CN108205133A - 删除雷达地图中的地标的至少一个地标位置的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

在此介绍的方案涉及一种用于删除在雷达地图(110)中的地标(105)的至少一个地标位置(102)的方法(200)。该方法至少包括读取步骤和删除步骤。在读取步骤中读取道路(130)的至少一个路段在雷达地图(110)中所成像的至少一个道路位置(125)。如果地标位置(102)离道路位置(125)至少具有预定距离(135)，则在删除步骤中从雷达地图(110)中删除(210)该地标位置(102)。

Description

删除雷达地图中的地标的至少一个地标位置的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于删除在雷达地图中的地标的至少一个地标位置的装置或方法。本发明的对象还包括一种计算机程序。
背景技术
现代驾驶员辅助系统(英语为Advanced Driver Assistance Systems，简称ADAS)和用于UAD(英语为urban automated driving，城市自动驾驶)的高度自动化的车辆系统越来越需要详细了解车辆环境和状况意识。为此目的需要精确定位。已知有用于从道路的航空摄影中提取地标的装置。这些地标被储存在定位图中并且之后用于车辆定位。此外通过卫星提供的雷达地图可用于优化定位图。
发明内容
基于该背景以在此介绍的方案提出了一种用于删除在雷达地图中的地标的至少一个地标位置的方法，进一步提出了用于删除在雷达地图中的地标的至少一个地标位置的装置，以及最后提出了相应的计算机程序。
由所介绍的方案可实现的优点在于，在雷达地图中显示的对于车辆定位不必要的地标位置可被删除，即可从雷达地图被消除，以便能够提供仅包括位于道路区域中的地标位置的变化的雷达地图。
提出了一种用于删除在雷达地图中的地标的至少一个地标位置的方法，其中该方法包括至少以下步骤：
读取道路的至少一个路段的在雷达地图中成像的至少一个道路位置；并且
当地标位置离道路位置具有至少一段预定距离时，从雷达地图删除该地标位置。道路位置例如可从传统的导航地图提取。
地标可理解为那些在道路区域中可用于车辆定位和/或车辆导航的静止物体，例如基础设施元件，如交通指示牌或路灯的桅杆或交通标志桥。这些对于车辆定位和/或导航有用的地标在下文中例如称为支柱。然而地标也可理解为如树木或其他设施的人造物，其不易被行驶在道路上的车辆感知从而不用于车辆定位和/或导航。
雷达地图可以是通过卫星提供的雷达地图，其具有或成像高度精确的地标位置。在此介绍的方法可提供变化的雷达地图，其有利地仅成像位于离道路直到预定距离的地标位置，因为距离更远的地标对于车辆定位不重要。该预定距离例如可表示5到10米的距离。
当变化的雷达地图在下文中例如被使用在用于优化通过具有车载传感装置的车辆系统读取的环境地图的方法时，这可便于或缩短与之相关的在当前已变化的雷达地图与环境地图之间的校准。借助于在车辆处的车辆读取单元或在车辆中的传感器系统的传统的车辆传感器信号产生的环境地图大多过于不准确以致于无法用作定位地图。这种环境地图可通过根据在此介绍的方案的系统，通过使用雷达地图被优化，并且之后可用作高度精确的定位地图。以这种方式可限制使用昂贵的映射传感系统或映射车辆系统的必要性。通过与基于映射传感器测量的已经非常精确的环境地图相结合，在此介绍的方法和/或系统提供了有利地影响映射结果的进一步的可能性。
因为道路或道路路线在雷达地图上经常被不易识别地示出，所以有利的是，在此介绍的方法根据一种实施方式具有在读取步骤之前实施的识别步骤，在该步骤中通过雷达地图与拓扑道路地图的匹配方法识别道路位置，该拓扑道路地图具有或成像道路的路段的至少另一道路位置。匹配方法可理解为进行两个地图的叠加或两个地图的对比的方法，特别是其中突出显示或提取出一致的特征。在该匹配方法中，雷达地图和不易识别道路的拓扑道路地图例如可叠加。在识别步骤中，如果在匹配方法中在拓扑道路地图上成像的另一道路位置在公差范围内对应于在雷达地图上的道路位置，则可识别该道路位置，特别是其中该道路位置以深色表示。公差范围例如可理解为道路宽度的二至五倍。因此拓扑道路地图中的道路路线可快速且简单地用于识别在雷达地图中的道路。柏油路在雷达地图上通常表示为深色、例如黑色，因此在雷达地图上的深色区域可校验通过拓扑道路地图显示的道路位置。
为了使得没有通过该方法被删除的不同地标(因为其位于离道路足够近)可彼此区分，有利的是，该方法具有分类步骤，在该步骤中通过分类器将至少在地标位置处成像的地标或在雷达地图上另一地标位置处成像的另一地标进行分类。分类(也可理解为分级)例如可进一步删除那些虽然位于道路附近但不属于预期类别(例如不是支柱)的地标位置和/或仅可将地标归类于不同的类别。因此可在分类步骤中通过使用分类器(或分级器)将地标分类或分级，该分类器已经通过创建包括至少一个激光点云的激光点云地图而被训练。激光点云地图例如可以是通过激光扫描仪提供的威力登激光点云地图。在分类步骤中，如果该地标位置或另一地标位置在一定公差范围内在激光点云地图中位于代表支柱的激光点云区域中或另一代表支柱的激光点云的另一激光点云位置区域中，则可通过雷达地图与激光点云地图的另一匹配方法将位于该地标位置处或另一地标位置处的地标进行分类，特别是其中该地标或另一地标可归类为支柱。如前所述，支柱可理解为车辆相关的基础设施，例如路灯、交通信号灯和/或交通指示牌。因此可借助于在该地标位置或另一地标位置区域中的表征性激光点云推断出支柱。
该方法还可包括提供步骤，如果在分类步骤中地标被划分为不可归类，则在提供步骤中至少提供用于车辆定位地图的所述地标位置或所述另一地标位置。在提供步骤中被划分为不可归类的地标位置也可直接存储在车辆的定位地图中。该步骤可通过例如车辆本身或其他关联车辆或后端服务器用于地标的过后归类。
此外有利的是，该方法具有消除步骤，如果位于地标位置处的地标或另一地标在分类步骤中被划分为不可归类，则在该消除步骤中将所述地标位置或所述另一地标位置从雷达地图中消除。因此可在雷达地图中仅保留相关的支柱。
该方法例如可以软件或硬件形式或者以软件和硬件的混合形式实现在控制器中。
此外在此介绍的方案提出了一种装置，其被构造用于在相应的设备中执行、控制或实施在此介绍的方法的变型方案的步骤。通过本方案的呈装置形式的实施变型方案也可快速且有效地实现本方案所基于的目的。
对此该装置可具有至少一个用于处理信号或数据的运算单元、至少一个用于储存信号或数据的存储单元、至少一个用于从传感器读取传感器信号或者将数据信号或控制信号输出到执行器的对传感器或执行器的接口和/或至少一个用于读取或输出嵌入在通信协议中的数据的通信接口。运算单元例如可以是信号处理器、微控制器等，其中存储单元可以是闪存存储器、电可编程只读存储器(EPROM)、或磁性存储单元等。通信接口可被构造用于无线和/或有线连接地读取或输出，其中可读取或输出有线连接数据的通信接口例如可电气或光学地从相应的数据传输线读取这些数据或者将这些数据输出到相应的数据传输线中。
在此，装置可理解为处理传感器信号并且据此输出控制信号和/或数据信号的电气设备。该装置可具有可通过硬件和/或软件构造的接口。在通过硬件的构造方式中，接口例如可以是所谓的专用集成电路(ASIC)系统的包含装置不同功能的部分。然而也可行的是，接口是自身的集成电路或者至少部分地由分立元件组成。在通过软件的构造方式中，接口可以是例如在微控制器上与其他软件模块并存的软件模块。
在一种有利的设计方案中，通过该装置进行对删除信号的控制以用于从雷达地图中删除至少一个地标位置。对此该装置例如可访问传感器信号，如具有至少一个道路位置的道路位置信号。所述控制通过执行器进行，如用于读取道路位置信号的读取设备和用于输出删除信号的删除设备。
还有利的是具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序，该程序代码可储存在可机读的载体或存储介质(如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器)上并且用于执行、实施和/或控制根据前述实施方式中任一项所述的方法的步骤，特别是当该程序产品或程序在计算机或装置上运行时。
附图说明
在此介绍的方案的实施例在附图中被示出并且在以下说明中得以详细阐释。其中：
图1根据一种实施例示出了用于删除在雷达地图中地标的至少一个地标位置的装置的示意图；
图2根据一种实施例示出了用于删除在雷达地图中地标的至少一个地标位置的方法的流程图；
图3根据一种实施例示出了雷达地图与拓扑道路地图的匹配方法的示意图；
图4根据一种实施例示出了分类器在雷达地图上的应用的示意图；
图5示出了雷达地图的示意图；并且
图6示出了拓扑道路地图的示意图。
具体实施方式
在以下对本方案的有利实施例的说明中，对于在不同附图中示出的且作用相似的元件使用相同或相似的附图标记，其中省去了对这些元件的重复说明。
图1根据一种实施例示出了用于删除在雷达地图110中地标105的至少一个地标位置102的装置100的示意图。
根据本实施例，装置100具有读取设备115和删除设备120。读取设备115被构造用于读取道路130的至少一个路段的在雷达地图110中成像的至少一个道路位置125。删除设备120被构造用于当地标位置102离道路位置125至少具有预定距离135时，至少删除在雷达地图110中地标105的地标位置102。
根据本实施例，地标105被构造为一颗树木。根据本实施例，删除设备120删除树木在雷达地图110中的地标位置102，因为树木的地标位置102离道路130的道路位置125具有比预定距离135大的距离。
根据本实施例，雷达地图110通过卫星140被提供并且包括被构造为交通指示牌的另一地标145的至少另一地标位置142。根据本实施例，删除设备120不删除在雷达地图110中的交通指示牌的另一地标位置142，因为交通指示牌的另一地标位置142离道路位置125具有比预定距离135小的距离。根据本实施例，通过删除地标位置102而改变的雷达地图被构造以用于由车辆150读取。
下面进一步更详细地说明装置100的特征：
在用于车辆150的高度自动化车辆系统的足够精确且稳定的定位过程中，高度精确且优化的定位地图是很重要的组成部分。如何低成本创建以及更新该高度精确的定位地图构成了对于市场引进以带来利润的主要障碍。为了成本优化地创建这种高度精确的定位地图，可使用在此为卫星140的雷达卫星的分类的地标测量，例如在此呈地标位置142形式的支柱的基点。
然而在此一个重大的挑战在于执行分类，以使得卫星数据可用于创建高度精确的定位地图。在此介绍的装置100使用呈具有地标位置125；142的雷达地图110形式的卫星140的雷达测量，并且根据另一实施例进一步使用拓扑道路地图作为输入信号，并且由此从卫星测量中产生具有分类的高度精确的支柱位置的改变的雷达地图。之后该改变的雷达地图可用于成本优化地生成高度精确的定位地图。
在某些已知的卫星系统中可实现创建具有优选为金属支柱物体的高度精确的基点的雷达地图，不同于此的是，在此说明的装置100可通过删除具有至少预定距离135的地标位置102来提供改变的雷达地图110，其有利地不再与人造物相关联从而可直接用于全局定位地图的优化。在此，可自动进行支柱物体(如路灯、交通信号灯和/或交通指示牌)的基点的后期选择，这在花费较少时间的同时实现了较低的成本。
某些已知的系统从航空摄影中提取车道标记且将其用于定位并且除此之外使用图像处理中的标准方法以探测清晰可见的车道标记，与此不同的是，在此介绍的装置100基于在雷达地图110中较低的噪声成分以及在支柱(如基点)和其他地标(如人造物)之间明显可识别的差异可实现导航结果。装置100可实现支柱在雷达地图110中的自动分类。在分类之后可从雷达地图100中删除不代表支柱基点的地标并且可进行定位地图的优化。
装置100的目的在于在卫星140的给定的雷达地图中进行高精度网格点的分类。该分类是可对车辆的定位地图进行以下预期的优化的基本前提。
图2根据一种实施例示出了用于删除在雷达地图中地标的至少一个地标位置的方法的流程图。在此可以是可由借助于图1说明的装置可执行或可控制的方法200。
方法200包括至少一个读取步骤205和删除步骤210。在读取步骤205中读取道路的至少一个路段的在雷达地图中成像的至少一个道路位置。在删除步骤210中，当地标位置离道路位置至少具有预定距离时从雷达地图删除该地标位置。
方法200可选地进一步具有识别步骤215、分类步骤220、提供步骤225和消除步骤230。
识别步骤215在读取步骤205之前被执行。在识别步骤215中通过雷达地图与拓扑道路地图的匹配方法识别道路位置，该拓扑道路地图具有或成像道路的路段的至少另一道路位置。根据本实施例，如果在匹配方法中在拓扑道路地图上成像的另一道路位置在一定公差范围内相应于在雷达地图上的道路位置，则在识别步骤215中识别出该道路位置，特别是其中该道路位置以深色表示。
在分类步骤220中通过分类器至少将在雷达地图上在所述地标位置处成像的地标或在另一地标位置处成像的另一地标进行分类。根据本实施例，在分类步骤220中通过使用分类器将地标进行分类，该分类器通过创建包括至少一个激光点云的激光点云地图而被训练。在此，在分类步骤220中如果所述地标位置或所述另一地标位置在一定公差范围内在激光点云地图中位于代表支柱的激光点云区域中或另一代表支柱的激光点云的另一激光点云位置区域中，则通过雷达地图与激光点云地图的另一匹配方法将位于所述地标位置或所述另一地标位置处的地标进行分类，特别是其中将所述地标或所述另一地标归类为支柱。
如果在分类步骤220中地标被划分为不可归类，则在提供步骤225中至少提供用于车辆定位地图的所述地标位置或所述另一地标位置。
如果位于地标位置处的所述地标或所述另一地标在分类步骤中被划分为不可归类，则在消除步骤230中将所述地标位置或所述另一地标位置从雷达地图中删除。
下面更详细地说明所介绍的方法200：
在此介绍的方法200可表示为用于从高精度的雷达卫星测量中提取支柱基点的方法，以便低成本地创建高精度的定位地图。在此可在提供或突出的意义上理解该提取。
在此介绍的方法步骤或处理步骤用于从雷达地图中提取、即提供高精度的支柱物体的全局位置。此外，根据本实施例，在识别步骤215中将在雷达地图中的深色区域(主要为柏油路)与拓扑道路地图中的车道路线相匹配。因此在雷达地图中近似的道路路线是已知的。在随后的删除步骤210中将离道路过远的地标从雷达地图中消除。由此在车道附近留下明显更少数量的地标，其很有可能从可见的地标中被车辆归类。现在进行雷达地图的切分并且在分类步骤220中将分类器应用于所产生的区域上。根据本实施例，通过创建由威力登激光点云组成的地图进行用于分类器训练的训练集。由所产生的激光点云地图提供支柱的位置。将激光点云地图的地图片段与卫星的雷达地图相匹配。雷达地图中在配准之后位于支柱位置周围的紧凑的点被标记为支柱。结果产生了对于较小的区域包含被标记的支柱位置的雷达地图。之后从被标记的数据中可利用已知的机器学习方法(例如深度学习)进行分类器的训练。作为结果该方法200给出具有高精度的支柱位置的雷达地图，其随后可用于优化全局定位地图。
根据本实施例，在提供步骤225中附加地将不可被分类的地标或物体提供为用于待优化的全局定位地图的空类型对象或者引用到定位地图中。如果这些未分类的地标被不同的车辆探测或分类，则可将这些信息汇总到后端服务器中并且过后为相关的地标分配类型。这些现在已分类的地标随后可再用于进一步在精度上优化全局定位地图。此外可行的是，将不可被车辆传感装置看到的地标再从地图中删除以及调整地标类型。
简而言之，在此介绍的方法200可实现从雷达卫星测量中自动提取高度精确的支柱基点以用于成本优化地创建定位地图并且可实现简单的用于训练所需分类器的方法。
在此介绍的方法步骤可重复地以及按照与所述不同的顺序执行。
图3根据一种实施例示出了雷达地图110与拓扑道路地图300的匹配方法的示意图。在此可以是借助于图2所述的删除步骤的示意图。
将拓扑地图300与雷达地图110(雷达原始地图)相匹配以识别道路130并且将离道路130超出最大距离135的地标的相关地标位置102舍弃。位于距离135之外的地标的相关地标位置102也可表示为斑点或雷达斑点。
图4根据一种实施例示出了分类器在雷达地图110上的应用的示意图。在此可以是借助于图2所述的分类步骤的示意图，在其中通过另一匹配方法将雷达地图110与激光点云地图400相匹配。
将之前训练的分类器应用到其余数量的地标位置、即不位于所述距离之外的另一地标的其他地标位置142上。在另一匹配方法中位于代表支柱的激光点云区域中的其他地标位置被分类为支柱405，该支柱405也可表示为已分类的雷达斑点。
图5示出了雷达地图110的示意图。在除了高精度的网格点(如支柱)之外还包含许多人造物的未处理的雷达地图110中，道路130被成像为深色。
图6示出了拓扑道路地图300的示意图。在此可以是图3所示的拓扑道路地图300。就地标而言，与图5所示的雷达地图相比较，不精确的拓扑道路地图300用于与雷达地图叠加，以在雷达地图中识别道路130。
如果一个实施例包括在第一特征和第二特征之间的“和/或”连接词，则这可解读为，该实施例根据一种实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，而根据另一实施方式仅具有第一特征或者仅具有第二特征。

Claims (11)

1.一种用于删除在雷达地图(110)中的地标(105)的至少一个地标位置(102)的方法(200)，其中所述方法(200)至少包括以下步骤：
-读取(205)道路(130)的至少一个路段在所述雷达地图(110)中所成像的至少一个道路位置(125)；并且
-当所述地标位置(102)离所述道路位置(125)至少具有预定距离(135)时，从所述雷达地图(110)中删除(210)所述地标位置(102)。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，包括在所述读取步骤(205)之前执行的识别步骤(215)，在所述识别步骤(215)中，所述道路位置(125)通过所述雷达地图(110)与拓扑道路地图(300)的匹配方法被识别，所述拓扑道路地图具有或成像所述道路(130)的所述路段的至少一个另外的道路位置。
3.根据权利要求2所述的方法(200)，其中如果在所述匹配方法中在所述拓扑道路地图(300)上成像的另外的道路位置在公差范围内对应于在所述雷达地图(110)上的所述道路位置(125)，则在所述识别步骤(215)中所述道路位置(125)被识别，特别是其中所述道路位置(125)在所述雷达地图(110)中以深色表示。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)，包括分类步骤(220)，其中通过分类器将在所述雷达地图(110)上至少在所述地标位置(102)处或在另一地标位置(142)处成像的地标(105；145)进行分类。
5.根据权利要求4所述的方法(200)，其中在所述分类步骤(220)中通过使用分类器将所述地标(105；145)进行分类，所述分类器已经通过创建包括至少一个激光点云的激光点云地图(400)而被训练。
6.根据权利要求5所述的方法(200)，其中如果所述地标位置(102)或所述另一地标位置(142)在公差范围内在所述激光点云地图中位于代表支柱的激光点云区域中或另一代表支柱的激光点云的另一激光点云位置区域中，则在所述分类步骤(220)中通过所述雷达地图(110)与所述激光点云地图(400)的另一匹配方法将位于所述地标位置(102)处或在所述另一地标位置(142)处的地标(105；145)进行分类，特别是其中所述地标(105)或所述另一地标(145)被分类为支柱(405)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法(200)，包括如果所述地标(105；145)在所述分类步骤(220)中被分类为不可归类，则至少提供(225)用于车辆(150)的定位地图的所述地标位置(102)或所述另一地标位置(142)的步骤。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法(200)，包括如果位于所述地标位置(102；142)处的所述地标或所述另一地标(105；145)在所述分类步骤(220)中被分类为不可归类，则将所述地标位置(102)或所述另一地标位置(142)从所述雷达地图(110)中消除(230)的步骤。
9.一种装置(100)，被设置用于在相应的单元(115；120)中执行和/或控制根据前述权利要求中任一项所述的方法(200)的步骤。
10.一种计算机程序，被设置用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法(200)。
11.一种机器可读的存储介质，在所述存储介质上储存有根据权利要求10所述的计算机程序。
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