CN111133276A - 用于确定高精度位置和运行自动化车辆的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定(340)高精度位置(210)和用于运行(350)自动化车辆(200)的方法(300)和设备(110)，该方法包括以下步骤：感测(310)周围环境数据值，其中，所述周围环境数据值代表所述自动化车辆(200)的周围环境(220)，其中，所述周围环境(220)包括至少两个周围环境特征(221,222)；根据所述至少两个周围环境特征(221,222)确定(320)一个图样；读取(330)地图数据值，其中，所述地图数据值代表地图，其中，所述地图至少代表所述自动化车辆(200)的周围环境(220)，其中，所述地图包括参考图样；基于所述图样与所述参考图样的比较确定(340)所述自动化车辆(200)的高精度位置(210)；根据所述高精度位置(210)运行(350)所述自动化车辆(200)。

Description

用于确定高精度位置和运行自动化车辆的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于确定高精度位置和运行自动化车辆的方法和设备，所述方法具有以下步骤：感测周围环境数据值，其中，所述周围环境数据值代表自动化车辆的周围环境，其中，所述周围环境包括至少两个周围环境特征；根据所述至少两个周围环境特征确定一个图样；读取地图数据值，其中，所述地图数据值代表地图，其中，所述地图至少代表自动化车辆的周围环境，其中，所述地图包括参考图样；基于所述图样与所述参考图样的比较来确定自动化车辆的高精度位置；根据所述高精度位置运行自动化车辆。
发明内容
用于确定高精度位置和用于运行自动化车辆的本发明方法包括以下步骤：感测周围环境数据值，其中，所述周围环境数据值代表自动化车辆的周围环境，其中，所述周围环境包括至少两个周围环境特征；根据所述至少两个周围环境特征确定一个图样。所述方法还包括以下步骤：读取地图数据值，其中，所述地图数据值代表地图，其中，所述地图至少代表自动化车辆的周围环境，其中，所述地图包括参考图样；基于所述图样与所述参考图样的比较确定自动化车辆的高精度位置；根据所述高精度位置运行自动化车辆。
自动化车辆可以理解为部分自动化、高度自动化或全自动化的车辆。
自动化车辆的运行可以理解为部分自动化、高度自动化或全自动化地运行自动化车辆。在此，所述运行例如包括确定用于自动化车辆的轨迹和/或借助自动化的横向控制和/或纵向控制来驶过所述轨迹和/或实施安全性相关的行驶功能等。
高精度位置可以理解为，在预给定的坐标系、例如GNSS坐标(Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)内如此精确的位置，使得该位置不超过最大允许的不清晰度。在此，最大不清晰度例如可以与自动化车辆的周围环境有关。此外，最大不清晰度例如可以与自动化车辆是部分自动化、高度自动化还是全自动化地运行有关。原则上，最大不清晰度如此小，使得确保了自动化车辆的安全运行。对于全自动化地运行自动化车辆，最大不清晰度例如处于约10厘米的数量级内。
地图例如可以理解为数字地图，该数字地图构造为用于例如结合自动化车辆的导航系统和/或控制器和/或结合智能电话来确定自动化车辆的高精度位置和/或根据所述高精度位置来实施功能等，所述智能电话与自动化车辆连接或者包括在该自动化车辆内。在一个实施方式中，地图可以理解为数据值，所述数据值代表结合了其位置的参考图样。
自动化车辆的周围环境例如可以理解为借助自动化车辆的环境传感装置能感测到的区域。
环境传感装置例如可以理解为至少一个视频传感器和/或至少一个雷达传感器和/或至少一个激光雷达传感器和/或至少一个超声波传感器和/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为用于感测自动化车辆的呈周围环境数据值形式的周围环境。
本发明的方法以有利的方式解决以下问题：根据对自动化车辆的高精度位置的了解在许多情况下安全和可靠地运行自动化车辆。在此所述的方法支持尤其借助可以容易且快速地感测并由周围环境数据值确定的图样对高精度位置的确定。
优选，所述至少两个周围环境特征构造为光源。在此，通过确定至少两个周围环境特征的颜色变化和/或亮度变化来确定所述图样。
光源例如可以理解为路灯和/或发光广告牌和/或光信号设备和/或建筑物的被照明的空间的窗户、尤其橱窗和/或其它光源。
图样例如可以理解为表征性的颜色变化和/或亮度变化，所述表征性的颜色变化和/或亮度变化例如通过以下方式得出：所述周围环境数据值借助自动化车辆的环境传感装置以图像的形式被示出和/或借助合适的软件被分析评估。
参考图样例如可以理解为之前被感测的并结合位置说明保存在地图中的图样。
在此产生以下优点：刚好可以在具有高的光源密度的城市空间中借助总归存在的周围环境特征来确定高精度位置，其方式是：将存在的光源纳入考虑范围内。因为一方面这些光源中的许多光源(路灯，发光广告牌等)常常安装在大于车辆平均高度的高度，另一方面可以在一天中的任意时间感测所述光源，所以即使在交通流量高和/或在周围环境暗的情况下也确保这些光源可以借助环境传感装置被感测到。这使得所述方法特别稳健并且提高了在运行自动化车辆时的安全性。
优选，所述地图包括与一天中的时间和/或与季节和/或与天气有关的参考图样。
因为许多周围环境特征、尤其光源在一天中的不同时间(例如在周围环境亮度方面涉及白天和夜晚)和/或不同的季节(例如关于变亮或变暗时所处的不同的太阳位置和/或不同的钟表时间)和/或不同的天气(雾，阳光，雨，降雪等)中在借助环境传感装置进行感测时具有不同的颜色变化和/或亮度变化，所以这些区别有利地得到考虑。这使得所述方法对于不同的外部条件是稳健的并因此提高了在运行自动化车辆时的安全性。
优选，所述地图数据值被读取，其方式是，从外部服务器接收所述地图数据值。
外部服务器例如可以理解为地图提供者。这能够有利地实现，可以尤其关于一天中的时间和/或季节和/或天气和/或关于例如导致图样或者参考图样变化的结构变化方面高度实时地创建地图，并因此将该地图提供给自动化车辆。
用于确定高精度位置和用于运行自动化车辆的本发明设备包括：用于感测周围环境数据值的第一器件，其中，所述周围环境数据值代表自动化车辆的周围环境，其中，所述周围环境包括至少两个周围环境特征；用于根据所述至少两个周围环境特征确定图样的第二器件。所述设备还包括：用于读取地图数据值的第三器件，其中，所述地图数据值代表地图，其中，所述地图代表自动化车辆的周围环境，其中，所述地图包括参考图样；用于基于所述图样与所述参考图样的比较来确定自动化车辆的高精度位置的第四器件；和用于根据所述高精度位置来运行自动化车辆的第五器件。
优选，第一器件和/或第二器件和/或第三器件和/或第四器件和/或第五器件构造为用于实施根据方法权利要求中至少一项所述的方法。
在从属权利要求中说明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下面的说明书中详细阐述本发明的实施例。附图示出：
图1本发明设备的实施例；
图2本发明方法的实施例；和
图3本发明方法的呈流程图形式的实施例。
具体实施方式
图1示出自动化车辆200，其包括用于确定340高精度位置210和用于运行350自动化车辆200的本发明设备110。
设备110包括以下器件：用于感测310周围环境数据值的第一器件111，其中，所述周围环境数据值代表自动化车辆200的周围环境220，其中，所述周围环境220包括至少两个周围环境特征221,222；用于根据所述至少两个周围环境特征221,222确定320图样的第二器件112。所述设备还包括：用于读取330地图数据值的第三器件113，其中，所述地图数据值代表地图，其中，所述地图代表自动化车辆200的周围环境220，其中，所述地图包括参考图样；用于基于所述图样与所述参考图样的比较来确定340自动化车辆200的高精度位置210的第四器件114；和用于根据所述高精度位置210来运行350自动化车辆200的第五器件115。
用于感测310周围环境数据值的第一器件111例如这样构造为环境感测系统，使得所述第一器件包括自己的环境传感装置或者与已包括在自动化车辆200内的环境传感装置201连接。此外，所述第一器件例如包括计算单元(处理器、内存、硬盘、软件)，所述计算单元例如借助对象分类法等来处理并分析评估周围环境数据值。此外，所述第一器件111构造为用于将周围环境数据值转发给第二器件112。在一个实施方式中，所述第一器件111构造为用于将不带有分析评估和/或带有数据格式改变的周围环境数据值转发给第二器件112。
用于根据所述至少两个周围环境特征221,222确定320图样的第二器件112例如构造为计算单元(处理器、内存、硬盘、软件)。在此，所述软件构造为用于在以数字图像的形式从第一器件111传输的周围环境数据值中尤其借助所述至少两个周围环境特征221,222的颜色变化和/或亮度变化来确定图样。例如，通过确定具有几何形状的对象(圆形，直线，星形对象，点的布置等)来确定图样。在一个实施方式中，根据自动化车辆200的环境传感装置201来确定所述图样，因为例如同样的所述至少两个周围环境特征221,222与不同的传感装置有关地产生不同图样。此外，第二器件112构造为用于将所述图样转发给第四器件114。
用于读取330地图数据值的第三器件113例如构造为数据接口，该数据接口包括用于存储地图数据值的存储介质和用于将地图数据值传输给第四器件114的接口。在另一实施方式中，第四器件114构造为用于读取地图数据值并且将其传输给第四器件114，其方式是，从外部服务器230接收地图数据值。为此，第三器件113例如构造为发送和/或接收单元。在另一实施方式中，第三器件113这样构造，使得所述第三器件与已包括在车辆内的发送和/或接收单元、尤其智能电话连接。此外，第三器件113构造为用于将地图数据值转发给第四器件114。
用于基于所述图样与所述参考图样的比较来确定340高精度位置210的第四器件114例如构造为控制器和/或计算单元，所述第四器件例如包括处理器、内存和硬盘以及用于确定340自动化车辆200的高精度位置210的合适软件。
用于根据所述高精度位置210来运行350自动化车辆200的第五器件115例如构造为控制器。
图2示出用于确定340高精度位置210和用于运行350自动化车辆200的方法300。
在此，自动化车辆200位于具有每行驶方向一个行车道的双车道道路上。借助用于确定340高精度位置210和用于运行350自动化车辆200的设备110感测周围环境数据值，其中，所述周围环境数据值代表自动化车辆200的周围环境220，其中，周围环境220包括至少两个周围环境特征221,222。根据例如构造为光源的所述至少两个周围环境特征221,222来确定图样。例如，通过确定至少两个周围环境特征221,222的颜色变化和/或亮度变化来确定所述图样。此外，例如从存储介质读取地图数据值和/或通过从外部服务器230接收地图数据值来读取地图数据值。在此，所述地图数据值代表地图，其中，所述地图至少代表自动化车辆200的周围环境220，其中，所述地图包括参考图样。接下来，基于所述图样与所述参考图样的比较来确定自动化车辆200的高精度位置210。
例如通过以下方式确定高精度位置210：将所述图样所具有的确定参量(长度、角度、半径等)与参考图样的可类比的参量进行比较。例如，可以根据所述图样相比于所述参考图样的大小和/或取向例如基于至少两个周围环境特征的至少一个位置来确定自动化车辆200的距离和/或取向并因此借助向量叠加最终确定高精度位置210。
接下来，根据高精度位置210运行自动化车辆200。
图3示出用于确定340高精度位置210和用于运行350自动化车辆200的本发明方法300的实施例。
在步骤301中，方法300开始。
在步骤310中，感测周围环境数据值，其中，所述周围环境数据值代表自动化车辆200的周围环境220，其中，所述周围环境220包括至少两个周围环境特征221,222。
在步骤320中，根据所述至少两个周围环境特征221,222来确定图样。
在步骤330中，读取地图数据值，其中，所述地图数据值代表地图，其中，所述地图至少代表自动化车辆200的周围环境220，其中，所述地图包括参考图样。
在另一实施方式中，首先执行步骤330，并且接下来在进行步骤340之前执行步骤310和320。
在步骤340中，基于所述图样与所述参考图样的比较确定自动化车辆200的高精度位置210。
在步骤350中，根据高精度位置(210)运行自动化车辆200。
在步骤360中，方法300结束。

Claims (6)

1.一种用于确定(340)高精度位置(210)和用于运行(350)自动化车辆(200)的方法(300)，该方法包括以下步骤：
感测(310)周围环境数据值，
其中，所述周围环境数据值代表所述自动化车辆(200)的周围环境(220)，
其中，所述周围环境(220)包括至少两个周围环境特征(221,222)；根据所述至少两个周围环境特征(221,222)确定(320)一个图样；读取(330)地图数据值，
其中，所述地图数据值代表地图，
其中，所述地图至少代表所述自动化车辆(200)的周围环境(220)，
其中，所述地图包括参考图样；
基于所述图样与所述参考图样的比较确定(340)所述自动化车辆(200)的高精度位置(210)；
根据所述高精度位置(210)运行(350)所述自动化车辆(200)。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，
所述至少两个周围环境特征(221,222)构造为光源，和
通过确定所述至少两个周围环境特征(221,222)的颜色变化和/或亮度变化来确定所述图样。
3.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述地图包括与一天中的时间和/或与季节和/或与天气有关的所述参考图样。
4.根据权利要求1所述的方法(300)，其特征在于，所述地图数据值被读取，其方式是，从外部服务器(230)接收所述地图数据值。
5.一种用于确定(340)高精度位置(210)和用于运行(350)自动化车辆(200)的设备(110)，该设备包括以下步骤：
用于感测(310)周围环境数据值的第一器件(111)，
其中，所述周围环境数据值代表所述自动化车辆(200)的周围环境(220)，
其中，所述周围环境(220)包括至少两个周围环境特征(221,222)；
用于根据所述至少两个周围环境特征(221,222)确定(320)图样的第二器件(112)；
用于读取(330)地图数据值的第三器件(113)，
其中，所述地图数据值代表地图，
其中，所述地图代表所述自动化车辆(200)的周围环境(220)，
其中，所述地图包括参考图样；
用于基于所述图样与所述参考图样的比较确定(340)所述自动化车辆(200)的高精度位置(210)的第四器件(114)；和
用于根据所述高精度位置(210)运行(350)所述自动化车辆(200)的第五器件(115)。
6.根据权利要求5所述的设备(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)和/或所述第五器件(115)构造为用于实施根据方法权利要求中至少一项所述的方法(300)。
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