DE102007003014A1 - Vehicle position determining device, has evaluating unit including digital card, at which position of uneveness is stored, where evaluating unit is formed for determining limited spatial area depending on spatial area and sensor signal - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, des Anspruchs 7 und des Anspruchs 9. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System zum Positionieren eines Fahrzeugs mit einer solchen Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung.The The invention relates to a vehicle position determining device for a vehicle according to the preamble of claim 1, claim 7 and claim 9. Further The invention relates to a system for positioning a vehicle with such a vehicle position detecting device.
Ein automatisches Fahren eines Fahrzeugs ohne einen Eingriff von Seiten des Fahrers zum Steuern der Geschwindigkeit oder der Fahrtrichtung des Fahrzeugs setzt voraus, dass das Fahrzeug zusätzlich zu einer digitalen Karte auch über eine aktuelle und genaue Standortinformation verfügt. Eine derartige Standortinformation muss nicht nur die vom Fahrzeug gerade befahrene Straße, sondern auch die vom Fahrzeug befahrene Fahrspur, die Abstände zwischen dem Fahrzeug und den Seitenrädern der Fahrspur sowie die Lage des Fahrzeugs bezüglich eines Längsverlaufs der Fahrspur umfassen.One automatic driving of a vehicle without any intervention from the sides the driver to control the speed or the direction of travel the vehicle requires that the vehicle in addition to a digital map also have a timely and accurate Location information. Such location information not just the road that the vehicle is currently driving, but also the lane used by the vehicle, the distances between the vehicle and the side wheels of the lane and the Position of the vehicle with respect to a longitudinal course include the lane.
Mithilfe eines Satellitengeräts, wie beispielsweise eines GPS-Geräts (Global Positioning System), kann ein räumlicher Bereich bestimmt werden, innerhalb welchem sich das mit dem Satellitengerät ausgestattete Fahrzeug befindet. Dabei weist der ermittelte räumliche Bereich eine Ausdehnung von typischerweise mindestens 10 Metern auf. Eine höhere Ortsauflösung kann durch Verwendung eines Differential GPS-Geräts erreicht werden. Allerdings kann innerhalb einer räumlichen Umgebung einer Fahrbahnüberdachtung, wie beispielsweise einer Brücke oder eines Tunnel, kein Satellitensignal von einem GPS-Gerät oder einem Differential GPS-Gerät empfangen werden. Deshalb ist an solchen Orten eine Standortbestimmung mit einem Satellitengerät nicht möglich. Eine ausschließlich mithilfe eines Satellitengeräts durchgeführte Standortbestimmung ist deshalb für ein automatisches Positionieren eines fahrenden Fahrzeugs zu ungenau.aid a satellite device, such as a GPS device (Global Positioning System), can be a spatial area be determined within which equipped with the satellite device Vehicle is located. In this case, the determined spatial Range an extent of typically at least 10 meters on. A higher spatial resolution can be achieved by using of a differential GPS device. Indeed may be within a spatial environment of a roadway roofing, such as a bridge or a tunnel, no Satellite signal from a GPS device or a differential GPS device to be received. That's why in such places a location determination with a satellite device is not possible. One exclusively using a satellite device Positioning carried out is therefore for an automatic positioning of a moving vehicle too inaccurate.
Herkömmlicherweise werden zum Ermitteln einer Fahrzeugposition optische Sensoren verwendet. Mithilfe eines optischen Sensors können beispielsweise die Abstände zu den beiden seitlichen Fahrspurmarkierungen der gerade befahrenen Fahrspur bestimmt werden. Man spricht dabei häufig von einer lateralen Lokalisierung des Fahrzeugs.traditionally, For example, optical sensors are used to determine a vehicle position. For example, using an optical sensor the distances to the two side lane markings the lane being driven. One speaks thereby often from a lateral location of the vehicle.
Die Lage des Fahrzeugs bezüglich des Längsverlaufs der befahrenen Fahrspur, d. h. die longitudinalen Positionierung des Fahrzeugs, lässt sich mithilfe der seitlichen Fahrspurmarkierungen jedoch nicht ermitteln. Somit ist eine herkömmliche Positionsbestimmung mithilfe eines optischen Sensors zusammen mit einem Satellitengerät nicht ausreichend, um beispielsweise Abbiegevorgänge an Kreuzungen ohne einen Eingriff des Fahrers in die Steuerung seines Fahrzeugs präzise durchzuführen.The Position of the vehicle with respect to the longitudinal course the busy lane, d. H. the longitudinal positioning of the vehicle, can be determined using the side lane markings however, do not determine. Thus, a conventional position determination using an optical sensor in conjunction with a satellite device not sufficient, for example, to turn Intersections without an intervention of the driver in the control of his Vehicle precise perform.
Die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstige Vorrichtung zum genaueren Ermitteln der Position eines Fahrzeugs und zum aktiven Positionieren des Fahrzeugs bereitzustellen.The Object of the present invention is a cost-effective Device for more accurately determining the position of a vehicle and to provide for actively positioning the vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung gemäß dem Anspruch 1, 7 und 9 und durch ein System zum Positionieren eines Fahrzeugs gemäß dem Anspruch 10 gelöst.The The object is achieved by a vehicle position determination device according to claims 1, 7 and 9 and by a system for Positioning a vehicle according to the claim 10 solved.
In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung die Merkmale gemäß Anspruch 1 auf. Somit ist sie gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit zum Erfassen einer von dem Fahrzeug befahrenen oder in der Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Fahrbahnunebenheit und zum Bereitstellen zumindest eines entsprechenden Sensorsignals.In a first embodiment of the present invention The vehicle position detecting device has the features according to claim 1. Thus it is marked by a sensor unit for detecting a vehicle being driven by the vehicle or in the vicinity of the vehicle located roadway unevenness and for providing at least one corresponding sensor signal.
Sie umfasst eine Auswerteeinheit mit einer digitalen Karte, auf welcher die Positionen von Fahrbahnunebenheiten abgespeichert sind, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem räumlichen Bereich und dem zumindest einen Sensorsignal einen eingeschränkten räumlichen Bereich als Teilmenge des räumlichen Bereichs für eine genauer angegebene Fahrzeugposition zu ermitteln.she includes an evaluation unit with a digital map on which the positions of road bumps are stored, wherein the evaluation unit is designed in dependence on the spatial area and the at least one sensor signal a limited spatial area as a subset of the spatial area for a more specified Determine vehicle position.
Eine Sensoreinheit zum Erfassen einer Fahrbahnunebenheit steht häufig ohnehin bereit oder lässt sich mit geringen Kosten herstellen. Damit ist das Ausstatten eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung für den Fahrzeugbesitzer nicht oder mit unwesentlichen Kosten verbunden.A sensor unit for detecting a road surface irregularity is often ready anyway or can be produced at low cost. Thus, the equipping of a vehicle with a vehicle position determination device according to the invention for the vehicle owner is not or with un significant costs.
Die von der Sensoreinheit erfasste Fahrbahnunebenheit kann eine Auswölbung, eine Rille und/oder ein Buckel im Fahrbahnbelag sein. Beispielsweise geht die Fahrbahnunebenheit auf eine Dehnungsfuge des Fahrbahnbelags an einer Brücke oder einen Wechsel im Fahrbahnbelag zurück. Da solche Fahrbahnunebenheiten relativ häufig von einem Fahrzeug während einer Fahrt passiert oder überfahren werden, lässt sich die Fahrzeugposition dann anhand der jeweiligen Fahrbahnunebenheit exakter bestimmen.The The road surface unevenness detected by the sensor unit can have a convexity, a groove and / or a hump in the road surface. For example the road surface unevenness goes on an expansion joint of the road surface back at a bridge or a change in the road surface. Since such road bumps relatively often of a Vehicle passes or runs over during a journey be, the vehicle position can then be determined by the respective road bumps determine more accurately.
Beispielsweise umfasst die Sensoreinheit einen akustischen und/oder optischen Sensor, wie eine Kamera oder einen Reflexionssensor. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann der akustische und/oder optische Sensor auch für eine Abstandswarnanlage genutzt werden. Beispielsweise lässt sich während eines Abtastens der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahn nach einer Fahrbahnunebenheit auch ermitteln, ob der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug für einen ausreichenden Bremsweg groß genug ist. Ein derartiger optischer und/oder akustischer Sensor kann somit mehrere Funktionen erfüllen.For example the sensor unit comprises an acoustic and / or optical sensor, like a camera or a reflection sensor. In a special Embodiment of the invention, the acoustic and / or optical sensor also used for a distance warning system become. For example, during a Scanning the road ahead of the vehicle for a road bump Also, determine if the distance between the vehicle and the vehicle ahead is large enough for a sufficient braking distance. Such an optical and / or acoustic sensor can thus fulfill several functions.
Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann die Sensoreinheit einen Sensor zum Erfassen einer Neigung des Fahrzeugs umfassen. Da ein Fahrzeug häufig mit einem solchen Sensor ausgestattet sind, besteht somit die Möglichkeit, einen bereits am Fahrzeug schon vorhandenen Sensor zur Realisierung der Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung zu verwenden.When Alternatively or in addition to this, the sensor unit comprise a sensor for detecting an inclination of the vehicle. Because a vehicle is often equipped with such a sensor There is thus the possibility of one already on the vehicle existing sensor for the realization of the vehicle position detecting device to use.
Ebenso kann die Sensoreinheit einen Sensor zum Erfassen eines Lenkmoments umfassen, denn das Überfahren einer Fahrbahnunebenheit durch ein Fahrzeug bewirkt häufig einen kurzen Sprung im Lenkmoment oder eine Anregung des Fahrwerks, ohne dass der Fahrer dies aktiv hervorruft oder etwas davon bemerkt. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann die Sensoreinheit auch einen Sensor zum Erfassen eines Federwegs einer Radstützfeder aufweisen. Beispielsweise führt das Überfahren eines Buckels zu einem kurzzeitigen Zusammendrücken der Stützfedern zunächst vorne, dann hinten, welches mithilfe eines derartigen Sensors nachgewiesen werden kann. Als weitere Alternative wäre auch die Verwendung eines 3D-Gierratensensor möglich.As well For example, the sensor unit may include a sensor for detecting a steering torque include, for driving over a road bump through a vehicle often causes a short jump in the steering torque or an excitation of the landing gear without the driver being active causes or something noticed. As an alternative or as a supplement For this purpose, the sensor unit and a sensor for detecting a Have spring travel of a Radstützfeder. For example passing a hump leads to a short-term Compressing the support springs first front, then back, which proved with the help of such a sensor can be. Another alternative would be the use a 3D yaw rate sensor possible.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die erfindungsgemäße Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung die Merkmale gemäß Patentanspruch 7 auf. Somit ist sie dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit eine digitale Karte umfasst, auf welcher für mindestens eine Fahrbahnmarkierung einer Straße eine Koordinate der Fahrbahnmarkierung bezüglich eines Längsverlaufs der Straße abgespeichert ist, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt ist, die Koordinate des Fahrzeugs bezüglich des Längsverlaufs der Straße in dem Straßenabschnitt in Abhängigkeit von der Koordinate der Fahrbahnmarkierung zu ermitteln.In another embodiment of the present invention has the vehicle position determination device according to the invention the features according to claim 7. Consequently It is characterized in that the evaluation unit is a digital Map includes, on which for at least one lane marking a road a coordinate of the lane marking re a longitudinal course of the road is stored, wherein the evaluation device is adapted to the coordinate of the vehicle with respect to the longitudinal course of Road in the street section in dependence from the lane marking coordinate.
Mithilfe der auf der digitalen Karte abgespeicherten Information über die Lage einer erfassten Fahrbahnmarkierung bezüglich des Längsverlaufs eines vom Fahrzeug befahrenen Straßenabschnitts kann eine an einem Fahrzeug bereits angebrachte Sensoreinheit zum Ermitteln der Abstände zwischen dem Fahrzeug und den seitlichen Fahrspurbegrenzungen, wie beispielsweise eine Kamera oder ein Laserscanner, zusätzlich für ein Bestimmen der Lage des Fahrzeugs bezüglich des Längsverlaufs des befahrenen Straßenabschnitts verwendet werden. Dies gewährleistet eine Multifunktionalität der bereits vorhandenen Sensoreinheit.aid the information stored on the digital map about the location of a detected lane marking with respect to the Longitudinal course of a vehicle used by the road section can a sensor unit already mounted on a vehicle for determining the distances between the vehicle and the lateral lane boundaries, such as a camera or a laser scanner, in addition for determining the attitude of the vehicle with respect to the longitudinal course of the traveled road section be used. This ensures a multifunctionality the already existing sensor unit.
Beispielsweise ist die Fahrbahnmarkierung eine Haltelinie, ein Zebrastreifen und/oder ein Fahrtrichtungspfeil. Ebenso kann ein Wechsel im Fahrbahnbelag, welcher eine Änderung der Reflexion bewirkt, durch eine Kamera oder einen Laserscanner erfasst werden. Da derartige Fahrbahnmarkierungen häufig auf Fahrbahnen erfasst werden können, ist es möglich, sie oft für eine genauere Bestimmung der aktuellen Position eines Fahrzeugs heranzuziehen.For example the lane marking is a stop line, a crosswalk and / or a directional arrow. Likewise, a change in the road surface, which causes a change of reflection, by a Camera or a laser scanner are detected. Because such road markings often can be detected on lanes, it is possible They often for a more accurate determination of the current position of a vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung die Merkmale gemäß Patentanspruch 9 auf. Somit umfasst sie ein Satellitenortungsgerät, das dazu ausgelegt ist, mithilfe eines von einem fahrzeugexternen Satelliten empfangenen Satellitensignals einen räumlichen Bereich der Fahrzeugposition zu ermitteln, eine Sensoreinheit zum Erfassen einer Fahrbahnüberdachung, unter der das Fahrzeug hindurchfährt, und zum Bereitstellen zumindest eines entsprechenden Sensorsignals und eine Auswerteeinheit mit einer digitalen Karte, auf welcher die Positionen von Fahrbahnüberdachungen abgespeichert sind, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem räumlichen Bereich und dem zumindest einem Sensorsignal einen eingeschränkten räumlichen Bereich für eine genauer angegebene Fahrzeugposition zu ermitteln, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit einen Helligkeitssensor oder einen Regen-Licht-Sensor umfasst.In another embodiment of the present invention The vehicle position detecting device has the features according to claim 9. Thus, it includes a satellite tracking device that is designed to use a satellite signal received from an off-board satellite to determine a spatial area of the vehicle position, a sensor unit for detecting a roadway roofing, under which the vehicle passes and for providing at least one corresponding sensor signal and an evaluation unit with a digital map on which the positions of road roofs are stored are, wherein the evaluation unit is designed, depending on from the spatial area and the at least one sensor signal a limited spatial area for to determine a more specified vehicle position, and is thereby in that the sensor unit is a brightness sensor or a rain-light sensor comprises.
Um die Leistungsstufe einer Klimaanlage zu steuern und/oder die Fahrzeuglichter zu aktivieren, sind viele mit einem Helligkeitssensor ausgestattet. Anstelle des Helligkeitssensors können sie dazu auch einen Regen-Licht-Sensor aufweisen. Ein entsprechender Regen-Licht-Sensor misst die Lichtintensität in einer Umgebung des Fahrzeugs, aus welcher anschließend eine Information über das aktuelle Wetter ermittelt wird. Mithilfe der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, die Anwendungsmöglichkeiten dieser bereits am Fahrzeug vorhandenen Sensoren zu steigern.To control the power level of an air conditioner and / or to activate the vehicle lights, many are equipped with a brightness sensor. Instead of the brightness sensor, they can also have a rain-light sensor. An ent speaking rain-light sensor measures the light intensity in an environment of the vehicle, from which then a piece of information about the current weather is determined. By means of the present invention, it is thus possible to increase the possibilities of application of these sensors already present on the vehicle.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Positionieren eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung ausgestattet. Anhand der von der Fahrzeugpositions-Ermittlungsvorrichtung genauer bestimmten gegenwärtigen Fahrzeugposition kann eine Einheit zum Beschleunigen, zum Verzögern und/oder zum Lenken des Fahrzeugs automatisch gesteuert werden, ohne dass der Fahrer selbst zum Steuern seines Fahrzeugs die Einheit betätigen muss.In Another aspect of the present invention is a system for positioning a vehicle with an inventive Vehicle position detecting device equipped. Based on from the vehicle position determining device current vehicle position may be a unit for accelerating, for Delay and / or steer the vehicle automatically be controlled without the driver himself to control his Vehicle must operate the unit.
Eine
bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
nun anhand der beigefügten
In
Der
Regen-Licht-Sensor
Anstelle
des Regen-Licht-Sensors
Der
Nicksensor
Bei
einem Sich-Neigen des Fahrzeugs während des Überfahrens
einer Fahrbahnunebenheit durch das Fahrzeug gibt der Nicksensors
Anstelle
des Nicksensors
Mithilfe
der Kamera- und Bilderverarbeitungseinheit
Als
Alternative zu der Kamera- und Bilderverarbeitungseinheit
Die
GPS-Einheit
Die
Auswerteeinheit
Wird
hingegen in einer derartigen Situation das Vorhandensein der Brücke
in der Umgebung des Fahrzeugs mithilfe des Regen-Licht-Sensors
Mithilfe
der Positionen der Fahrbahnüberdachungen, Fahrbahnunebenheiten
oder Fahrbahnmarkierungen bestimmt die Auswerteeinheit
Die
Auswerteeinheit
- 1010
- Fahrzeugpositions-ErmittlungsvorrichtungVehicle position detection device
- 1212
- Regen-Licht-SensorRain light sensor
- 1414
- NicksensorNick sensor
- 1616
- Kamera- und BilderverarbeitungseinheitCamera- and image processing unit
- 1818
- GPS-EinheitGPS unit
- 2020
- Auswerteeinheitevaluation
- 2222
- LichtwechselsignalLight change signal
- 2424
- Neigungssignaltilt signal
- 2626
- Bildsignalimage signal
- 2828
- GPS-SignalGPS signal
- 3030
- Positionssignalposition signal
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0678228 B1 [0006, 0006] EP 0678228 B1 [0006, 0006]
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