DE102009041586A1

DE102009041586A1 - Method for increasing accuracy of sensor-detected position data of e.g. truck, involves assigning toll station position with higher accuracy than vehicles position, and correcting vehicles position on basis of exact position of toll station

Info

Publication number: DE102009041586A1
Application number: DE102009041586A
Authority: DE
Inventors: Matthias Prof. Dr. Kranz; Thomas Prof. Dr. Strang
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-09-16
Also published as: DE102009041586B4

Abstract

The method involves determining a position of vehicles (10, 10', 10'') using global positioning system-sensors (14, 14', 14''). A position of a toll station (12) is transferred from the toll station to the vehicles at a time point, at which the vehicles pass the toll station. The position of the toll station is assigned with a higher accuracy than the position of the vehicles. The position of the vehicles is corrected on basis of the transferred exact position of the toll station. A distance of the vehicles to the toll station is smaller than a predetermined threshold value at the time point. An independent claim is also included for a method for detecting sudden, temporary trouble or change of traffic route.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit sensorerfasster Positionsdaten. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieser korrigierten Positionsdaten zur insbesondere automatisierten Erstellung und/oder Korrektur einer digitalen Straßenkarte.The invention relates to a method for increasing the accuracy of sensor-detected position data. The invention further relates to the use of these corrected position data for in particular automated creation and / or correction of a digital road map.

Kartierungsprojekte verwenden in der Regel ein GPS oder allgemeiner GNSS System zur Selbstpositionierung. Dies gilt sowohl für kommerzielle Anbieter als auch für Communityprojekte wie z. B. OpenStreetMap. Problematisch hierbei ist die Ungenauigkeit des Positionierungssignals, dessen Genauigkeit aufgrund der verfügbaren Satellitenkonstellation zeitabhängig und beispielsweise aufgrund von Häuserschluchten, Tunneln usw. umgebungsabhängig ist. Daher sind z. B. die Straßeninformationen (Koordinaten) in einer derart erstellten Kartensoftware mit Fehlern behaftet. Die Messungen erfolgen in der Regel durch Einzelmessungen. Zur Erhöhung der Genauigkeit kann eine Mehrfachmessung vorgenommen werden, wobei entweder mehrere Fahrzeuge verwendet werden oder aber ein mehrfaches Abfahren der Strecke zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorgesehen ist. Die statistische Mittelung der erfassten Werte ist hierbei ebenfalls ein unpräziser Ansatz, da sie beispielsweise eine umgebungsabhängige Ungenauigkeit nicht korrigieren kann.Mapping projects typically use a GPS or general GNSS self-positioning system. This applies to both commercial providers and community projects such as: Eg OpenStreetMap. The problem here is the inaccuracy of the positioning signal whose accuracy is time-dependent due to the available satellite constellation and dependent on the environment, for example due to urban canyons, tunnels, etc. Therefore, z. B. the road information (coordinates) in such a created map software with errors. The measurements are usually carried out by individual measurements. To increase the accuracy of a multiple measurement can be made, either multiple vehicles are used or a multiple departure of the route is provided at different times. The statistical averaging of the acquired values is also an imprecise approach since it can not correct, for example, an environment-dependent inaccuracy.

Aus DE 698 23 462 ist ein Verfahren zur Aktualisierung und Verbesserung einer geografischen Datenbank unter Verwendung einer Rückkoppelung bekannt. Rückkoppelung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Vielzahl von Fahrzeugen, die Sensoren aufweisen, physische Merkmale eines geografischen Gebiets sammeln und an die Datenbank übermitteln. Den Datenelementen in dieser Datenbank können Vertrauensstufen zugeordnet werden. Die Vertrauensstufe ist eine Größe, die die Gewissheit angibt, mit der die Dateneinheit in der zentralen geografischen Datenbank mit dem tatsächlichen physischen Merkmal in dem geografischen Gebiet übereinstimmt. Die Vertrauensstufe eines Datenelements kann entsprechend der Häufigkeit und Frische, mit der das Merkmal von den Datensammelfahrzeugen erfasst wird, erhöht oder verringert werden. Hierbei findet allerdings nur eine zeitliche Korrektur statt, da lediglich die Frage betrachtet wird, ob ein gespeichertes geografisches Merkmal wahrscheinlich noch aktuell ist oder nicht. Durch das hier beschriebene Verfahren ist eine Erhöhung der Genauigkeit sensorerfasster Positionsdaten nicht möglich.Out DE 698 23 462 A method for updating and improving a geographic database using feedback is known. Feedback in this context means that a plurality of vehicles having sensors collect physical characteristics of a geographical area and transmit them to the database. Trust levels can be assigned to the data items in this database. The confidence level is a quantity that indicates the certainty with which the data unit in the central geographic database matches the actual physical feature in the geographic area. The confidence level of a data item may be increased or decreased according to the frequency and freshness with which the feature is detected by the data collection vehicles. Here, however, only a temporal correction takes place, since only the question is considered whether a stored geographic feature is probably still current or not. By the method described here, an increase in the accuracy of sensor-detected position data is not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Genauigkeit sensorerfasster Positionsdaten erhöht werden kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit zu schaffen, durch die die Genauigkeit automatisiert erstellter oder korrigierter digitaler Straßenkarten erhöht werden kann.The object of the invention is to provide a method with which the accuracy of sensor-detected position data can be increased. It is another object of the invention to provide a way by which the accuracy of automated created or corrected digital road maps can be increased.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 13.The object is achieved according to the invention by the features of method claim 1 and by the features of claim 13.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit sensorerfasster Positionsdaten umfasst die folgenden Schritte:
Mittels eines Sensors wird die Position eines ersten beweglichen Objekts bestimmt. Bei diesem Objekt kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug, z. B. einen Lkw handeln. Die Position eines zweiten Objekts wird von diesem zweiten Objekt zum ersten beweglichen Objekt übermittelt. Dies geschieht zu dem Zeitpunkt, in dem das erste bewegliche Objekt, das zweite Objekt passiert. Bei dem zweiten Objekt handelt es sich um ein Objekt, dessen Position mit höherer Genauigkeit bestimmbar ist als die Position des ersten beweglichen Objekts. Vorzugsweise ist das zweite Objekt unbeweglich und kann beispielsweise eine Mautstation, eine Straßenkreuzung, ein Gebäude oder Ähnliches sein. Wesentlich hierbei ist, dass die Position des zweiten Objekts mit einer hohen Genauigkeit bestimmt wurde und bekannt ist. Erfindungsgemäß erfolgt ein Korrigieren der sensorermittelten Position des ersten beweglichen Objekts auf Basis der übermittelten genaueren Position des zweiten Objekts.The method according to the invention for increasing the accuracy of sensor-detected position data comprises the following steps:
By means of a sensor, the position of a first moving object is determined. This object may be, for example, a vehicle, for. B. act a truck. The position of a second object is transmitted from this second object to the first moving object. This happens at the moment when the first moving object, the second object happens. The second object is an object whose position can be determined with higher accuracy than the position of the first moving object. Preferably, the second object is immovable and may be, for example, a toll station, a road junction, a building or the like. It is essential here that the position of the second object has been determined with high accuracy and is known. According to the invention, the sensor-determined position of the first movable object is corrected on the basis of the transmitted, more accurate position of the second object.

Durch die Verwendung der genaueren Positionsdaten des zweiten Objekts zum Korrigieren der sensorermittelten Position des ersten Objekts kann somit zunächst diese Position genauer bestimmt werden. Ferner können zukünftige oder zeitlich zurückliegende Positionen des ersten beweglichen Objekts auf Basis der übermittelten genaueren Position des zweiten Objekts korrigiert werden. Die Begriffe zukünftig oder zeitlich zurückliegend sind hierbei in Relation zu dem Zeitpunkt zu verstehen, an dem das erste bewegliche Objekt das zweite Objekt passiert.By using the more precise position data of the second object for correcting the sensor-determined position of the first object, this position can thus be determined more accurately first. Further, future or temporally past positions of the first moving object may be corrected based on the transmitted more accurate position of the second object. In this case, the terms future or temporal are to be understood in relation to the point in time at which the first moving object passes the second object.

Dieser Zeitpunkt ist vorzugsweise als derjenige Zeitpunkt festgelegt, an dem der Abstand des ersten beweglichen Objekts zum zweiten Objekt kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert ist.This time is preferably set as the time at which the distance of the first movable object to the second object is smaller than a predetermined threshold.

Bevorzugt schließt das Korrigieren der mittels des Sensors bestimmten Position des ersten beweglichen Objekts das Berechnen eines Fehlers in dieser sensorermittelten Position basierend auf der Differenz dieser Position zur ermittelten genaueren Position des zweiten Objekts ein.Preferably, correcting the position of the first movable object determined by the sensor includes calculating an error in that sensor-determined position based on the difference of that position to the determined more accurate position of the second object.

Weiterhin ist es möglich, die mittels Sensoren ermittelten Positionen weiterer beweglicher Objekte, beispielsweise weiterer Fahrzeuge, die in einem definierten Zeitfenster um den Zeitpunkt, an dem das erste bewegliche Objekt das zweite Objekt passiert, ebenfalls das zweite Objekt passieren, auf Basis des berechneten Fehlers in der sensorermittelten Position des ersten beweglichen Objekts zu korrigieren. Insbesondere umfasst die Korrektur der sensorermittelten Positionen der weiteren betätigten Objekte auch die Korrektur von zukünftigen und zeitlich zurückliegenden Positionen dieser Objekte.Furthermore, it is possible to determine the positions, determined by means of sensors, of further moving objects, for example other vehicles, which in a defined time window at the point in time at which the first moving object is the second object also happens to correct the second object based on the calculated error in the sensor-averaged position of the first moving object. In particular, the correction of the sensor-determined positions of the further actuated objects also includes the correction of future and temporally past positions of these objects.

Es ist bevorzugt, dass den weiteren beweglichen Objekten nicht die Position des zweiten Objekts, sondern lediglich der berechnete Fehler der sensorermittelten Position des ersten beweglichen Objekts zum Zeitpunkt, an dem das erste bewegliche Objekt das zweite Objekt passiert, übermittelt wird.It is preferred that the further moving objects not the position of the second object, but only the calculated error of the sensor-determined position of the first movable object at the time at which the first moving object passes the second object is transmitted.

Die Übermittlung der Position des zweiten Objekts erfolgt vorzugsweise mittels einer Datenübertragung mit kurzer Reichweite. Insbesondere kann es sich hierbei um eine Infrarotübertragung oder die Verwendung einer Kurzreichweitenfunktechnik, beispielsweise DSRC handeln.The transmission of the position of the second object is preferably carried out by means of a data transmission with a short range. In particular, this may be an infrared transmission or the use of a short range radio technology, for example DSRC.

Die Position des ersten beweglichen Objekts kann beispielsweise mittels GNSS bestimmt werden. Weiterhin können folgende Verfahren zur Bestimmung der Position des ersten beweglichen Objekts verwendet werden: Visuelle Positionsbestimmung durch Videodaten, indem Objekte wie z. B. Häuser auf dem Bild erkannt werden und daraufhin die Position bestimmt wird; Induktionsschleifen; Tags in der Fahrbahn; Lokalisierung mittels zellbasierter Funknetze, beispielsweise GSM-Triangulation; Lokalisierung mittels W-LAN, wobei hier Infrastruktureinheiten verwendet werden können, die am Straßenrand für eine Fahrzeug-zu-Infrastrukturkommunikation verwendet werden; Chips, die in die Fahrbahn eingelassen sind; Lokalisierung unter Verwendung einer Karte, eines Raddrehzahlsensors und eines Kompass. Bei der letzten Möglichkeit wird die Anzahl der möglichen Positionen auf der Karte schrittweise reduziert, so dass bei einer ausreichenden Genauigkeit des Kompass und der Raddrehzahlsensoren oft ein bis zwei Kilometer für die initiale Lokalisierung ausreichen.The position of the first moving object can be determined, for example, by means of GNSS. Furthermore, the following methods for determining the position of the first moving object can be used: Visual positioning by video data by objects such. B. Houses are recognized on the image and then the position is determined; Induction loops; Tags in the roadway; Localization by means of cell-based radio networks, for example GSM triangulation; Localization by means of W-LAN, in which case it is possible to use infrastructure units which are used at the roadside for vehicle-to-infrastructure communication; Chips embedded in the roadway; Localization using a map, a wheel speed sensor and a compass. In the last option, the number of possible positions on the map is gradually reduced, so that with sufficient accuracy of the compass and the wheel speed sensors often one to two kilometers are sufficient for the initial localization.

Das erste bewegliche Objekt kann beispielsweise ein Pkw, Lkw oder Motorrad sein, wobei es über die notwendige Übertragungstechnik verfügen muss, um die Position des zweiten Objekts mittels einer Datenübertragung zu empfangen.The first moving object may be, for example, a car, truck or motorcycle, and it must have the necessary transmission technology to receive the position of the second object by means of a data transmission.

In einer alternativen Ausführungsform kann das zweite Objekt ebenfalls ein bewegliches Objekt sein, wobei seine Position mittels zusätzlicher und/oder genauerer Sensoren bestimmt, als die Position des ersten beweglichen Objekts, so dass die Position des zweiten beweglichen Objekts genauer ist.In an alternative embodiment, the second object may also be a moving object, its position being determined by means of additional and / or more accurate sensors than the position of the first moving object, so that the position of the second moving object is more accurate.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der unter Anwendung des bisher beschriebenen Verfahrens beschriebenen Positionsdaten eines oder mehrerer beweglicher Objekte zur insbesondere automatisierten Erstellung und/oder Korrektur einer digitalen Straßenkarte. Hierdurch ist es möglich, mit geringem Aufwand die Genauigkeit der erstellten digitalen Straßenkarten zu erhöhen. Insbesondere ist es nicht mehr notwendig, dass Mehrfachmessungen vorgenommen werden, beispielsweise dadurch, dass ein Fahrzeug eine bestimmte Strecke mehrmals abfährt oder mehrere Fahrzeuge zur Kartenerstellung verwendet werden. Weiterhin ist es möglich, auch umgebungsabhängige Ungenauigkeiten, die beispielsweise in einer GPS-Messung durch Häuserschluchten, Tunnel usw. verursacht werden können, zu korrigieren, da die erfindungsgemäße Korrektur der sensorerfassten Positionsdaten auch in Umgebungen funktioniert, in denen kein oder nur ein schlechtes GPS-Signal verfügbar ist.The invention further relates to the use of the position data of one or more moving objects described using the method described so far for the particularly automated creation and / or correction of a digital road map. This makes it possible to increase the accuracy of the created digital road maps with little effort. In particular, it is no longer necessary for multiple measurements to be made, for example, by a vehicle driving off a certain distance several times or several vehicles being used for map generation. Furthermore, it is also possible to correct environment-dependent inaccuracies, which can be caused, for example, in a GPS measurement by street canyons, tunnels, etc., since the inventive correction of the sensor-detected position data also works in environments in which no or only a poor GPS Signal is available.

Eine unabhängige Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen plötzlicher und/oder temporärer Störungen und/oder Änderungen auf Verkehrswegen.An independent invention relates to a method for detecting sudden and / or temporary disturbances and / or changes on traffic routes.

Die Erstellung großer Datenbanken z. B. mit geografischen Daten, wie sie für Navigationsanwendungen verwendet werden, ist aufwändig und kostenintensiv. Die notwendigen Aktualisierungen des Datenmaterials beanspruchen regelmäßig große Ressourcen, beispielsweise wenn im Fall von Kartendaten neue oder geänderte Straßen einbezogen werden müssen. Die aktualisierten Kartendaten müssen nach der Aktualisierung wieder den Nutzern zur Verfügung gestellt werden. Dies kann beispielsweise durch Update-CD's geschehen. Bezüglich Kartendaten werden von größeren Anbietern Ansätze wie Map-Sharing der Nutzer untereinander (durch ein Peer to Peer System) oder Online-Updates verwendet. Hierdurch wird allerdings nur das Verteilungsproblem und nicht das Datenerfassungsproblem gelöst.The creation of large databases z. As with geographic data, such as those used for navigation applications, is complex and costly. The necessary updates of the data material regularly take up large resources, for example when new or changed roads have to be included in the case of map data. The updated map data must be made available to the users after the update. This can be done for example by update CD's. With respect to map data, larger providers use approaches such as user map sharing (through a peer-to-peer system) or online updates. However, this solves only the distribution problem and not the data acquisition problem.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik keine Möglichkeit bekannt, kurzfristig auftretende und/oder temporäre Störungen auf Verkehrswegen zu erfassen und bei der Navigation zu berücksichtigen.Furthermore, no possibility is known from the prior art to detect short-term occurring and / or temporary disturbances on traffic routes and to take into account during navigation.

Aufgabe der Erfindung ist es ein einfaches Verfahren zum Erfassen plötzlicher und/oder temporärer Störungen und/oder Änderungen auf Verkehrswegen bereitzustellen.The object of the invention is to provide a simple method for detecting sudden and / or temporary disturbances and / or changes on traffic routes.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Verfahrensanspruch 14 sowie durch die Merkmale des Verwendungsanspruchs 16.The object is achieved by the features of the method claim 14 and by the features of the use claim 16th

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein bedarfsungebundenes Erfassen von Daten, die Informationen über Eigenschaften von Verkehrswegen enthalten, durch mehrere Sensoren in mehreren Fahrzeugen. Bedarfsungebunden bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Daten erfasst werden, ohne dass diese konkreten Anwendungszielen der jeweiligen Sensoren bzw. deren primärem Anwendungszweck dienen. Dies kann beispielsweise in einer Phase der Unterauslastung oder Nichtverwendung der Sensoren erfolgen. Bei den durch die Sensoren bedarfsunabhängig erfassten Daten kann es sich beispielsweise um Kamerabilder, Position, Geschwindigkeit, Abstände zu den Leitplanken oder Gebäuden usw. handeln. Ferner können beispielsweise Daten durch Beschleunigungssensoren und weiteren Sensoren verwendet werden.In the method according to the invention, demand-independent acquisition of data containing information about properties of traffic routes is carried out by a plurality of sensors in several vehicles. Demand unbound in this context means that data are collected without these specific application goals of the respective sensors or their primary application purpose. This can be done, for example, in a phase of underutilization or non-use of the sensors. The data acquired independently of the demand by the sensors may be, for example, camera images, position, speed, distances to the crash barriers or buildings, etc. Further, for example, data may be used by acceleration sensors and other sensors.

Erfindungsgemäß werden die erfassten Daten an eine zentrale Auswerteeinheit übermittelt. Dies kann entweder unmittelbar nach dem Erfassen oder nach einem Zwischenspeichern (Caching) erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit der Datenkommunikationskosten, der Gesamtenergiebilanz oder der Auslastung des Sensor- oder Zielnetzwerkes. In der Auswerteeinheit erfolgt ein Fusionieren und/oder Kombinieren der übermittelten Daten der Einzelsensoren miteinander, so dass durch eine Auswertung der Gesamtheit der Daten Rückschlüsse auf das Vorhandensein plötzlicher und/oder temporärer Störungen und/oder Änderungen auf den Verkehrswegen möglich sind. Anders ausgedrückt, werden die übermittelten Daten nach ihrer Übertragung entsprechend der Art der Daten und ihrer Eignung prozessiert und mit anderen Datensätzen aus dem gleichen oder einem anderen Sensornetzwert kombiniert und fusioniert. Als mobiles Sensornetzwerk kann beispielsweise ein Fahrzeug betrachtet werden. Erst durch die Kombination der Daten in der Auswerteeinheit entsteht die Bedeutung der Daten bzw. erst dort können die Einzeldaten durch geeignete Verfahren verbessert werden. Beispielsweise kann durch eine zeitliche rückwärts und vorwärts gerichtete Verbesserung der bedarfsunabhängig erfassten Daten deren Informationsgehalt signifikant erhöht werden. Der Informationsgehalt einer Information, beispielsweise dass durchdrehende Räder an einem Fahrzeug detektiert wurden und somit gegebenenfalls die Fahrbahn vereist ist, kann durch Hinzuziehen weiterer Daten erhöht werden. Beispielsweise kann ein im Fahrzeug verbauter lokaler Temperatursensor hinzugezogen werden, um die Temperatur an der entsprechenden Position des Fahrzeugs zu prüfen. Ferner können genaue Wetterinformationen von Wetterstationen in der Auswerteeinheit betrachtet werden. Es können somit sowohl lokale Zusatzinformationen verwendet werden als auch solche, die durch die Auswerteeinheit ermittelt oder zur Verfügung gestellt werden.According to the invention, the acquired data is transmitted to a central evaluation unit. This can be done either immediately after detection or after a caching, for example, depending on the data communication costs, the total energy balance or the utilization of the sensor or target network. In the evaluation unit, the transmitted data of the individual sensors are fused together and / or combined with one another so that it is possible to draw conclusions about the presence of sudden and / or temporary disturbances and / or changes on the traffic routes by evaluating the entirety of the data. In other words, the data transmitted after its transmission are processed according to the nature of the data and its suitability and combined and fused with other data sets from the same or a different sensor network value. As a mobile sensor network, for example, a vehicle can be viewed. Only through the combination of the data in the evaluation unit, the meaning of the data arises or only there, the individual data can be improved by suitable methods. For example, by a temporal backward and forward improvement of the demand-independent data acquired their information content can be significantly increased. The information content of an information, for example that spinning wheels were detected on a vehicle and thus possibly the road is icy, can be increased by adding further data. For example, a local temperature sensor installed in the vehicle can be consulted to check the temperature at the corresponding position of the vehicle. Furthermore, accurate weather information from weather stations in the evaluation unit can be considered. Thus, both local additional information can be used as well as those that are determined by the evaluation or made available.

Durch die bedarfsunabhängige Datenerfassung wird die Funktionalität der Primärsysteme, die diese Daten nutzen, nicht beeinträchtigt. Durch die Bereitstellung und Sendung der Daten an die Auswerteeinheit durch eine Vielzahl von Systemen oder Fahrzeugen wird ein erheblicher Mehrwert erzeugt.On-demand data collection does not affect the functionality of the primary systems that use this data. The provision and transmission of the data to the evaluation unit by a multiplicity of systems or vehicles generates considerable added value.

Erfindungsgemäß werden derartige Sensoren verwendet, die dem Primärzweck der Fahrzeugsteuerung dienen oder in verbauten Sicherheitssystemen verwendet werden. Neben den bereits erwähnten Sensoren kann es sich beispielsweise um folgende Sensoren handeln: Längs- und Querbeschleunigungssensoren für ABS, ASR, Unfallerkennung, RADAR, LIDAR, Laser- oder Ultraschallsensoren, die eine Distanz- und Objekterkennung im Fahrzeugumfeld ermöglichen. Ferner können vorhandene GNSS-Sensoren, wie z. B. GPS verwendet werden. Außerdem ist die Verwendung von Daten von Rückfahrkameras möglich. Zur Übermittlung der erfassten Daten eignen sich existierende Kommunikationssysteme wie 2G und 3G-Mobilfunk oder W-LAN, DSRC, ferner Fahrzeug-zu-X-Kommunikation.According to the invention, such sensors are used which serve the primary purpose of vehicle control or are used in built-in safety systems. In addition to the sensors already mentioned, they may be, for example, the following sensors: longitudinal and lateral acceleration sensors for ABS, ASR, accident detection, RADAR, LIDAR, laser or ultrasound sensors, which enable distance and object recognition in the vehicle environment. Furthermore, existing GNSS sensors, such as. B. GPS can be used. In addition, the use of data from rear view cameras is possible. Existing communication systems such as 2G and 3G cellular or W-LAN, DSRC, as well as vehicle-to-X communication are suitable for transmitting the collected data.

Die von den Sensoren in verschiedenen Fahrzeugen erfassten Daten können in anonymisierter Form an die Auswerteeinheit übertragen werden. Dies kann auch zeitversetzt von ihrer Erfassung erfolgen, beispielsweise über einen kostenlosen eigenen W-LAN-Excess-Point zu Hause oder an einer Tankstelle oder anderen öffentlichen Einrichtungen, über einen günstigen Datentarif nachts mit UMTS, etc. Für das zeitversetzte Übermitteln ist eine Speicherung der erfassten Daten möglich. Die Übertragung über Fahrzeug-zu-X-Kommunikation an ein entsprechendes Infrastrukturelement ist ebenfalls kostenfrei.The data collected by the sensors in different vehicles can be transmitted in anonymous form to the evaluation unit. This can also be done with a time lag from their detection, for example, via a free own W-LAN Excess point at home or at a gas station or other public facilities, a low data rate at night with UMTS, etc. For the time-delayed transmission is a storage of recorded data possible. Transmission via vehicle-to-X communication to a corresponding infrastructure element is also free of charge.

Bei einer beispielhaften Anwendung könnten auf einer Fahrstrecke, die Daten von Beschleunigungssensoren erfasst werden, die darauf hindeuten, dass auf der Fahrtstrecke besonders viele Schlaglöcher vorhanden sind. Diese bedarfsunabhängig erfassten Daten haben als Einzelinformation nur einen begrenzten Wert, da in diesem Beispiel auch das Fahrwerk eines einzelnen Fahrzeugs defekt sein könnte. Diese Einzelinformationen werden in der Auswerteeinheit erfindungsgemäß gesammelt und vorzugsweise mit weiteren Informationen z. B. Datums- und Zeitangaben kombiniert. Erhält das System nunmehr mehrfach die Information über einen schlechten Zustand einer Straße durch eine Kombination mehrerer bedarfsunabhängig erfasster Sensorwerte, so kann beispielsweise entweder das Kartenmaterial automatisch mit diesen Informationen vervollständigt werden oder diese Informationen an Fahrzeuge, die diese nutzen könnten, übermittelt werden. Weitere Rückschlüsse, die aus den erfassten Sensordaten gezogen werden könnten, ist z. B. dass auf einer Autobahn eine Spur gesperrt ist, eine Straße gesperrt oder eine Einbahnstraße ist oder Ähnliches.In one exemplary application, on a driving route, the data from acceleration sensors could be detected, which indicate that there are particularly many potholes on the route. These data acquired independently of demand have only limited value as individual information, since in this example the chassis of a single vehicle could also be defective. These individual information is collected according to the invention in the evaluation and preferably with further information z. B. Date and time combined. If the system now repeatedly receives the information about a poor condition of a road through a combination of several needs-independently detected sensor values, for example, either the map material can be completed automatically with this information or this information is transmitted to vehicles that could use them. Further conclusions that could be drawn from the collected sensor data, z. B. that a lane is closed on a highway, a road is closed or a one-way street or the like.

Wurden anhand des gerade beschriebenen Verfahrens mittels Sensordaten beispielsweise Informationen über den Zustand einer Fahrtstrecke an einer bestimmten Position gesammelt, so kann die Genauigkeit der Position durch das erste Verfahren, das in der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben ist, beispielsweise im Wege einer Vorwärts und Rückwärtsannotation verbessert werden.Were based on the method just described by means of sensor data, for example Information about the condition of a travel route collected at a certain position, the accuracy of the position can be improved by the first method described in the present patent application, for example by means of a forward and Rückwärtsannotation.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine plötzliche Änderung der Sensorsignale, die durch eine Vielzahl von Sensoren in verschiedenen Fahrzeugen an der gleichen Position registriert wird als Indikator für eine an dieser Position des Verkehrsweges aufgetretene Störung verwendet. Hierbei kann es sich beispielsweise um Blitzeis, ein Schlagloch durch Frost, Glattheit, die durch eine Ölspur verursacht wurde usw. handeln. Es werden somit erfindungsgemäß nicht nur langfristige Änderungen auf Verkehrswegen erfasst, sondern auch kurzfristige, plötzlich auftretende Änderungen oder Störungen.In a particularly preferred embodiment, a sudden change of the sensor signals registered by a plurality of sensors in different vehicles at the same position is used as an indicator of a fault occurring at that position of the traffic route. This may be, for example, lightning ice, a pothole by frost, smoothness caused by an oil spill, and so on. Thus, not only long-term changes in traffic routes are detected according to the invention, but also short-term, suddenly occurring changes or disturbances.

Diese erfassten plötzlichen und/oder temporären Störungen oder Änderungen auf Verkehrswegen können zur Anpassung von Navigationsinformationen oder -anweisungen verwendet werden. Insbesondere kann hierdurch die Prädiktion der voraussichtlichen Fahrtzeit durch ein Navigationssystem angepasst werden. Ist beispielsweise durch eine Kombination von Sensorinformationen eine einspurige Verkehrsführung eines Autobahnabschnitts bekannt geworden, so kann Navigationssystem basierend auf dieser Information die zu erwartende zukünftige Durchschnittsgeschwindigkeit auf diesem Autobahnabschnitt verringern und somit die erwartete Ankunftszeit entsprechend anpassen.These detected sudden and / or temporary disruptions or changes to traffic routes may be used to adapt navigation information or instructions. In particular, this makes it possible to adapt the prediction of the probable travel time by a navigation system. If, for example, a single-lane traffic management of a motorway section becomes known through a combination of sensor information, the navigation system can reduce the expected future average speed on this motorway section based on this information and thus adapt the expected arrival time accordingly.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand einer Figur erläutert.In the following, a preferred embodiment of the invention will be explained with reference to a figure.

Die Figur zeigt eine schematische Ansicht eines Systems, anhand dessen das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird.The figure shows a schematic view of a system by means of which the method according to the invention will be explained.

In der Figur sind drei Fahrzeuge 10, 10' und 10'' dargestellt. Jedes dieser Fahrzeuge verfügt über einen GPS-Sensor 14, 14', 14'' durch den in Verbindung mit dem Satelliten 16 eine GPS-Bestimmung der Position der Fahrzeuge 10, 10', 10'' möglich ist. Bei dem zweiten Objekt 12 handelt es sich um eine Mautstation oder ein anderes Objekt, dessen genaue Position mit höherer Genauigkeit bekannt ist, die von den Fahrzeugen zu verschiedenen Zeitpunkten durchfahren wird.In the figure are three vehicles 10 . 10 ' and 10 '' shown. Each of these vehicles has a GPS sensor 14 . 14 ' . 14 '' through in conjunction with the satellite 16 a GPS determination of the position of the vehicles 10 . 10 ' . 10 '' is possible. At the second object 12 it is a toll station or other object whose exact position is known with higher accuracy, which is traversed by the vehicles at different times.

Beim Durchfahren der Mautstation 12 durch das erste Fahrzeug 10 wird die Position der Mautstation 12, die mit einer sehr hohen Genauigkeit bekannt ist, an das erste Fahrzeug 10, beispielsweise per Infrarot übermittelt. Die GPS-Position des ersten Fahrzeugs 10, die mittels des GPS-Sensors 14 ermittelt wurde, wird basierend auf der übermittelten genaueren Position der Mautstation 12 korrigiert. Dies erfolgt zu dem Zeitpunkt, an dem sich das erste Fahrzeug 10 unmittelbar an bzw. unter der Mautstation 12 befindet, d. h. die Mautstation 12 passiert. In der Figur ist schematisch der Schwellwert s eingezeichnet, der deutlich machen soll, dass der Zeitpunkt, zu dem das erste Fahrzeug 10 die Mautstelle 12 passiert, als der Zeitpunkt festgelegt wird, an dem der Abstand a des ersten Fahrzeugs 10 zur Mautstelle 12 kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert s ist. Selbstverständlich ist die Größe dieses Abstands s in der Praxis geringer als in der Figur dargestellt.When driving through the tollbooth 12 through the first vehicle 10 becomes the position of the toll station 12 , which is known with a very high accuracy, to the first vehicle 10 , transmitted for example by infrared. The GPS position of the first vehicle 10 using the GPS sensor 14 is determined based on the transmitted position of the toll station 12 corrected. This occurs at the time when the first vehicle 10 directly at or below the tollbooth 12 located, ie the tollbooth 12 happens. In the figure, the threshold value s is shown schematically, which should make it clear that the time at which the first vehicle 10 the tollbooth 12 happens when the time is set at which the distance a of the first vehicle 10 to the toll booth 12 is less than a predetermined threshold s. Of course, the size of this distance s in practice is less than shown in the figure.

Das Korrigieren der mittels des Sensors 14 bestimmten Position des ersten Fahrzeugs 10 schließt das Berechnen eines Fehlers in dieser sensorermittelten Position basierend auf der Differenz dieser Position zur übermittelten genaueren Position der Mautstelle 12 ein.Correcting by means of the sensor 14 certain position of the first vehicle 10 concludes calculating an error in this sensor-averaged position based on the difference of that position to the transmitted more accurate position of the toll 12 one.

Es erfolgt nicht lediglich eine Korrektur der Position des ersten Fahrzeugs 10 zum Zeitpunkt, an dem dieses Fahrzeug die Mautstelle 12 passiert. Vielmehr erfolgt auch eine Korrektur von zukünftigen oder zeitlich zurückliegenden Positionen des ersten Fahrzeugs 10 auf Basis der übermittelten genaueren Position der Mautstation 12.It is not just a correction of the position of the first vehicle 10 at the time of this vehicle the toll booth 12 happens. Rather, there is also a correction of future or temporally past positions of the first vehicle 10 based on the transmitted position of the toll station 12 ,

Weiterhin erfolgt ein Korrigieren der mittels Sensoren 14', 14'' ermittelten Positionen der weiteren Fahrzeuge 10', 10'', die in einem definierten Zeitfenster um den Zeitpunkt, an dem das erste Fahrzeug die Mautstation 12 passiert, ebenfalls die Mautstation passieren, auf Basis des berechneten Fehlers in der sensorermittelten Position des ersten Fahrzeugs. Auch hier kann die Korrektur der sensorermittelten Positionen der weiteren Fahrzeuge 10', 10'' die Korrektur von zukünftigen und zeitlich zurückliegenden Positionen umfassen. Bevorzugt wird den weiteren Fahrzeugen 10', 10'' nicht die Position der Mautstelle 12 selbst, sondern lediglich der berechnete Fehler der sensorermittelten Position des ersten Fahrzeugs 10 zum Zeitpunkt, an dem das erste Fahrzeug 10 die Mautstation 12 passiert, übermittelt.Furthermore, a correction is carried out by means of sensors 14 ' . 14 '' Determined positions of other vehicles 10 ' . 10 '' in a defined time window at the time the first vehicle enters the tollbooth 12 happens to also pass through the toll station based on the calculated error in the sensor-averaged position of the first vehicle. Here too, the correction of the sensor-determined positions of the other vehicles 10 ' . 10 '' include the correction of future and past positions. Preference is given to the other vehicles 10 ' . 10 '' not the position of the tollbooth 12 itself, but only the calculated error of the sensor-determined position of the first vehicle 10 at the time when the first vehicle 10 the toll station 12 happens, transmitted.

Das zweite Objekt, dessen Position mit einer höheren Genauigkeit bekannt ist, muss nicht unbedingt dem Fahrzeug aktiv das Durchfahren mitteilen. Beispielsweise könnte das Durchfahren auch von der Fahrzeugsensorik z. B. mit einer Kamera erkannt werden. Bei dem zweiten Objekt kann es sich beispielsweise auch um eine in die Fahrbahn eingelassene Bake, wie beispielsweise einen RFID-Chip handeln, der beim Überfahren detektiert wird.The second object, whose position is known with a higher accuracy, does not necessarily have to actively signal the vehicle to pass through. For example, driving through could also be done by the vehicle sensor system z. B. be detected with a camera. The second object may, for example, also be a beacon embedded in the roadway, such as an RFID chip, which is detected when driving over.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können neben den sensorerfassten Positionsdaten auch weitere sensorerfasste Daten in ihrer Genauigkeit verbessert werden.By the method according to the invention, in addition to the sensor-detected position data, further sensor-recorded data can also be improved in terms of accuracy.

Die derart korrigierten Positionsdaten eines oder mehrerer Fahrzeuge 10, 10', 10'' können zur automatisierten Erstellung und/oder Korrektur einer digitalen Straßenkarte verwendet werden. The thus corrected position data of one or more vehicles 10 . 10 ' . 10 '' can be used to automatically create and / or correct a digital road map.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69823462 [0003]

Claims

Method for increasing the accuracy of sensor-detected position data, comprising the steps of: - determining the position of a first mobile object ( 10 ) by means of a sensor ( 14 ); Transmitting the position of a second object ( 12 ) of this second object ( 12 ) to the first moving object ( 10 ) at the time when the first moving object ( 10 ) the second object ( 12 ), the position of the second object ( 12 ) is determinable with a higher accuracy than the position of the first moving object ( 10 ); - Correct the by means of the sensor ( 14 ) determined position of the first movable object ( 10 ) based on the transmitted more precise position of the second object ( 12 ).

Method according to claim 1, wherein the time at which the first moving object ( 10 ) the second object ( 12 ) happens, as the time is determined at which the distance (a) of the first moving object ( 10 ) to the second object ( 12 ) is less than a predetermined threshold (s).

Method according to claim 1 or 2, wherein the second object ( 12 ) is immovable, so that the more accurate position of this object is a fixed position.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the correction by means of the sensor ( 14 ) determined position of the first movable object ( 10 ) calculating an error in this sensor-determined position based on the difference of this position to the transmitted, more accurate position of the second object ( 12 ).

Method according to one of claims 1 to 4, characterized by the additional step of: - correcting in relation to the time at which the first moving object ( 10 ) the second object ( 12 ) happens, future or past positions of the first moving object ( 10 ) based on the transmitted more precise position of the second object ( 12 ).

Method according to claim 4, characterized by the additional step of: - correcting by means of sensors ( 14 ' . 14 '' ) determined positions of other moving objects ( 10 ' . 10 '' ) in a defined time window at the time at which the first moving object ( 10 ) the second object ( 12 ) happens, also the second object ( 12 ) based on the calculated error in the sensor-averaged position of the first moving object, wherein the correction of the sensor-determined positions of the further moving objects ( 10 ' . 10 '' ) includes, in particular, the correction of future and past positions.

Method according to claim 6, wherein the further movable objects ( 10 ' . 10 '' ) not the position of the second object ( 12 ), but only the calculated error of the sensor-determined position of the first moving object ( 10 ) at the time when the first moving object ( 10 ) the second object ( 12 ) happens, is transmitted.

Method according to one of claims 1 to 7, wherein the position of the second object ( 12 ) by means of a data transmission with short range, in particular via infrared or a short range radio technology to the first moving object ( 10 ) is transmitted.

Method according to one of claims 1 to 8, wherein the position of the first movable object ( 10 ) is determined by GNSS.

Method according to one of claims 1 to 9, wherein the first moving object ( 10 ) is a vehicle, in particular a car, truck or motorcycle.

Method according to one of claims 1 to 10, wherein the second object ( 12 ) is a toll station.

Method according to one of claims 1 to 11, wherein the second object is also a moving object and its position is determined by means of additional and / or more accurate sensors than the position of the first moving object ( 10 ), so that the position of the second moving object is more accurate.

Use of the position data of one or more moving objects corrected using the method according to one of claims 1 to 12 10 . 10 ' . 10 '' for in particular automated creation and / or correction of a digital road map.

Method for detecting sudden and / or temporary disturbances and / or changes in traffic routes, with the steps: Capturing data containing information about characteristics of traffic lanes by multiple sensors in several vehicles, as required Transmitting the collected data from the vehicles to a central evaluation unit, - Fusing and / or combining the determined data of the individual sensors together in the evaluation, so that by an evaluation of the totality of the data conclusions on the presence of sudden and / or temporary disturbances on the roads can be obtained.

The method of claim 14, wherein a sudden change of the sensor signals generated by a plurality of sensors in different vehicles is registered at the same position, is used as an indicator of a fault occurred at this position of the traffic route.

Use of the sudden and / or temporary disturbances on traffic routes detected by a method according to one of claims 14 or 15 for adaptation of navigation information or instructions, in particular for adaptation of the prediction of the anticipated travel time by a navigation system.