DE102011112404B4 - Method for determining the position of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Kraftfahrzeugs (10) durch a) Erfassen zumindest eines Objekts (14) in einem Umfeld des Kraftfahrzeugs (10), b) Ermitteln der Position des Objekts (14) anhand einer digitalen Landkarte, c) Ermitteln eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug (10) und dem Objekt (14), d) zusätzliches Ermitteln einer Lageinformation des Objekts (14) in Bezug zu dem Kraftfahrzeug (10) durch Berücksichtigung eines ermittelten Lenkwinkels durch Kartenabgleich und e) Bestimmen der Position des Kraftfahrzeugs (10) anhand der Position des Objekts (14), des ermittelten Abstands und der ermittelten Lageinformation.Method for determining a position of a motor vehicle (10) by a) detecting at least one object (14) in the surroundings of the motor vehicle (10), b) determining the position of the object (14) using a digital map, c) determining a distance between the motor vehicle (10) and the object (14), d) additional determination of position information of the object (14) in relation to the motor vehicle (10) by taking into account a determined steering angle by map comparison and e) determining the position of the motor vehicle (10) based on the position of the object (14), the determined distance and the determined positional information.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines Kraftfahrzeugs. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method for determining the position of a motor vehicle. Moreover, the present invention relates to a motor vehicle.
Eine möglichst exakte Bestimmung der Position eines Kraftfahrzeugs ist für Navigationssysteme und Fahrerassistenzsysteme von großer Bedeutung. Zur Bestimmung der Position eines Kraftfahrzeugs werden üblicherweise Satellitenortungssysteme wie GPS verwendet. Hierbei können allerdings Messtoleranzen bis zu 20 Metern auftreten. Mit Hilfe eines Kartenabgleichs (Map Matching), bei dem die gemessene Position mittels einer digitalen Karte abgeglichen wird, kann die Positionsbestimmung eines Kraftfahrzeugs verbessert werden. Hierbei werden Informationen über die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs berücksichtigt. Zusätzlich wird berücksichtigt, dass sich das Kraftfahrzeug nur auf vorgegebenen Straßen bewegen kann. Bei der satellitengestützten Navigation treten vor allem Fehler bezüglich der Längspositionierung des Kraftfahrzeugs auf. Diese entstehen üblicherweise bei langen Fahrten auf geraden Strecken.An exact determination of the position of a motor vehicle is of great importance for navigation systems and driver assistance systems. To determine the position of a motor vehicle satellite positioning systems such as GPS are usually used. However, measuring tolerances of up to 20 meters can occur. With the aid of a map matching, in which the measured position is adjusted by means of a digital map, the position determination of a motor vehicle can be improved. In this case, information about the speed of the motor vehicle is taken into account. In addition, it is considered that the motor vehicle can only move on predetermined roads. In the case of satellite-based navigation, errors occur primarily with respect to the longitudinal positioning of the motor vehicle. These usually arise during long journeys on straight stretches.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Weg aufzuzeigen, wie die Bestimmung der Position eines Kraftfahrzeugs auf einfache Weise verbessert werden kann.The object of the present invention is to show a way in which the determination of the position of a motor vehicle can be easily improved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a motor vehicle according to claim 4. Advantageous developments of the present invention are specified in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Kraftfahrzeugs umfasst die folgenden Schritte:
- a) Erfassen zumindest eines Objekts in einem Umfeld des Kraftfahrzeugs,
- b) Ermitteln der Position des Objekts anhand einer digitalen Landkarte,
- c) Ermitteln eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt,
- d) zusätzliches Ermitteln einer Lageinformation des Objekts in Bezug zu dem Kraftfahrzeug durch Berücksichtigung eines ermittelten Lenkwinkels durch Kartenabgleich und
- e) Bestimmen der Position des Kraftfahrzeugs anhand der Position des Objekts, des ermittelten Abstands und der ermittelten Lageinformation.
- a) detecting at least one object in an environment of the motor vehicle,
- b) determining the position of the object on the basis of a digital map,
- c) determining a distance between the motor vehicle and the object,
- d) additional determination of a position information of the object in relation to the motor vehicle by taking into account a determined steering angle by map matching and
- e) determining the position of the motor vehicle based on the position of the object, the determined distance and the determined position information.
Zunächst wird ein Objekt erfasst, dessen Position in einer entsprechenden digitalen Landkarte bzw. Straßenkarte hinterlegt ist. Der Abstand von dem Kraftfahrzeug zu diesem Objekt kann z. B. mit einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Anhand dieses Abstands und der Information aus der digitalen Landkarte kann die Position des Kraftfahrzeugs genauer bestimmt werden, als dies beispielsweise mit einem Satellitenortungssystem möglich ist. Hierbei können auch mehrere Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst werden und somit der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt noch genauer bestimmt werden. Durch diese genauere Information kann eine verbesserte Navigation des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden. Zudem können Fahrerassistenzsysteme, die eine Information über die Position des Kraftfahrzeugs benötigen, zuverlässiger betrieben werden.First, an object is detected whose position is stored in a corresponding digital map or road map. The distance from the motor vehicle to this object can, for. B. with a sensor device of the motor vehicle can be determined. On the basis of this distance and the information from the digital map, the position of the motor vehicle can be determined more accurately than is possible, for example, with a satellite positioning system. In this case, several objects in the environment of the motor vehicle can be detected and thus the distance between the motor vehicle and the object can be determined even more accurately. This more accurate information allows improved navigation of the motor vehicle. In addition, driver assistance systems that require information about the position of the motor vehicle can be operated more reliably.
Zudem wird bei Durchführung des Verfahrens im Schritt c) eine Lageinformation des Objekts in Bezug zu dem Kraftfahrzeug bestimmt. Hierbei kann die Lage des Objekts zu dem Kraftfahrzeug bezüglich zweier Raumrichtungen erfasst werden. Zur Bestimmung der relativen Lage des Objekts zu dem Kraftfahrzeug können zusätzlich zu der digitalen Landkarte auch Information von Fahrzeugsensoren genutzt werden. Vorliegend wird der Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs berücksichtigt. Zudem kann beispielsweise die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. Dabei erfolgt auch ein entsprechender Kartenabgleich. Somit kann zusätzlich zum Abstand auch eine Lageinformation des Objekts in Bezug zu dem Kraftfahrzeug ermittelt werden und die Position des Kraftfahrzeugs noch genauer bestimmt werden.In addition, when the method is carried out in step c), a position information of the object in relation to the motor vehicle is determined. In this case, the position of the object to the motor vehicle with respect to two spatial directions can be detected. To determine the relative position of the object to the motor vehicle, information from vehicle sensors can also be used in addition to the digital map. In the present case, the steering angle of the motor vehicle is taken into account. In addition, for example, the speed or the acceleration of the motor vehicle can be taken into account. There is also a corresponding map adjustment. Thus, in addition to the distance, a position information of the object in relation to the motor vehicle can be determined and the position of the motor vehicle can be determined even more accurately.
In einer Ausführungsform wird die Position des Kraftfahrzeugs auch mit einem Satellitenortungssystem bestimmt und diese Position wird anhand der in Schritt e) bestimmten Position verifiziert und/oder korrigiert. Da bei der mit einem Satellitenortungssystem ermittelten Position des Kraftfahrzeugs üblicherweise Messtoleranzen im Bereich von bis zu 20 Metern auftreten können, kann die Position des Kraftfahrzeugs anhand der Position, die anhand der Position des Objekts und des ermittelten Abstands bestimmt wurde, korrigiert werden. Somit kann die Position des Kraftfahrzeugs zuverlässig bestimmt werden und eine zuverlässigere Navigation des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden.In one embodiment, the position of the motor vehicle is also determined with a satellite positioning system and this position is verified and / or corrected on the basis of the position determined in step e). Since in the position of the motor vehicle determined by a satellite positioning system, measuring tolerances in the range of up to 20 meters can usually occur, the position of the motor vehicle can be corrected on the basis of the position determined on the basis of the position of the object and the determined distance. Thus, the position of the motor vehicle can be reliably determined and a more reliable navigation of the motor vehicle can be made possible.
Die mit dem Satellitenortungssystem ermittelte Position kann auch zum Identifizieren des Objekts genutzt werden. Hierbei kann anhand der Position ein entsprechender Bereich in der digitalen Landkarte nach dort gespeicherten Objekten durchsucht werden. Somit kann anhand der Positionsinformation des Satellitenortungssystems das erfasste Objekt eindeutig bestimmt werden.The position determined with the satellite positioning system can also be used to identify the object. In this case, a corresponding area in the digital map can be searched for objects stored there on the basis of the position. Thus, based on the position information of the satellite positioning system, the detected object can be uniquely determined.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird als Objekt ein Verkehrszeichen, eine Verkehrsanlage, ein Gebäude oder eine Fahrbahn erfasst. Als Objekt werden üblicherweise nicht bewegliche Objekte bzw. Landmarken erfasst. Als Verkehrsanlagen können Ampeln, Straßenleuchten oder dergleichen erfasst werden. Zudem können auch Tunnel, Brücken oder andere Gebäude erfasst werden. Solche Objekte sind flächendeckend vorhanden und somit kann die Position anhand dieser Objekte zuverlässig bestimmt werden.In an advantageous embodiment, a traffic sign, a traffic system, a building or a roadway is detected as the object. As an object, non-moving objects or landmarks are usually detected. As traffic lights traffic lights, street lights or the like can be detected. In addition, tunnels, bridges or other buildings can be recorded. Such objects are available everywhere and thus the position can be reliably determined based on these objects.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Sensoreinrichtung zum Erfassen zumindest eines Objekts in einem Umfeld des Kraftfahrzeugs, eine Erfassungseinrichtung zum Ermitteln eines Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt, eine Speichereinrichtung, auf der eine digitale Landkarte hinterlegt ist, eine Steuereinrichtung zum Ermitteln der Position des Objekts anhand der digitalen Landkarte und einen Sensor zum Erfassen eines Lenkwinkels, wobei die Steuereinrichtung zusätzlich dazu ausgebildet ist, eine Lageinformation des Objekts in Bezug zu dem Kraftfahrzeug durch Berücksichtigung eines ermittelten Lenkwinkels durch Kartenabgleich zu ermitteln und die Position des Kraftfahrzeugs anhand der Position des Objekts, des ermittelten Abstands und der ermittelten Lageinformation zu bestimmen.The motor vehicle according to the invention comprises a sensor device for detecting at least one object in an environment of the motor vehicle, a detection device for determining a distance between the motor vehicle and the object, a memory device on which a digital map is stored, a control device for determining the position of the object the digital map and a sensor for detecting a steering angle, wherein the control device is additionally adapted to determine a position information of the object with respect to the motor vehicle by taking into account a determined steering angle by map matching and the position of the motor vehicle based on the position of the object, the determined Distance and the determined position information to determine.
Die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Weiterbildungen sind in analoger Weise die des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.The developments described above in connection with the method according to the invention are analogous to those of the motor vehicle according to the invention.
In einer Ausführungsform umfasst die Sensoreinrichtung eine Kamera. Eine Kamera oder eine andere optische Sensoreinrichtung ist üblicherweise in einem Kraftfahrzeug – beispielsweise als Teil eines Fahrerassistenzsystems – vorhanden. Daher entstehen keine zusätzlichen Kosten für den Einbau und zudem kann Bauraum eingespart werden.In one embodiment, the sensor device comprises a camera. A camera or other optical sensor device is usually present in a motor vehicle, for example as part of a driver assistance system. Therefore, there are no additional costs for installation and also space can be saved.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Bildverarbeitungsprogramm in einem Speicher der Erfassungseinrichtung abgelegt und die Erfassungseinrichtung bringt dieses zum Ermitteln des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt zum Ablauf. So kann z. B. anhand der Abmessungen des erfassten Objekts mittels eines Bildverarbeitungsprogramms der Abstand zu dem Objekt ermittelt werden. Zu diesem Zweck können entsprechende Eigenschaften der Objekte in der digitalen Landkarte oder in einem anderen Datenspeicher abgelegt sein. Als Erfassungseinrichtung kann auch die Kamera der Sensoreinrichtung oder beispielsweise zwei Kameras genutzt werden. Somit kann auf einfache Weise der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt mit einer hohen Messgenauigkeit bestimmt werden.In a further embodiment, an image processing program is stored in a memory of the detection device and the detection device brings this to determine the distance between the motor vehicle and the object to the process. So z. B. based on the dimensions of the detected object by means of an image processing program, the distance to the object can be determined. For this purpose, corresponding properties of the objects can be stored in the digital map or in another data memory. As a detection device and the camera of the sensor device or, for example, two cameras can be used. Thus, the distance between the motor vehicle and the object can be determined with a high accuracy of measurement in a simple manner.
Bevorzugt ist die Steuereinrichtung mit einem Datenbus mit der Erfassungseinrichtung gekoppelt. Auch die Sensoreinrichtung und entsprechende Datenspeicher können mit dem Datenbus verbunden sein. Somit können die Daten mit Informationen über Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt besonders einfach an die Steuereinrichtung übermittelt werden.Preferably, the control device is coupled to a data bus with the detection device. The sensor device and corresponding data memory can also be connected to the data bus. Thus, the data with information about the distance between the motor vehicle and the object can be transmitted to the control device in a particularly simple manner.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Figur eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, in dessen Umfeld sich ein Objekt befindet.The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The figure shows a schematic representation of a motor vehicle, in the environment of which an object is located.
Die Fig. zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs
Das Kraftfahrzeug
Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug
Von der Sensoreinrichtung
Die Steuereinrichtung
Die Sensoreinrichtung
Das mittels der Sensoreinrichtung
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Legal Events
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Effective date: 20141223 |
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