DE102008053531A1

DE102008053531A1 - Verifikation von digitalen Karten

Info

Publication number: DE102008053531A1
Application number: DE102008053531A
Authority: DE
Inventors: Ulrich STÄHLIN; Otmar Dr. Schreiner; Andreas Kircher; Enno Kelling; Matthias Schorn
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Continental Engineering Services GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Continental Engineering Services GmbH
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2009-05-14
Also published as: KR20100100842A; CN101842662A; WO2009056533A1; JP2011503563A; RU2010121523A; US9310210B2; EP2208023A1; US20100241354A1

Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte für ein Fahrzeug angegeben. Die Bewertung erfolgt auf Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation und von Messdaten einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs. Die angeschlossenen Fahrerassistenzsysteme und Sicherheitssysteme des Fahrzeugs verwenden die digitalen Kartendaten auf Basis der Bewertung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Verwendung digitaler Karten in Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte, ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einem solchen Bewertungsmodul, ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug mit einem solchen Bewertungsmodul, ein Fahrzeug mit einem Bewertungsmodul, ein Verfahren zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte für ein Fahrzeug, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.
Technologischer Hintergrund
In heutigen Navigationsgeräten werden digitale Karten verwendet. Die Navigationsgeräte sind fest im Fahrzeug eingebaut oder können als mobile Einheiten im Fahrzeug angebracht werden.
Werden digitale Kartendaten für Fahrerassistenzsysteme oder Sicherheitssysteme verwendet, gehen diese Systeme aus Sicherheitsgründen davon aus, dass die Qualität der digitalen Kartendaten gering ist. Das volle Potenzial der digitalen Kartendaten gering ist. Das volle Potenzial der digitalen Kartendaten wird in vielen Fällen nicht vollständig ausgeschöpft.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Verwendung digitaler Kartendaten in Fahrzeugen und insbesondere für Fahrerassistenzsysteme und Sicherheitssysteme zu verbessern.
Es sind ein Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte für ein Fahrzeug, ein Fahrerassistenzsystem, ein Sicherheitssystem, ein Fahrzeug, ein Verfahren, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen das Bewertungsmodul, das Fahrerassistenzsystem, das Sicherheitssystem, das Fahrzeug, das Verfahren, das Programmelement und das computerlesbare Medium. In anderen Worten lassen sich die im Folgenden zum Beispiel im Hinblick auf das Bewertungsmodul, das Fahrerassistenzsystem, das Sicherheitssystem oder das Fahrzeug genannten Merkmale auch in dem Verfahren, dem Programmelement oder dem computerlesbaren Medium implementieren, und umgekehrt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte für ein Fahrzeug angegeben, welches eine Recheneinheit und eine Schnittstelle aufweist. Die Recheneinheit dient zur Entgegennahme von Daten der digitalen Karte und zur Durchführung der Bewertung der Daten auf Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von Messdaten einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs. Die Schnittstelle ist zur Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder an ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs ausgeführt, wobei das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem Daten der digitalen Karte auf Basis der Bewertung verwendet.
In anderen Worten kann die Recheneinheit eine Verifikation oder Validierung der digitalen Kartendaten oder der gesamten digitalen Karte im Fahrzeug durchführen. Diese Bewertung kann entweder auf Basis von karteneigenen Qualitätsmerkmalen oder auf Basis von Sensordaten oder auf Basis einer Kombination von Qualitätsmerkmalen und Sensordaten erfolgen.
Das Ergebnis der Bewertung wird dann über die Schnittstelle an das Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs übergeben. Das System kann dann anhand der Bewertung entscheiden, in welchem Umfang es die digitalen Kartendaten nutzen möchte. Ist das Bewertungsergebnis beispielsweise sehr positiv ausgefallen, kann sich das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem verhältnismäßig stark auf die entsprechenden Daten der digitalen Karte verlassen. Ist das Bewertungsergebnis hingegen verhältnismäßig schlecht ausgefallen (weil die digitale Karte beispielsweise veraltet ist oder an diesem speziellen Ort ungenau ist), fließen die Informationen aus der digitalen Karte nur in geringem Umfang in die Fahrerassistenz oder die Sicherheitssteuerung ein.
Unter dem Begriff „digitale Karten" sind auch Karten für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) zu verstehen, ohne dass eine Navigation stattfindet.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad.
Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung GPS stellvertretend für sämtliche Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) steht, wie z. B. GPS, Galileo, GLONASS (Russland), Compass (China), IRNSS (Indien), ...
An dieser Stelle sei weiterhin darauf hingewiesen, dass die Positionsbestimmung des Fahrzeugs auch über eine Zellpositionierung erfolgen kann. Dies bietet sich insbesondere bei der Verwendung von GSM- oder UMTS-Netzen an.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Bewertung der Daten der digitalen Karte die Bestimmung einer Qualität und/oder einer Gültigkeit der Daten.
Die Verwendung von Kartendaten für Fahrerassistenzsysteme wird gegenwärtig durch das ADASIS-Forum bzw. im Projekt MAPS & ADAS spezifiziert und definiert. Über eine Bewertung der Qualität der Daten ist es möglich, diese im größeren Umfang als bisher für Fahrerassistenzsysteme bzw. Sicherheitssysteme zu verwenden. Bisher muss bei solchen Systemen immer davon ausgegangen werden, dass die Qualität der Daten gering ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Bewertungsmodul zur Bestimmung der Gültigkeit der Daten auf Basis der Messdaten der Umfeldsensorik ausgeführt.
Die Messdaten, die von den Umfeldsensoren der Umfeldsensorik gemessen werden, werden also zur Validierung der Daten verwendet. Diese Validierung kann weiteren Bewertungsschritten vor- oder nachgeschaltet sein. Die Validierung kann beispielsweise in einem Fusionsmodul erfolgen, welches der Recheneinheit zur Bewertung der digitalen Karte nachgeschaltet ist. Auch kann dieses Fusionsmodul in derselben Recheneinheit (Prozessor) untergebracht sein. Auch ist es möglich, dass zuerst eine Validierung stattfindet, der dann eine Bewertung der Daten folgt.
Unter Validierung ist hierbei zu verstehen, dass festgestellt wird, ob die Kartendaten mit der aktuellen Position und Umgebung des Fahrzeugs übereinstimmen. In anderen Worten bedeutet dies, dass festgestellt wird, ob sich das Fahrzeug zum Beispiel tatsächlich auf der Straße befindet, die die digitale Karte angibt. Bei der Bewertung hingegen wird festgestellt, wie genau die Karteninformation tatsächlich ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die karteneigenen Qualitätsinformationen eine Information ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Zeitstempelinformation, einer Information hinsichtlich einer Messgenauigkeit, mit der die entsprechenden Daten aufgenommen wurden, einer Information hinsichtlich einer Abweichung zwischen einer gemessenen Position des Fahrzeugs und einer Map-Matching Position, einer Information hinsichtlich einer Dichte der Daten und einer Information hinsichtlich einer Art der Daten auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Bewertung der Daten eine Authentifizierung der Daten. Eine solche Authentifizierung kann beispielsweise über das Auslesen eines entsprechenden Zertifikats erfolgen, mit welchem die digitale Karte versehen ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Bewertung der Daten eine Bestimmung einer Aktualität der Daten, wobei das Bewertungsmodul zur Bestimmung der Aktualität der Daten über einen Rückkanal zu einer Zentrale ausgeführt ist. Bei der Zentrale handelt es sich beispielsweise um einen Service Provider.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Messdaten der Umfeldsensorik, die zur Bewertung der Daten herangezogen werden, aus der Gruppe bestehend aus Informationen hinsichtlich einer Fahrspur, eines Verkehrszeichens, eines Bauwerks und einer Vegetation ausgewählt.
Der Umfeldsensor bzw. die Umfeldsensoren beobachten also die Umgebung des Fahrzeugs. Mit den erfassten Messdaten kann dann festgestellt werden, ob die digitale Karte bzw. der verwendete digitale Kartenausschnitt mit der Umgebung übereinstimmt, also Gültigkeit besitzt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte eines mobilen Geräts ausgeführt. Die Bewertung und die bewerteten digitalen Kartendaten werden dann an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem des Fahrzeugs übergeben. Dieses System kann dann die Daten der digitalen Karte des mobilen Geräts auf Basis der Bewertung verwenden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die über die Schnittstelle an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem übergebenen Daten neben der Bewertung auch die entsprechenden gemessenen Positionsdaten des Fahrzeugs inklusive entsprechender Attribute auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug angegeben, welches ein oben beschriebenes Bewertungsmodul aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen Bewertungsmodul angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen Bewertungsmodul angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte für ein Fahrzeug angegeben, bei dem Daten der digitalen Karte durch eine Recheneinheit entgegengenommen werden. Daraufhin erfolgt die Durchführung einer Bewertung der Daten auf Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von Messdaten einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs. Weiterhin wird die Bewertung ggf. zusammen mit den bewerteten digitalen Kartendaten an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs übergeben, welches die Daten der digitalen Karte auf Basis der Bewertung verwendet.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass also das Fahrerassistenzsystem bzw. das Sicherheitssystem derart ausgeführt ist, dass es auf Basis der Bewertung bestimmen kann, in welchem Umfang die digitalen Kartendaten für die Ausführung der entsprechenden Assistenzfunktionen bzw. Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs verwendet werden sollen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben beschriebenen Schritte durchzuführen.
Dabei kann das Programmelement z. B. Teil einer Software sein, die auf einem Prozessor des Fahrzeugmanagements gespeichert ist. Der Prozessor kann dabei ebenso Gegenstand der Erfindung sein. Weiterhin umfasst dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Computerprogrammelement, welches schon von Anfang an die Erfindung verwendet, sowie auch ein Computerprogrammelement, welches durch eine Aktualisierung (Update) ein bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben beschriebenen Schritte durchzuführen.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Bewertungsmodul und ein Fahrerassistenzsystem oder Sicherheitssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt ein Fahrzeug mit einer Zentrale gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für verschiedene Informationsebenen einer digitalen Karte.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
1 zeigt ein Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte für ein Fahrzeug sowie ein daran angeschlossenes Fahrerassistenzsystem oder Sicherheitssystem 104, 105 und entsprechende Umfeldsensorik 103.
Das Bewertungsmodul weist zwei Teilmodule 100, 101 auf. Das erste Teilmodul 100 wird mit digitalen Kartendaten aus z. B. einer Head Unit 102 eines sogenannten Infotainmentsystems oder eines PND 102, also einem primären Navigationssystem mit Bildschirm, versorgt. Diese digitalen Kartendaten gehen dann jeder der Untereinheiten 106 bis 110 zu. Es können auch weitere Untereinheiten vorgesehen sein oder eine oder mehrere der Untereinheiten entfallen.
Die erste Untereinheit 106 stellt einen Vergleich von Zeitstempeldaten der digitalen Kartendaten mit der aktuellen Zeit auf. Die zweite Untereinheit 107 führt eine Bewertung der Messgenauigkeit der digitalen Kartendaten durch. Die dritte Untereinheit 108 stellt eine Abweichung zwischen einer gemessenen GPS-Position des Fahrzeugs zu einer Map-Matching Position des Fahrzeugs fest. Die vierte Untereinheit 109 misst die Häufigkeit bzw. Dichte der digitalen Kartendaten und die fünfte Untereinheit 110 stellt die Art der Beschreibung der Daten fest.
Die Ergebnisse aus den Berechnungen der Untereinheiten werden einer ersten Recheneinheit 111 zugeführt, die dann aufgrund dieser Daten eine umfassende Bewertung der digitalen Kartendaten, insbesondere der digitalen Kartendaten, die mit der aktuellen Position des Fahrzeugs korrespondieren, vornimmt.
Das entsprechende Bewertungsergebnis wird dann über die Datenleitung 117 dem zweiten Teilmodul 101 übergeben, bei dem es sich beispielsweise um ein Fusionsmodul handelt, welches eine Validierung der digitalen Kartendaten durch Messdaten der Umfeldsensorik 103 vornimmt.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Datenübertragung zwischen den einzelnen Komponenten sowohl kabelgebunden als auch kabellos erfolgen kann.
Die Umfeldsensorik 103 weist beispielsweise eine Kamera 114, einen Radarsensor 115 und/oder einen Lidarsensor 116 auf. Auch können ESP-Sensoren hinzugezogen werden, welche helfen können, die aktuelle Position des Fahrzeugs zu bestimmen (indem beispielsweise Besonderheiten der Fahrbahn detektiert werden, beispielsweise das Überfahren einer Eisenbahnschwelle oder eine scharfe Kurve).
Die gemessenen Umfelddaten werden ebenfalls an die Recheneinheit 112 des Fusionsmoduls 101 übergeben. Auch kann die Recheneinheit 112 mit der Recheneinheit 111 zusammengefasst sein, wodurch der Datenaustausch über die Datenleitung 117 vermieden werden kann.
Weiterhin ist eine Schnittstelle 113 vorgesehen, über welche die Bewertung in Form eines Endergebnisses ggf. zusammen mit den entsprechenden digitalen Kartendaten an ein Fahrerassistenzsystem oder ein Sicherheitssystem 104, 105 übergeben werden kann.
Werden digitale Kartendaten für Fahrerassistenzsysteme oder Sicherheitssysteme verwendet, so können diese Systeme bisher keine Aussage über die Qualität (Güte) bzw. die Gültigkeit (Validität) der Karteninformationen treffen. Dies ist jedoch notwendig, um im Sinne der funktionellen Sicherheit (Functional Safety) Entscheidungen bzw. Aktionen der Systeme, wie beispielsweise einen autonomen Brems- oder Lenkeingriff, mit den Karteninformationen zu stützen.
Hier setzt die Erfindung an. In dem Bewertungsmodul (das aus zwei Teilmodulen 100, 101 oder auch aus einem zusammengefassten Gesamtmodul aufgebaut sein kann), werden die digitalen Kartendaten bezüglich ihrer Qualität bewertet, bevor sie an die Fahrerassistenzsysteme oder Sicherheitssysteme weitergereicht werden. Ein solches Bewertungsmodul kann auch als „Safety Map Modul" bezeichnet werden.
Die folgenden Qualitätsmerkmale können hierbei herangezogen werden:

– Die Aktualität der Karteninformation. Hierzu erhält jede Information in der Karte einen Zeitstempel, der besagt, wann diese Information aufgenommen wurde. Je älter die Daten sind, desto geringer ist die Qualität der Daten.
– Jede Position in der Karte enthält noch eine Information über die Messgenauigkeit, mit der diese Daten aufgenommen wurden (z. B. die Messgenauigkeit der verwendeten (D) GPS-Hardware). Je besser diese Messgenauigkeit ist, desto höher wird die Qualität der Daten bewertet.
– Über die Abweichung zwischen der GPS-Position des Fahrzeugs und der vom Navigationssystem bestimmten Map-Matching Position. Je größer dieser Abstand ist, desto geringer wird die Qualität der Daten bewertet.
– Über die Häufigkeit der Daten. Werden viele Punkte und Liniensegmente oder andere Elemente im geringen Abstand zur Beschreibung einer Strecke verwendet, so ist die Qualität höher zu bewerten als für den Fall, bei dem weniger Punkte und Liniensegmente bzw. weitere Elemente zur Beschreibung der Strecke verwendet werden. Dies gilt auch für die mit diesen Punkten, Strecken, anderen Elementen assoziierten Attribute.
– Über die Art der Beschreibung. Wird z. B. eine Strecke als gerade beschrieben, so ist die Qualität als niedriger anzusehen, als wenn Polynome, Splines, etc. verwendet werden.

Um die Authentizität der Informationen in der Karte sicherzustellen, sind diese mit Zertifikaten zu versehen oder mit anderen Methoden der Authentifizierung zu bestätigen. Über die Art des Zertifikats bzw. der Authentifizierung kann auch eine Bewertung der Qualität bzw. der Verlässlichkeit der Kartendaten erfolgen. So bekommen Zertifikate bzw. Authentifizierungsmethoden von offizieller Stelle (und damit von Dritten) eine höhere Qualitätsbewertung als Zertifikate von Herstellern oder von Einzelpersonen.
Die Bewertung der Aktualität der Daten kann auch in Echtzeit über einen Rückkanal zu einem Service Provider erfolgen. Dabei kann die Aktualität der Daten überprüft werden. So können selbst Daten mit einem alten Zeitstempel noch aktuell sein, wenn sich noch keine Änderungen ergeben haben.
Über die Authentifizierung kann auch überprüft werden, ob sich eine Karte auf dem neuesten Stand des Herstellers befindet. Dies kann von Bedeutung sein, wenn ein mobiles Navigationsendgerät die Kartendaten an ein Fahrerassistenzsystem weitergibt. Die Authentifizierungszertifikate können sowohl im Fahrzeug vorliegen als auch von einer fahrzeugexternen Stelle bezogen werden, z. B. über einen Service Provider.
Das beschriebene Verfahren kann auch verwendet werden, um dynamische Informationen, wie z. B. Stauinformationen, zu bewerten.
Die bisher beschriebene Qualitätsbewertung beruht rein auf Daten aus der Karte selbst. Anschließend an diese oder vor dieser Bewertung kann noch eine Validierung mittels Umfeldsensoren erfolgen. Im Folgenden seien hierzu einige Beispiele genannt:

– Über eine Kamera können die Fahrspuren erkannt werden und deren Verlauf und Anzahl mit den Kartendaten verglichen werden.
– Über eine Kamera können Verkehrsschilder, Ampeln oder andere Verkehrszeichen erkannt werden und mit den Eintragungen in der Karte verglichen werden.
– Über eine Kamera können Informationen über Brücken, Gebäude am Straßenrand, andere Bauwerke, Vegetation (Bäume, Wald, ...) detektiert werden. Diese Informationen können mit den Zusatzinformationen in der Karte verglichen werden, um deren Aktualität zu bewerten.
– Über einen Radar- oder Lidarsensor können Leitplanken und andere Gegenstände erkannt werden. Diese Information kann ebenfalls mit den Kartendaten verglichen werden.

Über die hier beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, Kartendaten aus mobilen Geräten zu bewerten und damit ggf. diese Daten für Fahrerassistenzsysteme oder Sicherheitssysteme zu verwenden.
Je nach Qualitätsbewertung kann anschließend im Fahrerassistenzsystem und/oder im Sicherheitssystem mehr oder weniger stark auf die Kartendaten zurückgegriffen werden. So kann ein ACC-System (Adaptive Cruise Control System) bei guter Qualitätsbewertung der Kartendaten die Regelstrategie sehr stark auf diese Daten stützen. Bei einer schlechten Qualitätsbewertung verlässt sich das ACC hingegen fast ausschließlich auf den Umfeldsensor (z. B. Radar).
Die beiden beschriebenen Verfahren (Qualitätsbewertung über karteneigene Daten und mittels Umfeldsensoren) können dabei auch einzeln verwendet werden und setzen das jeweils andere Verfahren nicht zwingend voraus. Der Ablauf, der in 1 dargestellt ist, dient als Basis für das folgende Ausführungsbeispiel.
In der Head Unit 102 mit Navigationssystem werden die Kartendaten in einer Datenbank gespeichert. Der Zeitstempel und die Messgenauigkeit sind dabei über Verweise mit den jeweiligen Daten verbunden und stellen damit eine Art „Attribut" bzw. „Meta-Attribut" für diese Daten dar. Aufgrund von GPS-Daten wird der zur aktuellen Position gehörende Datensatz aus der Datenbank geladen und dem Modul 100 mit der Recheneinheit 111 über z. B. einen CAN-Bus bereitgestellt. Dieses Modul wird im Folgenden „Safety Map Modul" (SMM) genannt.
Im SMM werden nun diese Daten bewertet und anhand der weiter oben angegebenen Größen (wie z. B. Zeitstempel, Messgenauigkeit, ...) und anhand von Zertifikaten die Echtheit der Kartendaten überprüft. Anschließend wird aus den einzelnen Qualitätsbewertungen eine Gesamtbewertung ermittelt. Der Datensatz besteht nun aus den eigentlichen Positionsdaten inklusive den Attributen, den Qualitätsbewertungen und der Gesamtbewertung.
Diese Daten werden anschließend an ein Fusionsmodul 101 per CAN-Bus 117 übergeben. In diesem Fusionsmodul werden die Kartendaten mit Informationen aus Umfeldsensoren 114, 115, 116 verglichen, wie oben bereits ausgeführt. Mit diesen validierten Daten wird nun der sog. e-Horizon erstellt, der dann per CAN-Bus über die Schnittstelle 113 den einzelnen Fahrerassistenz- und Systemmodulen 104, 105 zur Verfügung gestellt wird.
SMM und Fusionsmodul können dabei auch auf einer Recheneinheit integriert sein, wodurch die CAN-Busverbindung 117 eingespart wird.
Es kann also die Qualität von Kartendaten mittels karteneigener Qualitätsinformationen bewertet werden. Weiter kann eine Authentifizierung der Kartendaten, der Qualitätsinformationen und der Aktualität mittels Zertifikaten oder anderen Authentifizierungsmechanismen erfolgen. Im Weiteren kann die Verlässlichkeit der Daten anhand des Typs der Authentifizierungsmethode bewertet werden sowie eine Validierung der Kartendaten mittels Umfeldsensorik erfolgen. Weiterhin können auch Kartendaten aus mobilen Geräten mittels dieser Qualitätsbewertung verwendet werden.
2 zeigt ein Fahrzeug 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie eine damit kommunizierende Zentrale 202, beispielsweise in Form eines Service Providers.
Das Fahrzeug 200 weist die Bewertungsmodule 100, 101 auf, die zu einem Gesamtmodul zusammengefasst sind. Weiterhin ist eine Kommunikationsvorrichtung 201 vorgesehen, die zum Datenaustausch mit der Zentrale 202 vorgesehen ist. Weiterhin weist das Fahrzeug 200 eine Kamera 114 oder einen oder mehrere andere Umfeldsensoren auf, mit welchen die Umgebung beobachtet werden kann. Das Modul 100, 101 nimmt eine Bewertung der digitalen Kartendaten aus dem Speicher 102 vor und gibt die Bewertung an das Fahrerassistenzsystem 104 und das Sicherheitssystem 105 weiter.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, bei dem in Schritt 301 Daten einer digitalen Karte durch eine Recheneinheit entgegengenommen werden. In Schritt 302 führt diese Recheneinheit eine Bewertung der Daten auf Basis von karteneigenen Qualitätsinformationen durch. In Schritt 303 erfolgt eine weitere Bewertung der Daten auf Basis von Messdaten von Umfeldsensoren und in Schritt 304 wird das Endergebnis der Bewertung an ein Sicherheitssystem und/oder ein Fahrerassistenzsystem übergeben.
Die folgenden Aspekte werden insbesondere in 4 verdeutlicht.
Digitale Karten werden oft in verschiedenen „Ebenen" in einer Datenbank hinterlegt. Diese Ebenen entsprechen unterschiedlichen Auflösungen oder unterschiedlichen Details (Straßen, Schilder, ...). Um diese Daten in einem Steuergerät und damit z. B. in einem Fahrerassistenzsystem oder der Motorsteuerung verwenden zu können, wird der sogenannte GeoHorizon oder eHorizon verwendet. Dieser vermittelt den Systemen Informationen darüber, wie die Straße bzw. die Strecke vor dem Fahrzeug aussieht.
Für Sicherheitsanwendungen (Fahrerassistenzsysteme oder andere Sicherheitssysteme) sind aktuelle und zuverlässige Kartendaten notwendig. Jedoch nicht alle Datenelemente müssen dabei die gleichen Anforderungen erfüllen. Daher sind auch die Anforderungen an die verschiedenen Ebenen der Kartendaten unterschiedlich.
Bisher werden alle Daten in einer Datenbank hinterlegt. Da die Anforderungen jedoch unterschiedlich sind, bietet es sich an, die unterschiedlichen Ebenen auch teilweise in unterschiedlichen Datenbanken und damit auch in unterschiedlichen Steuergeräten zu hinterlegen. Diese verschiedenen Datenbanken bzw. verschiedenen Steuergeräte erfüllen dann auch unterschiedliche Sicherheitslevel. So könnten z. B. Daten für Sicherheitsanwendungen, wie z. B. Kurvenradien, in einem Steuergerät mit einem hohen Sicherheitslevel, beispielsweise SIL3 oder SIL4, und navigationsrelevante Daten, wie z. B. Straßennamen, in einem weniger sicheren Steuergerät, das beispielsweise einem Sicherheitslevel SIL0 oder SIL1 genügt, gespeichert sein.
Auch ist es möglich, dass alle Daten im selben Speicher hinterlegt sind, wobei der Speicher allerdings über eine Speicherverwaltungseinheit (MMU) in einen sicherheitsrelevanten Bereich und einen nicht-sicherheitrelevanten Bereich getrennt ist.
Die unterschiedlichen Ebenen bzw. Speicher oder Speicherbereiche können dann auch auf unterschiedliche Weise aktualisiert werden. So können z. B. dynamische Daten über TMC aktualisiert werden, wobei Daten, die sich so gut wie nie ändern (die geologische Topologie) über DVDs eingelesen werden und wieder andere Daten über Funkverbindungen übermittelt werden.
Die unterschiedlichen Ebenen können nach den zu erfüllenden Qualitätsebenen der jeweiligen Daten aufgeteilt werden. So werden in einer Ebene die Daten zusammengefasst, an die die gleichen Qualitätsanforderungen von Seiten der Anwendungen gestellt werden. Dieser Qualitätslevel legt dann auch fest, wie oft die Daten aktualisiert werden müssen.
Die Genauigkeit der Verlinkung der verschiedenen Ebenen kann abhängig gemach werden von den Sicherheitsanforderungen. So wird bei sicherheitskritischen Ebenen eine starke Verlinkung zwischen den Ebenen realisiert, z. B. je Element, und bei weniger Sicherheitskritischen Ebenen nur je Gebiet.
Für die Erstellung des GeoHorizon oder eHorizon können entsprechend nur Daten verwendet werden, die einer gewissen Qualitätsstufe entsprechen oder/und bei denen eine gewisse Aktualität sichergestellt ist oder/und die aus einem Steuergerät kommen, das eine gewisse Sicherheitsstufe hat. Dabei kann auch eine Trennung zwischen Consumer-Daten (nur interessant für Navigation und zusätzliche Dienste) und Sicherheitsdaten (wichtig für ADAS oder/und Sicherheitssysteme) sichergestellt werden, also eine Art „Firewall" zwischen diesen Daten realisiert werden.
Somit haben die ADAS oder/und Sicherheitssysteme über den GeoHorizon oder eHorizon alle notwendigen Daten, ohne dass unsichere Nutzerdaten (Consumer-Daten) zu Qualitätseinbußen führen können.
Über eine hochqualitative, abgesicherte Datenebene können die Daten einer Datenebene mit geringerer Qualität validiert werden. Nur die validierten Daten werden für ADAS und/oder Sicherheitsanwendungen verwendet. Hierzu ein Beispiel:

– Eine hochqualitative Datenebene (z. B. zertifiziert durch eine Regierungsstelle) enthält Daten zu Straßenschildern.
– Eine Datenebene mit niedrigerer Qualität enthält Daten zu Schulen, Spielplätzen, etc.

Über die Schilderinformationen (Geschwindigkeitsbeschränkungen, Warnungen vor spielenden Kindern, etc.) werden nun die Daten zu Schulen und Spielplätzen validiert. Treten hier größere Abweichungen bzw. Inkonsistenzen auf, so werden die Daten der Datenebene mit niedrigerer Qualität nicht für ADAS oder/und Sicherheitsanwendungen verwendet.
Durch die Speicherung der Daten in unterschiedlichen Steuergeräten kann auch die Verarbeitung aufgeteilt werden und damit z. B. eine Redundanz geschaffen werden.
Durch die Aufteilung der Kartendaten nach Sicherheitsanforderungen ist es möglich, auch dann noch die Funktion der Karte zur Verfügung zu stellen, wenn nicht alle Daten zur Verfügung stehen. Es wird also ein sehr hoher Gesamtsicherheitslevel erreicht, ohne dass alle Daten auf einem hohen Sicherheitslevel gespeichert und verarbeitet werden müssen. Dadurch können Kosten gespart werden.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für verschiedene Informationsebenen einer digitalen Karte und darauf aufbauend verschiedene Qualitätslevel, Speicherorte und Aktualisierungswege.
Auf einem sicherheitsrelevanten Speicher 402 eines Zentralsteuergeräts 401 werden sämtliche Geometriedaten einer digitalen Karte hinterlegt, wie z. B. Straßenverläufe, etc. Auf einem weniger stark gesicherten Speicher 403 der HeadUnit 102 sind dann noch zusätzlich die Straßennamen, Points-of-Interest, etc. abgespeichert.
Der eHorizon (dargestellt durch Box 405) wird durch das Zentralsteuergerät bereitgestellt und dabei werden nur die Daten aus dem Zentralsteuergerät verwendet. Für die Navigation 404 hingegen werden die Daten aus dem Zentralsteuergerät 401 und der HeadUnit 102 verwendet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Bewertungsmodul angegeben, welches einen ersten Speicherbereich zum Speichern von ersten Daten der digitalen Karte aufweist, wobei der erste Speicherbereich ersten Sicherheitsanforderungen genügt. Weiterhin weist das Bewertungsmodul einen zweiten Speicherbereich zum Speichern von zweiten Daten der digitalen Karte auf, wobei der zweite Speicherbereich zweiten Sicherheitsanforderungen genügt, die sich von den ersten Sicherheitsanforderungen unterscheiden.
Die beiden Speicherbereiche können auf unterschiedlichen Speichermedien angeordnet sein, oder auch auf dem selben Speichermedium, wobei sie in diesem Falle zum Beispiel durch eine MMU voneinander getrennt werden.
An dieser Stelle ist zu beachten, dass das Prinzip der getrennten Speicherbereiche für digitale Karten im Allgemeinen verwendet werden kann. Eine Bewertung der Kartendaten ist nicht erforderlich.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitale Karte für ein Fahrzeug, das Bewertungsmodul (100, 101) aufweisend: eine Recheneinheit (111, 112) zur Entgegennahme von Daten der digitalen Karte und zur Durchführung der Bewertung der Daten auf Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von Messdaten einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200); und eine Schnittstelle (113) zur Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Daten der digitalen Karte auf Basis der Bewertung verwendet.
Bewertungsmodul nach Anspruch 1, wobei die Bewertung die Bestimmung einer Qualität und einer Gültigkeit der Daten umfasst.
Bewertungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bewertungsmodul zur Bestimmung der Gültigkeit der Daten auf Basis der Messdaten der Umfeldsensorik (103) ausgeführt ist.
Bewertungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die karteneigene Qualitätsinformation zumindest eine Information ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Zeitstempelinformation, einer Information hinsichtlich einer Messgenauigkeit, mit der die entsprechenden Daten aufgenommen wurden, einer Information hinsichtlich einer Abweichung zwischen einer gemessenen Position des Fahrzeugs und einer Map-Matching Position, einer Information hinsichtlich einer Dichte der Daten, und einer Information hinsichtlich einer Art der Daten aufweist.
Bewertungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewertung eine Authentifizierung der Daten umfasst.
Bewertungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewertung der Daten eine Bestimmung einer Aktualität der Daten umfasst; wobei das Bewertungsmodul zur Bestimmung der Aktualität der Daten über einen Rückkanal zu einer Zentrale (202) ausgeführt ist.
Bewertungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messdaten der Umfeldsensorik (103), die zur Bewertung der Daten herangezogen werden, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Informationen hinsichtlich einer Fahrspur, eines Verkehrszeichens, eines Bauwerks und einer Vegetation.
Bewertungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgeführt zur Bewertung von Daten einer digitalen Karte eines mobilen Geräts, die dann an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem des Fahrzeugs übergeben wird, welches dann die Daten der digitalen Karte des mobilen Geräts auf Basis der Bewertung verwendet.
Bewertungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die über die Schnittstelle (113) an das Fahrerassistenzsystem und/oder das Sicherheitssystem übergebenen Daten neben der Bewertung auch die entsprechenden gemessenen Positionsdaten des Fahrzeugs inklusive entsprechender Attribute aufweisen.
Bewertungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: einen ersten Speicherbereich zum Speichern von ersten Daten der digitalen Karte, wobei der erste Speicherbereich ersten Sicherheitsanforderungen genügt; einen zweiten Speicherbereich zum Speichern von zweiten Daten der digitalen Karte, wobei der zweite Speicherbereich zweiten Sicherheitsanforderungen genügt, die sich von den ersten Sicherheitsanforderungen unterscheiden.
Fahrerassistenzsystem (104) für ein Fahrzeug mit einem Bewertungsmodul (100, 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Sicherheitssystem (105) für ein Fahrzeug mit einem Bewertungsmodul (100, 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Fahrzeug mit einem Bewertungsmodul (100, 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verfahren zur Bewertung von Daten einer digitale Karte für ein Fahrzeug, das Verfahren aufweisend die Schritte: Entgegennahme von Daten der digitalen Karte durch eine Recheneinheit; Durchführung der Bewertung der Daten auf Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von Messdaten einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200); und Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Daten der digitalen Karte auf Basis der Bewertung verwendet.
Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Entgegennahme von Daten der digitalen Karte durch den Prozessor; Durchführung der Bewertung der Daten auf Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von Messdaten einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200); und Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Daten der digitalen Karte auf Basis der Bewertung verwendet.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Entgegennahme von Daten der digitalen Karte durch den Prozessor; Durchführung der Bewertung der Daten auf Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation und/oder auf Basis von Messdaten einer Umfeldsensorik (103) des Fahrzeugs (200); und Übergabe der Bewertung an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, welches die Daten der digitalen Karte auf Basis der Bewertung verwendet.