CN114127514A - 机动车周围环境的位置数据的提供和传输 - Google Patents

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Abstract

根据一种用于提供机动车(8)的周围环境的位置数据的方法，借助环境传感器系统(10)生成周围环境的图像序列(13)。借助计算单元(7)基于图像序列(13)识别在周围环境中的人(15)的姿势(14)。借助计算单元(7)基于姿势(14)辨别出在周围环境中的点或区域(16)，并生成点或区域(16)的位置数据。借助机动车(8)的通信接口(9)将位置数据提供用于传输给接收设备(18)。

Description

机动车周围环境的位置数据的提供和传输
技术领域
本发明涉及一种用于提供机动车周围环境的位置数据的方法、一种用于传输机动车周围环境的位置数据的方法以及一种相应的通信系统和一种机动车。
背景技术
在人想要描述特定地点的某些情况下，使用常规信息(如该地点的街道和门牌号)来描述其位置是不可行或不足的。例如，当要描述停车场的确切位置或用于物体的存放地点时，这可能就是这种情况。
在这种情况下，该人可以例如借助全球导航卫星系统GNSS确定地点的确切坐标。然而，为此需要相应地配备的设备，并且确定和提供坐标以传输到接收器可能是繁琐的。
在文献DE 10 2009 045 040 A1中描述了一种导航系统，该导航系统包括摄像机，以便摄取图像并且同时确定导航系统的位置以及执行使位置与图像相关联。图像和相关联的位置可以被存储，并在以后的时间点可以使用图像来容易地选择导航目的地。
在文献US 2006/0164412 A1中也说明了用于机动车的导航系统。借助GPS系统可以确定机动车的地理位置，并且可以借助环境扫描仪来检测机动车周围环境的三维图像。检测的数据可以与其他机动车共享，这些机动车可以使用所述数据用于导航。
然而，在已知系统中不利的是，导航系统或机动车的位置有可能同样太不精确，以致于不能定义地点的位置。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是，说明一种用于提供机动车周围环境的位置数据的改进的方案，利用该方案能够以更高的准确度来提供地点的位置。
该改进的方案基于如下构思：借助机动车的环境传感器系统来识别人的姿势，并基于识别出的姿势来提供位置数据。
根据改进方案的第一独立方面，说明了一种用于提供机动车周围环境的位置数据的方法，尤其是至少部分地由计算机实施的方法。借助机动车的环境传感器系统生成周围环境的图像序列。借助机动车的计算单元，基于图像序列来识别周围环境中的人的姿势。借助计算单元，基于姿势来辨别周围环境中的点或区域，并生成该点或区域的位置数据。位置数据通过机动车的通信接口来提供以便传输给接收设备。
环境的图像序列是反映环境的图像序列，尤其是多个、即至少两个在时间上彼此相继的周围环境的成像(Abbildung)。周围环境的成像例如可以相应于摄像机图像，从而图像序列也可以被称为视频序列。成像也可以相应于环境中采样点的二维或三维的点云。
相应地，环境传感器系统包含适用于时间分辨地对周围环境成像的传感器系统，例如摄像机系统，例如顶视摄像机，或用于二维或三维地扫描周围环境的传感器系统，例如雷达系统或激光雷达系统。
人的姿势可以被理解为人的特征性的、预定义的运动或特征性的、预定义的运动的顺序。例如，人的身体部分的预定义运动，例如人的手臂、手、腿或头部运动，可以由姿势包含。所述姿势还可以包含人走路。
为了基于图像序列识别姿势，计算单元尤其分析图像序列的在时间上彼此相继的成像，并且在不同的图像中将人或人的身体部位的位置偏差辨别为人的运动。将人或身体部位的运动与预先存储的参考数据进行比较。如果计算单元识别出参考数据以预设的准确度相应于所辨别的运动，则可以将姿势视为识别出。尤其地，可以在机动车的存储单元或计算单元上存储与一个或多个预设的参考姿势相关的参考数据。计算单元然后尤其识别出人的姿势至少近似地与参考姿势之一相一致，以便识别出姿势。
计算单元对环境中的点或区域的辨别例如可以包含：在图像序列的一个或多个成像中识别相应的图像点或图像区域。根据环境传感器系统的设计方案而定，可以不同地设计图像点或图像区域。在摄像机系统的情况下，周围环境的点或区域例如可以相应于相应的摄像机图像的图像点或图像区域，即多个图像点的连续集合。在激光雷达系统或雷达系统的情况下，周围环境的点或区域可以相应于点云的子集，即相应数量的采样点。
对点或区域的辨别例如还可以包含：确定点或区域在环境传感器系统的传感器坐标系中的相应坐标。传感器坐标系尤其相应于刚性地与环境传感器系统、尤其是与机动车连接的坐标系。
位置数据可以尤其包含点或区域在图像序列的成像内的相应位置、尤其是相对位置，并且/或者点或区域关于参考坐标系、例如世界坐标系如WGS84或机动车数字地图的地图坐标系的位置。
提供位置数据以便传输给接收设备尤其包含：基于位置数据生成要传输的传输信号，或提供位置数据，以便能够生成传输信号。
通过根据人的姿势确定位置数据，尤其可以明确周围环境的点或区域，而不管它们是记录在地图中还是在其他数据库中。例如在地图不是最新或过时的情况下，未记录在地图中的点例如可能位于私有地产上，或与存储在地图上的位置的偏差有关。这样的点可以依据改进的方案以高精度检测，并且可以相应地传输和使用。
通过评估姿势，也实现了用户、特别是人或接收者的高度直观性。尤其地，位置数据的接收者不需要用于位置确定的系统以便能够找到周围环境的点或区域。
根据至少一个实施形式，机动车被设计为自主机动车，尤其根据截至2018年6月的SAE J3016分类的第5级。
在这样的实施形式中，机动车例如可以自动地跟随在周围环境中的人，以便将人保持在环境传感器系统的视场中。
根据用于提供位置数据的方法的至少一个实施形式，机动车的位置借助计算单元在预设的参考坐标系中确定。该点或区域在参考坐标系中的地点坐标基于机动车的位置确定，其中，这些位置数据包含该点或区域的地点坐标。
尤其地，可以基于机动车在参考坐标系中的位置、该点或区域在传感器坐标系中的位置以及传感器坐标系关于参考坐标系的位置，来确定该点或区域在参考坐标系中的地点坐标。
参考坐标系尤其可以是全球导航卫星系统、例如GPS系统的参考坐标系，例如是大地参考系、例如WGS84坐标系。
在这样的实施形式中，位置数据尤其包含客观的位置信息，从而使得接收者或潜在接收者即使不必知道点或区域的大致位置也能够找到它。
根据至少一个实施形式，借助机动车的卫星接收单元来检测尤其全球导航卫星系统的卫星信号，并且借助计算单元根据卫星信号来确定机动车的位置。
根据至少一个实施形式，机动车的位置借助于计算单元，基于图像序列和机动车的数字地图的地图数据来确定。
尤其地，基于图像序列或基于图像序列的各个成像，计算单元可以识别出在机动车的周围环境中的一个或多个地标，并且将地标与存储在数字地图上的数据进行比较，以便确定机动车的位置。
如果环境传感器系统包含雷达系统或激光雷达系统，以便检测周围环境的特别精确的三维的或二维的采样点，则这样的实施形式可以是尤其有利的。
数字地图尤其是数据库，在该数据库上以在一厘米或几厘米范围内的精度存储车道和对象的位置数据。这种数字地图也可以称为HD地图。尤其地，部分地或完全地自主的机动车使用这种数字地图进行自我定位。因此可以获得特别高的精度。
根据至少一个实施形式，借助该环境传感器系统或借助机动车的另一环境传感器系统来确定周围环境的环境数据，并且机动车的位置借助计算单元，基于环境数据和机动车数字地图的地图数据来确定。
与之前描述的实施形式不同，这里因而使用单独生成的环境数据代替图像序列，以便确定机动车的位置。
根据至少一个实施形式，借助处理单元基于图像序列生成处理过的图像数据，在所述图像数据中点或区域在视觉上被突出显示，其中，位置数据包含处理过的图像数据。
经处理的图像数据相应于例如一个或多个摄像机图像或周围环境的其他展示，其中，点或区域被标记或突出显示。
在这样的实施形式中，例如不需要机动车的准确位置，这可能是有利的，尤其如果在拍摄图像序列时不能精确地测定机动车的位置，例如因为机动车处于建筑物中，并且无法接收GNSS信号。通过提供处理过的图像数据并且例如将其提供给潜在的接收者，接收者可以依据在摄像机图像或展示中的突出显示的相关内容来识别地点或区域的位置，尤其如果点或区域的大致位置对于接收者已知。
根据至少一个实施形式，借助机动车的用户界面基于图像序列可视地显示环境和环境中的点或区域的展示。借助用户界面检测来自机动车的用户的修正指令。借助计算单元根据修正指令来生成位置数据。
周围环境和点或区域的展示例如可以对应于图像序列的图像或图像之一或周围环境的其他图像，例如卫星图像。
由此用户可以检查点或区域的位置是否已如期望的那样被检测，并在必要时进行修正。
根据改进方案的另一个独立方面，说明了一种用于传输机动车周围环境的位置数据的方法。根据用于提供位置数据的方法，按照改进方案来提供位置数据。位置数据借助通信接口无线地传输给接收设备。
接收设备例如可以包含另一机动车的接收设备，例如另一机动车的另一通信接口。接收设备也可以是服务器计算机或其他固定的或移动的计算机系统的一部分，例如移动电子设备的一部分，例如智能手机或平板计算机的一部分。
无线传输例如可以借助WLAN或其他无线电连接、例如根据预设移动无线电标准的移动无线电连接来进行。尤其地，通信接口可以设计为V2V(车辆对车辆)和/或V2X(车辆对X)接口。
为了传输位置数据，通信接口尤其生成传输信号，并将其发送出去。
根据改进方案的另一个独立方面，说明了一种通信系统。该通信系统具有用于机动车的计算单元、用于机动车的通信接口以及用于机动车的环境传感器系统。环境传感器系统被设定用来生成机动车的周围环境的图像序列。计算单元被设定用来基于图像序列识别周围环境中的人的姿势，并且基于该姿势辨别出周围环境中的点或区域，并且生成该点或区域的位置数据。通信接口被设定用来提供位置数据以便传输给接收设备。
根据改进方案的通信系统的其他实施形式直接由根据改进方案的方法的各种不同设计方案得出，并且相应地反之亦然。尤其地，根据改进方案的通信系统可以被编程或设定用来执行根据改进方案的用于提供位置数据的方法和/或用于传输位置数据的方法，或根据改进方案的通信系统实施根据改进方案的这种方法。
根据改进方案的另一个独立方面，说明了一种具有根据改进方案的通信系统的机动车。
根据改进方案的另一个独立方面，说明了一种具有指令的计算机程序，其中，当计算机程序由根据改进方案的通信系统、尤其由通信系统的计算单元实施时，这些指令引起通信系统执行根据改进方案的用于提供位置数据的方法和/或用于传输位置数据的方法。
根据改进方案的另一个独立方面，说明了一种计算机可读的存储介质，其存储有根据改进方案的计算机程序。
本发明还包括根据本发明的通信系统的扩展方案，所述通信系统具有其已经结合根据本发明的方法的扩展方案描述的特征。出于这个原因，这里不再次明确描述根据本发明的通信系统的相应的扩展方案。
本发明还包括所描述的实施形式的特征的组合。
附图说明
下面描述本发明的实施例。
其中：
图1示出了机动车，其中示意性地示出
根据改进方案的通信系统的示例性实施形式；和
图2示出了根据改进方案的用于传输位置数据的方法的示例性实施形式的流程图。
具体实施方式
下面阐述的实施例是本发明的优选实施形式。在这些实施例中，实施形式的所描述的组件相应地是本发明的可看作彼此独立的各个特征，这些特征也相应彼此独立地扩展本发明，并且由此也单独地或以与所示不同的组合可被视为本发明的一部分。此外，还可通过本发明的已经描述的其他特征来补充所描述的实施形式。
在附图中，功能相同的元件相应设有相同的附图标记。
图1中示出了机动车8，其具有根据改进方案的通信系统12。
通信系统12包含计算单元7和与计算单元7连接的环境传感器系统，该环境传感器系统例如具有摄像机10。人15以及点或区域16位于摄像机10的视场21中。在备选的实施形式中，环境传感器系统补充或备选于摄像机10可以具有激光雷达系统。通信系统12此外具有与计算单元7耦联的通信接口9。
可选地，通信系统12或机动车8可以具有用户接口20，该用户接口与计算单元7耦联并且例如包含显示器或其他视觉显示设备。
可选地，机动车8或通信系统12可以包含卫星接收单元11，例如GPS接收器，其同样与计算单元7耦联。
在图1中此外示出了接收设备18，例如智能手机，其在图1的非限制性示例中由接收人员17携带。此外示出了传输信号19，其由通信接口9发出并且可以由接收设备18接收。
下面参考图2的流程图，依据根据改进方案的用于提供和传输位置数据的方法的示例性实施形式来阐述根据改进方案的通信系统12的工作原理。
在该方法的步骤1中，摄像机10拍摄机动车8的周围环境的图像序列，该图像序列对视场21进行成像。
在该方法的步骤2a中，计算单元7依据图像序列识别出人15实施相应于预定义的姿势14的手臂运动，其方式为，人15尤其用手臂指向点或区域16。计算单元7基于姿势辨别出点或区域16在图像序列13的成像内和/或在相应传感器坐标系的坐标中的位置。
备选于步骤2a，姿势14可以相应于用户15在机动车8的周围环境中的运动。在步骤2b中，计算单元7将人15的运动识别为预定义的姿势，并且依据人15所经过的路径来辨别区域16。
在步骤3中，计算单元7例如可以基于卫星数据，借助卫星接收单元11或基于来自机动车8的数字地图的地图数据，确定机动车8在参考坐标系中的位置。
备选地或附加地，计算单元7可以在步骤3中通过生成显示机动车8的周围环境的图像来处理图像序列13、尤其图像序列13的一个或多个成像，其中点或区域16以图形方式或在视觉上突出显示。
在该方法的可选步骤4中，处理过的图像数据借助用户界面20可视地展示，尤其在显示器或屏幕上。机动车8的用户可以借助用户界面20进行修正，以便修正周围环境内的点或区域的位置或定义。
在步骤5中，通信接口9基于位置数据和(如果恰当的话)修正生成传输信号19，并将其发送给接收设备18。
在该方法的步骤6中，接收设备18接收传输信号19，并且可基于传输信号19在参考坐标系中以坐标的形式确定所处理的图像数据和/或点或区域16的位置。
根据改进方案的不同实施方案，人可以借助位于机动车中的传感器，例如借助顶视摄像机来描述位置或区域。为此，机动车可以在不同实施方案中设计为自主的机动车，并在例如受限的区域内跟随系统的用户，尤其经由在传感器之间的更换或借助可摆动的摄像机、其他可定向的传感器，或者还通过在后方行驶。该人在一定程度上向机动车“指出”周围环境中的某个区域或点，其位置要被传送给另一个人或其他接收者。该位置可以例如以坐标的形式传输，或者以图像数据的形式传输，这些坐标由机动车测定并且例如可以输入到数字地图中，图像数据设有附加信息、尤其是关于点或区域的位置信息。
接收者可以以多种方式利用这些信息，以便例如正确地在为此确定的地方停放另一机动车，或例如搁放物体。
备选或附加于位置，例如在缺乏准确地对机动车进行位置确定的可能性的情况下，图像数据或传感器数据可以与点或区域的在视觉上突出显示的位置一起传输。
在下文中概述改进方案的三个示例性应用情况。在第一应用情况下，用户A想要向用户B指出在其地产上的可用停车位。为此，用户A向其机动车指出用户B应该停在的区域。相应地，用户A还可以预订要停在所传输的位置上的租赁车辆。
在第二应用示例中，用户期望交付一个大物体并向其机动车指出要搁放在何处。例如，这个位置被传送到该物体的供应商。该做法例如还可用于卸载建筑材料。
在第三实施例中，用户想要在更大的面积上在没有其它标记的情况下标明其他车辆应在哪些过道中移动。通过相应的姿势和运动，他可以标记区域，该区域例如可以输入到数字地图中并传输给其他用户。
附图标记清单：
1方法步骤
2a方法步骤
2b方法步骤
3方法步骤
4方法步骤
5方法步骤
6方法步骤
7计算单元
8机动车
9通信接口
10摄像机
11卫星接收单元
12通信系统
13图像序列
14姿势
15人
16点或区域
17接收人员
18接收设备
19传输信号
20用户界面
21视场。

Claims (10)

1.一种用于提供机动车(8)的周围环境的位置数据的方法，
其特征在于，
- 借助所述机动车(8)的环境传感器系统(10)生成所述周围环境的图像序列(13)；
- 借助所述机动车(8)的计算单元(7)基于所述图像序列(13)识别在所述周围环境中的人(15)的姿势(14)；
- 借助所述计算单元(7)基于所述姿势(14)辨别在所述周围环境中的点或区域(16)，并生成所述点或区域(16)的位置数据；
- 借助所述机动车(8)的通信接口(9)提供所述位置数据，以便传输给接收设备(18)。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，借助所述计算单元(7)，
- 在预设的参考坐标系中确定所述机动车(8)的位置；
- 在所述参考坐标系中基于所述机动车(8)的位置确定所述点或区域(16)的地点坐标，其中，所述位置数据包含所述点或区域(16)的地点坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于：
- 借助所述机动车(8)的卫星接收单元(11)来检测卫星信号；和
- 借助所述计算单元(7)根据所述卫星信号来确定所述机动车(8)的位置。
4.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
借助所述计算单元(7)基于所述图像序列(13)且基于所述机动车(8)的数字地图的地图数据来确定所述机动车(8)的位置。
5.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于：
- 借助所述环境传感器系统(10)或借助所述机动车(8)的另一环境传感器系统确定所述周围环境的环境数据；和
- 借助所述计算单元(7)基于所述环境数据且基于所述机动车(8)的数字地图的地图数据确定所述机动车(8)的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其特征在于，
借助所述计算单元(7)基于所述图像序列(13)生成经处理的图像数据，在所述图像数据中所述点或区域(16)视觉上突出显示，其中，所述位置数据包含所述经处理的图像数据。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，
其特征在于，
- 借助所述机动车(8)的用户界面(20)基于所述图像序列(13)可视化地显示所述周围环境和在所述周围环境中的点或区域(16)的展示；
- 由用户借助所述用户界面(20)来检测修正指令；和
- 借助所述计算单元(7)根据所述修正指令来生成所述位置数据。
8.一种用于传输机动车(8)的周围环境的位置数据的方法，
其特征在于，
- 根据权利要求1至7中任一项提供所述位置数据；和
- 借助所述通信接口(9)将所述位置数据无线地传输给所述接收设备(18)。
9.一种通信系统，其具有用于机动车(8)的计算单元(7)、用于所述机动车(8)的通信接口(9)和用于所述机动车(8)的环境传感器系统(10)，
其特征在于，
- 所述环境传感器系统(10)被设定用于生成所述机动车(8)的周围环境的图像序列(13)；
- 所述计算单元(7)被设定用来
- 基于图像序列(13)识别在所述周围环境中的人(15)的姿势(14)；和
- 基于所述姿势(14)辨别出在所述周围环境中的点或区域(16)，并生成所述点或区域(16)的位置数据；和
- 所述通信接口(9)被设定用来提供所述位置数据以便传输给接收设备(18)。
10.一种机动车，其具有根据权利要求9所述的通信系统(12)。
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