CN109891192A - 用于定位车辆的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在使用数字地图(12)的情况下进行车辆定位的方法和对应的系统。在此，根据本发明，通过数字地图(12)将一个或多个预定的属性(13)分配给所述特征(4)，其中，所述属性(13)被设置为用于表征所述特征(4)与当前存在的数字地图(12)相比可能出现的、实际的变化(A)。此外，基于所分配的属性(13)确定所述变化(A)的对应概率(P)，并且在考虑所确定的相关概率(P)的情况下定位所述车辆(2)。

Description

用于定位车辆的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于定位车辆的方法和系统。本发明尤其涉及一种在使用数字地图的情况下定位车辆的方法和系统。

背景技术

驾驶员辅助系统是已知的并且被广泛用于车辆的控制。此外，将来将推出各种高自动化或全自动化的驾驶员辅助功能，其中，车辆被自动控制而无需驾驶员持续监控。在此，对于高度自动化和全自动驾驶而言重要的是车辆的能力或者说相应功能的能力，即在任意时间能够进行车辆的准确的和实时的定位。也就是说，存在这方面的要求：总是具有关于车辆此刻位于何处的准确信息。

在此，驾驶员辅助系统和自动驾驶系统经常依赖于数字地图或电子街道地图的使用，其中，为了定位，可以对通过传感器感测到的特征与可供使用的地图中的特征进行比较。定位依赖于存储在地图中的特征是当前的并且与现实一致。

出版物KR2010000386A描述了一种车辆导航系统和一种用于更新电子地图的方法，其中，将接收到的变化数据与存在的地图数据进行比较，然后计算对应地图区域的变化程度的百分比(“变化率”)，其中，所计算的变化程度可以根据地图区域而不同。如果以这种方式计算的百分比超过阈值，则自动进行地图区域的相应更新。在此，阈值可以分别根据区域或街道类型而不同。在其他方面，关于变化的判定由驾驶员承担，通过显示给驾驶员显示信息以辅助判定。

还希望提供一种系统和方法，通过它可以尽可能快地探测错误的或过时的地图并且可以将其报告给所述车辆和/或功能。

发明内容

根据独立权利要求，提供一种用于进行车辆定位的系统和方法、一种相应的车辆和以及一种被设置为用于与车辆一起使用的计算机程序产品。

本发明有利的扩展由从属权利要求得出。

根据本发明的一方面，提供一种用于进行车辆定位的方法，其中，使用数字地图，该数字地图描述尤其车辆的周围环境的特征。在此，通过数字地图将一个或多个预定的属性分配给所述特征，所述属性被设置为用于表征所述特征与当前存在的数字地图相比可能出现的变化。此外，基于所分配的属性确定所述变化的相关概率，并且，在考虑所确定的概率的情况下定位所述车辆。

此外，按照本发明的另一方面，提供一种用于进行车辆定位的相应系统，其中，系统具有数字地图和用于在使用数字地图的情况下定位所述车辆的定位单元。为了考虑对应的特征在时间走势中出现的与所述数字地图相比的变化，所述数字地图关于该对应的特征而言具有一个或多个预定的属性。所述定位单元设置为，借助所述属性确定所述变化的相关概率并且在定位所述车辆时考虑该概率。

通过本发明的该方面可以改善对错误的或过时的地图的标识或识别。这尤其由此实现：该数字地图除了传统的说明之外附加地还可以针对由该地图描述的特征标记用于确定该特征的当前变化概率的属性。因此，可以有利地考虑这样的情况：恰好在随着定位技术持续发展而可以更准确地被考虑的特征数量增多的情况下，也可以越来越多地预计到，这些特征至少部分地不再是当前的，而是在此期间存在改变。

在此，所述一个或多个预定属性的分配包括使用以所述预定属性扩展的数字地图，其中，该扩展例如可以通过提供附加的数字地图层发生。此外，所述分配还可以包括通过定位系统接收预定属性并且随后以所述属性扩展数字地图。

通过在本发明中以相应的属性扩展地图，即使还不存在相应的地图更新时也可以提前有目的地计算这种变化并且更具体地评估这种变化。因此可以显著提高相对于周围环境变化的定位稳健性。

例如在定位车辆时可以得出，特征的所分配的属性意味着，与其它特征相比或与之前的时间点相比变化概率升高了。以这种方式在该情况下存在过时的地图或错误地图的标志，该标志按照优选做法能够自动被系统处理。

因此，尤其在自主驾驶模式的情况下(在这种模式中车辆自身通过车辆控制装置承担控制，使得驾驶员不必干涉车辆控制装置)，定位系统可以决定，该特征不用于定位或在有疑问的情况下优先考虑传感器测量。还可以想到，如果概率超过预定阈值，则响应于特征的所确定的概率引发关于数字地图的更新请求。

优选地，原则上可以考虑数字地图的内容的与车辆定位相关的所有类型元素作为待扩展的特征。在此，用属性扩展的特征部分分别根据地图不同而变化。

根据特别优选的实施方式，所述特征基本上、至少主要涉及受人影响的特征。所述特征不仅经受老化过程(该老化过程以规律的周期引起特征的修缮)而且经受结构上的变化。

所述特征可以优选涉及布置在车辆的周围环境中的物体，例如在车辆附近的车道标记、桥梁、建筑物、指示牌龙门架、交通指示牌等。然而所述特征还可以包括更广泛的信息或元信息。

因此本发明的方面不局限于特定的特征，而是可以基本上涉及所有类型特征。

在有些实施方式中，特征不仅可以涉及单个物体，还可以涉及多个物体和子特征。因此可以想到，数字地图中的特征涉及关于确定的物体或特征的数量的说明，例如车道标记的数量。

属性尤其可以被作为属性名称和属性值来描述，其中，属性值可以专定地配属给各个特征。换句话说，每个特征可以具有相应的属性和相关值。所使用的属性例如可以储存在附加的地图层中。

显然，根据本发明的这些方面，所述特征因此可以被补充以至少一个新的属性，所述属性涉及到对假定的变化的表征或者说涉及到变化的概率。

根据优选实施方式，属性中的至少一个具有根据对应特征的对应类型特定的值。因此可以分别类似地或统一地处理不同类型的特征，例如指示牌或街道标记。在此，给定的值可以按照特征类型而定相互比较地分级。

通过可以将特征分类并且可以分别根据类型而定设置以特定的值，可以高效率并且起作用地执行属性的处理。例如，为了得到根据本方法的、按类型特定的属性值，可以有利地使用统计调查的结果。此外，可以限制待给定的值的数量并将其限制在确定的数量内。

此外，可以使用相对于特征类型基本上中性的属性。这些属性可以分别涉及针对特定特征的信息，并且例如可以由地图资料的先前更新或由附加的信息源和求取得出。

根据优选实施方式，属性中的第一属性是关于尤其由特征的类型得出的周期持续时间或变化率的说明，属性中的第二属性是与单个特征相关的、对最近一次变化的时间点的说明。换句话说，在该实施方式中，分别通过对周期持续时间或者说变化率的说明以及对最近一次变化的时间点的说明来用属性补充所述特征。

根据另一个优选实施方式，基于属性来确定对应的特征的变化概率的时间进展的模型。

由此可以进一步提高定位的精确性并且同时加快处理。此外，以这种方式还可以有利地针对将来时间点计算概率并且在需要时调用。

根据有利扩展方案可以对于时间进展假定周期性走势。该实施方式可以特别有利地在周期持续时间和最近一次变化的时间点作为所选择的属性的情况下应用。此外，可以假定该走势超线性上升，使得总体上直观地得出尖锐的、锯齿形的走势。

由此尤其可以考虑这样的事实：在存在多个特征的情况下，典型地，在所描述的特征在刚制定之后不久仅以低的比率出现变化，然而，变化率随着使用时间的增加而增加地提升。

因此，通过本发明的这些方面能够以方便的方式对于每个观察的特征求得可能的可用性或现实性，由此可以提高定位的可靠性。

根据本发明的实施方式，在更新数字地图时，或者在仅涉及部分特征的部分更新时，相应地匹配配属于对应的特征的属性，尤其是该属性的值。在此可以尤其改变或首次分配特征值。此外，在此还可以重新计算和/或校正概率走势。

因此，根据本发明的一个方面也提供用于更新数字地图的方法。

此外，根据优选实施方式，系统具有属性感测单元。通过该属性感测单元能够以附加的根据本方法的属性、例如以描述变化率的属性来扩展已经存在的地图和地图特征。为此，属性感测单元可以与用于数字地图的存储器连接，在该存储器中尤其在附加的图层中存储感测的、用于分配的属性。

此外，系统优选具有属性更新单元，用于响应于地图数据的更新地更新相应属性和属性值。更新单元可以与用于数字地图的存储器连接并且被设置为用于在地图更新时调整并且必要时匹配根据本发明的附加属性。这可以是属性和属性值的改变、删除或制定。

根据本发明的特别应用，在使用周围环境传感装置的情况下感测车辆周围环境中的特征。此外，在此可以对所感测特征与地图数据进行比较。此外，可以基于比较的结果引入求得的概率。因此，如果比较得出存在矛盾，则可以基于根据属性确定的对应的可能的可用性和现实性进行特征的优先级排序和/或加权。以这种方式优先级排序或者说加权的特征的总和则可以通过定位过滤器处理。

该实施方式尤其有利地在处于自主驾驶模式的车辆中使用。

根据本发明的另一方面，还提供一种车辆，例如自主驾驶的车辆。在此，车辆的控制单元与用于车辆定位的根据本发明的系统连接并且这样配置，使得根据本发明的方法可以被使用，用于定位车辆。

此外，根据本发明的另一方面，还提供一种用于与车辆结合地使用的计算机程序产品。该计算机程序产品具有指令，所述指令执行上述的根据本方法的步骤。指令可以装载到与车辆的控制单元已连接或可连接的存储器中。在此，计算机程序产品被这样设置，使得当通过控制单元实施指令时，可以通过根据本发明的方法定位车辆。

附图说明

本发明的优选实施方式在下面借助附图进一步阐述。附图示出：

图1根据本发明的实施方式，用于在周围环境中定位车辆的系统，

图2根据本发明的实施方式，数字地图的特征变化概率的典型时间走势的曲线图，和

图3根据本发明的实施方式，根据本发明的用于车辆定位的系统和方法方面的方框图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施方式的用于车辆定位的系统1。通过该系统内位定周围环境3的车辆2，其中，周围环境3在此在附图中仅通过车辆2附近的参考标记表示。在此涉及车辆的较近的周围环境3，该周围环境例如可以是道路交叉口或道路或高速公路的一部分。周围环境3的特点是存在多个特征4，车辆2可以面向这些特征。特征4具有例如车道标记5、护栏6、车道7、指示牌门架8、桥梁9和交通指示牌10。此外，系统1具有用于在使用数字地图12的情况下定位车辆的定位单元11。数字地图12具有用于描述特征4的数据。为了阐明这一点，在附图中，在周围环境3中出现的特征4也在地图12中示出。此外，地图12中的特征4具有属性13。属性13包括两个方面并且具有属性名称14或者说属性类型以及具有值15，对此，在附图中为了清晰起见仅各一个属性名称和值设置有参考标记。尽管图1强烈示意性地以方框图说明性示出数字地图12的组件，但数字地图12在实际例子中能够以数据的形式存在。

属性13被设置为用于以确定的属性13来扩充传统的地图数据和其特征以及属性，为此通过数字地图12将这些属性分配给特征4。新的属性13具有用于描述所储存的特征4与车辆2的周围环境4的实际特征4相比可能出现的变化的信息。在此，属性13这样设计，使得通过这些属性可以推导出对应的特征(在此例如是特征5或特征6)的变化或现实性的相关概率。例如，一个属性类型14可以是对应的特征4的假定时间变化率，而另一个属性类型14可以是对应的特征4的、系统1已知的最近一次变化的时间点。为了制定属性13可以使用系统1的属性感测单元16或者说属性感测和属性制定单元16。此外，该系统具有属性更新单元17，其被设置为用于响应于传统地图数据的更新而更新属性和属性的值。

此外，系统1或者车辆具有周围环境传感装置18。其被设置为用于借助传感器如雷达、激光雷达、超声波等感测车辆的周围环境3并且探测特征4。通过比较由周围环境传感装置18感测的特征4和地图12中的特征4，可以执行车辆2的精确定位。尤其可以非常精确地得知相对于周围环境的位置和取向。此外，可以通过系统1和附加的属性13确保地图12的质量，也就是说，可以避免使用关于特征4的过时的或不再存在的地图信息。这尤其可以因此实现：通过改善的数字地图12可以以可靠的方式得知特征4的假定的现实性或可用性。

此外，在图1中示出了车辆2的控制单元19。按照该实施方式系统1通过车辆2的控制单元19操控。

控制单元19可以在使用定位系统1的情况下在自主驾驶模式或驾驶员辅助模式中控制车辆2。在此，定位系统1提供车辆2相对于周围环境3的位置和取向。

在图2中示出了根据本发明实施方式的数字地图12的特征4的变化概率P的典型时间走势的曲线图。在图2中横坐标示出了时间t，纵坐标示出了概率P。如这里还示出的，变化概率P的时间走势基本上取决于两个参数。在此，一个是循环持续时间ZK，一个是最近一次变化的时间点t₀。循环持续时间例如相应于典型的寿命或维护周期，或者一般性地相应于一个时间段，在该时间段之后通常出现该特征的变化。

就图1而言，t₀和ZK各自的大小或值被作为数字地图12的对应特征4的属性13的值15录入。从图2中示出的图表中可以看出，在当前的时间点t₁给出变化概率p₁，其中，还应预计，变化概率P在接下来的时间显著升高。此外，在时间点t₂可以以高概率预计变化A，因为该特征已经达到其典型的寿命。然而，如果例如在时间点t₃仍还没能记录到变化，则可以以一定概率认为，地图12不再在是实时的。该状态可以被报告或如果可能的话由系统1检验。如果另一方面变化A已实际发生并且相应地存在更新的地图数据，则t₁是最近一次变化的新时间点。如果该变化(通常是这种情况)不是刚好在预先计算的时间点t₁已发生，则可以相应地匹配模型和属性数据并且可以使用校正后的、具有其他参数的走势函数。

尽管图2应该仅表示典型的假定的变化概率走势，然而这由于所使用的添加属性中的适当参数而可有助于定位车辆。

根据特征或特征类型而定给定循环持续时间或变化率。下面的表1示出了示例性选择的特征类型和为此假定的变化率：

表1

由此确定的概率可以直接被使用于车辆定位，这尤其在自主车辆情况下可以特别有利地使用。

图3示出了根据本发明的实施方式的方框图，其示出了用于车辆定位的本发明系统和方法的方面。如在图3中示出，周围环境传感装置18的测量值以及数字地图12的数据都用于特征4的确定。由这种方式可以制定由特征位置形成的网络，这些特征位置通过位置过滤器20处理。在传统系统中仅不同特征的位置通过过滤器融合并且仅能够输出用于车辆的位态和取向的一般性解决方案，与传统系统相比，在这里进行加权和优先级排序S10。如果在比较传感器测量数据与地图数据时出现不确定性，则加权和优先级排序S10起作用。

直观地讲，如果系统1例如识别到，由于考虑地图中的特征4与不考虑该特征4相比得出车辆2的不同的位置和/或位态，那么，如果已经求得该特征4有很大概率已经改变或不再是当前的，则该特征4相应地很少或不被考虑用于定位。此外，直观地讲，可以生成对特征的考虑的优先顺序或排列次序。因而，例如，如果已知一个特征刚刚才被改变，则可以认为，重新改变A的概率相对较低并且因此对该特征赋予高的权重或者说高的优先级。或者例如在不明确的情况下可以认为，移动了的交通指示牌比移动了的指示牌龙门架概率更高，这在数字地图中通过相应的属性值来考虑。

Claims (12)

1.用于在使用数字地图(12)的情况下进行车辆定位的方法，该数字地图描述尤其车辆(2)的周围环境(3)的特征(4)，具有以下步骤：

通过数字地图(12)将一个或多个预定的属性(13)分配给所述特征(4)，其中，所述属性(13)被设置为用于表征所述特征(4)与当前存在的数字地图(12)相比可能出现的、实际的变化(A)，

基于所分配的属性(13)确定所述变化(A)的相关概率(P)，并且

在考虑所确定的相关概率(P)的情况下定位所述车辆(2)。

2.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，至少一个属性(13)具有根据对应的特征(4)的对应类型特定化的值(15)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述属性(13)具有关于周期持续时间(ZK)或变化率的说明和对特征(4)的最近一次变化(A)的时间点(t₀)的说明。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，基于所述属性(13)确定特征(4)的所述变化(A)的概率(P)的时间进展的模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于所述时间进展确定周期性的和/或尤其分段地超线性上升的、类似锯齿的走势。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在使用周围环境传感装置(18)的情况下感测车辆(2)的周围环境中的特征(4)并且与数字地图(12)的特征比较，其中，如果比较得出矛盾，则基于根据所述属性(13)确定的对应的可能的可用性或现实性来进行所述特征(4)的优先级排序和/或加权。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，在更新数字地图(12)时相应地匹配配属于对应的特征(4)的属性(13)，尤其是所述属性的值(15)。

8.用于进行车辆定位的系统，具有：

数字地图(12)，所述数字地图描述尤其车辆(2)的周围环境(3)的特征(4)，和

用于在使用数字地图(12)的情况下定位所述车辆(2)的定位单元(11)，

其中，为了考虑对应的特征(4)的在时间走势中出现的与所述数字地图(12)相比的变化(A)，所述数字地图(12)关于该对应的特征(4)而言具有一个或多个预定的属性(13)，并且

其中，所述定位单元(11)设置为，借助所述属性(13)确定所述变化(A)的相关概率(P)并且在定位所述车辆(2)时考虑该概率。

9.按照权利要求8所述的系统，还具有：

用于读取或感测预定的属性(13)的属性感测单元(16)，所述属性感测单元与用于数字地图(12)的存储器连接，和

用于响应于地图数据的更新而更新相应的属性(13)和属性的值(15)的属性更新单元(17)。

10.按照权利要求8或9所述的系统，其中，所述特征(4)具有通过人制定或影响的特征(4)，例如车道标记、桥梁、建筑物、车道数量或指示牌龙门架、交通指示牌。

11.车辆(2)，尤其是自主驾驶的车辆(2)，其中，所述车辆(2)的控制单元(19)与根据权利要求9至11之一所述的用于进行车辆定位的系统(1)连接并且设置为，使得为了定位所述车辆(2)而能够应用根据权利要求1至7之一所述的方法。

12.计算机程序产品，用于结合车辆(2)使用，具有能够装载到存储器中的指令，所述存储器与所述车辆(2)的控制单元(19)已连接或能连接，其中，当通过控制单元(19)实施所述指令时，能够通过根据权利要求1至7之一所述的方法定位所述车辆(2)。