CN109263641A - 用于定位和自动化运行车辆的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于定位和自动化地运行(340)车辆(100)的方法(300)和装置(110)，该方法包括以下步骤：检测(310)环境数据值，所述环境数据值代表车辆(100)的环境(200)，其中，车辆(100)的所述环境(200)包括至少一个干扰物体(210)；确定(320)车辆(100)的所述环境(200)的环境类别；基于所述环境数据值来确定(330)车辆(100)的高度精确的位置(201)，其中，应用至少一个用于从所述环境数据值中过滤掉所述至少一个干扰物体(210)的滤波器，其中，根据所述环境类别选择所述至少一个滤波器，并且在过滤掉所述至少一个干扰物体(210)之后确定所述高度精确的位置(201)；和根据所述高度精确的位置(201)自动化地运行(340)车辆(100)。

Description

用于定位和自动化运行车辆的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于定位和自动化运行车辆的方法以及装置，所述方法具有以下步骤：检测环境数据值；确定车辆环境的环境类别；基于环境数据值确定车辆的高度精确的位置；根据高度精确的位置自动化地运行车辆。
发明内容
用于定位和自动化地运行车辆的本发明方法包括以下步骤：检测环境数据值，所述环境数据值代表车辆环境，其中，车辆环境包括至少一个干扰物体；确定车辆环境的环境类别。所述方法还包括以下步骤：基于环境数据值确定车辆的高度精确的位置，其中，应用至少一个用于从环境数据值中过滤掉至少一个干扰物体的滤波器，其中，根据环境类别选择所述至少一个滤波器，并且在过滤掉至少一个干扰物体之后确定高度精确的位置；和根据高度精确的位置自动化地运行车辆。
“自动化地运行车辆”应理解为，车辆构造成部分、高度或全自动化车辆并且相应地部分、高度或全自动化地运行。
“定位车辆”应理解为确定高度精确的位置。
“高度精确的位置”应理解为以下位置，该位置在预给定的坐标系、例如GPS坐标中如此精确，使得该位置不超过最大允许的模糊度。在此，最大模糊度例如取决于环境和/或环境类别。此外，最大模糊度例如可以取决于车辆是部分自动化还是高度自动化还是全自动化地运行。原则上，最大模糊度如此小，使得确保车辆的可靠运行。对于车辆的全自动化运行而言，最大模糊度例如处于约10cm的数量级。
“车辆环境”例如应理解为可以借助车辆的环境传感装置被检测到的区域。
“环境类别”应理解为车辆环境的配属，该配属基于确定的准则来进行，其中，环境类别例如相应于以下配属之一：居民区、工业区、快速道路、高速公路、行人区、停车楼、停车场、隧道、桥梁、郊区环境、市区环境、森林、田野、山区环境、平原环境、单行道、多车道等。用于所述配属的判据例如是借助车辆的环境传感装置所检测到的交通标志。这些判据例如允许配属到高速公路、行人区、隧道、桥梁等中，其方式是：分析评价这些交通标志。
本发明的方法以有利的方式解决以下问题：由于车辆环境中存在至少一个干扰物体，不能够确定车辆的对于部分、高度或全自动化地运行车辆而言所需要的高度精确的位置。在此，借助至少一个合适的滤波器从代表车辆环境的环境数据值中这样过滤掉至少一个存在的干扰物体，使得接下来可以确定高度精确的位置。这有利地提升了在自动化地运行车辆时不仅对于乘员的而且对于所述车辆的并且例如对于车辆环境中的人员(行人)的安全性。
此外，以有利的方式得到，借助本发明的方法例如不必应用多个滤波器，而是基于环境类别来应用正确的滤波器，这既节省车辆中的计算容量又提升了车辆的安全性，因为会更快速地确定高度精确的位置。
优选，从环境数据值出发来确定环境类别。在此得到以下优点：在专门在车辆中检测环境数据值之后确定环境类别并且因此非常快速地应用至少一个用于过滤的滤波器。这提高了在自动化地运行车辆时的安全性。
特别优选，确定环境类别，其方式是，将车辆的粗略位置传送给外部服务器并且根据所述粗略位置从外部服务器接收环境类别。在此得到以下优点，在例如由于雾、雪或雨借助环境传感装置不能够或仅可能很难地进行确定时也会确定环境类别。此外得到以下优点，基于确定的判据能够持续更新和/或持续改进服务器上的环境类别或者配属。
“粗略位置”应理解为以下位置，该位置在预给定的坐标系、例如GPS坐标中如此不精确，使得该位置超过最大允许的例如对于可靠地自动化地运行车辆而言所需要的模糊度。粗略位置例如借助由车辆包括的导航系统来确定并且接下来借助同样由车辆包括的发送和/或接收单元被传送给外部服务器。在另一实施方式中，导航系统和发送和/或接收单元构造在同一设备中，该设备例如构造为智能手机并且借助无线电连接(蓝牙等)或缆线与车辆连接。
特别优选，这样自动化地运行车辆，使得根据高度精确的位置来操控车辆的横向和/或纵向控制装置。
在一个特别优选的实施方式中，根据环境类别选择至少一个滤波器，其方式是，环境类别包括最常出现的干扰物体并且所述至少一个滤波器至少过滤掉所述最常出现的干扰物体。在此得到以下优点，尽可能最快地将至少一个干扰物体过滤掉并且因此尽可能最快地确定车辆的高度精确的位置，因为不必应用所有滤波器，而是所述至少一个滤波器仅过滤掉最常出现的干扰物体。从而，可以根据高度精确的位置更快速地并且因此也更可靠地运行车辆。
优选，所述最常出现的干扰物体是动态或半静态或静态的干扰物体。在此得到以下优点：借助将最常出现的干扰物体区分成动态或半静态或静态的干扰物体，可以快速和有效地应用所述至少一个滤波器，由此提升在自动化地运行车辆时的安全性。
特别优选，车辆环境这样包括至少一个干扰物体，使得被用于确定车辆的高度精确的位置的至少一个环境特征至少部分地和/或暂时地被所述至少一个干扰物体遮挡。
在无干扰物体的情况下确定高度精确的位置，其方式例如是，借助环境传感装置检测代表车辆环境的环境数据值，其中，所述环境包括至少一个环境特征，并且这样检测环境数据值，使得车辆相对于至少一个环境特征的间距和/或相对运动被确定并且因此从所述至少一个环境特征的高度精确的位置出发确定车辆的高度精确的位置。为此，例如将所述至少一个环境特征的高度精确的位置保存在车辆中的地图中。在一个实施方式中，例如借助导航系统确定车辆的粗略位置并且接下来通过所述粗略位置与地图的比较这样提供所有环境特征(其高度精确的位置已知并且被保存在所述地图中)，使得可以从这些环境特征出发确定车辆的高度精确的位置。
例如将带有高度精确的GPS坐标的环境特征保存在地图中。基于车辆的例如借助导航系统确定的粗略位置，从地图下载环境特征并且将其与坐标一起提供，因为所述环境特征位于车辆环境中。在一个替代的实施方式中，例如借助加速度传感器和/或借助另外的传感器来确定粗略位置，所述另外的传感器构造成用于检测车辆的粗略位置。现在，由检测到的包括所述环境特征的环境数据值确定例如间距d和/或相对运动，例如借助车辆速度和车辆运动时所沿的方向来求取该相对运动。由此，可以从所述位置出发借助向量相加最终确定车辆的高度精确的位置。
在此，所述至少一个环境特征例如可以在其构型中取决于环境和/或环境类别。例如，所述至少一个环境特征可以是专门构造成用于由环境传感装置检测的交通标志和/或建筑物和/或车道标记和/或道路照明装置和/或定位装置，和/或是另外的环境特征，所述另外的环境特征适合例如借助环境传感装置这样被检测，使得可以确定相对于所述至少一个环境特征的间距和/或相对运动。
干扰物体和/或最常出现的干扰物体应理解为以下物体，它们至少部分地和/或暂时地这样遮挡所述至少一个环境特征，使得不能够确定和/或仅能够分别这样确定间距和/或相对运动，使得至少不能够确定高度精确的位置。例如，不能完全实施上述向量相加，由此不能够遵守最大模糊度。
动态干扰物体例如是骑行者和/或行人和/或车辆等。半静态物体例如是进行泊车的车辆和/或停在公交车站处的公交车和/或一般性地是例如由于交通标志和/或交通状态而至少暂时遮挡所述至少一个环境特征的车辆。静态干扰物体例如是至少长期(例如几天、几周或更长时间)遮挡所述至少一个环境特征的新建造的建筑物或新种植的植物。
现在，例如干扰物体即行人和/或骑行者作为最常出现的干扰物体配属于环境类别“行人区”。在另一实施方式中，例如动态干扰物体作为最常出现的干扰物体配属于环境类别“行人区”。相应地，例如进行泊车的车辆或半静态的干扰物体配属于环境类别“居民区”。相应地，例如行驶的车辆、尤其载重车或动态干扰物体配属于环境类别“高速公路”。
用于定位和自动化地运行车辆的本发明装置包括用于检测环境数据值的第一器件和用于确定车辆环境的环境类别的第二器件，所述环境数据值代表车辆环境，其中，车辆环境包括至少一个干扰物体。此外，所述装置包括用于基于环境数据值来确定车辆的高度精确的位置的第三器件，其中，应用至少一个用于从环境数据值中过滤掉至少一个干扰物体的滤波器，其中，根据环境类别来选择所述至少一个滤波器，并且在过滤掉所述至少一个干扰物体之后确定高度精确的位置，并且所述装置包括用于根据高度精确的位置来自动化地运行车辆的第四器件。
第一器件例如这样构造，使得其包括环境传感装置。在另一实施方式中，第一器件这样构造，使得其与已经被车辆包括的环境传感装置连接。为此，第一器件例如构造成计算单元，该计算单元借助合适的软件来处理和分析评价环境数据值。
如果从外部服务器接收所述环境类别，那么第二器件例如构造为发送和/或接收单元。在另一实施方式中，第二器件这样构造，使得其与已经由车辆包括的发送和/或接收单元连接。
在另一实施方式中，第二器件构造成分析评价单元或计算单元，所述分析评价单元或计算单元例如借助合适的物体分类算法构造成用于根据车辆环境中的物体来确定环境类别。
第三器件例如构造为控制器和/或计算单元，所述控制器和/或计算单元例如包括处理器、内存和硬盘以及用于确定车辆的高度精确的位置的合适软件。
第四器件例如这样构造为控制器，使得根据高度精确的位置自动化地运行车辆。
在另一实施方式中，第四器件例如这样构造为控制器，使得这样操控没有由所述装置包括的至少另一控制器，使得自动化地运行所述车辆。
优选，第一器件和/或第二器件和/或第三器件和/或第四器件构造成用于实施本发明的方法。
在优选实施方式中给出并且在说明书中列举本发明的有利扩展方案。
附图说明
在附图中示出并且在接下来的描述中更进一步地阐述本发明的实施例。在附图中：
图1纯示例性地示出本发明装置的实施例；
图2纯示例性地示出本发明方法的实施例；和
图3纯示例性地以流程图的形式示出本发明方法的实施例。
具体实施方式
图1示出车辆100，其包括本发明的装置110。用于定位和自动化地运行340车辆100的装置110包括用于检测310环境数据值的第一器件111和用于确定320车辆100的环境200的环境类别的第二器件112，所述环境数据值代表车辆100的环境200，其中，车辆100的环境200包括至少一个干扰物体210。此外，装置110包括用于基于环境数据值来确定330车辆100的高度精确的位置201的第三器件113，其中，应用至少一个用于从环境数据值中过滤掉至少一个干扰物体210的滤波器，其中，根据环境类别来选择所述至少一个滤波器，并且在过滤掉至少一个干扰物体210之后确定高度精确的位置201，所述装置还包括用于根据高度精确的位置201来自动化地运行340车辆100的第四器件114。
此外，车辆100和/或第一器件111包括环境传感装置101。环境传感装置101例如应理解为一个或多个摄像机和/或一个或多个雷达传感器和/或一个或多个激光雷达传感器和/或一个或多个超声波传感器和/或至少一个另外的传感器，所述至少一个另外的传感器构造成用于以环境数据值形式检测车辆100的环境200。
在一个实施方式中，车辆100和/或第二器件112还包括导航系统105，该导航系统例如构造成用于确定车辆100的粗略位置202。此外，车辆100和/或第二器件112附加或替代地包括发送和/或接收单元106。在另一实施方式中，导航系统105和发送和/或接收单元106构造在同一设备中。
图2示出本发明方法300的实施例的示意图。在此，车辆100自动化地在道路上行驶并且检测代表车辆100的环境200的环境数据值，其中，车辆100的环境200包括至少一个干扰物体210。在此，车辆100的环境200这样包括至少一个干扰物体210，使得被用于确定330车辆100的高度精确的位置201的至少一个环境特征220至少部分和/或暂时地被至少一个干扰物体210遮挡。
然而为了确定高度精确的位置201，确定环境类别，其方式是，将车辆100的粗略位置202传送给外部服务器250，并且根据粗略位置202从外部服务器250接收所述环境类别。
接下来，基于环境数据值来确定高度精确的位置201，其中，应用至少一个用于从环境数据值中过滤掉至少一个干扰物体210的滤波器，并且根据环境类别选择所述至少一个滤波器。这通过以下方式进行：所述环境类别包括最常出现的干扰物体，并且所述至少一个滤波器过滤掉所述最常出现的干扰物体。在该实施例中，所述最常出现的干扰物体在此相当于至少一个干扰物体210。
所述至少一个滤波器例如构造为软件，该软件由装置110的第三器件113包括。在此，滤波器的实际工作方式此外也取决于环境传感装置101并且从而取决于所检测的环境数据值。如果借助摄像机例如检测到呈多个图像形式的环境数据值，那么滤波器可以借助数字信号处理(软件)示出图像改进，其方式是：对至少一个环境特正220进行多次拍摄并且接下来沿着时间轴对这些拍摄进行低通滤波。由此，去除噪声并且也移除物体，例如至少一个干扰物体210(例如从旁经过的人)。滤波器的该实施例是纯示例性的而不是穷举的。存在许多另外的滤波器，它们在此不(可能)全部被罗列并且被考虑用于方法300。
在过滤掉至少一个干扰物体210之后确定高度精确的位置201，并且根据高度精确的位置201自动化地运行车辆100。
图3示出本发明方法300的实施例。
在步骤305中，开始方法300。
在步骤310中，检测代表车辆100的环境200的环境数据值，其中，车辆100的环境200包括至少一个干扰物体210。
在步骤320中，确定车辆100的环境200的环境类别。
在步骤330中，基于环境数据值确定车辆100的高度精确的位置201，其中，应用至少一个用于从环境数据值中过滤掉至少一个干扰物体210的滤波器，其中，根据环境类别来选择所述至少一个滤波器，并且在过滤掉至少一个干扰物体210之后确定高度精确的位置201。
在步骤340中，根据高度精确的位置201自动化地运行车辆100。
在步骤350中，方法300结束。
在另一实施方式中，步骤310和320以相反的顺序实施。这尤其在根据所检测的环境数据值来确定环境类别时进行。例如确定所述环境类别，其方式是：将车辆100的粗略位置202传送给外部服务器250，并且根据粗略位置202从外部服务器250接收所述环境类别。

Claims (9)

1.用于定位和自动化地运行(340)车辆(100)的方法(300)，包括以下步骤：
-检测(310)环境数据值，所述环境数据值代表所述车辆(100)的环境(200)，其中，所述车辆(100)的所述环境(200)包括至少一个干扰物体(210)；
-确定(320)所述车辆(100)的所述环境(200)的环境类别；
-基于所述环境数据值来确定(330)所述车辆(100)的高度精确的位置(201)，其中，应用至少一个用于从所述环境数据值中过滤掉所述至少一个干扰物体(210)的滤波器，其中，根据所述环境类别选择所述至少一个滤波器，并且在过滤掉所述至少一个干扰物体(210)之后确定所述高度精确的位置(201)；和
-根据所述高度精确的位置(201)自动化地运行(340)所述车辆(100)。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，从所述环境数据值出发来确定所述环境类别。
3.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，确定所述环境类别，其方式是，将所述车辆(100)的粗略位置(202)传送给外部服务器(250)，并且根据所述粗略位置(202)从所述外部服务器(250)接收所述环境类别。
4.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，这样自动化地运行所述车辆(100)，使得根据所述高度精确的位置(201)来操控所述车辆(100)的横向和/或纵向控制装置。
5.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，根据所述环境类别选择所述至少一个滤波器，其方式是，所述环境类别包括最常出现的干扰物体，并且所述至少一个滤波器至少过滤掉所述最常出现的干扰物体。
6.根据权利要求5所述的方法(300)，其特征在于，所述最常出现的干扰物体是动态或半静态或静态的干扰物体。
7.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述车辆(100)的所述环境(200)这样包括所述至少一个干扰物体(210)，使得被用于确定(330)所述车辆(100)的所述高度精确的位置(201)的至少一个环境特征(220)至少部分地和/或暂时地被所述至少一个干扰物体(210)遮挡。
8.用于定位和自动化地运行(340)车辆(100)的装置(110)，包括以下器件：
-用于检测(310)环境数据值的第一器件(111)，所述环境数据值代表所述车辆(100)的环境(200)，其中，所述车辆(100)的所述环境(200)包括至少一个干扰物体(210)；
-用于确定(320)所述车辆(100)的环境(200)的环境类别的第二器件(112)，
-用于基于所述环境数据值来确定(330)所述车辆的高度精确的位置(201)的第三器件(113)，其中，应用至少一个用于从所述环境数据值中过滤掉所述至少一个干扰物体(210)的滤波器，其中，根据所述环境类别来选择所述至少一个滤波器，并且在过滤掉所述至少一个干扰物体(210)之后确定所述高度精确的位置(201)，和
-用于根据所述高度精确的位置(201)自动化地运行(340)所述车辆(100)的第四器件(114)。
9.根据权利要求8所述的装置(110)，其特征在于，所述第一器件(111)和/或所述第二器件(112)和/或所述第三器件(113)和/或所述第四器件(114)构造成用于实施根据方法权利要求2至7中至少一项所述的方法(300)。
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