstellen. Beispielsweise kann auf der Basis einer optischen Abtastung des Umfelds bestimmt werden, dass alle Fahrspuren einer befahrenen Fahrstraße erfasst werden konnten („full road match“), oder es kann bestimmt werden, dass rechts vom Fahrzeug 105 eine durchgezogene Fahrspurbegrenzung und links vom Fahrzeug 105 eine unterbrochene Fahrspurbegrenzung vorliegt („type match“). Die unterschiedlichen Beobachtungen können mit unterschiedlichen Zuverlässigkeiten erfolgen.
  • Auf der Basis von Informationen, die von den Quellen 110 bereitgestellt sind, kann mittels einer Verarbeitungseinrichtung 145 die Position des Fahrzeugs 105 bestimmt und validiert werden. Die Validierung bestimmt, ob die geografische Position mit einer Genauigkeit bestimmt werden konnte, die mit einer vorbestimmten Zuverlässigkeit um weniger als ein vorbestimmtes Maß von der tatsächlichen Position abweicht. Die bestimmte Position und/oder die bestimmte Zuverlässigkeit können mittels einer Schnittstelle 150 bereitgestellt werden. Die Schnittstelle 150 kann mit einer Einrichtung zur Steuerung des Fahrzeugs 105 verbunden werden. Die Einrichtung kann deaktiviert werden, falls die bestimmte Position darauf hinweist, dass sich das Fahrzeug 105 nicht auf einer Fahrstraße mit für die Steuerung erforderlichen Randbedingungen befindet oder dass die Position nicht mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit ausreichend genau bestimmt werden konnte.
  • 2 zeigt einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 verwendet beispielhaft fünf Quellen 110. Jede Quelle 110 ist mit wenigstens einem Validator 205 verbunden, der dazu eingerichtet ist, eine von der Quelle 110 bereitgestellte, auf eine Position des Fahrzeugs 105 hinweisende Information zu validieren. Eine positive Validierung zeigt an, dass die untersuchten Informationen mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit weniger als ein vorbestimmtes Maß von vorbestimmten Informationen abweichen. Die vorbestimmten Informationen können insbesondere eine wenigstens näherungsweise bekannte Position des Fahrzeugs 105 umfassen.
  • Wenigstens ein Validator 205 ist mit mehr als einer Quelle 110 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform betrifft dies zwei Validatoren 205, die mit jeweils zwei Quellen 110 verbunden sind. Eine der Quellen 110 ist mit beiden mehrfach belegten Validatoren 205 verbunden. Außerdem ist jede der Quellen 110 zusätzlich mit einem einfach belegten Validator 205 verbunden, wobei eine 1:1-Zuordnung zwischen Quellen 110 und einfachen Validatoren 205 besteht.
  • Auf der Basis der von den Quellen 110 bereitgestellten Informationen kann mittels einer ersten Bestimmungseinrichtung 210 die geografische Position des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. Auf der Basis der von den Validatoren 205 bereitgestellten Zuverlässigkeiten der einzelnen Informationen kann eine Zuverlässigkeit der bestimmten Position bestimmt werden. Dabei kann die Zuverlässigkeit der Position ein Produkt der Zuverlässigkeiten der an der Positionsbestimmung beteiligten Informationen umfassen. Die Position und deren Zuverlässigkeit, sowie gegebenenfalls ihre Genauigkeit, können nach extern bereitgestellt werden, beispielsweise über die Schnittstelle 150 (nicht dargestellt).
  • Damit die Zuverlässigkeit korrekt bestimmt werden kann, darf eine Information einer der Quellen 110 nicht öfter als einmal von einem Validator 205 ausgewertet werden. In 1 sind mehrfach verbundene Validatoren 205 in einer oberen Zeile und nur einfach verbundene Validatoren 205 in einer unteren Zeile dargestellt. Wird einer der oberen Validatoren 205 verwendet, so kann weder der andere obere Validator 205, noch einer der mit denselben Quellen 110 verbundenen unteren Validatoren 205 verwendet werden. Welche Validatoren 205 für die Quellen 110 konkret verwendet werden, kann von einer Situation abhängen. In einer Ausführungsform sind einer Situation vorbestimmte Validatoren 205 zugeordnet, in einer anderen Ausführungsform können in einer Situation zu verwendende Validatoren 205 dynamisch bestimmt werden.
  • Dazu kann eine Fehlerrate eines Validators 205 berücksichtigt werden, die angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit der Validator 205 ihm bereitgestellte Informationen positiv validiert, obwohl eine negative Validierung korrekt gewesen wäre. Diese Wahrscheinlichkeit kann „false positive rate“ (FPR) genannt werden. Die FPR für einen Validator 205 kann aufgrund von Tests bestimmt sein. Je besser der Validator 205 getestet ist, desto genauer kann die angegebene FPR sein. Um einen Unterschied zwischen der theoretischen und einer praktischen FPR in Abhängigkeit von absolvierten Testkilometern eines Fahrzeugs 105 zu modellieren, kann die FPR mit einer Sicherheitsmarge multipliziert werden, wie sie in folgender Tabelle angegeben ist.
    10.000 50.000 200.000 500.000 2.500.000
    1,0E-06 71,00 32,30 16,65 10,90 5,43
    1,0E-04 8,00 4,13 2,57 1,99 1,44
    1,0E-03 3,21 1,99 1,49 1,31 1,14
    1,0E-02 1,70 1,31 1,16 1,10 1,04
    1,0E-01 1,22 1,10 1,05 1,03 1,01
  • In vertikaler Richtung sind Zuverlässigkeiten eines vorbestimmten Validators 205 angegeben. In horizontaler Richtung sind Testkilometer angegeben, die ein Fahrzeug 105 absolviert hat, während der Validator 205 beobachtet wurde. Je seltener eine Situation zur Verwendung eines Validators 205 während einer Fahrt auftritt, desto höher ist die Sicherheitsmarge oder desto mehr Testkilometer müssen absolviert werden, um auf eine vorbestimmte Zuverlässigkeit zu kommen.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs 105 und einer Zuverlässigkeit der bestimmten Position. Das Verfahren 300 kann insbesondere mittels der Vorrichtung 100 ausgeführt werden.
  • In einem Schritt 305 kann ein Umfeld des Fahrzeugs 105 abgetastet werden und eine auf die Position des Fahrzeugs 105 hinweisende Information kann bereitgestellt werden. Die Information kann in einem Schritt 310 auf Kongruenz mit einer vorbestimmten Information untersucht werden. Dieser Schritt wird auch Matchen genannt.
  • In einem Schritt 315 kann eine Situation bestimmt werden, in der sich das Fahrzeug 105 beziehungsweise die Vorrichtung 100 befindet. Die Situation kann weniger durch einen Fahrzustand als durch die Verfügbarkeit von Informationen in den einzelnen Quellen 110 gekennzeichnet sein. Insbesondere kann die Situation durch die Verfügbarkeit einer Information oder eine Art einer bereitgestellten Information beeinflusst sein.
  • In einem Schritt 320 können auf der Basis der bestimmten Situation Validatoren 205 ausgewählt werden. Die Validatoren 205 werden bevorzugt derart bestimmt, dass jede Quelle 110, deren bereitgestellte Informationen zur Positionsbestimmung verwendet werden sollen von genau einem Validator 205 überprüft wird.
  • In einem Schritt 325 können die bereitgestellten Informationen mittels der ausgewählten Validatoren 205 validiert werden. In einem Schritt 330 kann die geografische Position bezüglich derjenigen Informationen bestimmt werden, die positiv validiert wurden. In einem Schritt 335 kann eine Zuverlässigkeit der bestimmten Position auf der Basis eines Produkts von Zuverlässigkeiten der einzelnen Informationen bestimmt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Vorrichtung
    105
    Fahrzeug
    110
    Quelle
    115
    Kamera
    120
    Radarsensor
    125
    LiDAR-Sensor
    130
    Drehsensor
    135
    Satellitensensor
    140
    Kartenspeicher
    145
    Verarbeitungseinrichtung
    150
    Schnittstelle
    205
    Validator
    210
    erste Bestimmungseinrichtung
    215
    zweite Bestimmungseinrichtung
    300
    Verfahren
    305
    Information abtasten
    310
    Matchen
    315
    Situation bestimmen
    320
    Validatoren auswählen
    325
    Informationen validieren
    330
    Position bestimmen
    335
    Zuverlässigkeit bestimmen

Claims (11)

  1. Vorrichtung (100) zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs (105), wobei die Vorrichtung (100) folgendes umfasst: - mehrere Quellen (110), die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs (105) hinweisen; - mehrere Validatoren (205), jeweils zum Validieren von bereitgestellten Informationen; und - eine Einrichtung (145, 210) zur Bestimmung einer Position des Fahrzeugs (105) auf der Basis der validierten Informationen; - wobei einer der Validatoren (205) dazu eingerichtet ist, Informationen aus mehreren Quellen (110) gemeinsam zu validieren.
  2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei jede der Informationen nur einem Validator (205) zugeführt wird.
  3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Validator (205) bestimmt, ob die ihm bereitgestellten Informationen mit einer vorbestimmten Zuverlässigkeit zu einer Position passen, die um weniger als ein vorbestimmtes Maß von einer tatsächlichen Position des Fahrzeugs (105) abweichen.
  4. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Zuverlässigkeit der bestimmten Position als Produkt bestimmter Zuverlässigkeiten der Validatoren (205) gebildet wird.
  5. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein erster Validator (205) einer ersten Quelle (110), ein zweiter Validator (205) einer zweiten Quelle (110) und ein dritter Validator (205) der ersten und der zweiten Quelle (110) zugeordnet ist; und die erste und die zweite Quelle (110) entweder nur mittels des ersten und des zweiten Validators (205) oder nur mittels des dritten Validators (205) validiert werden.
  6. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Validatoren (205) in Abhängigkeit einer Fahrsituation des Fahrzeugs (105) den Quellen (110) zugeordnet werden.
  7. Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Validator (205) zur Validierung von Informationen aus einer oder mehreren vorbestimmten Quellen (110) eingerichtet ist und verfügbare Validatoren (205) derart den Quellen (110) zugeordnet werden, dass eine Zuverlässigkeit der bestimmten Position maximiert ist.
  8. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei jedem Validator (205) eine Verfügbarkeit zugeordnet ist und verfügbare Validatoren (205) derart den Quellen (110) zugeordnet werden, dass ein Produkt aus Verfügbarkeiten der zugeordneten Validatoren (205) maximiert ist.
  9. Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei jedem Validator (205) eine Sicherheitsmarge zugeordnet ist, die von der Zuverlässigkeit und der Verfügbarkeit abhängig ist; und die Sicherheitsmargen der zugeordneten Validatoren (205) berücksichtigt werden.
  10. Fahrzeug (105), umfassend eine Vorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  11. Verfahren (300) zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (105), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Abtasten (305) mehrerer Quellen (110), die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs (105) hinweisen; - Validieren (325) von bereitgestellten Informationen; und - Bestimmen (330) einer Position des Fahrzeugs (105) auf der Basis der validierten Informationen; - wobei Informationen aus mehreren Quellen (110) gemeinsam validiert werden.
DE102021115032.9A 2021-06-10 2021-06-10 Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs Pending DE102021115032A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021115032.9A DE102021115032A1 (de) 2021-06-10 2021-06-10 Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021115032.9A DE102021115032A1 (de) 2021-06-10 2021-06-10 Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021115032A1 true DE102021115032A1 (de) 2022-12-15

Family

ID=84192529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021115032.9A Pending DE102021115032A1 (de) 2021-06-10 2021-06-10 Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021115032A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012215343A1 (de) 2012-08-29 2014-05-28 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Durchführen einer Sicherheitsfunktion eines Fahrzeugs und System zum Durchführen des Verfahrens
DE102016212195A1 (de) 2016-07-05 2018-01-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Durchführen eines automatischen Eingriffs in die Fahrzeugführung eines Fahrzeugs
US10818105B1 (en) 2016-01-22 2020-10-27 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Sensor malfunction detection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012215343A1 (de) 2012-08-29 2014-05-28 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Durchführen einer Sicherheitsfunktion eines Fahrzeugs und System zum Durchführen des Verfahrens
US10818105B1 (en) 2016-01-22 2020-10-27 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Sensor malfunction detection
DE102016212195A1 (de) 2016-07-05 2018-01-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Durchführen eines automatischen Eingriffs in die Fahrzeugführung eines Fahrzeugs

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3350050B1 (de) Verfahren zum bereitstellen einer spurinformation einer fahrspur und system
EP3669142B1 (de) Verfahren zum steuern eines zur durchführung eines automatisierten fahrbetriebs eingerichteten fahrzeugsystems eines fahrzeugs und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102019133316A1 (de) Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs
DE102007041121B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Sensordaten für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs
WO2019063266A1 (de) Verfahren zur lokalisierung eines höher automatisierten fahrzeugs (haf), insbesondere eines hochautomatisierten fahrzeugs, und ein fahrzeugsystem
DE102014217847A1 (de) Fahrerassistenzsystem, Verkehrstelematiksystem und Verfahren zum Aktualisieren einer digitalen Karte
DE102020118629B4 (de) Computerimplementiertes Verfahren zum Bestimmen der Validität einer geschätzten Position eines Fahrzeugs
EP3155454B1 (de) Verfahren und system zur anpassung eines navigationssystems
WO2017013260A1 (de) Spurhalteassistenzsystem
DE102021115032A1 (de) Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs
EP3088845A1 (de) Bestimmen eines von einem benutzer eines navigationssystems benutzten wegs
EP3649520B1 (de) Verfahren zur lokalisierung eines höher automatisierten fahrzeugs sowie entsprechende fahrerassistenzsystem und computerprogramm
DE102019211006B4 (de) Auswerten von Sensordaten eines Fahrzeugs
DE102020118628A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs
DE102020131996A1 (de) Absichern einer geografischen Position
DE102020118622A1 (de) Steuerung eines Fahrzeugs
DE102020125142B4 (de) Steuerung eines Fahrzeugs
DE102021114739A1 (de) Bestimmen einer Fahrzeugposition im urbanen Umfeld
DE102018130449A1 (de) Verfahren, Vorrichtung, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt zur Überprüfung eines zumindest teilautonomen Fahrbetriebs eines Fahrzeuges
DE102020131997A1 (de) Positionierung bezüglich Landmarken
DE102022106571A1 (de) Steuerung eines Fahrzeugs
DE102022110431A1 (de) Steuerung eines Fahrzeugs
DE102006036999B4 (de) Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung und Verfahren zum Ermitteln einer Positionsinformation für ein Fahrzeug
DE102022125804A1 (de) Steuerung eines Kraftfahrzeugs
DE102022204117A1 (de) Genaue Positionierung mittels eines satellitengestützten Navigationssystems

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified