CN116892921A - 用于创建具有精确到车道的分辨率的地图数据的方法、中央计算单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于创建具有精确到车道的分辨率的地图数据的方法，首先接收测绘数据，其中，所述测绘数据通过车辆传输，并且包括车辆轨迹和至少一个对象特征。在接收到所述测绘数据后检验是否已存在针对所接收到的测绘数据的局部周围环境的地图数据。对于该检验得出不存在地图数据的情况，则由所述测绘数据创建地图数据并将所述地图数据保存在存储器中。如果该检验得出已存在地图数据，则比较所述地图数据与所述测绘数据。若这种比较得出所述地图数据偏离所述测绘数据，则匹配所述地图数据，其中，该匹配根据权重因数进行。随后将经匹配的地图数据保存在该存储器中。

Description

用于创建具有精确到车道的分辨率的地图数据的方法、中央 计算单元

技术领域

本发明涉及一种用于创建地图数据的方法，以及一种用于执行该方法的中央计算单元。

背景技术

由现有技术已知用于创建地图数据的方法，在该方法中，车辆轨迹可被利用于测绘可被车辆行驶的道路。然后，这样创建的地图数据能够借助无线电连接被传递到车辆并在这些车辆中例如被利用于车辆导航装置的提供或在驾驶员辅助系统中进行提供。在此可以设置，所述地图数据是精确到车道的，这意味着在这些地图数据中保存有：道路存在多少个车道和在哪个地点处存在车道。若在这些地图数据中包含关于车道的数量和位置的信息，则这使得驾驶员辅助系统中的路线寻找变得简单，特别是当该驾驶员辅助系统应尽可能使得能够实现车辆的全自动化运动。

然而在该方法中可能有问题的是，道路上的实际状况与所述地图数据不一致。特别是如果车道例如由于障碍物如道路工地而被移除，或者如果车道在空间上偏移，则这可能给驾驶员辅助系统带来问题并且使得不能实现可靠的车辆引导。

发明内容

本发明的一个任务在于提供一种用于创建地图数据的方法，在该方法中，一方面能够根据车辆轨迹为尚不存在地图数据的那些区域创建地图数据，另一方面能够为已存在地图数据的那些区域探测偏离，并且能够匹配这些地图数据。本发明的另一任务是设置为用于执行该方法的中央计算单元。

所述任务借助根据本发明的一种用于创建具有精确到车道的分辨率的地图数据和一种中央计算单元来解决。有利的扩展方案在下文中进行说明。

在一种用于创建具有精确到车道的分辨率的地图数据的方法中，首先接收测绘数据，所述测绘数据通过车辆传输，并且包括车辆轨迹和至少一个对象特征。在此，所述车辆轨迹可包括车辆坐标的序列，所述序列例如设置为具有时间戳。所述车辆坐标例如可以是二维的或三维的坐标并且特别是可以借助卫星导航系统、例如GPS或伽利略被产生或者可以借助例如航位推算法被确定。该对象特征可以是在行驶道路边缘处的、在行驶道路上的、在行驶道路旁的或在相对于行驶道路处于预给定布置中的对象的与车辆轨迹无关地例如借助另一传感器所求取到的特征。该对象特征例如可以是对象的借助雷达传感器、激光雷达传感器或者摄像机记录所求取到的表征。

在接收到所述测绘数据后检验，是否已存在针对所接收到的测绘数据的局部周围环境的地图数据。对于该检验得出不存在地图数据的情况，由所述测绘数据创建地图数据并将所述地图数据保存在存储器中。对于该检验得出已存在地图数据的情况，比较所述地图数据与所述测绘数据。若这种比较得出所述地图数据偏离所述测绘数据，则匹配所述地图数据，其中，该匹配根据权重因数进行。随后将经匹配的地图数据保存在该存储器中。

可以设置，权重因数这样构型，使得对地图数据的匹配特别是在对象特征方面进行。借助其求取车辆轨迹的传感技术、即卫星导航数据或航位推算数据有时可能具有较大的不准确性。这种不准确性通常情况下是绝对不准确性，其中，车辆轨迹的各个点相对彼此相对准确。这意味着，在通常情况下，若存在不准确性，则整个车辆轨迹以预给定值从实际状况偏移。借助对象特征现在能够进行校正，因为所求取到的对象特征使得能够实现对该车辆轨迹进行空间校正。若例如借助对象数据将一个显著对象相对于车道地保存在存储器中，则能够在传输另外的地图数据时特别是可以确定该对象关于该车辆轨迹的相对位置。因为显著对象，例如桥梁、建筑物、树或其他布置在道路环境之上或之中的对象，在通常情况下是地点固定的，所以能够因此实现更高的精度和特别是精确到车道的分辨率。

因此，在这种情况下的权重因数可以包括：在匹配地图数据时，将新传输的车辆轨迹根据对象特征相对于地图数据偏移，直至该对象特征对于所述测绘数据和对于已存储的地图数据而言一致，并且现在将这样经匹配的车辆轨迹位置用于新的或者说经匹配的地图数据。

在该方法的一种实施方式中，以这样的方式由所述测绘数据创建地图数据：对多个车辆的测绘数据求平均和进行统计评估。当存在经平均的测绘数据的预给定的统计精度时才创建地图数据。这特别是可以被用于当针对所接收到的测绘数据的局部周围环境还不存在地图数据时。在这种情况下，能够基于从多个车辆所传输的测绘数据并借助将这些测绘数据求平均来实现这些测绘数据的更大精度。在此特别是同样可以设置，首先在一个或多个对象特征方面分析处理所传输的测绘数据，并将从所有车辆所传输来其对象数据的显著对象认为布置在同一地点。各个车辆的车辆轨迹可以首先根据这些对象数据在空间上偏移，直至所述对象数据对于所有车辆而言一致，由此能够提高这些车辆轨迹彼此的精度，并且通过车辆轨迹的求平均实现更准确的真实情况映射。

在一种实施方式中，对地图数据的匹配以这样的方式进行：在所述测绘数据与所述地图数据偏离的情况下识别车道的以预给定距离的偏移，并在匹配地图数据时考虑该偏移。该预给定距离在此可以是至少50厘米。在这种情况下也特别是可以设置，通过将所传输的车辆轨迹根据对象数据彼此相关地偏移来识别车道的偏移，因为可以认为，对象特征即使在车道偏斜的情况下也不变化。例如，在车道偏移情况下行驶通过桥下时的侧向距离可能与车道不偏移的情况下不同。因此，若车道由于工地而偏移，则可能是，对象特征：所识别到的桥壁相对于车辆距离更近地或远地被识别到，而由此可能相应地探测到车道的偏移。这使得能够实现，将具有偏移车道的地图数据传递给具有驾驶员辅助系统的车辆，从而使在该区域中的自主驾驶或自动化实施驾驶功能更简单。

在一种实施方式中，针对地图的区段来创建或匹配地图数据。在该区段的边缘处将所述地图数据与现有地图关联。特别是可以设置，对于识别到地图数据必须被匹配的情况，这样选择区段的边缘，使得行驶道路的整个偏移布置在该区段内。在该区段之外则可以将原始地图数据用于该地图。

在一种实施方式中，所述权重因数包括所述车辆轨迹的第一权重因数元素和所述对象特征的第二权重因数元素。该第二权重因数元素大于该第一权重因数元素。这特别是意味着，能够利用对象特征，以便匹配各个车辆轨迹相对彼此的位置，因为可以认为，对象没有改变其相对于坐标的空间位置，而因此对于所有的测绘数据，所识别到的对象基本上必布置在相同的位置处。这使得能够实现在创建或匹配测绘数据时的更大精度。

在一种实施方式中，所述车辆轨迹包括借助卫星导航确定的路线点。此外，车辆轨迹可以包括各个路线点的时间戳。所述路线点在此特别是可以包括涉及地球表面经度和纬度的二维坐标。

替代或附加地，车辆轨迹可以包括借助航位推算法所确定的路线点。

在一种实施方式中，所述对象特征包括在对象与车辆之间的借助传感器确定的距离和该对象相对于该车辆的借助该传感器确定的方向。因此，对象特征例如可以包括，必须在车辆的特定位置处在预给定距离内和以预给定角度求取特定对象。这例如可以包括与隧道壁的垂直于行驶方向的距离，或与显著建筑物的垂直于行驶方向的距离，或以任意其他角度相对于行驶方向的距离。对于在该区域中运动的每个车辆可以认为，该对象必须在该预给定距离内和以该预给定角度被求取。若在所述距离或角度方面得出偏离，则可以认为该车辆轨迹偏移。然后，要么可以已在该车辆轨迹的各个路线点中对此进行确认，要么可以设置，根据权重因数来匹配该车辆轨迹，以便借助经校正的车辆轨迹来创建或匹配地图数据。

在一种实施方式中，将地图数据传输到车辆。此外可以设置，根据所述地图数据在该车辆中控制至少一个驾驶功能。该驾驶功能在此特别是可以包括自主驾驶、即车辆的完全的速度控制和转向角控制。在这种情况下，特别有利的是，将精确到车道的地图数据或经基于车道偏移所匹配的地图数据用于自动化实施该驾驶功能。

一种中央计算单元，该中央计算单元具有数据接口、存储器和处理器。该计算单元设置为用于通过该数据接口从车辆接收测绘数据。所述测绘数据包括车辆轨迹和至少一个对象特征。该处理器设置为用于检验是否已存在针对所接收到的测绘数据的局部周围环境的地图数据。对于该检验得出不存在地图数据的情况，该处理器设置为用于由所述测绘数据创建地图数据并将所述地图数据保存在该存储器中。对于该检验得出已存在地图数据的情况，该处理器设置为用于比较所述地图数据与所述测绘数据，在该比较得出所述测绘数据与所述地图数据偏离的情况下，匹配所述地图数据。该匹配根据权重因数进行。此外，该处理器设置为用于将经匹配的地图数据保存在该存储器中。

该中央计算单元此外设置为用于同样分别实现另外的结合用于创建地图数据的方法所描述的实施方式，并实施相应的方法步骤。

附图说明

根据以下附图阐述本发明的实施例。在示意性附图中示出：

图1：用于创建地图数据的方法的流程图；

图2：道路走向；

图3：在另一时间点的图2道路走向；和

图4：道路走向的另一示意图。

具体实施方式

图1示出一种用于创建具有精确到车道的分辨率的地图数据的方法的流程图100。在接收步骤101中，接收通过车辆传输的测绘数据。所述测绘数据包括车辆轨迹和至少一个对象特征。所述车辆轨迹在此可以是在车辆行驶上的位置相继的点并且例如作为二维或三维坐标涉及地球表面上的点。所述车辆轨迹例如可以借助卫星导航系统来求取。另一替代地或附加地设置的用于求取车辆轨迹的可能性可以是航位推算法。对象特征可以包括关于布置在道路走向或者说行驶道路的区域中的对象的表征。

在检验步骤102中检验，是否已存在针对所接收到的测绘数据的局部周围环境的地图数据。若到目前为止不存在地图数据，则因此在检验步骤102中的检验得出，针对该局部周围环境不存在地图数据，因此在创建步骤103中由所述测绘地图创建地图数据并随后在保存步骤104中将这些地图数据保存在存储器中。若在验证步骤102中得出已存在地图数据，则因此在比较步骤105中比较所述地图数据与所述测绘数据。若比较步骤105中的对所述地图数据与所述测绘数据的比较得出所述测绘数据不偏离所述地图数据，则可以终止该方法并等待在接收步骤101中接收接下来的测绘数据。然而如果在比较步骤105中得出所述测绘数据与所述地图数据偏离，则进行匹配步骤106，在该匹配步骤中匹配地图数据。该匹配根据权重因数进行，其中，能够借助该权重因数考虑车辆轨迹和对象特征的不同价值。随后进行替代的保存步骤107，在该保存步骤中，将经匹配的地图数据保存在该存储器中。

在创建步骤103中由所述测绘数据创建地图数据可以包括识别新的、例如分支的车道，并将这些车道连接到具有非分支车道的现有地图数据上。

现在结合图2和图3更具体地阐述流程图100的各个方法步骤。

图2示出具有第一车道201和第二车道202的道路走向200。第一道路边界线203限界第一车道201。第二道路边界线204限界第二车道202。在车道201、202之间布置有中心线205。

车辆10布置在道路走向200的区域内，其中，车辆10包括第一传感器11、第二传感器12、第三传感器13以及车辆接口14。第一传感器11在此可以设置为用于求取车辆10的车辆轨迹。因此，第一传感器11能够记录车辆10的车辆轨迹，其中，该车辆轨迹例如可以包括车辆10在不同时间点的坐标。第一传感器11例如可以包括卫星导航系统如GPS、伽利略和/或GLONASS的接收器。此外，第一传感器11可以包括加速器和转动传感器，而因此适合于借助航位推算法来确定车辆轨迹。在这两种情况下，第一传感器11同样可以包括对应传感器所需的电子装置。第二传感器12可以设置为用于确定对象特征。第三传感器13是可选的，并且同样可以设置为用于求取对象的特征。第二传感器12和/或第三传感器13在此可以包括摄像机、雷达传感器和/或激光雷达传感器和对于分析处理信号所需的电子设备。借助第一传感器11所记录的车辆轨迹和借助第二传感器12及必要时第三传感器13所记录的对象特征可以借助车辆接口14转发到中央计算单元50。中央计算单元50在此具有数据接口51、处理器52以及存储器53。处理器52在此可以设置为用于实施结合图1所阐述的方法步骤。车辆接口14在此特别是可以包括用于对数字数据进行发射的发射器和用于对数字数据进行接收的接收器。这同样适用于数据接口51。

在图2的第一车道201上标记有第一车辆轨迹211、第二车辆轨迹212和第三车辆轨迹213。这些车辆轨迹例如可以由已经经过了道路走向200的车辆传递到中央计算单元50。若车辆10现在例如行驶在第一车道201上，则可以类似于第一车辆轨迹211、第二车辆轨迹212或第三车辆轨迹213地记录另一车辆轨迹。第一车辆轨迹211、第二车辆轨迹212和第三车辆轨迹213在此可以必要时、如图2所示的那样彼此偏离。这例如可能是由于不同的车辆10被车辆驾驶员不同地控制通过道路走向200，而车辆轨迹211、212、213的准确坐标必要时可能彼此不同。在第二车道202上标记有第四车辆轨迹214和第五车辆轨迹215，第四和第五车辆轨迹同样略微不同。在道路走向200的区域中还示出表示为建筑物的第一对象221，和表示为树的第二对象22。这些对象221、222可以用于实现对车道201、202的更准确的测绘。为此，在第一车道201或第二车道202的特定点处设置，求取第一对象221的或第二对象222的对象特征。在此，第一对象221的对象特征例如可以包括从第一车道201的预给定区域206到第一对象221的第一方向231。该对象特征替代地或附加地可以包括从第一车道201的预给定区域206到第一对象221的第一距离241。第一方向231和/或第一距离241在此可以借助第二传感器12和/或第三传感器13来求取。第二传感器12在此可以是雷达传感器或激光雷达传感器，雷达脉冲或激光脉冲的飞行时间测量可以用于确定第一距离241，而反向散射回来的雷达脉冲或激光脉冲的空间分辨率用于求取第一方向231。对于第二车道202的预给定区域206同样可以分析处理具有到第一对象221的第二距离242的第二方向232。

在此可以设置，车辆轨迹211、212、213根据第一方向231和/或第一距离241来匹配。第一对象221通常情况下相对于第一车道201处于地点固定，从而处于第一车道201的预给定区域206中的车辆10求取到第一对象221的第一方向231和/或第一距离241。由此能够校准第一车辆轨迹211的、第二车辆轨迹212的和/或第三车辆轨迹213的测量数据。这特别有益，因为借助卫星导航或航位推算所求取到的车辆轨迹虽然具有各个点相对彼此的相对好的精度，但不一定能给出绝对精度。通过与对象数据(在此是第一方向231或第一距离241)比较，能够提高该精度。这同样适用于在第二车道202的预给定区域206中的第四车辆轨迹214和第五车辆轨迹215，其中，在此能够分析处理和利用到第一对象221的第二方向232或第二距离242。

在第二对象222的区域中在第一车道201上布置有第一车道201的另一预给定区域207。在第二车道202上同样布置有第二车道202的另一预给定区域207。在第二车道202的另一预给定区域207中同样可以记录对象特征，现在是第二对象222的对象特征，并且在此可以类似于已描述的方式来估计第三方向233或第三距离243。在第四方向234和第四距离244方面同样情况适用于第一车道201的另一预给定区域207。

当在创建步骤103中创建地图数据时例如可以设置，以这样的方式由所述测绘数据创建地图数据：对多个车辆10的测绘数据求平均并进行统计评估。当存在经平均的测绘数据的预给定的统计精度时才创建所述地图数据。在图2中例如当车辆10行驶过第一车道201并由此记录到第一车道201的另一车辆轨迹时，可以是这种情况。结合已存在的第一车辆轨迹211、第二车辆轨迹212和第三车辆轨迹213，现在能够存在充分的统计精度，从而对此时存在的车辆轨迹211、212、213以及车辆10的新的待记录的车辆轨迹求平均使得能够进行测绘和保存在第一车道201的存储器中。在第二车道202上则必须有另外的两个车辆10运动，以便实现相同的统计精度。在此特别是可以设置，在预给定区域206或另外的预给定区域207中，根据对象特征即到对应对象221、222的方向231、232、233、234和距离241、242、243、244来利用对车辆轨迹的匹配，以便相应地匹配车辆轨迹211、212、213、214、215。

图3示出在较晚时间点的、图2的道路走向200。现在，在第一车道201上布置有障碍物223，该障碍物例如可以是工地的一部分或其他导致车道偏斜的障碍物。在障碍物223的区域中，第一道路边界线203以及中心线205因此相应地偏移。在该区域内行驶道路走向200的车辆同样具有由于该车道偏斜而必要的轨迹偏斜，从而第一车辆轨迹211、第二车辆轨迹212、第三车辆轨迹213、第四车辆轨迹214和第五车辆轨迹215在此同样偏斜。在该车道偏斜的区域内还有另外的预给定区域207，从而在这些另外的预给定区域207的区域中，第二对象222的对象特征、即特别是第三方向233和第四方向234以及第三距离243和第四距离244相应地偏离图2的表示。在比较步骤105中不仅可以识别第二对象222的对象特征的偏离而且可以识别车辆轨迹211、212、213、214、215的偏离。现在，在匹配步骤106中还可以根据测绘数据来匹配所述地图数据，而因此进行对在存储器53中所保存的关于第一车道201和第二车道202的信息进行匹配。这根据权重因数进行。在此特别是例如可以设置，如果在偏离的测绘数据的区域中布置有预给定区域206和/或另外的预给定区域207，则将所属的第一对象221或222(在图3中仅第二对象222)的对象数据比变化后的车辆轨迹211、212、213、214、215更高地加权。特别是例如可以设置，特别借助对对象数据进行分析处理来识别第一车道201或第二车道202的以预给定距离、例如至少50厘米的偏移。

替代于在图2和图3中所示出的对象221、222，也可以分析处理具有偏离的方向的其他对象，例如平行于道路走向200延伸的隧道墙、桥梁墙或建筑物墙。还可以设置，权重因数包括车辆轨迹211、212、213、214、215的第一权重因数元素和对象221、222的对象特征的第二权重因数元素。第二权重因数元素在此可以大于第一权重因数元素。特别是例如可以设置，可以将改变后的对象特征以百分之70到百分之90的权重引入对车道201、202的匹配中，而改变后的车辆轨迹仅以百分之30到百分之10的权重引入到匹配后的车道201、202中。例如可以设置百分之80对百分之20的加权，即将改变后的对象特征以百分之80权重引入对车道201、202的匹配中，而仅以百分之20将改变后的车辆轨迹仅以百分之20权重引入到匹配后的车道201、202中。

车辆10还可选地具有用于自动化实施驾驶功能的设备15。在存储器53中所保存的地图数据同样可以通过数据接口51和车辆接口14被传递到车辆10。装置15可以设置为用于根据地图数据来控制至少一个驾驶功能。这特别是可以包含对车辆10的纵向引导和横向引导，而因此包括对车辆10的速度控制和转向控制。

图4示出具有第一车道201和第二车道202的另一道路走向200的示意图。在此，在区段208中匹配地图数据，因为在该区段208中，借助结合图2和图3所阐述的方法探测到偏斜的第一车道251和偏斜的第二车道252。在区段208的边缘209处，将地图数据关联到由第一车道201和第二车道202所组成的现有地图。换言之这因此意味着，这样选择区段208，使得偏斜的车道251、252布置在区段208内，而在区段208之外车道201、202不偏斜。类似地，这种方法也可以不在匹配步骤106中而是在创建步骤103中应用，如果在区段208中尚不存在地图数据。

尽管已经通过优选实施例对本发明进行详细说明，但是本发明不限于所公开的示例，并且其他变型可以由本领域技术人员在不脱离本发明保护范围的情况下从中导出。

Claims (10)

1.一种用于创建具有精确到车道的分辨率的地图数据的方法，所述方法具有以下步骤：

-接收(101)通过车辆(10)传输的测绘数据，其中，所述测绘数据包括车辆轨迹(211，212，213，214，215)和至少一个对象特征；

-检验(102)，是否已存在针对所接收到的测绘数据的局部周围环境的地图数据；

-对于所述检验得出不存在地图数据的情况，由所述测绘数据创建(103)地图数据，并将所述地图数据保存(104)在存储器(53)中；

-对于所述检验得出存在地图数据的情况：

·比较(105)所述地图数据与所述测绘数据；

·对于所述比较(105)得出所述地图数据偏离所述测绘数据的情况，匹配(106)所述地图数据，其中，所述匹配(106)根据权重因数进行，并将经匹配的所述地图数据保存(107)在所述存储器(53)中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述测绘数据创建地图数据以这样的方式进行：对多个车辆(10)的测绘数据求平均和进行统计评估，其中，当存在经平均的所述测绘数据的预给定的统计精度时才创建所述地图数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对所述地图数据的匹配以这样的方式进行：在所述地图数据偏离所述测绘数据的情况下识别车道(201，202)以预给定距离的偏移，并在对所述地图数据进行匹配时考虑所述偏移。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述预给定距离至少为50厘米。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，针对地图的区段(208)来创建或匹配所述地图数据，其中，在所述区段(208)的边缘(209)处将所述地图数据与现有地图关联。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述权重因数包括所述车辆轨迹(211，212，213，214，215)的第一权重因数元素和所述对象特征的第二权重因数元素，并且其中，所述第二权重因数元素大于所述第一权重因数元素。

7.权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述车辆轨迹(211，212，213，214，215)包括借助卫星导航确定的路线点。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述对象特征包括在对象(221，222)与所述车辆(10)之间的借助传感器(12，13)确定的距离(241，242，243，244)和所述对象(221，222)相对于所述车辆(10)的借助所述传感器(12，13)确定的方向(231，232，233，234)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，还将所述地图数据传输到车辆(10)，并在所述车辆(10)中根据所述地图数据控制至少一个驾驶功能。

10.一种中央计算单元(50)，所述中央计算单元具有数据接口(51)、存储器(53)和处理器(52)，其中，所述计算单元(50)设置为用于通过所述数据接口(51)从车辆(10)接收测绘数据，其中，所述测绘数据包括车辆轨迹(211，212，213，214，215)和至少一个对象特征，并且其中，所述处理器(52)设置为用于检验是否已存在针对所接收到的测绘数据的局部周围环境的地图数据，对于所述检验得出不存在地图数据的情况，由所述测绘数据创建地图数据并将所述地图数据保存在所述存储器(53)中，对于所述检验得出存在地图数据的情况，比较所述地图数据与所述测绘数据，而对于所述比较得出所述测绘数据与所述地图数据偏离的情况，匹配所述地图数据，其中，所述匹配根据权重因数进行，并将经匹配的所述地图数据保存在所述存储器(53)中。