CN107923756B - 用于定位自动化的机动车的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于定位自动化的机动车的方法，所述方法具有以下步骤：对于所述自动化的机动车在运行期间预给定待取得的定位精确度，其中，由所述机动车以所定义的待取得的定位精确度要求用于所定义的位置的定位参考数据，并且将所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车；借助所述自动化的机动车的传感器装置(10)检测所述自动化的机动车的周围环境数据，并且将所检测的周围环境数据与位置信息关联；借助所述定位参考数据和所检测的周围环境数据定位所述自动化的机动车，其中，求取所实现的定位精确度；其中，为了关于待取得的定位精确度优化地传送所述定位参考数据的目的，将所实现的定位精确度信号化。

Description

用于定位自动化的机动车的方法

技术领域

本发明涉及一种用于定位自动化的机动车的方法。本发明还涉及一种用于定位自动化的机动车的系统。

背景技术

已知一种用于高精确度地定位车辆的方法。所有这类方法具有如下共同点：它们要求参考数据(定位参考数据或地标数据)用于定位，所述参考数据典型地通过本地的传感机构检测并且或者聚合(aggregieren)在车辆本地中(自主聚合)或者借助后端连接传送到服务器上并且在那里中央地聚合(集体聚合)。后者的方案具有集体收集并且聚合的数据的优点，所述数据对于车辆集体可供使用。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于定位自动化的机动车的改善的方法。

根据第一方面，所述任务借助一种用于定位自动化的机动车的方法解决，所述方法具有以下步骤：

对于所述自动化的机动车在运行期间预给定待取得的定位精确度，其中，由所述机动车以所定义的待取得的定位精确度要求用于所定义的位置的定位参考数据并且将所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车；

借助所述自动化的机动车的传感器装置检测所述自动化的机动车的周围环境数据，并且将所检测的周围环境数据与位置信息关联；

借助所述定位参考数据和所检测的周围环境数据定位所述自动化的机动车，其中，求取所实现的定位精确度；其中，

为了关于待取得的定位精确度优化地传送定位参考数据的目的，将所实现的定位精确度信号化。

根据第二方面，所述任务借助一种用于定位自动化的机动车的系统解决，所述系统具有：

用于检测所述机动车的周围环境数据的传感器装置和用于检测所述机动车的位置的位置检测装置；以及

定位装置，其用于定位所述机动车并且用于求取所述机动车的定位精确度；其中，所述系统具有第一接口，通过所述第一接口能够以所定义的待取得的定位精确度要求用于所定义的位置的定位参考数据并且能够将所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车；以及

第二接口，为了关于待取得的定位精确度优化所述定位参考数据的目的，通过所述第二接口能够将所实现的定位精确度信号化。

由此实现，由自动化的机动车将关于所实现的定位精确度的反馈借助存在的定位参考数据信号化。结果，由此可以根据所要求的定位品质将相应的定位参考数据传送给所述机动车。

结果，由此可以根据自动化的车辆的功能的所需要的关于定位精确度或位置确定精确度的要求来优化定位参考数据在车辆与外部服务器装置之间的无线传输。在此，仅仅传输以下定位参考数据：所述定位参考数据实际上也被需要用于机动车的待取得的定位精确度。有利地，这特别能够用于高度自动化的或自主的机动车。以这种方式不过满足(übererfüllt)或不欠满足(untererfüllt)所期望的定位精确度，由此可以优化对定位系统的技术要求。

此外，由此可能的是，在借助存在的定位参考数据不实现定位精确度的情况下，可以停用自动化的机动车的功能。

此外，根据第三方面，该任务借助一种具有程序代码单元的计算机程序产品来解决，其用于当该计算机程序产品在电子控制装置上运行或存储在计算机可读取的数据载体上时实施本发明的用于定位自动化的机动车的方法。

所述方法的有利的扩展方案是从属权利要求的主题。

所述方法的一个有利的扩展方案设置，传送给所述自动化的机动车的定位参考数据的类型和/或数量取决于所实现的和待取得的定位精确度。由此例如可以考虑：根据所实现的和待取得的定位精确度，提供定位参考数据的合适的数据组，从而在自动化的车辆的自身定位的情况下恰好调节所要求的定位精确度。

所述方法的另一有利的扩展方案设置，借助布置在所述自动化的机动车外部的外部服务器装置传送所述定位参考数据给所述自动化的机动车。由此，支持用于自动化的机动车的定位参考数据的高时效性和大存储容量。

所述方法的另一有利的扩展方案的特征在于，为了提供定位参考数据的数据组用于实现所述预给定的定位精确度，考虑周围环境条件。以这种方式可以考虑如下情形：传感器在不同的周围环境条件下通常性能不同。通常，例如在夜间相比在日间对于所要求的定位精确度需要更多的定位参考数据，从而由此能够优化对于定位参考数据的数据传输率。

所述方法的另一有利的扩展方案的特征在于，为了提供所述定位参考数据的数据组用于实现所述预给定的定位精确度，考虑所述传感器装置的特性。以这种方式可以使用技术上不同的传感器，其中，对于所要求的定位精确度或定位品质，通常例如性能好的传感器需要更少的数据并且性能差的传感器需要更多的数据。

所述方法的另一有利的扩展方案设置，由产生装置产生所述定位参考数据并且为所述外部服务器装置提供所述定位参考数据。以这种方式，可以产生定位参考数据的一种类型的“数据池”并且将其提供给外部服务器装置用于另外的应用。

所述方法的另一有利的扩展方案设置，在所求取的定位品质高的情况下(也就是说，例如在自动化的车辆中过满足所要求的定位精确度)，将在定义地减小的范围内的定位参考数据传送给自动化的机动车。在这种情况下，为了实现所要求的定位品质，相比至今需要更少的定位参考数据，从而可以有利地减少定位参考数据的待传送的数目或数量。

所述方法的另一有利的扩展方案设置，在所述自动化的机动车的所实现的定位精确度低的情况下(也就是说，例如在自动化的车辆中所要求的定位精确度欠满足)，将在定义地提高的范围内的定位参考数据传送给自动化的机动车。在这种情况下，为了实现所要求的定位品质，相比至今需要更多的定位参考数据，从而可以有利地增加定位参考数据的待传送的数目或数量。

所述方法的另一有利的扩展方案设置，将与位置信息关联的周围环境数据传送给外部服务器装置。由此支持定位参考数据的高的时效性程度。由产生装置可以从所传送的数据中执行定位参考数据的产生或提取。

所述方法的另一有利的扩展方案设置，至少部分地借助布置在所述机动车中的产生装置产生所述定位参考数据。由此，定位参考数据的产生可以部分地扩展到机动车上，由此实现用于地标数据的主产生装置的减负并且通常实现在将周围环境数据传送给外部服务器装置时的更小的数据量。

附图说明

以下以另外的特征和优点根据两个附图详细描述本发明。在此，所描述的或所示出的所有特征单独地或以任意组合地构成本发明的主题，而与其在权利要求中的概括或引用无关，以及与其在说明书中或在附图中的表述或表示无关。附图首先旨在用于表明本发明基本的原理。

附图中示出：

图1：根据本发明的系统的一种实施方式的原理性示图；以及

图2：根据本发明的方法的一种实施方式的原理性流程图。

具体实施方式

对于机动车的具有机动车的完整的纵向和横向导向的自动化驾驶或自主驾驶，要求机动车的在周围环境中的具有大约10cm的数量等级的高定位精确度。以这种方式，对于机动车例如能够实现：在交通信号灯前精确到达停车线。

与此相对，对于用于驾驶员信息的辅助系统，定位品质必须更低地构造，其中，例如通知车辆的驾驶员，必须马上向右转弯。因此，低的定位品质可以理解为大约5m至大约10m的数量等级的定位品质。

可以将周围环境中的以下对象视为定位参考的或定位参考数据的例子：机动车在所述对象旁驶过。机动车的摄像机多次以所定义的记录频率——例如每隔50ms——检测所述对象(例如交通指示牌)，由此，所述交通指示牌作为周围环境数据存在于多个图像中。借助产生算法，在唯一的定位参考日期以交通指示牌的形式产生所检测的图像。在此也可以求取，以哪个概率通过产生的定位参考数据或地标数据代表所检测的对象，或者系统有多少把握所检测的对象处于所定义的位置处。

可能的是，通过另外的产生步骤将例如对于每次在所述对象旁驶过对象的识别率包括到所属的定位参考数据的产生中。此外，通常在产生的框架中改善位置精确度或用于定位参考数据的空间在场性(Befindlichkeit)的信息。

对于使用者通过使用集体产生的数据库(也就是说，借助连接到中央数据库的多个机动车产生)相比于自主的产生(也就是说，仅由机动车在没有连接到中央数据库的情况下产生)得出的优点尤其可以是：

所聚合的数据的通过以扩大的数据库为基础引起的更高的精确度；

所产生的数据的更大的局部覆盖；

所产生的数据的更高的时效性。

对于提供用于高精确度的定位的定位参考数据的一个障碍是尽可能实时地在服务器与客户端之间传输相应的数据，因为用于定位的必要的数据量典型地是非常大的，例如在大约500MByte/km的范围内。

服务器与自动化的机动车之间的无线通信接口可能是瓶颈(Engstelle)，因为典型地连续下载数据。在此，视自动化的车辆的功能性而定地存在不同的要求，其中，完全自主的车辆具有关于数据的实时传输的最高要求。为了机动车的尽可能精确的位置确定(Verortung)或者定位，需要实时传输的数据。

因此值得追求的是：仅仅使用如一定需要的那样多的定位参考数据，以便实现预给定的定位精确度或定位品质。

地标数据是来自机动车的周围环境的样本数据或参考数据，位置信息被添加到其或者其与位置信息关联。好的地标数据是具有关于地标数据的位置在场性(

Befindlichkeit)的认识的高的再识别值(Wiedererkennungswert)和高的局部精确度的地标数据，其中，通过高的再识别值支持机动车的“更稳健的”定位或定位。

用于产生用于高精确度的定位的地标数据的传统方法使用潜在的可以被检测的所有地标数据用于产生地标数据。在此，将所产生的所有地标数据再次用于定位。

在所述传统的方案中的缺点可以是：可能比一定需要的多得多的地标数据被处理并且被用于定位。这一方面可能导致不必要的高数据容量，所述高数据容量仅仅可以以高的技术耗费来解决并且因此可能是成本密集的。

因此，提出一种方案，为了传输或产生地标数据，考虑实际上分别实现的定位精确度，由此在处理地标数据时以下方式和方法支持一种类型的调节，即仅仅传输或产生如用于实现存在的定位精确度所要求的那样的地标数据。例如，过小的当前定位精确度导致，将来对于所述周围环境状况将更多的、优选稳健的地标数据传送给自动化的机动车。

反之，如果借助存在的定位参考数据实现比所要求的定位精确度更高的定位精确度，则这导致，为了定位，对于所述周围环境状况将来减少所传送的地标数据的数量，直至调节所要求的定位精确度。

有利地，以这种方式可以实现，尤其对于在相同位置处的将来的机动车以对定位精确度的类似的要求始终仅仅传送如一定需要的那样多的地标数据给自动化的机动车用于定位。

可以考虑，在确定所要求的地标数据的范围的情况下考虑以下相互关系：

-在机动车中使用的传感机构，其中，所使用的传感机构可以具有对地标数据的可检测性的影响。这例如可以归因于不同的传感器技术的不同的技术性能。

-当前的周围环境条件，其中，例如雨、夜、雾等可以具有对地标数据的可检测性的影响，因为传感器装置通常在不同的周围环境条件下性能不同。在此，为了精确的定位，在夜间通常相比在日间要求更多的地标数据，在日间通常少量稳健的地标数据足够用于定位。

图1示意性地示出根据本发明的系统100的部件，所述系统用于定位自动化的机动车。所述系统100包括自动化的机动车的传感器装置10，优选视频传感器、雷达传感器等，所述传感器装置执行周围环境的检测和在此执行机动车的周围环境数据的求取。为此目的，传感器装置10尤其检测以点云、线特征等形式的图像数据。所提及的数据也可以包括语义上的特征，例如树、道路照明装置、建筑等。

为了能够执行机动车的某些基本定位，在自动化的机动车中还设置例如GPS系统形式的位置检测装置(未示出)。因此，可以为机动车提供具有例如大约10米的精确度的粗略的基本定位。

借助布置在机动车中的定位装置20执行自动化的机动车的定位以及机动车的定位精确度的或定位品质的根据所要求的或预给定的定位精确度的求取。以下数据可以包括到定位品质的求取中：在当前车辆周围环境中借助传感器装置10的位置精确度和/或定位参考数据的数量、定位参考(例如交通指示牌、周围环境中的对象等)的明确唯一的识别。定位装置20以这种方式能够根据当前的定位参考数据执行机动车的位置的求取和估计以及所属的、位置估计的估计精确度。

此外，对于所估计的位置可以求取安全值，所述安全值定义所求取的位置有多精确。这得出特定的定位精确度。平均的定位精确度或定位品质例如可以处于大约1m的数量等级内，低的定位品质例如可以处于大约10m的数量等级内，高的定位品质例如可以处于大约10cm的数量等级内。

布置在外部服务器装置40附近的产生装置30设置用于从由传感器装置10检测的周围环境数据中产生定位参考数据或者从所提及的数据中提取定位参考数据。但产生装置30也可以替代地布置在自动化的机动车40内(未示出)。在产生定位参考数据的情况下一同考虑典型地由定位装置20提供的当前的定位精确度。

将所求取的定位精确度的值通过系统100的第二接口S2发信号给外部服务器装置40。结果由此可以实现：在存在高定位精确度的情况下——例如通过“过满足”所要求的或预给定的定位精确度，减少定位参考数据通过第一接口S1向自动化的机动车的传送。此外，由此可以实现，在低的定位品质的情况下——例如通过“欠满足”所要求的定位品质，将更大数量的定位参考数据通过第一接口S1传送给机动车，以便实现预给定的定位精确度。

结果，以这种方式可以优化地运行外部服务器装置40与自动化的机动车之间的无线数据通信。

与位置信息关联的周围环境数据可以通过第二接口S2实时地或延时地传送给外部服务器装置40。

优选地通过第一接口S1并且替代地或附加地通过第二接口S2可以通过车辆要求地标数据，其中，例如可以设置以下参数：

-地形，对于所述地形要求地标数据

-周围环境条件(日/夜、雪、雨等)

-传感器特性(传感器类型等)

-所要求的定位精确度

此外，由外部服务器装置40传送给机动车的地标数据可以通过第一接口S1实时地提供和/或预加载(英语：Pre-fetch，预取)到机动车上并且在相应的需求的情况下连续地下载。

因此，系统100的接口S1、S2代表具有有限的数据传送容量的数据瓶颈，所述数据瓶颈例如可以构造为自动化的机动车的移动无线电接口或WLAN接口。

在将与位置信息关联的周围环境数据10或将定位精确度的值传送给外部服务器装置40的情况下，也可以将当前的周围环境状况(例如至少当前的位置，附加地，当前的周围环境条件，如夜、雨、雾等)传送给外部服务器装置40，并且可选附加地传送传感器装置10的当前性能。由此可以考虑，在不利的天气状况——例如雨、雾、降雪等的情况下，传感器装置10可以提供与在日照情况下不同的数据或图像用于自身定位。

传感器装置10关于分辨率、记录精确度、细节忠实度等可以具有不同的特性。地标数据产生的相互关系也可以取决于传感器装置10的性能，由此可以考虑，具有性能弱的传感机构的机动车通常比具有性能强的传感机构的机动车要求多得多的地标数据用于精确的定位。

结果由此支持，在当前不超出所要求的定位精确度(“欠精确的定位”)的情况下，由外部服务器装置40传输并且也可选地也由产生装置30产生更多的定位参考数据。由此，对于在相同位置处的将来的自动化的机动车在对定位精确度的类似的要求的情况下可以提供能够实现改善的定位精确度的定位参考数据。

对于外部服务器装置40已知的是，在不同的位置处对于所要求的定位品质需要多少数量或哪些类型的定位参考数据。因此，所述外部服务器装置能够始终精确地提供机动车所需的地标数据给机动车。由此支持从外部服务器装置40至机动车的经优化的数据传输。

如果反之当前超出所要求的定位精确度(“过精确的定位”)，则对于当前的周围环境状况通过外部服务器装置40传输在更小的范围内的地标数据或者根本不传输地标数据。

结果这意味着，对于所求取的定位品质高的情况，降低定位参考数据的数据传输率，反之，对于所求取的定位品质低的情况下，提高定位参考数据的数据传输率。

优选地，定位装置20的和产生装置30的在技术上的实现可以作为软件来实现，由此可以支持所提及的装置的功率特征的简单的更新和改变。定位装置20也可以替代地作为硬件来实现，例如，作为ASIC(英文，application-specific integrated circuit：专用集成电路)或FPGA(英文，field programmable gate array：现场可编程门阵列)。

在未在图中示出的变型方案中可以设置，外部服务器装置40布置在系统100内并且因此布置在自动化的机动车内。在这种情况下，有利地支持：针对机动车内部的数据库来优化待传送的数据量，由此可以更高效地设计所述数据库。所述方法的实际例子可以实现如下：

自动化的或自主的机动车在行驶期间借助其传感器装置10检测周围环境数据并且将所述周围环境数据与位置信息关联，所述位置信息来自于位置求取装置(所述位置求取装置在此可以是传感器装置10的组成部分，例如以GPS传感器的形式)。借助存在于机动车上的地标数据——所述地标数据例如可以由内部的或外部的外部服务器装置40提供——以及借助当前由传感器装置10检测的周围环境数据，执行自动化的机动车的定位并且关于所要求的定位精确度求取机动车的定位品质。通过第二接口S2将所求取的定位精确度传送给外部服务器装置40。

在定位时例如可以使用三角测量方法，由此可以充分利用如下事实：借助传感器装置10也能够求取，对象相对于机动车处于什么距离处。

此外，将由传感器装置10检测的并且与位置信息关联的周围环境数据通过第二接口S2传送给外部服务器装置40，以便使周围环境数据可供产生装置30用于地标数据的产生、更新和/或改善。

对于以下情况——即实现过精确的定位，由此所要求的定位精确度是过满足的，根据所求取的定位品质的程度借助外部服务器装置40通过第一接口S1传输更少的地标数据或者借助产生装置30产生更少的地标数据。

如果反之所实现的定位品质低，也就是说，不满足所要求的定位品质，则借助外部服务器装置40根据所求取的定位品质通过第一接口S1在更大的范围内将地标数据传输给机动车。

此外，在不能够借助存在的地标数据实现所要求的定位品质的情况下，以这种方式可以至少部分地停用自动化的机动车中的以下功能：所述功能要求比当前可实现的定位品质更高的定位品质。例如可以归因于：设备在当前涉及的周围环境状况下——例如在没有足够数量的表面结构的周围环境中——不能够形成足够数量的地标数据。

由此可以通知机动车的驾驶员，对于自动化的机动车的特定的功能不再足以能够实现定位并且因此马上关闭所提及的功能。

除了当前与位置信息关联并且传送的周围环境数据之外，先前已经传送的在外部服务器装置40上还可用的周围环境数据和/或已经存在于外部服务器装置40上的至今为止的定位参考数据可以包括到定位参考数据的产生中。

图2示意性地示出所述方法的原理流程：

在步骤200中，对于所述自动化的机动车在运行期间预给定定位精确度，其中，由所述机动车以所定义的待取得的定位精确度要求用于所定义的位置的定位参考数据并且将所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车。

在步骤210中，借助所述自动化的机动车的传感器装置检测所述自动化的机动车的周围环境数据，并且将所检测的周围环境数据与位置信息关联。

在步骤220中，借助所述定位参考数据和所检测的周围环境数据定位所述自动化的机动车，其中，求取所实现的定位精确度。

在步骤230中，为了关于待取得的定位精确度优化定位参考数据的目的，将所实现的定位精确度信号化。

以这种方式有利地支持在自动化的机动车内的定位系统的高效运行方式。有利地，可以将所述方法用于每个进行自身定位的车辆，例如也用于机器人技术领域内的自动化的车辆。

本领域技术人员将以合适的方式改动和/或彼此组合本发明的特征，而不偏离本发明的核心。

Claims (12)

1.一种用于定位自动化的机动车的方法，所述方法具有以下步骤：

对于所述自动化的机动车在运行期间预给定待取得的定位精确度，其中，由所述自动化的机动车以所定义的待取得的定位精确度要求用于所定义的位置的定位参考数据并且将所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车；

借助所述自动化的机动车的传感器装置（10）检测所述自动化的机动车的周围环境数据，并且将所检测的周围环境数据与位置信息关联；

借助所述定位参考数据和所检测的周围环境数据定位所述自动化的机动车，其中，求取所实现的定位精确度；其中，

为了关于待取得的定位精确度优化地传送所述定位参考数据的目的，将所实现的定位精确度向外部服务器装置（40）信号化；以及

-将根据所实现的定位精确度为了实现所述待取得的定位精确度所必需的定位参考数据从外部服务器装置（40）传送给所述自动化的机动车。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，传送给所述自动化的机动车的定位参考数据的类型和/或数量取决于所实现的和待取得的定位精确度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，借助布置在所述自动化的机动车外部的外部服务器装置（40）传送所述定位参考数据给所述自动化的机动车。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，为了提供定位参考数据的数据组用于实现所述预给定的定位精确度，考虑周围环境条件。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，为了提供所述定位参考数据的数据组用于实现所述预给定的定位精确度，考虑所述传感器装置（10）的特性。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，由产生装置（30）产生所述定位参考数据并且为所述外部服务器装置（40）提供所述定位参考数据。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在所述自动化的机动车的所实现的定位精确度高的情况下，将在所定义的减小的范围内的所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在所述自动化的机动车的所实现的定位精确度低的情况下，将在所定义的提高的范围内的所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，至少部分地借助布置在所述机动车中的产生装置（30）产生所述定位参考数据。

10.根据权利要求3所述的方法，其中，将与所述位置信息关联的周围环境数据传送给所述外部服务器装置（40）。

11. 一种用于定位自动化的机动车的系统（100），所述系统具有：

用于检测所述机动车的周围环境数据的传感器装置（10）和用于检测所述机动车的位置的位置检测装置；以及

定位装置（20），其用于定位所述机动车并且用于求取所述机动车的定位精确度；其中，所述系统（100）具有第一接口（S1），通过所述第一接口能够以所定义的待取得的定位精确度要求用于所定义的位置的定位参考数据并且能够将所述定位参考数据传送给所述自动化的机动车；以及

第二接口（S2），为了关于待取得的定位精确度优化所述定位参考数据的目的，通过所述第二接口能够将所实现的定位精确度向外部服务器装置（40）信号化，其中，根据所实现的定位精确度能将根据所实现的定位精确度为了实现所述待取得的定位精确度所必需的定位参考数据从外部服务器装置（40）传送给所述自动化的机动车。

12.一种具有程序代码单元的计算机程序产品，其用于当所述计算机程序产品在电子控制装置上运行或存储在计算机可读取的数据载体上时实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法。

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