CN111108538A - 用于生成和/或更新数字地图的数字模型的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生成和/更新数字地图的至少一个部分区域的数字模型的系统，所述系统在车辆侧具有：车辆数据库，所述车辆数据库具有车辆侧的地图数据，所述车辆侧的地图数据描绘了所述数字地图的至少一个部分区域；一个或多个传感器，用于检测车辆周围环境数据；一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被设立为根据所述车辆周围环境数据来生成至少一个片段；以及如果存在以在所述地图数据中的对象与在所述片段中的对象之间的差异为形式的事件，则根据所述片段来确定所述数字地图的所述部分区域的更新数据；而且所述系统在后台侧具有服务器数据库，所述服务器数据库具有所述数字模型的在后台侧的地图数据；发送/接收装置，所述发送/接收装置被设立为从一个或多个车辆接收所述更新数据；一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被设立为：在统计学上评价所述更新数据并且根据统计学评价来进行对所述在后台侧的地图数据的更新。

Description

用于生成和/或更新数字地图的数字模型的系统

技术领域

本发明涉及驾驶辅助系统的领域。本发明特别是涉及通过车辆的传感器对行驶路线数据的检测以及将所检测到的行驶路线数据传输给车辆外部的数据库。

背景技术

为了使在后台设备的数据库中的关于行驶路线特性的数据、例如用于自主或部分自主驾驶的数据保持最新，必须定期地更新这些数据。对行驶路线特性的检测可以由在道路上行驶的车辆来执行，这些车辆分别配备有适当的传感器和用于检测地理位置的设备。接着，所检测到的数据可以通过车辆到X通信或者移动无线电连接被发送给后台设备的数据库，在该数据库那里，这些数据被整合成数据组，该数据组接着可以被发送给其它车辆，例如用于路线计算或者诸如此类的。如果更新数据由多个车辆传送给后台设备，则所检测到的数据可能造成从这些车辆到后台设备的非常大的数据流量。如果在后台设备中已经存在有统计学意义的被更新的经整合的数据组，则这是对通信资源的浪费，因为通过继续传输由车辆检测到的数据并不能实现对经整合的数据组的质量的进一步提高。

发明内容

因而，本发明的任务是说明一种用于生成或更新数字地图的数字模型的系统，该系统可靠并且安全地工作。

该任务利用按照系统独立权利要求的系统来解决。从属权利要求涉及特殊的设计方案。

一个方面涉及一种用于生成和/或更新数字地图的至少一个部分区域的数字模型的系统，其中进行两侧的数据处理。该数据处理的一部分在一个或多个车辆中进行。该数据处理的另一部分在后台设备中进行。该系统在车辆侧具有车辆数据库，该车辆数据库具有车辆侧的地图数据，所述地图数据描绘了数字地图的至少一个部分区域，该数字地图也存储在后台设备的服务器数据库中。该系统在车辆侧还具有：一个或多个传感器，用于检测车辆周围环境数据；以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被设立为根据车辆周围环境数据来生成至少一个片段。该片段是数字地图的部分模型，该部分模型包含车辆周围环境对象的对象数据。可以涉及例如100m x 100m大的地图部分的CAD（Computer aideddesign，计算机辅助设计）模型，该CAD模型例如根据摄像机图像序列来得出。所述一个或多个处理器还被设立为：如果存在以在地图数据中的对象与在该片段中的对象之间的差异为形式的事件，则根据该片段来确定数字地图的该部分区域的更新数据。该事件例如可以是新加入的车辆周围环境对象，如封路或临时架设的路标。在车辆侧，还存在用于确定该事件的空间位置的装置，例如用于确定车辆位置的GPS接收器或者附加地用于确定该事件相对于车辆的空间位置的雷达传感器。在车辆侧，还设置发送和接收装置，该发送和接收装置被设立为：从后台设备接收正令牌或负令牌并且将该正令牌或负令牌传送给车辆数据库；而且该发送和接收装置还被设立为：如果车辆侧的数据库关于该事件的空间位置方面处在标准模式下或者如果在存储器中存在正令牌，则将具有该事件和所属的空间位置的更新数据传送给后台设备。而如果存在负令牌，则只有在该事件中止时才会将更新数据传输给后台设备。该标准模式涉及车辆侧的数据库的如下状态，在该状态下，关于车辆的所确定的空间位置，在车辆首次探测到事件时，该车辆就将更新数据传输给车辆数据库。因此，在车辆数据库的标准模式下，该事件还没有在后台中存在。

该系统在后台侧具有后台设备。该后台设备包含：服务器数据库，该服务器数据库具有数字模型的在后台侧的地图数据；以及发送/接收装置，该发送/接收装置被设立为从一个或多个车辆接收更新数据。在后台设备中还设置一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被设立为：在统计学上评价更新数据并且根据统计学评价来进行对在后台侧的地图数据的更新而且根据该统计学评价来生成确定数目个正令牌和负令牌。在这种情况下，正令牌的数目可以被选择为使得该事件通过其它车辆的数目足够多的确认来证实，使得在服务器数据库中仅仅生成或更新置信度相对应地高的数据。后台设备的发送和接收装置还被设立为：将这些正令牌或负令牌传送给一个或多个车辆。

存放在服务器数据库中的数字模型尤其可具有高分辨率的数字地图，该高分辨率的数字地图具有其它周围环境要素。数字地图至少通过道路模型来形成，该道路模型描述了路段和车道的走向，而且包含关于行车道的数目和走向、转弯半径、坡度、交叉口和类似特性的信息。

数字模型尤其可包括其它静态或动态的周围环境要素。静态的周围环境要素涉及：关于车道和路线标记的位置和类型、比如停车线、斑马线、分车带、车道边缘标线以及诸如此类的、是否存在路边建筑物以及这些路边建筑物的类别和相对或绝对位置的信息；关于交通指示牌的位置和类型的信息；或者关于交通信号灯装置或可变交通指示牌的类型和状态的信息。动态的周围环境要素尤其涉及车辆的位置和速度。对于周围环境要素的每个参数、尤其是位置和属性、例如交通指示牌的位置和交通指示牌的类型来说，在训练阶段的过程中，确定由有统计学意义的数目个测量构成的统计。该统计可以反映出测量值在平均值周围的分布。

不仅仅可以关于测量、也就是说由车辆进行的传输的数目来在后台设备中给更新数据分配意义值，而且在车辆侧就已经可以根据这些更新数据的质量来给这些更新数据分配置信值或统计参数，该置信值或统计参数例如可以根据周围环境数据的质量来得出。这样，在天气状况差、如有雾和强降雨的情况下，车辆周围环境数据的质量可能比在天气状态良好的情况下更低，尤其是当这些车辆周围环境数据是摄像机图像序列时可能比在天气状态良好的情况下更低。每个车辆的发送/接收装置都可以被设立为：除了更新数据之外还将在车辆侧确定的置信值或统计参数作为附加数据传送给后台设备。

后台设备也可以仅仅在统计学上评价更新数据。后台设备的一个或多个处理器可以被设立为：依据已经传送了更新数据的车辆的数目和/或传送的数目来在统计学上评价这些更新数据；而且基于这些车辆和/或这些传送的数目来给这些更新数据分配置信值。

在这种情况下，后台设备可以在确定置信值时一并考虑在车辆侧确定的附加数据。后台设备的一个或多个处理器可以依据已经传送了更新数据的车辆的数目和/或传送的数目并且依据这些附加数据来评价这些更新数据。

该系统的一个方面涉及在后台设备中生成正令牌和负令牌。后台设备的一个或多个处理器可以被设立为：如果更新数据具有超过最小阈值的统计学意义，则生成正令牌和负令牌，其中这些正令牌和负令牌至少分配有相关事件的空间位置和相关事件的事件ID。后台设备的发送/接收装置可以被设立为：将这些正令牌和负令牌传送给一个或多个车辆，尤其是通过广播来传送给一个或多个车辆。

该系统的一个方面涉及对事件中止的探测的处理。事件的中止就其应被评价为有统计学意义的方面来说应该导致：关于该事件，在所有车辆中的全部正令牌和负令牌都被删除而且车辆数据库关于该事件、也就是说该事件的空间位置被复位到标准模式下。

一个或多个车辆侧的处理器被设立为：如果在地图数据中的对象与在该片段中的对象之间存在负差异，则探测到具有确定的空间位置和所分配的事件ID的事件中止。车辆侧的发送/接收装置可以被设立为：如果在车辆侧的存储器中存在负令牌，则将该事件的中止以更新数据的形式传送给后台设备。因此，仅仅如下车辆报告该事件中止，所述车辆的车辆数据库关于该事件具有负令牌。

后台设备的一个或多个处理器可以被设立为：如果更新数据具有超过最小阈值的统计学意义，则生成如下消息，该消息将车辆侧的数据库置于关于已中止的事件的空间位置和事件ID方面的标准模式下。后台设备的发送/接收装置可以被设立为：将该消息传送给一个或多个车辆。接着，一个或多个车辆侧的处理器可以将关于该空间位置和/或事件ID方面的正令牌或负令牌从车辆侧的存储器中除去并且使车辆数据库关于已中止的事件方面复位到标准模式下。

一个方面涉及正令牌和负令牌对车辆的空间分配。后台设备的发送和接收装置可以被设立为：将这些正令牌或负令牌传送给如下一个或多个车辆，所述一个或多个车辆在空间上仅位于该事件附近。

一个方面涉及将被更新的在后台侧的地图数据分配给车辆。为此，一个或多个后台侧的处理器可以被设立为：如果更新数据具有超过最小阈值的置信值，则利用这些更新数据对具有数字模型的在后台侧的地图数据的服务器数据库进行更新。后台侧的发送/接收装置可以被设立为：至少将被更新的数据库的涉及该事件的数据传送给在空间上位于该事件附近的车辆。

附图说明

在下文，本发明依据实施例参考附图予以描述。其中：

图1示出了用于生成数字模型的系统的框图；而

图2示出了针对事件出现的方法的流程图；而

图3示出了针对该事件中止的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于生成和/或更新数字地图的数字模型的系统100，该系统由后台设备102和具有传感器106的车辆104组成，该车辆在通过两条行车道110、112形成边界的具有分车带114的车道上移动。车辆104具有发送/接收装置116，用于到后台设备102或来自后台设备102的数据传输。后台设备102同样具有发送和接收装置126，用于到车辆104或来自车辆104的数据传输。安装在车辆104上的周围环境传感器106可以构造为摄像机，而且构造为检测以车辆周围环境的照片的序列为形式的车辆周围环境数据，所述车辆周围环境包含交通指示牌108。附加地，周围环境传感器可以被构造为雷达传感器并且被设立为借助于雷达对周围环境进行扫描。以这种方式，雷达传感器106可以附加地确定周围环境要素、例如交通指示牌108相对于车辆的空间位置的位置。结合GPS模块（未示出），还可以确定绝对空间位置。该车辆还具有处理器120，该处理器被设立为根据车辆周围环境数据来生成片段。片段是数字模型的大约100 x 100m大的部分而且基本上代表了对象建模。车辆104还具有车辆数据库118，该车辆数据库具有车辆侧的地图数据，所述车辆侧的地图数据描绘了数字地图的至少一个部分区域。处理器120被设立为：将该片段与来自车辆数据库118中的相对应的车辆侧的地图数据进行比较，以便确定是否存在以在地图数据中的对象与在该片段中的对象之间的差异为形式的事件。在这种情况下，交通指示牌108应还没有存在于地图数据中，例如因为该交通指示牌是最近被架设的。因此，该比较得出新架设的交通指示牌108作为事件。后台设备目前还不知道该事件，因为该事件还不曾通过通信网络被传达给该后台设备。

车辆104将该事件以更新数据的形式传送给后台设备102，该后台设备借此可以更新该后台设备的具有数字模型的在服务器侧的地图数据的服务器数据库122。数字模型可由可能来自多个车辆的片段组成。也可以涉及能参数化的周围环境模型。该参数化可以在学习过程中由有统计学意义的数目个车辆来实现。因此，经参数化的周围环境模型是在后台侧的经整合的车辆周围环境信息。周围环境要素的每个周围环境要素都可具有关于位置、属性和探测概率方面的统计。后台设备具有处理器124，该处理器被设立为：在统计学上评价更新数据并且根据统计学评价来在服务器数据库122中进行对在后台侧的地图数据的更新。

假定有多个车辆经过交通指示牌108。因为这些车辆中的每个车辆都探测到新架设的交通指示牌108作为事件，所以如果每个车辆都会将该事件以更新数据的形式传达给后台设备102，则在到后台设备102的上行链路中就会得到非常大的数据量。因而，在下文，参考图2、3和4描述了用于传达更新数据的基于令牌的协议。

图2示出了针对事件出现的协议的流程图200。在默认模式下，对于数字地图的所确定的空间区域还不存在事件。车辆侧的数据库202包含在服务器侧的数据库200的整个数字地图的节选段。在服务器侧的数据库200包含周围环境模型、尤其是具有其它周围环境要素的高分辨率的数字地图。数字地图至少通过道路模型来形成，该道路模型描述了路段和车道的走向，而且包含关于行车道的数目和走向、转弯半径、坡度、交叉口和类似特性的信息。周围环境模型尤其可包括其它静态的周围环境要素。静态的周围环境要素涉及：关于车道和路线标记的位置和类型、比如停车线、斑马线、分车带、车道边缘标线以及诸如此类的、是否存在路边建筑物以及这些路边建筑物的类别和相对或绝对位置的信息；关于交通指示牌的位置和类型的信息；或者关于交通信号灯装置或可变交通指示牌的类型和状态的信息。

车辆侧的传感器检测车辆周围环境数据，参见步骤204。由一个或多个车辆侧的处理器206根据车辆周围环境数据来计算片段。该片段包含交通指示牌108，参见图1，该交通指示牌是不久前才架设的。通过在车辆侧的数据库202中的对象与片段206之间的比较、也就是说通过在车辆侧的数据库202中的对象与片段206之间寻找差异，将交通指示牌108标识为事件。在步骤201中，确定对于该事件来说、也就是说对于该事件出现的空间区域来说存在正令牌。对于车辆侧的数据库202在默认模式下所处的空间区域来说，情况如此，因为默认模式通过正令牌来仿真。因为假定事件208还没有存在于在服务器侧的数据库214中，所以车辆侧的数据库对于相对应的空间区域来说处在默认模式下。在这种情况下，事件308被传送给后台设备并且在该后台设备那里在接收到之后作为事件216来存在。在后台侧，给该事件配备唯的标识（ID），使得该事件能被标识。在后台侧，依据也许不同车辆对该事件的传送的数目来确定该事件的置信值，而且依据该置信值来生成确定数目个正令牌222和负令牌224。尤其是，只有当该置信值低于阈值时才生成正令牌，而只有当该置信值高于阈值时才生成负令牌。如果车辆侧的数据库202没有处在默认模式下或者不存在正令牌，则不会将该事件传送给后台设备，而作为替代会将车辆侧的数据库202更新。由于针对该事件已生成了正令牌和负令牌，车辆侧的数据库202从默认模式转变到事件模式，在该事件模式下，仅仅具有正令牌的车辆允许将该事件传送给后台，而具有负令牌的车辆不允许将该事件传送给后台。在事件模式下，还不断地检查该事件是否已中止。

在图3中示出了针对事件中止的情况的协议的流程图。在车辆侧的数据库302中，该事件、也就是说在图1中示出的交通指示牌108的存在以对象数据的形式来存储。车辆侧的传感器检测车辆周围环境数据，参见步骤304。由一个或多个车辆侧的处理器根据车辆周围环境数据来计算片段306。假定该片段现在不再包含交通指示牌108，参见图1，因为该交通指示牌例如已被移除。通过在车辆侧的数据库302中的对象与片段306之间的比较、也就是说通过在车辆侧的数据库302中的对象与片段306之间寻找差异，将现在不再存在的交通指示牌108标识为该事件中止，参见步骤308。在步骤310中检查：关于该事件是存在正令牌还是存在负令牌。如果存在正令牌，则不将该中止传送给后台，而是将车辆侧的数据库302更新。而如果存在负令牌，则该事件的中止被传达给后台并且在该后台那里作为事件316中止来存在。在后台侧，依据也许不同车辆对该事件的传送的数目来确定该事件中止的置信值，而且依据该置信值来生成确定数目个负令牌322或使车辆侧的数据库302复位到默认模式下的消息。尤其是，只有当该置信值低于阈值时，才生成负令牌。而如果该置信值高于阈值，则生成针对默认模式的消息，参见步骤320。以这种方式来保证：只有当该事件的中止由于数目足够多的确认而可信时，车辆侧的数据库302才转变到关于该事件的空间位置方面的默认模式下。可以借助于广播来进行传送。为此，将该事件的空间位置映射到无线电小区上并且将消息传送给相对应的无线电小区。

Claims (10)

1.一种用于生成和/更新数字地图的至少一个部分区域的数字模型的系统，

所述系统在车辆侧具有：

车辆数据库，所述车辆数据库具有车辆侧的地图数据，所述车辆侧的地图数据描绘了所述数字地图的至少一个部分区域；

一个或多个传感器，用于检测车辆周围环境数据；

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被设立为根据所述车辆周围环境数据来生成至少一个片段；以及如果存在以在所述地图数据中的对象与在所述片段中的对象之间的差异为形式的事件，则根据所述片段来确定所述数字地图的所述部分区域的更新数据；

用于确定所述事件的空间位置的装置；

发送和接收装置，所述发送和接收装置被设立为：从后台设备接收正令牌或负令牌并且将所述正令牌或负令牌传送给所述车辆数据库，而且所述发送和接收装置还被设立为：如果车辆侧的数据库关于所述事件的空间位置方面处在标准模式下或者如果在存储器中存在正令牌，则将具有所述事件和所属的空间位置的更新数据传送给所述后台设备；而且

所述系统在后台侧具有后台设备，所述后台设备具有：

服务器数据库，所述服务器数据库具有所述数字模型的在后台侧的地图数据；

发送/接收装置，所述发送/接收装置被设立为从一个或多个车辆接收所述更新数据；

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被设立为：在统计学上评价所述更新数据并且根据统计学评价来进行对所述在后台侧的地图数据的更新而且根据所述统计学评价来生成确定数目个正令牌和负令牌；而且

其中所述发送和接收装置还被设立为将所述正令牌或负令牌传送给一个或多个车辆。

2.根据权利要求1所述的系统，其中每个车辆的一个或多个处理器还被设立为在统计学上评价所述更新数据，其中根据所述更新数据的质量来给所述更新数据分配置信值或统计参数，而且其中每个车辆的发送/接收装置都被设立为：除了所述更新数据之外还将所述置信值或所述统计参数作为附加数据传送给所述后台设备。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述后台设备的一个或多个处理器被设立为：依据已经传送了所述更新数据的车辆的数目和/或所述传送的数目来在统计学上评价所述更新数据；而且基于所述车辆和/或所述传送的数目来给所述更新数据分配置信值。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述后台设备的一个或多个处理器被设立为：依据已经传送了所述更新数据的车辆的数目和/或所述传送的数目并且依据所述附加数据来评价所述更新数据。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述后台设备的一个或多个处理器被设立为：如果所述更新数据具有超过最小阈值的统计学意义，则生成正令牌和负令牌，其中所述正令牌和负令牌至少分配有相关事件的空间位置和所述相关事件的事件ID；而且其中所述后台设备的发送/接收装置被设立为将所述正令牌和负令牌传送给一个或多个车辆。

6.根据权利要求5所述的系统，其中一个或多个车辆侧的处理器被设立为：如果在所述地图数据中的对象与在所述片段中的对象之间存在负差异，则探测到具有确定的空间位置和所分配的事件ID的事件中止；而且其中车辆侧的发送/接收装置被设立为：如果在车辆侧的存储器中存在负令牌，则将所述事件的中止以更新数据的形式传送给所述后台设备。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述后台设备的一个或多个处理器被设立为：如果所述更新数据具有超过最小阈值的统计学意义，则生成如下消息，所述消息将所述车辆侧的数据库置于关于已中止的事件的空间位置和事件ID方面的标准模式下；而且其中所述后台设备的发送/接收装置被设立为将所述消息传送给一个或多个车辆。

8.根据权利要求6所述的系统，其中一个或多个车辆侧的处理器被设立为：将关于所述空间位置和/或事件ID方面的正令牌或负令牌从所述车辆侧的存储器中除去。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中所述后台设备的发送和接收装置还被设立为：将所述正令牌或负令牌传送给如下一个或多个车辆，所述一个或多个车辆在空间上位于所述事件附近。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的系统，其中一个或多个后台侧的处理器被设立为：如果所述更新数据具有超过最小阈值的置信值，则利用所述更新数据对具有所述数字模型的在后台侧的地图数据的服务器数据库进行更新；而且其中后台侧的发送/接收装置被设立为：至少将被更新的数据库的涉及所述事件的数据传送给在空间上位于所述事件附近的车辆。

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