CN114096887A - 使用gnss测量生成三维环境模型的方法 - Google Patents

使用gnss测量生成三维环境模型的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114096887A
CN114096887A CN202080050967.4A CN202080050967A CN114096887A CN 114096887 A CN114096887 A CN 114096887A CN 202080050967 A CN202080050967 A CN 202080050967A CN 114096887 A CN114096887 A CN 114096887A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measurement data
gnss
data set
data sets
selection rule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080050967.4A
Other languages
English (en)
Inventor
C·斯库平
N·米卡伊洛弗
任文
A·欣里希斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN114096887A publication Critical patent/CN114096887A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/428—Determining position using multipath or indirect path propagation signals in position determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
    • G01S19/252—Employing an initial estimate of location in generating assistance data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/33—Multimode operation in different systems which transmit time stamped messages, e.g. GPS/GLONASS
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05—Geographic models

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及一种通过使用GNSS测量来生成三维环境模型的方法，至少包括以下步骤：a)接收大量测量数据集，其分别描述在GNSS卫星(2)和GNSS接收器(3)之间的GNSS信号的传播路径(1)，b)从大量测量数据集中选择满足第一选择规则的各个测量数据集，其中第一选择规则表征沿GNSS信号的传播路径(1)存在物体边界(4)，c)通过使用所选择的测量数据集来检测在至少一个GNSS接收器(3)的周围环境中的物体(5)的物体边界(4)。

Description

使用GNSS测量生成三维环境模型的方法
技术领域
本发明涉及一种通过使用GNSS测量来生成三维环境模型的方法、一种用于执行该方法的计算机程序以及一种存储该计算机程序的机器可读存储介质。本发明特别是可以用于自主驾驶。
背景技术
对于自主驾驶，关于车辆自身位置的尽可能精确的信息非常重要。就此而言，3D环境模型应用于多种方面，例如作为3D光线追踪，例如以用于计算车辆对车辆通信或基于GNSS的定位中的信号传播。
如今，三维环境模型通常在所谓的OSM地图(公开街道地图)中被提供，其精度差异很大，并且由于用户处理的开放性，目前难以实现质量控制。特别是在当今的环境模型中，建筑模型大多通过具有总计建筑高度来进行简化。例如从航空照片或利用激光测量设备创建的更精确的3D模型无法公开获得，必须以复杂且昂贵的方式创建或获取。
发明内容
在此，根据权利要求1提出了一种通过使用GNSS测量来生成三维环境模型的方法，至少包括以下步骤：
a)接收大量测量数据集，其分别描述在GNSS卫星和GNSS接收器之间的GNSS信号的传播路径，
b)从大量测量数据集中选择满足第一选择规则的各个测量数据集，其中第一选择规则表征沿GNSS信号的传播路径存在物体边界，
c)通过使用所选择的测量数据集来检测在至少一个GNSS接收器的周围环境中的物体的物体边界。
换言之，这涉及一种通过使用GNSS测量进行环境建模的方法。就此而言，GNSS代表全球导航卫星系统，例如GPS(全球定位系统)或伽利略。由此，步骤a)、b)和c)的指定顺序可以在方法的常规运行顺序中建立，或以指定顺序运行至少一次。此外，至少步骤a)、b)和c)也可以至少部分地并行或同时进行。
由此可以指定一种全新的方法，通过该方法可以基于GNSS测量特别是在了解本车位置(或GNSS接收器的自身位置)的情况下生成3D环境模型或建筑模型。这有利地使得特别是即使想为更大的区域创建3D环境模型时也可以提供可靠且采购成本不高的3D环境模型。从测量数据集中可以特别有利地生成包括高度信息(通过进一步数据处理作为附加值)的大型建筑模型。
在步骤a)中进行大量测量数据集的接收，这些测量数据集分别描述在GNSS卫星和GNSS接收器之间的GNSS信号的传播路径或接收情况。
此外(必要时事先)可以进行测量数据的记录，由此形成测量数据集。就此而言优选的是，测量数据由一辆或多辆(机动)车辆记录，例如通过车辆的GNSS接收器和/或周围环境传感器。车辆优选是汽车，其特别优选地被设置用于自动或自主操作。
测量数据集通常分别包括以下(特定于信号的)测量数据：
–(已接收GNSS信号的)GNSS接收器的(实际)位置，
–(已发送GNSS信号的)GNSS卫星的卫星位置，
–所测量的GNSS信号伪距(PR)，以及
–所测量的GNSS信号的信号强度。
GNSS接收器(例如接收天线)的(实际)位置例如可以借助于双频接收器来确定(即使在GNSS信号的信号传播受到干扰的情况下)。双频接收器是可以分析在两个编码频率(L1和L2)上从GNSS卫星入射的无线电信号的GNSS接收器。超出正常伪距(其中仅接收L1)时，测量原理是载波的相位测量。相应的双频接收器例如可以安装在(机动)车辆中或车辆上。就此而言，车辆例如可以是那些旨在有针对性地行驶特定路线以创建测量数据集的车辆。
替代地或附加地，周围环境传感器系统可以有助于确定GNSS接收器的(实际)位置。在此，周围环境传感器的测量数据可以与GNSS测量数据结合使用或单独使用。例如，环境传感器系统可以安装在(机动)车辆中或车辆上。在这种情况下，GNSS接收器的位置可以例如与车辆位置重合。环境传感器系统可以是例如光学传感器(例如相机)、超声波传感器、RADAR传感器、LIDAR传感器等。
利用GNSS接收器的位置和卫星位置，通常在GNSS卫星和GNSS接收器之间的LOS(视线)距离或直接(最短)连接线也是已知的。通常通过GNSS信号的(例如L1频率的)传播时间测量来测量伪距(PR)。利用GNSS接收器的点位置、卫星位置和伪距，伪距误差(PR误差)也是已知的(例如通过等式：PR误差＝所测量的PR-LOS距离)。
测量数据有利地首先在更长的时间段内被收集，例如在至少十天内和/或通过使用众包。就此而言，众包也可以被描述为将不同测量实例的测量汇集在一起。为此，例如可以收集在观察时间段(例如十天或更长时间)内在(应创建其3D环境模型的)观察区域中停留过的不同车辆的测量数据。
在步骤b)中，从大量测量数据集中选择满足第一选择规则的各个测量数据集，其中第一选择规则表征沿GNSS信号的传播路径存在物体边界。在此，物体边界位于GNSS信号的传播路径上。换言之，这特别是也可以被描述为：物体边界在此位于GNSS信号的传播路径中或紧邻GNSS信号的传播路径。为此，可特别是考虑临界情况，这将在下面更详细地说明。
在步骤c)中，通过使用所选择的测量数据集来检测在至少一个GNSS接收器周围环境中的物体的物体边界。检测特别是可以是识别或确定物体边界。物体边界特别是物体边缘，优选是向上限定诸如建筑物之类的物体的物体边界或物体边缘。换言之，这也可以概括性地特别是被描述为对反射性和/或遮蔽性物体(例如建筑物)的假设边缘的检测。
根据一个有利的设计方案提出，第一选择规则是：所选择的测量数据集在测量数据集排序序列中是能够确定受干扰的信号传播(特别是多径传播)的第一个测量数据集或最后一个测量数据集。就此而言，可以假设物体边界位于未受干扰和受干扰的信号传播的过渡处。在此，物体边界通常位于沿GNSS信号传播路径的一个点上。
在许多情况下，传播路径对应于卫星和接收天线之间的连接线。这至少适用于GNSS信号在从卫星到接收天线的途中不改变方向的情况。特别是在临界情况下(再下个段落中将更详细地说明)，限定物体边界的点可以位于该连接线上。
替代地也可以规定，第一选择规则是：待选择的测量数据集在测量数据集排序序列中是无法确定受干扰的信号传播(特别是多径传播)的第一个测量数据集或最后一个测量数据集。就此而言可以假设，物体边界位于未受干扰和受干扰的信号传播的过渡处。在此，物体边界通常位于沿GNSS信号传播路径的一个点上。在此，特别是在某些情况下，物体边界也可以延伸穿过卫星和接收天线之间的连接线上的一个点。
所说明的通过第一选择规则对物体边界的检测特别是也可以被理解为考虑临界情况。特别是考虑信号传播刚好还在受到干扰或刚好不再受到干扰(由于在建筑物墙壁上的反射)的临界情况。此外，在此可以建立如下假设(在此也称为边缘假设)，即物体边界延伸穿过位于接收天线(GNSS接收器)和涉及临界情况的卫星之间的连接线上的一个点。在此，涉及临界情况的卫星可以特别是被理解为那些已从其接收到(在排序序列内)第一个或最后一个未受干扰的信号的卫星。
这有利地使得可以检测从受干扰到不受干扰的信号传播的转变，这特别是在城市峡谷和/或城市地区通常代表建筑物的上边缘。从建筑物边缘上方入射到接收器上的信号通常不受干扰(即在卫星和接收天线之间存在视觉连接，也称为视线或LOS情况)，而就卫星和接收天线之间的仰角而言从建筑物边缘下方入射到接收器上的信号通常至少在建筑物立面处已被反射，从而受到干扰。
在此，受干扰的信号传播被理解为至少已被反射一次(例如从一个物体)并且其中不存在LOS情况的信号传播。对信号传播的其他干扰影响，例如由卫星引起的误差(特别是时钟误差或运行轨道变化)、大气扰动(特别是电离层的偏转)和由接收器引起的误差(特别是时钟误差或噪声)在此基本上被忽略。然而，这些其他干扰影响可以通过使用GNSS校正数据(例如SSR校正)来减少。
根据另一有利的设计方案提出，根据仰角对测量数据集排序序列进行排序。例如，测量数据集可以按照升序或降序的仰角进行排序。
根据另一有利的设计方案提出，根据时间戳对测量数据集排序序列进行排序。例如，测量数据集可以按照升序或降序的时间戳或者升序或降序的时间序列进行排序。
根据另一有利的设计方案提出，根据GNSS接收器的位置对测量数据集进行过滤。换言之，这也可以被描述为：参考特定的GNSS接收器位置或特定的GNSS接收器位置周围的区域来评估测量数据集。替代地或附加地可以规定，根据方位角对测量数据集进行过滤。
就此而言，步骤b)的示例性实施变型方案可以被描述为：首先根据GNSS接收器的位置(例如通过使用一米的量化)对测量数据集进行过滤。对每个GNSS接收器位置，根据方位角对测量数据集进行过滤。出于简化的目的，为此测量数据集可以根据方位角和仰角(例如以角度的一度)进行量化。在量化中，具有相同或非常相似的方位角和仰角的测量数据集可以进行统计组合(例如求平均值)。
就此而言，对于每个方位角现在按照仰角对测量数据集进行排序(从高仰角开始)。在按照仰角排序的数据中将搜索首次出现以下特性的仰角：检验伪距和/或信号强度是否随着仰角的减小而显著变化和/或PR误差是否超出灵敏度限制(即PR误差是否可被测量的状态从负变为正)。被检验为正的测量数据相应地被“标记”。其被用作如下假设，即在沿GNSS接收器和GNSS卫星之间的路径或连接线(参见上文对临界情况考虑的解释)的某个点处存在建筑物边缘。在此，这也被称为“边缘假设”。然后可以为所有其余方位角执行或重复按仰角排序的数据中的所述搜索。
就此而言，为了必要时使不同GNSS卫星的伪距和信号功率也具有可比性，还可以在LOS条件下预先校准相应的偏移量。替代地，也可以从已知的卫星轨道和单个GNSS卫星的已知发送功率中计算偏移量。在此示例中，灵敏度限制描述了一个阈值(例如PR测量噪声的规则偏差)，高于该阈值时PR误差可以被视为可测量。
步骤b)的该示例性实施变型方案的替代方案也可以被描述为基于变化的GNSS卫星位置的评估，其可以被描述为：首先根据接收天线或GNSS接收器的位置对测量数据集进行过滤(例如通过使用一米的量化)。然后对于每个GNSS卫星将测量数据作为时间序列或根据时间戳进行排序。就此而言，在时间序列中检验伪距和/或信号强度是否有显著变化/跳跃和/或PR误差是否高于或低于灵敏度限制(即PR误差是否可被测量的状态从负变为正或反过来)。例如因为其在时间序列中具有显著变化而被检验为正的测量数据相应地被“标记”。其被用作如下假设，即在沿GNSS接收器和GNSS卫星之间的路径或连接线(参见上文对临界情况考虑的解释)的某个点处存在建筑物边缘。
根据另一有利的设计方案提出，根据GNSS卫星的位置对测量数据集进行过滤。换言之，这也可被描述为：参考特定的GNSS卫星位置或特定的GNSS卫星位置周围的区域来评估测量数据集。
就此而言，步骤b)的示例性实施变型方案也可以被描述为基于变化的GNSS接收器位置的评估，其可被描述为：根据GNSS卫星的位置对测量数据集进行过滤(例如通过使用量化的星历数据)。随后将GNSS接收器或接收天线的相邻位置的测量数据集进行比较。就此而言将检验伪距和/或信号强度是否有显著变化/跳跃和/或所确定的PR误差是否低于或超出灵敏度限制(即PR误差是否可被测量的状态从负变为正或者反过来)。具有显著变化的GNSS接收器或接收天线的相邻位置的测量数据将相应地被“标记”。其被用作如下假设，即在沿接收天线和GNSS卫星之间的路径或连接线(参见上文对临界情况考虑的解释)的某个点处存在建筑物边缘。
根据另一有利的设计方案提出，在步骤c)中至少执行以下中间步骤：
i)从在步骤b)中所选择的测量数据集中选择满足第二选择规则的至少两个测量数据集，其中第二选择规则表征沿至少两个GNSS信号的传播路径存在同一物体边界(特别是同一物体边缘)，
ii)形成平面，该至少两个GNSS信号的传播路径至少局部地在该平面中延伸。
第二选择规则特别是可以表征沿着在卫星和在b)中所“标记”的至少两个测量数据集的接收器位置之间的连接线存在同一物体边界(特别是同一物体边缘)。就此而言，在中间步骤ii)中，平面可以由在中间步骤i)中所选择的连接线形成。
该平面特别是也可以被理解为其形成所谓的假设区域，为此假设建筑物边缘在该平面/区域内延伸。
基于步骤b)的上述示例性实施变型方案，步骤c)的一个示例性实施变型方案可以被描述为：所标记的测量值的仰角和方位角(假设建筑物边缘沿着在卫星和接收天线之间的连接线)现在被进一步处理，并且在下文中可以被称为假设向量。在此，假设向量通常形成在GNSS接收器位置和GNSS卫星之间的直线，其测量数据已从当前所考虑的接收器位置被标记。如果给定以下特性(1)和(2)(第二选择规则的一个示例)，则在方位角方向上相邻的两个假设向量被连接成面元素(由此其跨越平面)：(1)与假设向量对应的所标记的测量值来自在方位角方向上相邻的测量(也就是说，例如如果在所考虑的两个假设向量的两个方位角之间有一个如下的方位角，即对其而言虽然存在测量数据但没有为这些侧量数据进行标记，则所考虑的两个假设向量不会连接成面元素)；(2)两个相关假设向量的仰角差小于Ethr(例如Ethr＝5°)。这是为了确保从某些高度或位置差异开始建筑物可更简单地被分开。
根据另一有利的设计方案提出，形成彼此不同的、不平行的至少两个平面，测量数据集分别满足第二选择规则的至少两个GNSS信号的传播路径分别至少局部地在该至少两个平面中延伸，并且其中由至少两个平面的相交线确定物体边界的至少局部的延伸。就此而言，两个平面特别是分别从满足第一选择规则和第二选择规则的两个测量数据集的方位角和仰角被跨越的那些平面。
基于步骤b)和c)的上述示例性实施变型方案，就此而言示例性实施变型方案可以被描述为：两个相邻假设向量的面元素在下文中可以被称为假设表面，对于其假设建筑物边缘在该表面内延伸。边缘假设由至少两个相交的假设表面的相交线形成。边缘假设表示建筑物边缘的假定延伸。
对于不同的接收天线位置或GNSS接收器位置，重复进行表面假设的形成。这例如一直进行直到检查了某个限定区域(例如街道)的测量数据。所检查的测量数据的不同假设表面被进一步处理。在相交线上检查不同位置的假设表面。相交线被解读为建筑物边缘。建筑物边缘代表建筑物立面的位置和高度。
相交线可以被进一步过滤，例如通过使用局部线性回归。所描述的步骤可以频繁重复，直到处理完待检查的整个空间区域。
根据另一有利的设计方案提出，确定物体与GNSS接收器之间的距离。这特别是涉及物体和GNSS接收器之间的水平距离。为此，例如可以根据公式X＝ε/(2cos(θ))计算距离。在此，X为水平距离，ε为伪距误差，θ为仰角。
根据另一方面，还提出了一种用于执行在此说明的方法的计算机程序。换言之，特别是涉及一种包括指令的计算机程序(产品)，当该程序由计算机运行时，该指令使该计算机执行在此说明的方法。
根据另一方面，还提出了一种其上存储有计算机程序的机器可读存储介质。机器可读存储介质通常是计算机可读数据载体。
在此还将说明一种位置传感器，其被设置用于执行在此说明的方法。
例如，上述存储介质可以是位置传感器的组成部分或与其连接。位置传感器优选地布置在(机动)车辆中或车辆上，或者被提供和设置用于安装在这样的车辆中或车辆上。位置传感器优选是GNSS传感器。此外，位置传感器还优选地被提供和设置用于车辆的自主运行。此外，位置传感器可以是组合的移动和位置传感器。这对自主车辆特别有利。位置传感器或位置传感器的运算单元(处理器)例如可以访问在此说明的计算机程序，以执行在此说明的方法。
结合方法所述的细节、特征和有利设计方案相应地也可以出现在本文介绍的位置传感器、计算机程序和/或存储介质中，反之亦然。就此而言完全参考该处所做的陈述，以便更详细地表征特征。
附图说明
下面参考附图更详细地解释在此介绍的解决方案及其技术环境。应指出的是，本发明并不旨在受限于所示实施例。特别是除非另有明确说明，否则也可以提取图中所述事实的部分方面，并将其与来自其他附图和/或本说明书的其他组成部分和/或发现相结合。其中：
图1示意性地示出了方法的流程图，
图2示意性地示出了在城市环境中使用所述方法的车辆，并且
图3示意性地示出了出现伪距误差的示例性图形说明。
具体实施方式
图1示意性地示出了方法的流程图。该方法用于通过使用GNSS测量生成三维环境模型。以方框110、120和130示出的步骤a)、b)和c)的顺序仅为示例性的，从而可以例如在常规运行流程中出现。
在方框110中，根据步骤a)进行大量测量数据集的接收，这些测量数据集分别描述在GNSS卫星2和GNSS接收器3之间的GNSS信号的传播路径1(在此未示出，参见图2)。在方框120中，根据步骤b)从大量测量数据集中选择满足第一选择规则的各个测量数据集，其中第一选择规则表征沿GNSS信号的传播路径1存在物体边界4。在方框130中，根据步骤c)通过使用所选择的测量数据集来检测在至少一个GNSS接收器3的周围环境中的物体5的物体边界4。
图2示意性地示出了在城市环境中使用所述方法的车辆10。
所记录的且随后例如由中央数据处理设备接收的测量数据集分别包括：接收天线或GNSS接收器3的实际位置，其例如可以借助于车辆侧的周围环境传感器(在此未示出)通过相应车辆10的位置来确定；GNSS卫星2的卫星位置；所测量的伪距(参见图3)；以及所测量的GNSS信号的信号强度。在此，测量数据集例如首先在更长的时间段内被收集，例如在至少十天内和/或通过使用众包(即将不同测量实例的测量汇集在一起)。作为众包的不同测量实例的示例，在此示例性地示出了三个车辆10。
在此，第一选择规则例如是：所选择的测量数据集在测量数据集排序序列中是可以确定受干扰的信号传播的第一个测量数据集或最后一个测量数据集。在此示例性地根据仰角6对测量数据集排序序列进行排序。然而，替代地还可以考虑的是，根据时间戳对测量数据集排序序列进行排序。例如，测量数据集可以按照升序或降序的时间戳或者升序或降序的时间序列进行排序。此外，在此示例性地根据GNSS接收器3的位置对测量数据集进行过滤。然而，替代地还可以考虑的是，根据GNSS卫星2的位置对测量数据集进行过滤。
步骤b)的在此示例性实施的实施变型方案可被描述如下：首先根据GNSS接收器3的位置对测量数据集进行过滤(例如通过使用一米的量化)。对每个GNSS接收器位置根据方位角11对测量数据集进行过滤。出于简化的目的，为此测量数据集可以根据方位角11和仰角6进行量化(例如以角度的一度)。在量化中，具有相同或非常相似的方位角11和仰角6的测量数据集可以进行统计组合(例如求平均值)。
就此而言，对于每个方位角11现在根据仰角6对测量数据集进行排序(从高的仰角6开始)。在根据仰角6排序的数据中将搜索首次出现以下特性的仰角6：检验伪距和/或信号强度是否随着仰角的减小而显著变化和/或PR误差是否超出灵敏度限制(即PR误差是否可以被测量的状态从负变为正)。
在此，“伪距”描述了基于传播时间测量所确定的从卫星2到接收器3的(可能至少反射一次的)传播路径1的总长度。
被检验为正的测量数据相应地被“标记”。其被用作如下假设，即在沿接收天线或GNSS接收器3和GNSS卫星2之间的(连接线的)路径1的某个点处存在建筑物边缘4。在此，这也被称为“边缘假设”。然后可以为所有其余方位角11执行或重复按仰角6排序的数据中的所述搜索。
就此而言，为了必要时使不同GNSS卫星2的伪距和信号功率也具有可比性，还可以在LOS条件下预先校准相应的偏移量。替代地，也可以从已知的卫星轨道和单个GNSS卫星2的已知发送功率中计算偏移量。在此示例中，灵敏度限制描述了一个阈值(例如PR测量噪声的规则偏差)，高于该阈值时PR误差12(参见图3)可以被视为可测量。
此外，参考图2说明了在步骤c)中至少可以进行以下中间步骤：
i)从在步骤b)中所选择的测量数据集中选择满足第二选择规则的至少两个测量数据集，其中第二选择规则表征沿至少两个GNSS信号的传播路径1存在同一物体边界4，
ii)形成平面7，该至少两个GNSS信号的传播路径1至少局部地在平面7中延伸。
基于步骤b)的上述示例性实施变型方案，步骤c)的在此示例性实现的实施变型方案可以被描述如下：所标记的测量值的仰角6和方位角11(建筑物边缘4的假设)现在被进一步处理，并且在下文中可以被称为假设向量1。在此，假设向量1通常形成在GNSS接收器位置3和GNSS卫星2之间的直线，其测量数据已从当前所考虑的接收器位置被标记。如果给定以下特性(1)和(2)，则在方位角方向11上相邻的两个假设向量1被连接成面元素7(由此其跨越平面7)：(1)与假设向量1对应的所标记的测量值来自在方位角方向11上相邻的测量(也就是说，例如如果在所考虑的两个假设向量1的两个方位角11之间有一个如下的方位角11，即对其而言虽然存在测量数据但没有为这些侧量数据进行标记，则所考虑的两个假设向量1不会连接成面元素7)；(2)两个相关假设向量11的仰角差小于Ethr(例如Ethr＝5°)。这是为了确保从某些高度或位置差异开始建筑物可更简单地被区分开。
此外，在图2中示出了将形成彼此不同的、不平行的至少两个平面7，测量数据集分别满足第二选择规则的至少两个GNSS信号的传播路径1分别至少局部地在该至少两个平面7中延伸，并且其中由至少两个平面7的相交线8确定物体边界4的至少局部的延伸。
基于步骤b)和c)的上述示例性实施变型方案，就此而言在此示例性实现的实施变型方案可被描述如下：所连接的两个相邻假设向量1的面元素在下文中可被称为假设表面7。为不同的接收天线位置或GNSS接收位置重复进行对边缘假设的搜索。这例如一直进行直到检查了某个限定区域(例如街道)的测量数据。所检查的测量数据的不同假设表面7被进一步处理。在相交线8上检查不同位置3的假设表面7。相交线8被解读为建筑物边缘4。由此建筑物边缘4代表建筑物立面的位置和高度。
图3示意性地示出了出现伪距误差12的示例性图示。借助图3还示出了可以确定物体5和GNSS接收器3之间的距离9。
就此而言，从收集的测量数据中例如可以获得关于建筑物墙壁与接收天线或GNSS接收器3之间的距离9的描述。如图3所示，根据接收天线和反射墙壁之间的距离9(符号：X)(与反射面的法向量共线)得到PR误差12(符号：ε)为：ε＝2*X*cos(θ)或X＝ε/(2cos(θ))。在此θ为仰角。
从PR误差12获得的距离9可以用于调整所生成的建筑物墙壁的位置(例如通过移动)。这可选择性地在后处理中进行(即在步骤a)至c)之后)。替代地，也可以在计算建筑物墙壁的过程中(即在步骤a)至c)期间)就已经考虑接收器位置和反射物体之间的距离。

Claims (11)

1.一种通过使用GNSS测量来生成三维环境模型的方法，至少包括以下步骤：
a)接收大量测量数据集，所述大量测量数据集分别描述在GNSS卫星(2)和GNSS接收器(3)之间的GNSS信号的传播路径(1)，
b)从所述大量测量数据集中选择满足第一选择规则的各个测量数据集，其中所述第一选择规则表征沿所述GNSS信号的传播路径(1)存在物体边界(4)，
c)通过使用所选择的测量数据集来检测在至少一个GNSS接收器(3)的周围环境中的物体(5)的物体边界(4)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一选择规则是：所选择的测量数据集在测量数据集排序序列中是能够确定受干扰的信号传播的第一个测量数据集或最后一个测量数据集。
3.根据权利要求2所述的方法，其中根据仰角(6)对所述测量数据集排序序列进行排序。
4.根据权利要求2所述的方法，其中根据时间戳对所述测量数据集排序序列进行排序。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述GNSS接收器(3)的位置对所述测量数据集进行过滤。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述GNSS卫星(2)的位置对所述测量数据集进行过滤。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤c)中至少执行以下中间步骤：
i)从在步骤b)中所选择的测量数据集中选择满足第二选择规则的至少两个测量数据集，其中所述第二选择规则表征沿所述至少两个GNSS信号的传播路径(1)存在同一物体边界(4)，
ii)形成平面(7)，所述至少两个GNSS信号的传播路径(1)至少局部地在所述平面中延伸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中形成彼此不同的、不平行的至少两个平面(7)，测量数据集分别满足所述第二选择规则的至少两个GNSS信号的传播路径(1)分别至少局部地在所述至少两个平面中延伸，并且其中由所述至少两个平面(7)的相交线(8)确定所述物体边界(4)的至少局部的延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定在所述物体(5)和所述GNSS接收器(3)之间的距离(9)。
10.一种计算机程序，用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
11.一种机器可读存储介质，在所述机器可读存储介质上存储有根据权利要求10所述的计算机程序。
CN202080050967.4A 2019-07-18 2020-07-08 使用gnss测量生成三维环境模型的方法 Pending CN114096887A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019210659.5 2019-07-18
DE102019210659.5A DE102019210659A1 (de) 2019-07-18 2019-07-18 Verfahren zum Generieren eines dreidimensionalen Umfeldmodells unter Verwendung von GNSS-Messungen
PCT/EP2020/069256 WO2021008971A1 (de) 2019-07-18 2020-07-08 Verfahren zum generieren eines dreidimensionalen umfeldmodells unter verwendung von gnss-messungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114096887A true CN114096887A (zh) 2022-02-25

Family

ID=71575384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080050967.4A Pending CN114096887A (zh) 2019-07-18 2020-07-08 使用gnss测量生成三维环境模型的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220244407A1 (zh)
CN (1) CN114096887A (zh)
DE (1) DE102019210659A1 (zh)
WO (1) WO2021008971A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021206178A1 (de) * 2021-06-17 2022-12-22 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur GNSS-basierten Lokalisierung eines Fahrzeugs
DE102022203657A1 (de) 2022-04-12 2023-10-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Erstellen eines Umfeldmodells

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004056139A1 (de) * 2004-11-16 2006-05-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Ermitteln von topografischen Informationen
US7647171B2 (en) * 2005-06-29 2010-01-12 Microsoft Corporation Learning, storing, analyzing, and reasoning about the loss of location-identifying signals
WO2012085876A2 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Ariel-University Research And Development Company, Ltd. Methods, devices, and uses for calculating a position using a global navigation satellite system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019210659A1 (de) 2021-01-21
WO2021008971A1 (de) 2021-01-21
US20220244407A1 (en) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506512B2 (en) Method and system using tightly coupled radar positioning to improve map performance
US11422253B2 (en) Method and system for positioning using tightly coupled radar, motion sensors and map information
JP5673071B2 (ja) 位置推定装置及びプログラム
KR102288771B1 (ko) 반송파 위상 시간 차분 측정치 기반 항법 시스템 및 위치측정 방법
US7411545B2 (en) Carrier phase interger ambiguity resolution with multiple reference receivers
EP2816374B1 (en) Vehicle positioning in high-reflection environments
KR20150051747A (ko) 차량의 위치 결정 방법
JP6593879B2 (ja) 衛星測位システム、測位端末、測位方法、及びプログラム
CN109937341A (zh) 自己的位置的估计
US8922426B1 (en) System for geo-location
CN105158778A (zh) 多系统联合实施载波相位差分故障卫星剔除方法及其系统
JP2018513370A (ja) 自動車用アドホックリアルタイムキネマティックロービングネットワーク
CN114096887A (zh) 使用gnss测量生成三维环境模型的方法
KR101051769B1 (ko) 다중 지피에스형 변위 모니터링 시스템 및 그 신호처리방법
US20240012158A1 (en) Method for Estimating Multipath Error of Pseudo-Range Measurement Value, and Positioning Method Using Same
KR20170078835A (ko) 적어도 하나의 선박의 수면속도를 계산하는 방법 및 상기 선박의 경로상의 모든 지점에서 각각의 표류벡터를 추론하는 방법
JP2012098185A (ja) 方位角推定装置及びプログラム
CN114174870A (zh) 用于确定描述至少一个特定于环境的gnss曲线的模型的方法
JP7111298B2 (ja) 衛星選択装置、及びプログラム
CN117075160A (zh) 预测城市环境道路上的gnss定位质量的方法和系统
CN115494532A (zh) 基于gnss定位车辆的方法
Dai et al. Heading-determination using the sensor-fusion based maritime PNT Unit
RU2389042C2 (ru) Способ определения защитного предела вокруг местоположения движущегося тела, вычисленного по спутниковым сигналам
US20220244399A1 (en) Error and integrity evaluation via motion prediction
RU2789700C1 (ru) Оценка ошибок и целостности посредством прогнозирования перемещения

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination