DE102011115354A1 - Method for absolute position determination for navigating trailer on base of e.g. factory, involves moving vehicle at maximum speed based on calculated rotational position - Google Patents

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Abstract

The method involves admitting the overall pattern (3') for the entire potential driving portion (4) in a database. The bottom image (7) of the base (2) is received based on the position relative to the vehicle through the camera. The pattern of the bottom image is stored in the database, and is compared with the overall pattern of samples (3). The rotational position of the vehicle in the overall pattern is calculated automatically. The vehicle is moved at the maximum speed based on the calculated rotational position.

Description

I. AnwendungsgebietI. Field of application

Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren für autonom, insbesondere in einer begrenzten Umgebung, unbemannt fahrende Fahrzeuge.The invention relates to a navigation method for autonomous, in particular in a limited environment, unmanned vehicles.

II. Technischer HintergrundII. Technical background

Für die Navigation werden bei bekannten Lösungen häufig optische, berührungslose Verfahren verwendet.For navigation, known solutions often use optical, non-contact methods.

Ein bekanntes Navigationsverfahren für Genauigkeitsanforderungen im Bereich von wenigen Metern ist die Navigation mittels GPS, die jedoch größere Genauigkeiten nicht erreichen kann und in geschlossenen Gebäuden in der Regel wegen der Abschirmung der Kommunikation gegenüber dem GPS Satelliten nicht anwendbar ist.A well-known navigation method for accuracy requirements in the range of a few meters is navigation by means of GPS, which, however, can not achieve greater accuracies and is not applicable in closed buildings because of the shielding of the communication from the GPS satellite.

Für die Navigation von Fahrzeugen mit höherer Genauigkeit, insbesondere innerhalb von geschlossenen Gebäuden, beispielsweise in Fabrikhallen, Krankenhäusern etc., und vor allem, wenn die Fahrzeuge damit selbsttätig an andere Fahrzeuge oder Anhänger andocken sollen, sind andere Verfahren bekannt.For the navigation of vehicles with higher accuracy, especially within closed buildings, for example in factory buildings, hospitals, etc., and especially when the vehicles are to dock with it automatically to other vehicles or trailers, other methods are known.

Aus der US 6,868,307 ist ein Navigationsverfahren für einen Reinigungsroboter für Bodenflächen bekannt.From the US 6,868,307 For example, a navigation method for a floor surface cleaning robot is known.

Dieser besitzt zumindest eine Kamera, welche nach unten auf den Boden gerichtet ist, alternativ eine zusätzliche Kamera, die nach oben gegen die Decke gerichtet ist.This has at least one camera, which is directed down to the ground, alternatively an additional camera, which is directed upwards against the ceiling.

Die nach unten gerichtete Kamera nimmt Bodenbilder auf, aus der spezielle Merkmale der optisch ungleichmäßigen Bodengestaltung entnommen und dazu benutzt werden, beim Weiterfahren des Fahrzeuges Fahrtrichtung und zurückgelegte Distanz seit dem letzten Bild zu bestimmen, wofür sehr viele Bilder, beispielsweise 1500 pro Sekunde, aufgenommen werden.The downward-facing camera captures ground images from which special features of the optically uneven ground design are extracted and used to determine the direction of travel and the distance traveled since the last image as the vehicle continues, for which a large number of images, for example, 1500 per second, are taken ,

Hier wird also eine Relativnavigation gegenüber dem letzten vorhergehenden Bodenbild durchgeführt, was den Nachteil hat, dass bei jedem Schritt vorhandene Fehler kumuliert werden, so dass ein solches relatives Navigationsverfahren – je nach der geforderten Genauigkeit – nach einiger Zeit evtl. keine verwertbare Positioniergenauigkeit mehr liefert.Here, therefore, a relative navigation compared to the last previous floor image is performed, which has the disadvantage that at each step existing errors are cumulated, so that such a relative navigation method - depending on the required accuracy - after some time possibly no usable positioning accuracy provides more.

Da Fahrtrichtung und Fahrtstrecke für die Navigation nur sinnvoll verwendet werden können, wenn zunächst einmal ein Ausgangspunkt bekannt ist, wird vorab eine Positionsbestimmung durchgeführt. Diese erfolgt mittels der Deckenbilder, die die nach oben gerichtete Kamera aufnimmt.Since the direction of travel and the route can only be meaningfully used for the navigation, if initially a starting point is known, a position determination is carried out in advance. This is done by means of the ceiling pictures, which receives the upward-facing camera.

Dabei werden auffällige Elemente an der Decke zur Orientierung benutzt, beispielsweise Deckenleuchten. Unklar ist, ob hier nur eingeschaltete Deckenleuchten verwertbar sind.In this case, eye-catching elements are used on the ceiling for orientation, such as ceiling lights. It is unclear whether only switched-on ceiling lights are usable here.

Zum einen hat dies den Nachteil, dass hier ein hoher Streulichtanteil in die nach oben gerichtete Kamera eintreten kann, zum anderen, dass gerade Deckenleuchten häufig in einer regelmäßigen Anordnung vorhanden sind, wodurch eine eindeutige Positionsbestimmung erschwert wird oder vollkommen unmöglich wird.On the one hand, this has the disadvantage that here a high amount of stray light can enter the camera pointing upwards, on the other hand, that straight ceiling lights are often present in a regular arrangement, whereby a clear position determination is difficult or completely impossible.

Erst wenn zusätzliche Merkmale, die nicht regelmäßig vorhanden sind, hinzugenommen werden, beispielsweise Rauchmelder oder ähnliches, ist überhaupt eine eindeutige Positionsbestimmung möglich.Only when additional features that are not regularly available are added, for example smoke detectors or the like, can an unambiguous position determination be possible at all.

Ein weiterer Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass sowohl für die Bodenbilder als auch für die Deckenbilder separate Datenbanken mit Bildern vorgehalten werden müssen, abgesehen vom Aufwand der zwei Kameras.Another disadvantage of this approach is that separate databases of images must be kept for both the floor images and the ceiling pictures, apart from the expense of the two cameras.

Gemäß der EP 0 366 350 navigiert ein unbemanntes Fahrzeug mittels nur einer einzigen, gegen die Decke gerichteten Kamera, indem es das dort aufgenommene Bild mit entsprechenden Bildern aus der Datenbank, die wie bei der US-Schrift mittels einer vorangegangenen Lernfahrt aufgenommen wurden, vergleicht.According to the EP 0 366 350 navigates an unmanned vehicle by means of a single, directed against the ceiling camera by comparing the image recorded there with corresponding images from the database, which were taken as in the US script by means of a previous learning drive.

Auch hier werden Deckenlampen als Unterscheidungsmerkmale an der Decke herangezogen, die jedoch die vorher erwähnten Nachteile besitzen.Here, ceiling lamps are used as distinguishing features on the ceiling, however, have the aforementioned disadvantages.

Wie bei allen Navigationsverfahren anhand von Deckenbilden besteht auch hier der Nachteil, dass der Abstand der Deckenkamera von der Decke nicht immer exakt gleich ist und damit die Größe der von der Deckenkamera aufgenommenen Deckenelemente nicht immer ihrer tatsächlichen Größe entspricht, so dass eine genaue Navigation damit unmöglich ist.As with all navigation methods based on Deckenbilden here is the disadvantage that the distance of the ceiling camera from the ceiling is not always exactly the same and thus the size of the ceiling camera recorded ceiling elements does not always correspond to their actual size, so that an accurate navigation impossible is.

Aus der DE 10 2004 025 149 ist ein Navigationssystem für Fahrzeuge bekannt, bei denen als Sensorchip derjenige einer optischen Computermaus verwendet wird. Dadurch wird die Bewegung des Fahrzeuges über Grund ermittelt.From the DE 10 2004 025 149 a navigation system for vehicles is known in which as a sensor chip that of an optical computer mouse is used. As a result, the movement of the vehicle over ground is determined.

Wie erläutert, werden dabei jedoch die bei jedem Relativversatz zwischen vorangehendem und nächstem Bild auftretenden Fehler kumuliert, was nach bereits kurzer Fahrtstrecke eine zu stark verfälschte Positionsbestimmung ergibt, selbst wenn man von einem definierten Startpunkt aus losfährt.As explained, however, the errors occurring at each relative offset between the preceding and next image are cumulated, which results in an excessively distorted position determination even after a short journey even if one starts from a defined starting point.

III. Darstellung der Erfindung III. Presentation of the invention

a) Technische Aufgabea) Technical task

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein optisches, automatisches Navigationssystem für autonom, vorzugsweise in einer begrenzten Umgebung, mannlos fahrende sowie insbesondere auch an- und abkuppelnde Fahrzeuge zu schaffen, welches in der Lage ist, das Fahrzeug sehr genau, insbesondere im Genauigkeitsbereich von weniger als 1 cm, zu führen bei möglichst geringem technischen Aufwand.It is therefore the object of the invention to provide an optical, automatic navigation system for autonomous, preferably in a limited environment, unmanned and especially also on and uncoupling vehicles, which is able to the vehicle very accurately, especially in the accuracy range less than 1 cm, with the least possible technical effort.

b) Lösung der Aufgabeb) Solution of the task

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung werden nachfolgend einige Begriffe nachfolgend definiert:For the purposes of the present application, some terms are defined below:

Original-Muster:Original pattern:

Das auf dem Untergrund vorhandene Originalmuster, seien es die Schlieren eines Linoleumbodens oder die unterschiedlichen Einlagerungen in einem Beton oder Naturstein oder die hellen und dunklen, sich abwechselnden Fasern in einer Spanplatte.The original patterns present on the ground, be it the streaks of a linoleum floor or the different deposits in a concrete or natural stone or the light and dark, alternating fibers in a chipboard.

Muster-Merkmal:Template feature:

Die definierbaren optischen Details eines solchen Original-Musters, beispielsweise die dunklen Fasern gegenüber der Mehrzahl der hellen Fasern oder über einem Grenzwert liegende lange Fasern gegenüber den restlichen kürzeren Fasern bei einer Spanplatte.The definable optical details of such an original pattern, such as the dark fibers versus the majority of the light fibers or overlying long fibers versus the remaining shorter fibers in a chipboard.

Reduziertes Muster:Reduced pattern:

Das auf die definierbaren optischen Details reduzierte Muster.The pattern reduced to the definable optical details.

Gesamt-Muster:Total sample:

Das sich über der Gesamtfläche erstreckende Muster.The pattern extending over the total area.

Extrahiertes Merkmal:Extracted characteristic:

Eine aus einem Muster-Merkmal bestimmte, eindeutige geometrische Position, in aller Regel also ein Punkt, beispielsweise der Mittelpunkt oder Schwerpunkt eines flächigen Muster-Merkmals, und/oder die – z. B. in einer Richtung definierte – Spitze einer Faser oder das Ende einer Schliere.A unique geometrical position determined from a pattern feature, generally a point, for example the center or centroid of a two-dimensional pattern feature, and / or the -. B. defined in one direction - tip of a fiber or the end of a streak.

Extrahiertes Muster:Extracted pattern:

Die Absolutlage und/oder auch die Relativlage aller aus den Muster-Merkmalen extrahierten Merkmale zueinander, also in aller Regel ein Punkt-Muster.The absolute position and / or the relative position of all extracted from the pattern features features each other, so usually a dot pattern.

Merkmals-Gruppe:Feature group:

Eine Gruppe von extrahierten Merkmalen, in der Regel eine Gruppe von Punkten, erstellt nach vorgegebenen Gruppenbildungskriterien, z. B. Anzahl der Merkmale = Punkte pro Gruppe und definiert durch die Relativlage dieser extrahierten Merkmale innerhalb der Merkmals-Gruppe zueinander (Relativlage-Daten), und ggf. zusätzliche, insbesondere nicht geometrische, Aussagen, wie z. B. dass zwei Merkmale einer Gruppe Bestandteil derselben Holzfaser sind, etwa deren beide Enden.A group of extracted features, usually a group of points, created according to given grouping criteria, eg. B. number of features = points per group and defined by the relative position of these extracted features within the feature group to each other (relative position data), and possibly additional, in particular non-geometric, statements such. B. that two features of a group are part of the same wood fiber, such as both ends.

Dreieck:Triangle:

Beispiel der geometrischen Wiedergabe einer aus drei Punkten bestehenden Gruppe. Die Gruppe kann auch aus mehr als 3 Merkmalen bzw. Punkten bestehen. Gespiegelte Dreiecke sind nicht zueinander identisch wegen des nicht übereinstimmenden Drehsinnes.Example of geometric rendering of a group of three points. The group can also consist of more than 3 characteristics or points. Mirrored triangles are not identical because of the mismatched sense of rotation.

Datenbank:Database:

Das extrahierte Muster ist in der Datenbank hinterlegt, indem für jede Merkmals-Gruppe und/oder für jedes extrahierte Merkmal ein Datensatz existiert, der

  • a) dessen Form und Größe (Relativlage-Daten) eindeutig definiert, indem mindestens die geometrischen Angaben (z. B. Strecken-Längen und/oder Winkel), die die Relativlage der Merkmale der Merkmals-Gruppe relativ zueinander eindeutig beschreiben
  • b) als auch deren absolute Lage (Position und Orientierung) in Form der Absolutlage-Daten innerhalb der Gesamtfläche eindeutig definiert.
The extracted pattern is stored in the database by having for each feature group and / or for each extracted feature a record that
  • a) its shape and size (relative position data) uniquely defined by at least the geometric information (eg, track lengths and / or angles) that clearly describe the relative position of the features of the feature group relative to each other
  • b) as well as their absolute position (position and orientation) in the form of the absolute position data within the total area clearly defined.

Lage oder Position:Location or position:

Umfasst in aller Regel immer auch die in der Aufsicht betrachtete Drehlage dieses Objektes.As a rule, always includes the rotational position of this object considered in the plan view.

Der wichtigste Vorgang für das automatische Navigieren eines Fahrzeuges ist die Positionsbestimmung, in diesem Fall die Positionsbestimmung des Fahrzeuges auf dem Untergrund, auf dem sich die sichtbaren, aus einzelnen Mustermerkmalen bestehenden, Muster befinden.The most important process for the automatic navigation of a vehicle is the determination of the position, in this case the position of the vehicle on the ground, on which the visible patterns consisting of individual pattern features are located.

Dabei muss zunächst das über die gesamte mögliche Verfahrfläche des Fahrzeuges vorhandene Muster, also das Gesamtmuster, bekannt und in recherchierbarer Form hinterlegt sein, beispielsweise in einer Datenbank.First of all, the pattern existing over the entire possible traversing surface of the vehicle, that is to say the overall pattern, must be known and stored in searchable form, for example in a database.

Zur Positionsbestimmung des Fahrzeuges nimmt das Fahrzeug mittels einer oder mehrerer gegen den Untergrund gerichteten Kamera ein Bodenbild auf. Die Kamera befindet sich zumindest während des Anfertigens der Aufnahme, also des Bodenbildes, in einer definierten, bekannten Relativlage zum Fahrzeug und ist insbesondere fest im Fahrzeug in einer bekannten Relativlage montiert, so dass von der Lage des Bodenbildes auf dem optischen Sensor, beispielsweise einem CCD-Sensor der Kamera, auf die Lage des Fahrzeuges relativ zu diesem Bodenbild hinsichtlich Position und auch Drehlage des Fahrzeuges geschlossen werden kann.To determine the position of the vehicle, the vehicle picks up a ground image by means of one or more cameras directed against the ground. The camera is at least during the preparation of the recording, so the bottom image, in a defined, known relative position to the vehicle and in particular fixedly mounted in the vehicle in a known relative position, so that the position of the bottom image on the optical sensor, such as a CCD Sensor of the camera, the position of the vehicle relative to this ground image in terms of position and rotational position of the vehicle can be closed.

Zusätzlich jedoch muss ermittelt werden, wo sich der durch das Bodenbild aufgenommene Teil des Musters innerhalb des Gesamtmusters befindet.In addition, however, it must be determined where the part of the pattern taken up by the bottom image is located within the overall pattern.

Eine theoretische Möglichkeit bestünde darin, das Gesamtmuster in seiner Originalform abzuspeichern, und mittels EDV-Unterstützung den Bereich zu suchen, der mit dem als Bodenbild aufgenommenen Abschnitts des Originalmusters identisch übereinstimmt.A theoretical possibility would be to save the overall pattern in its original form, and to search by means of EDP support the area which coincides identically with the portion of the original pattern taken up as a bottom image.

In der Praxis führt diese Vorgehensweise jedoch so gut wie nie zum Erfolg, da die beim Erfassen des originalen Gesamtmusters angefertigten Aufnahmen mit den später beim Aufnehmen eines Bodenbildes auszugsweise hergestellten Aufnahmen sich meistens aufgrund von

  • – dabei unterschiedlichen Lichtverhältnissen
  • – demzufolge oft auch unterschiedlichen Blenden und anderen Einstellungen,
  • – unterschiedlichem Verschmutzungsgrad des Bodens und damit des Musters usw.
unterscheiden, so dass häufig die mit dem Bodenbild identisch übereinstimmende Stelle des Gesamtmusters nicht sicher ermittelt werden kann.In practice, this approach, however, almost never to success, since the captured when capturing the original overall pattern recordings with the later when taking a floor image extracts produced mostly due to
  • - while different light conditions
  • - as a result often different apertures and other settings,
  • - Different degree of contamination of the soil and thus the pattern, etc.
different, so that often can not be determined with certainty identical to the bottom image identical location of the overall pattern.

Ein weiterer Nachteil dieser Vorgehensweise ist der hohe Speicherbedarf, wenn das Originalmuster mit allen Details insgesamt gespeichert werden soll.Another disadvantage of this approach is the high memory requirements, if the original pattern with all the details should be stored in total.

Deshalb wird an Stelle des Originalmusters mit allen seinen Merkmalen nur das extrahierte Muster aus den extrahierten Merkmalen, meist einzelnen Punkten, für den späteren Vergleich mit den Bodenbildern verwendet.Therefore, instead of the original pattern with all its features, only the extracted pattern from the extracted features, mostly individual points, is used for later comparison with the floor images.

Diese Vorgehensweise ist nur unter der weiteren Einschränkung machbar, dass als Originalmuster und daraus abgeleitetes Muster nur solche ausgewählt werden, die

  • – entweder für jeden Ort innerhalb des potentiellen Fahrbereiches des Fahrzeuges, also innerhalb des Gesamtmusters, nur einmal vorhanden sind
  • – oder die innerhalb des Gesamtmusters mehrfach vorhanden sind, jedoch mit so großem Abstand, dass zwei bei maximaler Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges hintereinander aufgenommene Bodenbilder einen kleineren Abstand besitzen als der Abstand zwischen zwei Wiederholungen des Musters auf dem Gesamtmuster.
This procedure is only feasible with the further restriction that only those are selected as the original pattern and the pattern derived therefrom
  • - Either for each location within the potential driving range of the vehicle, so within the overall pattern, are present only once
  • - or which are multiple in the overall pattern, but with such a large distance that two at a maximum speed of the vehicle consecutively recorded floor images have a smaller distance than the distance between two repetitions of the pattern on the overall pattern.

Für die Absolutbestimmung der Position und Orientierung hat man in der Regel nicht nur das Bodenbild zur Verfügung, sondern zusätzlich eine Grobbestimmung, in welchem Bereich sich das Fahrzeug befinden könnte, ausgehend z. B. von dem letzten berechneten Standort des Fahrzeuges und der seither zurückgelegten Fahrzeit, Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit, selbst wenn man Detailangaben wie den Schlupf und die exakte Fahrtrichtung nicht genau kennt.For the absolute determination of the position and orientation you usually have not only the bottom image available, but in addition a rough determination, in which area the vehicle could be, starting z. B. from the last calculated location of the vehicle and the travel time traveled since then, direction of travel and driving speed, even if you do not know details such as the slip and the exact direction of travel exactly.

Deshalb wird bevorzugt mit jedem angefertigten Bodenbild des Fahrzeuges erneut eine absolute Positions- und Lagebestimmung des Fahrzeuges durchgeführt, wobei mit absolut die Positionsbestimmung in Absolutwerten innerhalb der Gesamtfläche, also des gesamten potentiellen Fahrbereiches und damit des Gesamtmusters, zu verstehen ist.For this reason, an absolute position and position determination of the vehicle is again preferably carried out with each floor image of the vehicle produced, absolute absolute determination of the position in absolute values within the total area, that is to say the entire potential driving area and thus of the overall pattern.

Falls sich der Untergrund, auf dem sich das Fahrzeug bewegt, aus einzelnen Platten zusammengesetzt ist, kann die Grobbestimmung der Fahrzeugposition auch durch Registrierung der seit der letzten Positionsbestimmung überfahrenen Grenzen zwischen einzelnen Bodenplatten dienen (wofür es aber notwendig ist, dass der Untergrund lückenlos mittels Bodenbildern beim Fahren des Fahrzeuges abgetastet wird), zusammen mit oder alternativ zu der Fahrtrichtung und der Fahrgeschwindigkeit und/oder Fahrzeit, so dass die Grobbestimmung insbesondere den Aufenthalt des Fahrzeuges innerhalb einer bestimmten Bodenplatte ergibt.If the ground on which the vehicle is moving is composed of individual plates, the coarse determination of the vehicle position can also serve by registering the boundaries between individual floor slabs run over since the last position determination (for which, however, it is necessary that the ground be completely covered by floor images is scanned when driving the vehicle), together with or as an alternative to the direction of travel and the driving speed and / or driving time, so that the coarse determination in particular results in the residence of the vehicle within a certain floor slab.

Ausgehend von der Grobbestimmung der Fahrzeugposition wird – unabhängig wie diese Grobbestimmung durchgeführt wird – ein möglicher Lagebereich des Fahrzeuges definiert und für die Feinbestimmung der Fahrzeugposition das Muster, insbesondere das abstrahierte Muster, aus dem Bodenbild ausschließlich mit den hinterlegten Mustern, insbesondere den abstrahierten Mustern, aus diesen möglichen Lagebereich verglichen, wodurch der Rechenaufwand ganz erheblich minimiert wird.Starting from the rough determination of the vehicle position, a possible positional range of the vehicle is defined independently of this coarse determination, and for the fine determination of the vehicle position, the pattern, in particular the abstracted pattern, from the bottom image exclusively with the stored patterns, in particular the abstracted patterns compared to this possible position range, whereby the computational effort is minimized considerably.

Der Speicher- und Rechenaufwand und vor allem die Ergebnisgenauigkeit und Reproduzierbarkeit werden erfindungsgemäß weiter dadurch verbessert, dass aus den Mustern – also sowohl dem Gesamtmuster des Bodens als auch den ausschnittweisen Mustern, wie sie in den Bodenbildern enthalten sind – nicht die originalen Mustermerkmale, also definierbaren optischen Details eines solchen Musters (beispielsweise die dunklen Fasern in einer Spanplatte gegenüber der Mehrzahl der hellen Fasern oder Ähnliches), erfasst und abgespeichert, sondern stattdessen aus diesen definierbaren optischen Details der Originalmuster extrahierte Merkmale und Muster erstellt werden, die somit eine möglichst eindeutige geometrische Position innerhalb des Gesamt-Musters und auch innerhalb des einzelnen Mustermerkmales repräsentieren sollen. In aller Regel handelt es sich bei den extrahierten Merkmalen um einzelne Punkte.The memory and computational effort and especially the accuracy of results and reproducibility are inventively further improved by the fact that from the patterns - ie both the overall pattern of the soil and the not the original pattern features, ie definable optical details of such a pattern (for example, the dark fibers in a particle board versus the majority of the light fibers or the like), captured and stored, but instead from these definable optical features of the original pattern extracted features and patterns are created, which are thus to represent the most unambiguous geometric position within the overall pattern and also within the individual pattern feature. As a rule, the extracted features are individual points.

So wird von flächigen Mustermerkmalen wie etwa der Faser einer Spanplatte, automatisch ein definierter Punkt, z. B. deren Mittelpunkt oder Schwerpunkt, berechnet und dieser Punkt als extrahiertes Merkmal verwendet.Thus, of flat pattern features such as the fiber of a chipboard, automatically a defined point, z. Their center or centroid, and that point is used as the extracted feature.

Im nächsten Schritt werden aus entweder den originalen Mustermerkmalen, insbesondere den extrahierten Merkmalen, des Gesamt-Musters Gruppen nach. vorgegebenen Gruppenbildungskriterien gebildet und später zwar nur die Relativlage-Daten (und ggf. die weiteren, z. B. nicht-geometrischen Aussagen) der Mustermerkmale oder extrahierten Merkmale innerhalb einer Gruppe für Vergleiche verwendet (und gegebenenfalls die weiteren, z. B. nicht geometrischen Aussagen), jedoch einschließlich der Absolutlage dieser Gruppe im Gesamtmuster inklusive Position und Drehlage um die Hochachse (Orientierung) in der Datenbank gespeichert, insbesondere als Datensatz hinterlegtIn the next step, groups of either the original pattern features, in particular the extracted features, of the overall pattern, become groups. Although only the relative position data (and possibly the further, eg non-geometric statements) of the pattern features or extracted features within a group is used for comparisons later (and optionally the other, eg non-geometric Statements), but including the absolute position of this group in the overall pattern including position and rotational position about the vertical axis (orientation) stored in the database, in particular stored as a record

Die Gruppenbildungskriterien umfassen beispielsweise die Anzahl von Merkmalen innerhalb einer Gruppe, beispielsweise indem drei Merkmale jeweils eine Gruppe bilden.For example, the grouping criteria include the number of features within a group, for example, where three features each form a group.

Ein anderes Gruppenbildungskriterium kann darin bestehen, dass die maximale Erstreckung einer Gruppe kleiner sein soll als der Durchmesser eines vom Fahrzeug aufgenommenen Bodenbildes.Another grouping criterion may be that the maximum extent of a group should be smaller than the diameter of a floor image taken by the vehicle.

Auf der anderen Seite kann als Gruppenbildungskriterium für den Abstand der Merkmale innerhalb einer Gruppe auch ein Mindestabstand vorgegeben werden, unterhalb dessen eine Gruppenbildung nicht durchgeführt wird. Ein solcher Mindestabstand kann in Relation zum Durchmesser eines Bodenbildes festgelegt werden, insbesondere mindestens ein Fünftel des Bilddurchmessers eines Bodenbildes betragen.On the other hand, as a group formation criterion for the distance of the features within a group, a minimum distance can also be specified below which a group formation is not carried out. Such a minimum distance can be set in relation to the diameter of a bottom image, in particular amount to at least one fifth of the image diameter of a bottom image.

In der Regel ist es auch nicht ausgeschlossen, dass ein Merkmal Mitglied in mehreren Gruppen sein kann.In general, it can not be ruled out that a feature can be a member of several groups.

Auf diese Art und Weise werden sämtliche möglichen Gruppenbildungen durchgeführt, jedoch jede Gruppe nur einmal gespeichert.In this way, all possible group formations are performed, but each group is stored only once.

Bei beispielsweise vier sichtbaren Merkmalen innerhalb eines Bodenbildes können aus diesen vier z. B. extrahierten Merkmalen oder Punkten maximal vier verschiedene Dreiecke gebildet werden, die jeweils eine Gruppe darstellen, falls eine Gruppe drei Merkmale umfassen soll.For example, four visible features within a floor image of these four z. B. extracted features or points a maximum of four different triangles are formed, each representing a group, if a group should include three features.

An ermittelten und gespeicherten Informationen für jede Gruppe wird die Relativlage der Merkmale innerhalb einer Gruppe (Relativlage-Daten) verwendet, also die zur eindeutigen Definition der Gruppe notwenige, geringste Anzahl von geometrischen Angaben, mit denen die geometrische Relativlage der Merkmale innerhalb der Gruppe beschrieben werden kann. Dies sind z. B. bei einem Dreieck drei notwendige Angaben, z. B. die Seitenlängen und/oder Winkel des Dreiecks.The relative position of the features within a group (relative position data) is used on ascertained and stored information for each group, that is to say the minimum number of geometrical indications necessary for unambiguously defining the group, with which the geometric relative position of the features within the group are described can. These are z. B. in a triangle three necessary information, eg. As the side lengths and / or angle of the triangle.

Hierbei können spezifische Vorgaben gemacht werden, indem beispielsweise pro Gruppe

  • – der Abstand der beiden am weitesten voneinander entfernten Merkmale der Gruppe als erste geometrische Angabe ermittelt und gespeichert wird,
  • – von einem dieser beiden Merkmale Verbindungslinien zu allen verbleibenden Merkmalen der Gruppe gelegt und deren Länge und Winkel zur ersten Verbindungslinie bestimmt und abgespeichert wird zusammen mit der Richtung, in der der Winkel von der ersten Verbindungslinie aus aufgetragen wird, oder indem ein festgelegter Drehsinn des Winkels, z. B. der Uhrzeigersinn, vorgegeben wird.
Here, specific specifications can be made by, for example, per group
  • The distance between the two furthest apart features of the group is determined and stored as the first geometric indication,
  • - By one of these two characteristics connecting lines to all remaining features of the group laid and whose length and angle to the first connecting line is determined and stored together with the direction in which the angle is applied from the first connecting line, or by a fixed sense of rotation of the angle , z. B. clockwise, is specified.

Ferner werden für jede Gruppe des Bodenbildes die Quasi-Absolutlage-Daten bestimmt und gespeichert, die die Lage dieser Gruppe innerhalb des Fahrzeuges beschreiben, z. B.

  • – der Winkel der Verbindungslinie der beiden am weitesten voneinander entfernten Merkmale der Gruppe, also Abstandslinie bei einem Bodenbild, relativ zur Längsachse des Fahrzeuges.
Further, for each group of the floor image, the quasi-absolute position data is determined and stored describing the location of that group within the vehicle, e.g. B.
  • - The angle of the connecting line of the two furthest apart features of the group, ie distance line in a floor image, relative to the longitudinal axis of the vehicle.

Für die Positionsbestimmung werden nun zuerst von dem aktuell aufgenommenen Bodenbild, mittels dem die Positionsbestimmung erfolgen soll, sämtliche Gruppen von Merkmalen nach den gültigen Gruppenbildungskriterien erstellt, die dieses Bodenbild enthält und deren Relativlage-Daten zusammen mit deren Quasi-Absolutlage-Daten, die die Lage dieser Gruppe zum Fahrzeug wiedergeben, ermittelt und eventuell zwischengespeichert.For determining the position, all groups of features are then first created from the currently recorded floor image, by means of which the position determination is to take place, according to the valid group formation criteria that contains this floor image and their relative position data together with their quasi-absolute position data, the position play this group to the vehicle, determined and possibly cached.

Anschließend wird für jede im Bodenbild enthaltene Gruppe ein Vergleich mit der Datenbank und allen darin abgespeicherten Relativlage-Daten der Gruppen durchgeführt. Jede Übereinstimmung der Gruppe im Bodenbild mit einer der Gruppen in der Datenbank (im Rahmen eines vorgegebenen, insbesondere einstellbaren, Toleranzbereiches) stellt eine mögliche Position des Fahrzeuges dar.Then, for each group contained in the bottom image, a comparison with the database and all the relative position data stored therein is obtained Groups performed. Each match of the group in the floor image with one of the groups in the database (within the scope of a predetermined, in particular adjustable, tolerance range) represents a possible position of the vehicle.

Es wird oft vorkommen, dass die Relativlage-Daten einer der im Bodenbild enthaltene Gruppe sogar auf mehrere in der Datenbank – selbst in dem durch die Grobbestimmung der Position und/oder den „möglichen Aufenthaltsbereich” des Fahrzeuges eingeschränkten Umfang der Datenbank – abgespeicherte Relativlage-Daten von Gruppen passt.It will often happen that the relative position data of one of the groups contained in the ground image even affects a plurality of relative position data stored in the database even in the limited scope of the database by the rough determination of the position and / or the "possible location area" of the vehicle fits groups.

Jede Übereinstimmung wird – vorzugsweise lediglich mittels Hinterlegung der entsprechenden Position und Drehlage des Fahrzeuges – als so genannter Theorieeintrag zwischengespeichert.Each match is - preferably stored only by depositing the corresponding position and rotational position of the vehicle - as a so-called theory entry.

Aus der Liste der Theorieeinträge wird dann als die tatsächliche Position inklusiv Drehlage des Fahrzeuges (die aus der Relation der Absolutlage-Daten und der Quasi-Absolutlage-Daten errechnet wird) derjenige Theorieeintrag ausgewählt, vorzugsweise ohne weitere Maßnahmen, der die meisten Nennungen beim Vergleich sämtlicher im Bodenbild enthaltenen Muster mit den in der Datenbank hinterlegten Mustern auf sich vereint hat.From the list of theoretical entries is then selected as the actual position including rotational position of the vehicle (which is calculated from the relation of the absolute position data and the quasi-absolute position data) that theory entry, preferably without further measures, the most mentions in the comparison of all pattern in the bottom image with the patterns stored in the database.

Dafür müssen für das Bodenbild jedoch die Position und Drehlage der einzelnen Gruppen relativ zur Fläche des optischen Sensors ermittelt und zwischengespeichert werden, was jedoch in aller Regel geschieht, da nur aus dieser Information auch die Relativlage und Drehrichtung der in Bodenbild enthaltenen Gruppe zu einem Bezugspunkt am Fahrzeug und einer Bezugsrichtung des Fahrzeuges ermittelt werden kann.For the bottom image, however, the position and rotational position of the individual groups relative to the surface of the optical sensor must be determined and cached, but this usually happens because only from this information, the relative position and direction of rotation of the group contained in ground image to a reference on Vehicle and a reference direction of the vehicle can be determined.

Dabei sollte die Anzahl der meisten Nennungen wesentlich höher, mindestens doppelt, besser dreimal so hoch, wie die der zweitmeisten Nennungen sein. Ferner sollte die Anzahl der meisten Nennungen maximal der Anzahl von Gruppen innerhalb des Bodenbildes entsprechen.The number of most mentions should be much higher, at least twice, better than three times as high as the second most mentions. Furthermore, the number of most mentions should correspond at most to the number of groups within the floor image.

Die auf diese Art und Weise ermittelte Absolutposition des Fahrzeuges auf der Bodenfläche, also innerhalb des Gesamtmusters, wird nicht exakt stimmen, allein bereits aufgrund des vorgegebenen Toleranzbereiches beim Vergleich der Gruppen des Bodenbildes mit den Gruppen aus dem Gesamtbild, der notwendig ist, da sich hier immer geringfügige Unterschiede aufgrund von anderen Lichtverhältnissen, aktuellen Verschmutzungen und Ähnlichem ergeben werden.The determined in this way absolute position of the vehicle on the floor surface, ie within the overall pattern will not vote exactly, just because of the predetermined tolerance range when comparing the groups of the floor image with the groups from the overall picture, which is necessary here always slight differences due to other lighting conditions, current pollution and the like.

Deshalb wird vorzugsweise als weiterer Schritt nach der Feinpositionierung eine Feinstpositionierung durchgeführt, gegebenenfalls jedoch nicht immer, sondern z. B. nur, wenn ein Ankuppeln des Fahrzeuges z. B. an einen Anhänger oder ein anderes Fahrzeug oder eine Festposition erfolgen soll, oder wenn besonders schwierige Fahrmanöver zu bewältigen sind:
Hierfür wird eine besonders geeignete Gruppe aus dem aktuellen Bodenbild für die Positionsbestimmung des Fahrzeuges – also für die Verrechnung der Quasi-Absolutlage-Daten dieser Gruppe aus dem Bodenbild mit den Absolutlagedaten der entsprechenden Gruppe aus dem gesamten Muster – verwendet.
Therefore, a fine positioning is preferably carried out as a further step after the fine positioning, but possibly not always, but z. B. only if a coupling of the vehicle z. B. to a trailer or another vehicle or a fixed position, or if particularly difficult maneuvers are to be mastered:
For this purpose, a particularly suitable group from the current ground image for the position determination of the vehicle - that is, for the calculation of the quasi-absolute position data of this group from the ground image with the absolute position data of the corresponding group from the entire pattern - used.

Eine besonders geeignete Gruppe ist beispielsweise ein Dreieck, welches im Vergleich zur Gesamtfläche des Bodenbildes eine möglichst große Erstreckung einnimmt, da dann Lageungenauigkeiten der Eckpunkte des Dreiecks vergleichsweise geringe Auswirkungen auf den Mittelpunkt oder Schwerpunkt oder einen anderen definierten Punkt des Dreiecks, der aus diesen drei Eckpunkten errechnet wird, hat.A particularly suitable group is, for example, a triangle, which occupies the greatest possible extent in comparison to the total area of the floor image, since then position inaccuracies of the vertices of the triangle comparatively little effect on the center or center of gravity or another defined point of the triangle, from these three vertices is calculated.

Als besonders geeignete Gruppe kann jedoch auch z. B. eine Gruppe herangezogen werden, bei der die Lage seiner Eckpunkte besonders geringen Unsicherheiten unterliegt.However, as a particularly suitable group can also z. B. a group are used, in which the position of its vertices is subject to particularly low uncertainties.

Speziell für diese Feinstpositionierung als auch bereits möglicherweise für den vorherigen Schritt der lediglich Feinpositionierung, also den Vergleich des Bodenbildes mit der Datenbank, könnten bezogen auf die Größe des Fahrzeuges möglichst große Bodenbilder Vorteile bringen:
Bevorzugt wird deshalb vorgeschlagen, nicht nur eine Bodenkamera einzusetzen, sondern mehrere Bodenkameras, nämlich z. B. mit einer solchen Anzahl, wie sie der Anzahl von Merkmalen einer Gruppe entspricht, also beispielsweise drei Bodenkameras bei Dreiergruppen.
Especially for this Feinstpositionierung as well as possibly for the previous step of merely fine positioning, so the comparison of the floor image with the database, could bring in terms of the size of the vehicle as large ground images advantages:
Preference is therefore proposed not only use a ground camera, but several ground cameras, namely z. B. with such a number as corresponds to the number of features of a group, so for example, three floor cameras in groups of three.

Diese drei Bodenkameras werden dann innerhalb des Fahrzeuges in einem Dreieck, vorzugsweise jedoch nicht in Form eines gleichschenkligen Dreiecks, angeordnet. Die Bodenbilder jeder einzelnen Kamera sind im Vergleich zur Entfernung der Bodenkameras voneinander klein, so dass sich die Bodenbilder vorzugsweise gegenseitig nicht überlappen. Dennoch können damit nunmehr mittels entsprechender Gruppenbildungskriterien Gruppen, also z. B. Dreiecke, ermittelt werden, von denen jede Ecke in jeweils einem der drei Bodenbilder der drei Bodenkameras liegt.These three floor cameras are then placed within the vehicle in a triangle, but preferably not in the form of an isosceles triangle. The floor images of each individual camera are small compared to the distance of the floor cameras, so that the floor images preferably do not overlap each other. Nevertheless, it can now by means of appropriate grouping criteria groups, ie z. As triangles are determined, each corner is located in each one of the three floor images of the three floor cameras.

Mit Blick auf die Feinstpositionierung spielen bei der Auswahl eines so großen Dreieckes die Positionsunschärfen seiner Eckpunkte im Vergleich zu seinem Mittelpunkt oder Schwerpunkt nur eine sehr untergeordnete Rolle.With regard to the finest positioning, when selecting such a large triangle, the positional blurring of its corner points in comparison to its center or center of gravity only plays a very minor role.

Zumindest nach der Feinstpositionierung ist damit die Absolutlage des Fahrzeuges innerhalb der gesamten Verfahrfläche, also innerhalb des Gesamtmusters, sehr exakt bekannt. At least after Feinstpositionierung so that the absolute position of the vehicle within the entire travel surface, ie within the overall pattern, very accurately known.

Diese Positionierung des Fahrzeuges wird in kurzen Zeitabständen wiederholt und läuft insbesondere in Echtzeit ab während des Verfahrens des Fahrzeuges.This positioning of the vehicle is repeated at short intervals and proceeds in particular in real time during the procedure of the vehicle.

Um die Auswertung zu erleichtern, wird die Kamera immer in gleichem Abstand zum Untergrund geführt. Wenn das Chassis des Fahrzeuges ein gefedertes Fahrwerk besitzt, kann durch die Federung der Abstand der Kamera zum Boden verändert werden, wenn sich diese am Chassis befindet. In diesem Fall wird die Kamera vorzugsweise direkt am Fahrwerk montiert oder die Bewegungen der Federung werden in Echtzeit abgetastet und entsprechend dieser Abstandsänderungen das aktuelle Bodenbild skaliert.To facilitate the evaluation, the camera is always guided at the same distance from the ground. If the chassis of the vehicle has a sprung suspension, the suspension can change the distance of the camera to the ground when it is on the chassis. In this case, the camera is preferably mounted directly on the chassis or the movements of the suspension are scanned in real time and scaled according to these distance changes the current floor image.

Das Gesamtmuster wird z. B. dadurch aufgenommen, indem auf einer Lernfahrt eine Vielzahl von Bodenbildern erstellt wird, die sich teilweise überlappen, und diese Bodenbilder anschließend EDV-technisch zum Gesamtmuster zusammen gesetzt werden. Vorzugsweise wird diese Lernfahrt mit dem gleichen Fahrzeug und insbesondere der gleichen Kameraeinstellung durchgeführt, wie es anschließend für die Positionsbestimmung benutzt wird. Dies erspart Umrechnungen wie Skalierungen wegen anderem Kameraabstand, anderem Blickwinkel der Kamera und Ähnlichem.The overall pattern is z. B. recorded by a variety of floor images is created on a learning trip, which partially overlap, and then these floor images are computer-technically set to the overall pattern together. Preferably, this learning run is performed with the same vehicle and in particular the same camera setting, as it is then used for the position determination. This saves conversions such as scaling due to other camera distance, different viewing angle of the camera and the like.

Eine solche Lernfahrt wird insbesondere mit bekannter Fahrtroute und eventuell auch bekannten Zwischenpositionen durchgeführt.Such a learning journey is carried out in particular with a known route and possibly also known intermediate positions.

Um den Auswertungsaufwand für die Positionsbestimmung zu reduzieren, werden Bodenbilder beim fahrenden Fahrzeug in einem solchen zeitlichen Abstand hergestellt, dass die einzelnen Bodenbilder hinsichtlich ihrer Lage auf dem Untergrund nicht überlappen, also keine Verbindung zueinander besitzen.In order to reduce the evaluation effort for determining the position, ground images are produced in the moving vehicle at such a time interval that the individual floor images do not overlap with respect to their position on the ground, ie have no connection to one another.

Auch die Position und Ausdehnung von Hindernissen innerhalb des potentiellen Fahrbereiches sollte dem Navigationssystem vor Beginn der Navigation vorzugsweise vorgegeben werden.The position and extent of obstacles within the potential driving range should also preferably be predefined for the navigation system before navigation begins.

Falls das Gesamtmuster sich periodisch wiederholend ein Muster enthält, wird beim Fahren des Fahrzeuges vorzugsweise ein Wiederholungszähler mitgespeichert, der die überfahrenen Wiederholungen des sich periodisch wiederholenden Musters zählt, wobei dieser Wiederholungszähler, insbesondere für die Grobbestimmung der Position des Fahrzeuges, verwendet wird. Vorraussetzung dafür ist, dass dabei alle sich periodisch wiederholenden Muster, die von dem Fahrzeug überfahren werden, auch erkannt werden, also überall dort, wo sich ein überfahrenes periodisches Muster befindet, auch ein Bodenbild angefertigt wird.If the overall pattern contains a pattern that repeats periodically, when driving the vehicle, preferably a repeat counter is counted, which counts the overtravelled repetitions of the periodically repeating pattern, this repeat counter being used, in particular for the rough determination of the position of the vehicle. The prerequisite for this is that all the periodically repeating patterns which are run over by the vehicle are also recognized, ie wherever a crossed-over periodic pattern is present, a bottom image is also produced.

Eine andere Möglichkeit bei einem aus einzelnen Platten zusammengesetzten Fahrbereich besteht darin, die einzelnen Platten vor ihrer Verbauung im Fahrbereich einzeln hinsichtlich ihres Musters, z. B. in einen stationären, großen Scanner einzulesen und dann

  • – entweder die eingescannten Platten in einer vorgegebenen Orientierung und Position im Fahrbereich einzubauen
  • – oder die Platten willkürlich im Untergrund zu verbauen und anschließend ihre Lage wiederum mittels einer Lernfahrt des Fahrzeuges zu bestimmen.
Another possibility in a composite of individual plates driving range is the individual plates before their obstruction in the driving range individually with respect to their pattern, eg. B. read in a stationary, large scanner and then
  • - Install either the scanned plates in a given orientation and position in the driving area
  • - Or install the plates arbitrarily in the underground and then determine their location again by means of a learning drive of the vehicle.

Als Untergrundmaterialien und darauf vorhandenen Mustern kommen sehr unterschiedliche Materialien in Frage:
Ein typischer Anwendungsfall sind handelsübliche Spanplatten als Untergrund, bei denen auf der Oberfläche die Zusammensetzung der Fläche aus einzelnen Fasern sichtbar ist. Die Mehrzahl der Fasern sind dabei helle Fasern, jedoch sind eine geringe Anzahl dunkle Fasern vorhanden, die als definierbare extrahierte Mustermerkmale dienen können. Gleiches gilt für Fasern, deren Länge über einem vorgegebenen Maximalwert liegt, und deren Mittelpunkt, Schwerpunkt oder eine bestimmte ihrer Spitzen als extrahiertes Merkmal dienen können.
As background materials and samples there are very different materials in question:
A typical application is commercially available chipboard as a substrate, where on the surface of the composition of the surface of individual fibers is visible. The majority of the fibers are light fibers, but there are a small number of dark fibers that can serve as definable extracted pattern features. The same applies to fibers whose length is above a predetermined maximum value, and whose center, center of gravity or a specific one of their tips can serve as an extracted feature.

Bei Verwendung eines Linoleumbodens als Untergrund können die Schlieren der zufällig entstehenden Marmorierungsmuster bei der Herstellung des Linoleumbodens als Muster verwendet werden.When using a linoleum floor as a base, the streaks of the randomly arising marbling patterns can be used as a pattern in the production of the linoleum floor.

Bei einem Laminatboden, bei dem die einzelnen Platten des Laminatbodens mit einer imitierten Holzmaserung bedruckt sind und nur eine begrenzte Anzahl von Druckvorlagen bei der Herstellung der Laminatplatten verwendet wird, wiederholt sich somit bei einem verlegten Laminatboden das auf den Platten vorhandene Muster, und zwar vorzugsweise periodisch, jedenfalls wenn nach der Verlegevorschrift vorgegangen wird.In the case of a laminate floor in which the individual panels of the laminate floor are imprinted with an imitation wood grain and only a limited number of printing templates are used in the production of the laminate panels, the pattern present on the panels is thus repeated, preferably periodically, in the case of a laid laminate floor at least if the procedure is followed.

Falls der Untergrund ein Dielenboden aus Naturholz ist, stellt die gewachsene Holzmaserung in der Regel ein bei jedem Brett einmaliges Muster dar, dessen abwechselnd helle und dunkle Bereiche als extrahierte Merkmale dienen können, insbesondere die linienförmigen Grenzen zwischen diesen belief und dunkleren Bereichen. Auch ein Rohbetonboden und die darin enthaltenen sichtbaren, unterschiedlichen, in ihrer relativen Anordnung jeweils individuellen Einschlüssen wie große und kleine Kiesel, Splittanteile und Ähnliches, können als Muster dienen, wobei als definierbare Mustermerkmale wiederum Einschlüsse, z. B. oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Größen-Grenzwertes oder Helligkeits-Grenzwertes liegende, dienen können.If the ground is a wooden floorboard, the grown wood grain usually represents a unique pattern on each board, alternately bright and dark areas of which may serve as extracted features, in particular the line-shaped boundaries between these levels and darker areas. Also, a raw concrete floor and contained therein visible, different, in their relative arrangement each individual inclusions such as large and small pebbles, chippings and the like, can serve as a pattern, with as definable pattern features again inclusions, z. B. above or below a certain size limit or brightness limit lying, can serve.

c) Ausführungsbeispielec) embodiments

Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments according to the invention are described in more detail below by way of example. Show it:

1a: das auf dem Untergrund vorhandene Originalmuster, 1a : the original pattern on the ground,

1b: das auf die optisch definierbaren Mustermerkmale reduzierte Muster, 1b the pattern reduced to the optically definable pattern features,

1c: das extrahierte Muster, wie es entsteht, wenn jedes Mustermerkmal auf ein punktförmiges extrahiertes Merkmal, beispielsweise den Mittelpunkt des jeweiligen Mustermerkmals, reduziert wird, 1c : the extracted pattern as it arises when each pattern feature is reduced to a point-shaped extracted feature, such as the center of each pattern feature,

2: ein extrahiertes Muster, wie es in Form eines Bodenbildes von der Kamera eines Fahrzeuges vom Muster des Untergrundes abfotografiert und extrahiert wird, 2 an extracted pattern, as photographed and extracted in the form of a bottom image from the camera of a vehicle from the pattern of the background,

3: den Ablauf der Positionsbestimmung, 3 : the process of determining the position,

4a, b: das Fahrzeug, welches auf dem Untergrund fährt und dessen Position bestimmt werden soll, und 4a , b: the vehicle which travels on the ground and whose position is to be determined, and

5: die Vorgehensweise bei der Positionsbestimmung. 5 : the procedure for determining the position.

1a zeigt ein Muster 13, wie es auf dem Untergrund 2 vorhanden ist, wenn dieser beispielsweise z. B. aus einzelnen Spanplatten, zusammengesetzt aus einzelnen Bodenplatten 12, besteht. Die dargestellte Fläche kann Teil einer Bodenplatte 12, also in Form etwa einer Spanplatte 16, sein, oder auch das Gesamtmuster 13', also den gesamten potentiellen Fahrbereich 4, darstellen. 1a shows a pattern 13 as it is on the ground 2 is present if this example z. B. of individual chipboard, composed of individual floor panels 12 , consists. The illustrated area may be part of a floor panel 12 So in the form of about a chipboard 16 , his, or even the overall pattern 13 ' , so the entire potential driving range 4 , represent.

Das Originalmuster wird gebildet durch eine Vielzahl unterschiedlich gestalteter und in ihrer Farbgebung ebenfalls unterschiedlicher Fasern, die bei entsprechender Vergrößerung jeweils eine flächige Struktur besitzen.The original pattern is formed by a variety of differently shaped and in their coloring also different fibers, which each have a planar structure with appropriate magnification.

Als definierbare extrahierte Mustermerkmale 3a–d können dabei die unterhalb eines Helligkeits-Grenzwertes liegenden dunklen Fasern – wie in Figur 1b – verwendet werden, die unter Weglassung aller anderen Anteile des Originalmusters dargestellt, das Muster 3, 13 ergeben, mit dem im Folgenden werter gearbeitet wird.As definable extracted pattern features 3a In this case, the dark fibers lying below a brightness limit value can - as shown in FIG 1b - used, omitting the pattern of all other parts of the original pattern 3 . 13 result in the following werter is worked.

Bei der Darstellung der 1c ist jedes dieser Mustermerkmale 3a, b, c auf einen einzelnen Punkt, das so genannte extrahierte Merkmal 15a, b, c reduziert, z. B. den Mittelpunkt 19 des jeweiligen, flächigen Mustermerkmals 3a, b.In the presentation of 1c is each of these pattern features 3a , b, c on a single point, the so-called extracted feature 15a , b, c reduced, z. B. the center 19 of the respective, surface pattern feature 3a , b.

In 1c ist ferner das Bodenbild 7 eingezeichnet, wie es hinsichtlich seiner Lage von dem Muster 3 abfotografiert wird (siehe 1a). Aus diesem wird dann mittels Beschränken auf die optisch definierbaren Mustermerkmale 3a, b, c, d und deren Umwandlung in extrahierte Merkmale 15a, b ein Ausschnitt aus dem in 1c dargestellten extrahierten Muster 103 erstellt, dessen Lage innerhalb des Musters 3 bzw. extrahierten Musters 103 jedoch nicht bekannt ist, sondern gerade bestimmt werden soll, weil diese Lage die Lage des Fahrzeuges 1 repräsentiert, an dem die das Bodenbild 7 aufnehmende Kamera – siehe 4 – montiert ist. Die folgenden Figuren zeigen nun, wie diese Positionsbestimmung vor sich geht:
Wie 2 zeigt, werden zunächst sämtliche extrahierten Merkmale 15a–i innerhalb des aufgenommenen Bodenbildes 7 ermittelt.
In 1c is also the bottom picture 7 as it regards its location from the pattern 3 photographed (see 1a ). This then becomes limited to the optically definable pattern features 3a , b, c, d and their transformation into extracted features 15a , b a section of the in 1c illustrated extracted pattern 103 created, its location within the pattern 3 or extracted pattern 103 However, it is not known, but should be determined, because this situation, the location of the vehicle 1 represents where the ground image 7 receiving camera - see 4 - is mounted. The following figures show how this position determination works:
As 2 shows, first all the extracted features 15a -I within the recorded floor image 7 determined.

Anschließend werden aus diesen extrahierten Merkmalen 15a–i Merkmalsgruppen 20a, b nach den vorgegebenen Gruppenbildungskriterien erstellt.Subsequently, these extracted features become 15a -I feature groups 20a , b created according to the given group formation criteria.

Es wird für das vorliegende Beispiel angenommen, dass die Gruppenbildungskriterien Folgendes umfassen:

  • – Die Gruppe muss sich vollständig innerhalb des Bodenbildes 7 befinden, mit der Folge, dass der Maximalabstand zwischen zwei extrahierten Merkmalen 15a, b nicht größer als der Durchmesser 22 des in diesem Fall runden Bodenbildes 7 sein darf,
  • – eine Gruppe umfasst drei extrahierte Merkmale, die nicht auf einer Linie liegen und somit geometrisch betrachtet ein Dreieck bilden,
  • – ein extrahiertes Merkmal, z. B. 15a kann Bestandteil mehrerer Gruppen sein,
  • – der minimalste Abstand zwischen den zu einer Gruppe verbundenen extrahierten Merkmalen muss mindestens ein Fünftel des Durchmessers 22 des Bodenbildes 7 betragen.
It is assumed for the present example that the grouping criteria include:
  • - The group must be completely within the floor image 7 with the result being that the maximum distance between two extracted features 15a , b not larger than the diameter 22 of the in this case round bottom picture 7 may be,
  • A group comprises three extracted features which do not lie on a line and thus geometrically form a triangle,
  • An extracted feature, e.g. B. 15a can be part of several groups,
  • - The minimum distance between the extracted features connected to a group must be at least one fifth of the diameter 22 of the floor image 7 be.

Es sei unterstellt, dass sich mit diesen Gruppenbildungskriterien aus den in 2 ersichtlichen, insgesamt neun extrahierten Merkmalen 15a–i insgesamt 12 Gruppen 20a–l bilden lassen.It is assumed that with these group formation criteria from the in 2 a total of nine extracted features 15a -I a total of 12 groups 20a -L form.

Jede dieser Gruppen 20a, b, also geometrisch betrachtet jedes der Dreiecke, wird nun hinsichtlich seiner sie eindeutig definierenden geometrischen Parameter ermittelt, aber in der Regel nicht abgespeichert, sondern sofort mit der Datenbank verglichen, wie weiter unten erläutert. Bei einem Dreieck sind für die Form und Größe jeweils drei Angaben (Relativlagedaten) notwendig, beispielsweise die Längen der drei Dreiecksseiten, oder die Länge von zwei Dreiecksseiten und die Größe des Zwischenwinkels dazwischen oder die Größe der drei Winkel im Dreieck, und für die Quasi-Absolut-Lage relativ zum Fahrzeug weitere Angaben:
Eine Möglichkeit, die eindeutig definierenden geometrischen Parameter innerhalb einer Gruppe z. B. 20a (Relativlage-Daten) abzuspeichern, sieht wie folgt aus:

  • – Zunächst wird von den beiden am weitesten voneinander entfernten Merkmalen 15a, e der Gruppe, deren Abstand 21, also die Länge dieser Verbindungslinie 24a, ermittelt und gespeichert,
  • – Anschließend wird von den verbleibenden Merkmalen der Gruppe, in diesem Fall nur noch dem Merkmal 15b, zum einen der beiden Merkmale 15a, b, z. B. dem weiter entfernten Merkmal 15a, eine Verbindungslinie 24b gelegt und deren Länge ermittelt und abgespeichert sowie deren Winkel 23b zur Verbindungslinie 24a zwischen den ersten beiden Merkmalen 15a, e ermittelt und abgespeichert. Das Merkmal 15a bildet dann den Scheitel dieser beiden Verbindungslinien. Dabei wird dieser Winkel 23b in einem festgelegten Winkel-Drehsinn, hier dem Uhrzeigersinn, beginnend von der ersten Verbindungslinie 24a aus, gemessen.
Each of these groups 20a , b, that is geometrically considered each of the triangles is now determined in terms of its unique geometric parameters, but usually not stored, but immediately compared with the database, as explained below. In the case of a triangle, three details (relative position data) are necessary for the shape and size, for example the lengths of the three sides of the triangle, or the length of two triangle sides and the size of the intermediate angle between them or the size of the three angles in the triangle, and for the quasi-absolute position relative to the vehicle further details:
One possibility, the clearly defining geometric parameters within a group z. B. 20a (Relative position data), looks like this:
  • - First, of the two most distant characteristics 15a , e of the group whose distance 21 , ie the length of this connecting line 24a , determined and stored,
  • - Subsequently, of the remaining characteristics of the group, in this case only the feature 15b , for one of the two characteristics 15a , b, z. B. the more distant feature 15a , a connecting line 24b placed and their length determined and stored and their angle 23b to the connecting line 24a between the first two features 15a , e determined and stored. The feature 15a then forms the apex of these two connecting lines. Thereby this angle becomes 23b in a fixed angular direction of rotation, here in the clockwise direction, starting from the first connecting line 24a measured.

Damit sind Form und Größe des Dreiecks bestimmt.This determines the shape and size of the triangle.

Zusätzlich wird der Winkel 23a dieser Verbindungslinie 24 durch diese beiden Merkmale 15a, e zur z. B. Längsmittelachse 10 des Fahrzeuges 1 bestimmt und gespeichert und zwar gemessen von dem von 15a nach 15e weisenden Vektor aus zu dem auf der Längsmittelachse liegenden, nach vorne weisenden Längsmittelvektor. Damit erhält man Quasi-Absolutlage-Daten, da dieser Winkel 23a zusammen mit der bekannten Kameraposition im Fahrzeug eindeutig die Absolutlage des Dreieckes 15a, b, e innerhalb des Fahrzeuges beschreibt.In addition, the angle becomes 23a this connecting line 24 through these two features 15a , e for z. B. longitudinal center axis 10 of the vehicle 1 determined and stored, measured from that of 15a to 15e pointing vector to the lying on the longitudinal central axis, forward-facing longitudinal mean vector. This gives quasi-absolute position data, since this angle 23a together with the known camera position in the vehicle clearly the absolute position of the triangle 15a , b, e within the vehicle.

In gleicher Weise, also nach den gleichen Gruppenbildungskriterien, ist für das Gesamtmuster 3', also für den gesamten potentiellen Fahrbereich 4 des Untergrundes 2, auf dem sich das Fahrzeug 1 bewegen kann, die Bildung aller möglichen Gruppen vorgenommen worden und wiederum jede einzelne Gruppe hinsichtlich Form und Größe definierenden geometrischen Angaben (Relativlagedaten) als auch hinsichtlich der Lage der Gruppe im Gesamtmuster 3' (Absolutlage-Daten) als Datensatz D1, D2 ... in einer Datenbank 26 hinterlegt, die dementsprechend Millionen von Datensätzen enthalten kann.In the same way, according to the same group formation criteria, is for the overall pattern 3 ' So for the entire potential driving range 4 of the underground 2 on which the vehicle is 1 the formation of all possible groups has been made and in turn each individual group in terms of shape and size defining geometric information (relative position data) as well as with regard to the position of the group in the overall pattern 3 ' (Absolute position data) as a record D1, D2 ... in a database 26 deposited, which accordingly can contain millions of records.

Für die Positionsbestimmung aus dem aktuellen Bodenbild 7 wird nun gemäß 3a – dargestellt für nur zwei Dreiecke A, B im Bodenbild 7 – jede Merkmalsgruppe 20a, b, als Dreiecke A, B also deren Relativlagedaten, mit jeweils allen Relativlagedaten-Datensätzen D1, D2 ... der Datenbank 26, also allen Dreiecken a1, a2 ... b1, b2 im Gesamtmuster, verglichen und jede mögliche Übereinstimmung, also Kongruenz der Dreiecke abgesehen vom eingestellten Toleranzbereich, als so genannter Theorieeintrag Th1, Th2 zwischengespeichert, wie in 3b dargestellt.For determining the position from the current floor image 7 will now according to 3a - shown for only two triangles A, B in the ground image 7 - each feature group 20a , b, as triangles A, B thus their relative position data, each with all relative position data records D1, D2 ... the database 26 , ie all triangles a1, a2 ... b1, b2 in the overall pattern, and comparing each possible match, ie the congruence of the triangles except for the set tolerance range, as a so-called theory entry Th1, Th2, as in 3b shown.

Jede Übereinstimmung, also jeder Theorieeintrag, stellt eine mögliche Position dieser Gruppe z. B. 20a und damit Absolut-Positionierung des Fahrzeuges 1 auf dem Gesamtmuster 3', also dem Untergrund 2, dar, die errechnet werden kann durch zusätzlichen Vergleich der Absolutlage-Daten des relevanten Dreiecks aus der Datenbank mit den zwischengespeicherten Quasi-Absolutlage-Daten des entsprechenden Dreiecks aus dem Bodenbild. Dabei bedeutet „Position” die Position einschließlich der Drehlage des Fahrzeuges und der entsprechenden Gruppe 20a relativ zum Gesamtmuster 3 und damit zum Untergrund 2.Every correspondence, ie every theory entry, represents a possible position of this group z. B. 20a and therefore absolute positioning of the vehicle 1 on the overall pattern 3 ' So the underground 2 , which can be calculated by additional comparison of the absolute position data of the relevant triangle from the database with the cached quasi-absolute position data of the corresponding triangle from the bottom image. Where "position" means the position including the rotational position of the vehicle and the corresponding group 20a relative to the overall pattern 3 and thus to the underground 2 ,

Falls ein der Gruppe 20a des Bodenbildes 7 entsprechender Datensatz mehrfach in der Datenbank vorhanden ist, z. B. weil sich das entsprechende Muster im Gesamtmuster 3' mehrfach wiederholt, kann eine Gruppe 20a auch mehrere Theorieeinträge ergeben.If one of the group 20a of the floor image 7 corresponding record exists multiple times in the database, z. B. because the corresponding pattern in the overall pattern 3 ' repeated several times, can a group 20a also give several theoretical entries.

Bei der Überprüfung der einzelnen Gruppen 20a, b des Bodenbildes 7 nacheinander wird ein bestimmter Theorieeintrag (= Absolut-Positionierung des Fahrzeuges 1) mehrfach genannt werden, vor allem derjenige Theorieeintrag, der die tatsächliche Position des Bodenbildes 7 und damit des Fahrzeuges 1 wiedergibt.When checking the individual groups 20a , b of the ground image 7 successively a certain theory entry (= absolute positioning of the vehicle 1 ) are mentioned several times, especially the theory entry, the actual position of the ground image 7 and thus the vehicle 1 reproduces.

Diese tatsächliche Position und Orientierung wird nach Vergleich aller Gruppen 20a, b mit der gesamten Datenbank 26 dadurch ermittelt, dass aufgelistet wird, welcher der Theorieeinträge Th1, Th2 wie oft bei dem Vergleich des Bodenbildes 7 mit der Datenbank aufgetaucht ist, und derjenige Theorieeintrag, der mit der größten Häufigkeit auftrat, in diesem Fall Th2, wird als die tatsächliche Position und Orientierung des Bodenbildes 7 und damit des Fahrzeuges 1 angenommen, womit die Fein-Positionsbestimmung abgeschlossen ist.This actual position and orientation will be after comparing all the groups 20a , b with the entire database 26 determined by listing which of the theory entries Th1, Th2 as often in the comparison of the floor image 7 has appeared with the database, and the theory entry that occurred with the greatest frequency, in this case Th2, is considered the actual position and orientation of the floor image 7 and thus the vehicle 1 assumed, whereby the fine position determination is completed.

Um den Rechenaufwand für den Vergleich aller Gruppen 20a, b eines Bodenbildes 7 mit der Datenbank 26 zu vermindern, wird zunächst eine Grobbestimmung der Position des Fahrzeuges 1 durchgeführt und anhand dieser Grobbestimmung ein möglicher Lagebereich 14 ermittelt werden, an dem sich das Fahrzeug 1 maximal befinden kann.To the computational effort for the comparison of all groups 20a , b of a floor picture 7 with the database 26 To reduce, first, a rough determination of the position of the vehicle 1 carried out and based on this coarse determination a possible location area 14 be determined, on which the vehicle 1 can be maximum.

Der Vergleich gemäß 3 wird dann nicht mehr mit der gesamten Datenbank 26, sonder lediglich noch mit den Datensätzen durchgeführt, die sich innerhalb des möglichen Lagebereiches 14 befinden.The comparison according to 3 will not work with the entire database 26 , special only still performed with the records that are within the possible position range 14 are located.

5 zeigt, wie ausgehend von der letzten exakt durchgeführten Positionsbestimmung Pos 1 der mögliche Lagebereich 14 für die jetzt durchzuführende Positionsbestimmung Pos 2 ermittelt werden kann:
Wenn von der Position 1 aus das Fahrzeug 1 mit einer bekannten Geschwindigkeit in einer bekannten Richtung über eine bekannte Fahrtdauer verfahren wurde und diese Werte gespeichert wurden, lässt sich daraus die Fahrtstrecke S1 nach Länge und Richtung ermitteln und daraus die momentane Grob-Position des Fahrzeuges 1. Diese stimmt jedoch mit der realen Position, also der Fein-Position des Fahrzeuges, in der Regel nicht überein, da für die Berechnung wichtige Parameter wie Schlupf der Antriebsräder, Fehler bei der Fahrtrichtung und der registrierten Fahrgeschwindigkeit etc zu einer Abweichung der Fein-Position von der Grob-Position führen.
5 shows how starting from the last exactly carried out position determination Pos 1 of the possible position range 14 can be determined for the now to be carried out position determination Pos 2:
If from position 1 the vehicle 1 With a known speed in a known direction over a known journey time was moved and these values were stored, it can be the distance S1 determine the length and direction and from this the current coarse position of the vehicle 1 , However, this does not coincide with the real position, ie the fine position of the vehicle, in the rule, since important parameters for the calculation such as slip of the drive wheels, errors in the direction of travel and the registered speed etc to a deviation of the fine position of lead the coarse position.

Ausgehend von der ermittelten Grob-Position kann nun ein möglicher Lagebereich 14 bestimmt werden, beispielsweise ein Kreis um die Grob-Position des Fahrzeuges mit einem Radius, der z. B. 30% der errechneten zurückgelegten Fahrtstrecke seit der letzten Position Pos 1 beträgt.Starting from the determined coarse position, a possible position range can now be determined 14 be determined, for example, a circle around the coarse position of the vehicle with a radius of z. B. 30% of the calculated distance traveled since the last position Pos 1.

Nun wird für die Fein-Position ermittelt nach den Vorgehensweisen gemäß der 13, jedoch beim Datenbankvergleich eingeschränkt auf den Teil der Datenbank, der dem möglichen Lagebereich 14 entspricht.Now it is determined for the fine position according to the procedures according to 1 - 3 , but limited in the database comparison to the part of the database, the possible location area 14 equivalent.

Auf diese Art und Weise nähert sich das Fahrzeug 1 dem Ziel, wobei der zeitliche und/oder streckenmäßige Abstand der einzelnen Bodenbilder 7 und damit der exakt nacheinander bestimmten Positionen Pos 1, Pos 2 des Fahrzeuges 1 abnehmen kann, je mehr sich das Fahrzeug 1 dem gewünschten Ziel nähert.In this way, the vehicle is approaching 1 the goal, wherein the temporal and / or distance distance of the individual floor images 7 and thus the exactly sequentially determined positions Pos 1, Pos 2 of the vehicle 1 can decrease, the more the vehicle 1 approaching the desired destination.

Für die Fahrt zum Ziel sollte dem Navigationssystem auch die Lage von Hindernissen bekannt sein, wie sie beispielsweise in 5 dargestellt sind.For the journey to the destination, the navigation system should also be aware of the location of obstacles, such as those in 5 are shown.

4 zeigt in Seitenansicht und Aufsicht das Fahrzeug 1 und die daran befestigte, gegen den Untergrund 2 gerichtete Kamera 6. 4 shows in side view and top view the vehicle 1 and those attached to it, against the ground 2 directed camera 6 ,

Dabei handelt es sich zum einen um dasjenige Fahrzeug 1, dessen Positionsbestimmung auf den Untergrund durchgeführt werden soll. Es kann sich dabei jedoch gleichzeitig auch um das Fahrzeug 1 handeln, welches benutzt wird, um bei einer Lernfahrt das Gesamtmuster 3 zunächst einmal zu ermitteln und in der Folge in der Datenbank 26 abzuspeichern.This is on the one hand to that vehicle 1 whose position determination is to be performed on the ground. At the same time it can be the vehicle 1 which is used to learn the overall pattern during a learning trip 3 first of all to determine and subsequently in the database 26 save.

Dieses Fahrzeug 1 besitzt in der Aufsicht der 4b betrachtet etwa eine dreieckige Grundform, bei der an jeder der abgeschrägten Ecken ein Rad 8a–c sitzt, welches von einem separaten Motor 9a, b, c angetrieben wird, der vorzugsweise einen Umdrehungszähler mit umfasst.This vehicle 1 owns in the supervision of the 4b looks about a triangular basic shape, in which at each of the beveled corners a wheel 8a -C sits, which by a separate engine 9a , b, c, which preferably comprises a revolution counter.

Durch eine spezielle Gestaltung der Räder 8a, b, c, in deren Umfang jeweils ballige Rollen in zwei Radialebenen über den Umfang verteilt gelagert sind, deren Rotationsachsen Tangenten an einen Kreis um die Rotationsachse des Rades bilden, können solche Räder 8a, b auch in Richtung ihrer Rotationsachse verfahren werden. Durch einzelne Ansteuerung der Motoren 9a, b, c durch eine nicht dargestellte Steuerung kann damit ein solches Fahrzeug 1 sowohl auf der Stelle drehen als auch in jede gewünschte Richtung losfahren, ohne vorherige Drehung.Due to a special design of the wheels 8a , b, c, in whose circumference each spherical rollers are mounted in two radial planes distributed over the circumference, whose axes of rotation form tangents to a circle about the axis of rotation of the wheel, such wheels 8a , B are also moved in the direction of their axis of rotation. By individual control of the motors 9a , b, c by an unillustrated control can thus such a vehicle 1 Turn both on the spot and start in any direction you want without turning it.

Im Zentrum des Fahrzeuges 1 ist eine gegen den Untergrund 2 gerichtete Kamera 6 montiert, die vorzugsweise in einem erhöhten Bereich des Bodens des Fahrzeuges 1 untergebracht ist und ein Bodenbild 7 mit einem möglichst großen Durchmesser erstellen zu können. Die Lage der Kamera 6 zum Fahrzeug 1 ist sowohl hinsichtlich Position als auch hinsichtlich Drehlage zu dessen Längsachse 10 bekannt.In the center of the vehicle 1 is one against the underground 2 directed camera 6 mounted, preferably in an elevated area of the floor of the vehicle 1 is housed and a floor picture 7 to create with the largest possible diameter. The location of the camera 6 to the vehicle 1 is both in position and in terms of rotational position to the longitudinal axis 10 known.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
22
Untergrundunderground
33
Mustertemplate
3a, b, c3a, b, c
Mustermerkmalpattern feature
3'3 '
Gesamtmusteroverall pattern
44
potentieller Fahrbereichpotential driving range
55
DatenbankDatabase
66
Kameracamera
77
Bodenbild, BildFloor picture, picture
8a, b8a, b
Radwheel
9a, b9a, b
Motorengine
1010
Fahrtrichtung, LängsachseDirection of travel, longitudinal axis
1111
Grenzeborder
1212
Bodenplattebaseplate
1313
Muster im BodenbildPattern in the ground image
1414
möglicher Lagebereichpossible location area
15a, b15a, b
extrahiertes Merkmalextracted feature
1616
Spanplattechipboard
1717
Faserfiber
1818
Antenneantenna
1919
MittelpunktFocus
20a, b20a, b
Merkmals-GruppeFeature group
2121
Abstanddistance
2222
Durchmesserdiameter
23a, b23a, b
Winkelangle
24a, b24a, b
Verbindungslinieconnecting line
2525
Theorieeintragtheory entry
2626
DatenbankDatabase
103103
extrahiertes Musterextracted pattern
113 113
extrahiertes Musterextracted pattern
D1, D2D1, D2
Datensatzrecord
Th1, Th2Th1, Th2
Theorieeintragtheory entry
Pos 1, Pos 2Pos 1, Pos 2
Fahrzeug-PositionenVehicle positions
S1S1
Fahrstreckedriving route

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6868307 [0005] US 6868307 [0005]
  • EP 0366350 [0014] EP 0366350 [0014]
  • DE 102004025149 [0017] DE 102004025149 [0017]

Claims (19)

Verfahren zur absoluten Positionsbestimmung zwecks Navigieren eines Fahrzeuges (1) auf einem Untergrund (2), insbesondere zwecks Ankuppeln eines Fahrzeuges (1) an einem Anhänger, mit Hilfe von dort vorhandenen insbesondere sichtbaren, aus Muster-Merkmalen (3a, b) bestehenden Mustern (3), wobei – das Gesamtmuster (3') für den gesamten potentiellen Fahrbereich (4) bekannt ist, insbesondere in einer Datenbank (5) hinterlegt wird, – das Fahrzeug (1) mit einer gegen den Untergrund (2) gerichteten, mit ihrer Relativlage zum Fahrzeug (1) definierten, Kamera (6) Bodenbilder (7) aufnimmt, – wenigstens eines der im Bodenbild (7) enthaltenen Muster (13) mit den in der Datenbank (5) hinterlegten, im Gesamtmuster (3') enthaltenen, Mustern (3) vergleichen wird und – bei Übereinstimmung daraus die absolute Position und Drehlage des Fahrzeuges (1) auf dem Gesamtmuster (3') automatisch berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Gesamtmuster (3') solche gewählt werden, bei denen – die Muster (3) für jeden Ort innerhalb des potentiellen Fahrbereiches (4) eindeutig sind oder, – innerhalb des potentiellen Fahrbereiches (4) Muster (3) mehrfach vorhanden sind, insbesondere periodisch vorhanden sind, und dabei der Abstand zwischen zwei Wiederholungen des gleichen Musters (3), insbesondere die Periodenlänge, jedoch mindestens zweimal dem Abstand von aus dem fahrenden Fahrzeug (1) aufgenommenen Bodenbildern (7) entspricht, wenn das Fahrzeug (1) mit einer festgelegten, insbesondere der maximalen, Geschwindigkeit bewegt wird.Absolute position determination method for navigating a vehicle ( 1 ) on a surface ( 2 ), in particular for the purpose of coupling a vehicle ( 1 ) on a trailer, with the help of visible, especially visible, pattern characteristics ( 3a , b) existing patterns ( 3 ), where - the overall pattern ( 3 ' ) for the entire potential driving range ( 4 ), in particular in a database ( 5 ), - the vehicle ( 1 ) with one against the ground ( 2 ), with their relative position to the vehicle ( 1 ) defined camera ( 6 ) Floor pictures ( 7 ), - at least one of the 7 ) ( 13 ) in the database ( 5 ), in the overall pattern ( 3 ' ), patterns ( 3 ) and - if they match, the absolute position and rotational position of the vehicle ( 1 ) on the overall pattern ( 3 ' ) is calculated automatically, characterized in that as a total pattern ( 3 ' ) those are chosen where: - the patterns ( 3 ) for each location within the potential driving range ( 4 ) are unique or, within the potential driving range ( 4 ) Template ( 3 ) are present several times, in particular periodically, and the distance between two repetitions of the same pattern ( 3 ), in particular the period length, but at least twice the distance from the moving vehicle ( 1 ) recorded floor images ( 7 ) corresponds to when the vehicle ( 1 ) is moved at a fixed, in particular the maximum, speed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit jedem vom Fahrzeug (1) angefertigten Bodenbild (7) eine absolute Positionsbestimmung des Fahrzeuges (1) durchgeführt wird. (Grobbestimmung)Method according to claim 1, characterized in that with each of the vehicle ( 1 ) prepared floor image ( 7 ) an absolute position determination of the vehicle ( 1 ) is carried out. (Rough determination) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zur Positionsbestimmung zunächst eine Grobbestimmung und anschließend eine Feinbestimmung durchgeführt wird und insbesondere – für Grobbestimmung und Feinbestimmung das gleiche, insbesondere in einer Datenbank (26) hinterlegte Muster (3), insbesondere extrahierten Merkmale (15a, b) oder extrahierten Muster (103, 113) benutzt werden, – wobei als Grobbestimmung die Feinbestimmung aufgrund des letzten Bodenbildes (7) unter Hinzurechnung der seither gefahrenen Fahrzeit, Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeuges (1) benutzt werden kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - for determining the position first a coarse determination and then a fine determination is performed and in particular - for coarse determination and fine determination the same, in particular in a database ( 26 ) deposited patterns ( 3 ), in particular extracted features ( 15a , b) or extracted pattern ( 103 . 113 ) being used as a coarse determination the fine determination on the basis of the last floor image ( 7 ) taking into account the driving time, driving speed and direction of travel of the vehicle ( 1 ) can be used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – bei der Zusammensetzung des Untergrundes (2) aus einzelnen Bodenplatten (12) als Grobbestimmung die letzte Feinbestimmung zuzüglich der seither überfahrenen Grenzen zwischen einzelnen Bodenplatten (12) benutzt wird, so dass die Grobbestimmung insbesondere den Aufenthalt des Fahrzeuges (1) innerhalb einer bestimmten Bodenplatte (12) ergibt und/oder – ausgehend von der Position der Grobbestimmung ein möglicher Lagebereich (14) des Fahrzeuges definiert wird und für die Feinbestimmung die Muster (13) aus dem aufgenommenem Bodenbild (7) ausschließlich mit den hinterlegten Mustern (3) aus dem möglichen Lagebereich (14) verglichen werden. (Mustererstellung)Method according to one of the preceding claims, characterized in that - in the composition of the substrate ( 2 ) from individual floor slabs ( 12 ) as a rough determination the last fine determination plus the crossed over since then borders between individual floor slabs ( 12 ), so that the rough determination in particular the stay of the vehicle ( 1 ) within a particular floor slab ( 12 ) and / or - based on the position of the coarse determination a possible position range ( 14 ) of the vehicle and for fine determination the patterns ( 13 ) from the recorded soil image ( 7 ) exclusively with the deposited patterns ( 3 ) from the possible positional area ( 14 ). (Pattern generation) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – aus den Mustern (3, 13) einzelne, definierte extrahierte Merkmale (15a, b), insbesondere definierte Punkte, extrahiert werden und aus der Anordnung dieser extrahierten Merkmale (15a,b) zueinander extrahierte Muster (103, 113) erstellt und insbesondere gespeichert werden und Insbesondere – von jedem flächigen Muster-Merkmal, z. B. der Faser einer Spanplatte, automatisch ein definierter Punkt, z. B. der Mittelpunkt (19) bestimmt und von da ab als extrahiertes Merkmal (15) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - from the patterns ( 3 . 13 ) individual, defined extracted features ( 15a , b), in particular defined points, and from the arrangement of these extracted features ( 15a, b ) extracted patterns to each other ( 103 . 113 ) are created and stored in particular and in particular - of each planar pattern feature, eg. As the fiber of a chipboard, automatically a defined point, z. B. the midpoint ( 19 ) and then as an extracted feature ( 15 ) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – Gruppen (20a, b) von Muster-Merkmalen (3a, b), insbesondere extrahierten Merkmalen (15a, b), nach vorgegebenen Gruppen-Bildungs-Kriterien, insbesondere der Anzahl von Merkmalen (15a, b) in einer Gruppe (20a), gebildet und die insbesondere extrahierten Merkmale (15a, b) der Gruppe (20a) in ihrer Relativlage zueinander (Relativlagedaten) für Vergleiche verwendet und insbesondere zusammen mit ihren Absolutlage-Daten in der Datenbank gespeichert werden und insbesondere – ein Gruppen-Bildungs-Kriterium ist, dass – entweder die maximale Erstreckung der Gruppe (20a) kleiner ist als der Durchmesser (22) eines einzelnen Bodenbildes (7) – oder jedes Merkmal, z. B. jede Ecke des Polygons, in einem anderen der gleichzeitig von mehreren Kameras aufgenommenen Bodenbildern liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - groups ( 20a , b) pattern characteristics ( 3a , b), in particular extracted features ( 15a , b), according to predetermined group formation criteria, in particular the number of characteristics ( 15a , b) in a group ( 20a ) and the particular extracted features ( 15a , b) the group ( 20a ) are used in their relative position to each other (relative position data) for comparisons and in particular stored together with their absolute position data in the database and in particular - a group-education criterion is that - either the maximum extent of the group ( 20a ) is smaller than the diameter ( 22 ) of a single floor image ( 7 ) Or any feature, e.g. B. every corner of the polygon, in another of the simultaneously recorded by multiple cameras bottom images. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Abstand der Merkmale (15a, b) innerhalb einer Gruppe (20a, b), insbesondere den größten Abstand (21) zweier spezifischer Merkmale (15) innerhalb einer Gruppe, ein Mindestabstand vorgegeben wird, unterhalb dessen eine Gruppe (20a, b) nicht definiert wird und der Mindestabstand in Relation zum Durchmesser (22) des von der Kamera aufgenommenen Bildes (7) festgelegt wird, insbesondere mindestens 1/5 des Bilddurchmessers (22) beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the Distance of the features ( 15a , b) within a group ( 20a , b), in particular the largest distance ( 21 ) of two specific characteristics ( 15 ) within a group, a minimum distance is specified, below which a group ( 20a , b) is not defined and the minimum distance in relation to the diameter ( 22 ) of the image taken by the camera ( 7 ), in particular at least 1/5 of the image diameter ( 22 ) is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – jedes extrahierte Merkmal (15a, b) Mitglied in mehreren Gruppen (20a, b) von Merkmalen (15a, b) sein kann und insbesondere sich benachbarte Gruppen (20a, b) gegenseitig überlappen können und/oder – bei einer Lernfahrt vor Beginn der Navigation mit insbesondere bekannter Fahrtroute und insbesondere auch bekannten Zwischenpositionen die Muster (3) des Untergrundes (2) in Form von z. B. einzelnen Bodenbildern (7) aufgenommen und EDV-technisch zu einem Gesamtmuster (3') des potentiellen Fahrbereiches (4) zusammengesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - each extracted feature ( 15a , b) Member of several groups ( 20a , b) characteristics ( 15a , b) and in particular neighboring groups ( 20a , b) can overlap one another and / or - in the case of a learning journey before the start of navigation with in particular known travel route and in particular also known intermediate positions, the patterns ( 3 ) of the underground ( 2 ) in the form of z. B. individual floor images ( 7 ) and a computer-aided design ( 3 ' ) of the potential driving range ( 4 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Muster (3) des potentiellen Fahrbereiches (4) nach ihrer Lage ermittelt werden, indem bei einem aus einzelnen Platten (12) bestehenden potentiellen Fahrbereich (4) vor dem Erstellen des Fahrbereiches die Muster (3) der Platten (12) einzeln vor dem Verbauen im Untergrund (2) im Ganzen einzeln eingescannt werden und dann – entweder in einer vorgegebenen Orientierung und Position im Fahrbereich (4) eingebaut werden – oder die Lage der einzelnen verbauten Platten (12) mittels einer Lernfahrt des Fahrzeuges (1) ermittelt wird. (Untergrund-Materialien)Method according to one of the preceding claims, characterized in that the patterns ( 3 ) of the potential driving range ( 4 ) are determined by their location by 12 ) existing potential driving range ( 4 ) before creating the driving range, the patterns ( 3 ) of the plates ( 12 ) individually before obstructing in the underground ( 2 ) are scanned individually as a whole and then - either in a predetermined orientation and position in the driving range ( 4 ) - or the location of the individual installed plates ( 12 ) by means of a learning run of the vehicle ( 1 ) is determined. (Base materials) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Muster (3) – bei Verwendung von Spanplatten (16) die dunklen Fasern (17) in der Oberfläche der ansonsten hellen Spanplatte und/oder die Spitzen von Fasern (17), deren Länge über einem vorgegebenen Mindestwert liegt, verwendet werden, oder – bei Verwendung eines Linoleumbodens dessen zufälliges Marmorierungsmuster verwendet wird, oder – bei Verwendung eines Laminatbodens dessen periodisch sich wiederholendes, aber in der Periode einmaliges Muster (3) verwendet wird, oder – bei Verwendung eines Rohbetonbodens dessen unterschiedliche, in ihrer relativen Anordnung jeweils einmaligen, Einschlüsse verwendet werden, oder – bei Verwendung eines Holzdielenbodens dessen gewachsene Holzmaserung als immer einmaliges oder bestenfalls sich periodisch wiederholendes ähnliches Muster verwendet wird. (Abspeicherung einer Gruppe in der Datenbank)Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a pattern ( 3 ) - when using chipboard ( 16 ) the dark fibers ( 17 ) in the surface of the otherwise bright chipboard and / or the tips of fibers ( 17 ) whose length is above a predetermined minimum value, or - if a linoleum floor is used whose random marbling pattern is used, or - if a laminate floor is used, its periodically repeating pattern, which is unique in the period ( 3 ) is used, or - when using a raw concrete floor whose different, unique in their relative arrangement, inclusions are used, or - using a wooden plank floor whose grown wood grain is used as always unique or at best, periodically repeating similar pattern. (Storage of a group in the database) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Relativlage der extrahierten Merkmale (15a, b) innerhalb einer Gruppe (20a, b) (Relativlagedaten) in der Form ermittelt und abgespeichert wird, dass die zur eindeutigen Definition der Gruppe (20a, b) notwendige, geringste Anzahl von geometrischen Angaben wie z. B. Längen oder Winkel und gegebenenfalls nicht-geometrische Angaben wie Zugehörigkeit zur gleichen Faser, der Gruppe (20a, b) ermittelt und abgespeichert wird und insbesondere die Relativlagedaten so ermittelt werden, dass – von den beiden am weitesten entfernten Merkmalen (15a, e) der Gruppe (20a) der Abstand (21) dieser beiden Merkmale ermittelt, – von den beiden am zweitweitesten voneinander entfernten Merkmalen (15a, d) der Gruppe (20a) der Abstand dieser beiden Merkmale ermittelt, und – der Scheitelwinkel am Scheitel (5) zwischen diesen beiden Abständen ermittelt wird als Relativlage.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the relative position of the extracted features ( 15a , b) within a group ( 20a , b) (relative position data) in the form is determined and stored, that for the clear definition of the group ( 20a , b) necessary, least number of geometrical indications such. As lengths or angles and optionally non-geometric information such as belonging to the same fiber, the group ( 20a , b) is determined and stored, and in particular the relative position data are determined in such a way that - of the two furthest removed features ( 15a , e) the group ( 20a ) the distance ( 21 ) of the two characteristics, - of the two most distant characteristics ( 15a , d) the group ( 20a ) determines the distance between these two features, and - the vertex angle at the vertex ( 5 ) between these two distances is determined as a relative position. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absolutlage jeder Gruppe (z. B. 20a, b) innerhalb des Gesamtmusters ermittelt und abgespeichert wird, insbesondere indem – der Scheitel (5) hinsichtlich seiner Position und – der Abstand (21) zwischen den beiden am weitesten entfernten Merkmalen (15a, b) der Gruppe (20a) hinsichtlich seiner Orientierung im Grundmuster ermittelt und abgespeichert wird. (Theorieeinträge)Method according to one of the preceding claims, characterized in that the absolute position of each group (eg. 20a , b) is determined and stored within the overall pattern, in particular by - the vertex ( 5 ) with regard to its position and - the distance ( 21 ) between the two farthest features ( 15a , b) the group ( 20a ) is determined and stored in terms of its orientation in the basic pattern. (Theory entries) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – aus dem aktuellen Bodenbild (7) alle Muster-Merkmale (3a, b), insbesondere alle extrahierten Merkmale (15a, b), und alle sich daraus ergebenden Gruppen (20a, b) von Merkmalen gemäß den Gruppen-Bildungs-Kriterien erstellt werden, – jede Merkmalsgruppe (20a, b) mit den in der Datenbank (5), insbesondere für den möglichen Lagebereich (14), hinterlegten Mustern (3), also Datensätzen (D1, D2) verglichen wird und – für jede Übereinstimmung als Theorieeintrag (Th1, Th2) eines möglicherweise passenden Musters (3) aus der Datenbank (5) und die sich daraus ergebende aktuelle Position und Ausrichtung des Fahrzeuges (1) zwischengespeichert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that - from the current floor image ( 7 ) all the pattern features ( 3a , b), in particular all extracted features ( 15a , b), and all ensuing groups ( 20a , b) features are created according to the group-educational criteria, - each feature group ( 20a , b) with those in the database ( 5 ), in particular for the possible location ( 14 ), deposited patterns ( 3 ), ie records (D1, D2) is compared and - for each match as a theory entry (Th1, Th2) of a possibly matching pattern ( 3 ) from the database ( 5 ) and the resulting current position and orientation of the vehicle ( 1 ) is cached. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übereinstimmung einer Gruppe aus dem Bodenbild mit einer Gruppe aus der Datenbank ein Toleranzbereich, hinsichtlich insbesondere der Lage der einzelnen extrahierten Merkmale der Gruppe, vorgegeben wird, der insbesondere einstellbar ist. (Sortierung Theorieeinträge)Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the conformity of a group from the floor image with a group from the database, a tolerance range, in particular the position of the individual extracted features of the group, is specified, which is adjustable in particular. (Sorting theory entries) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich über die, insbesondere alle, Muster eines Bodenbildes (7) ergebenden Theorieeinträge (Th1, Th2) nach der Häufigkeit ihres Auftretens sortiert und der am häufigsten aufgetretene Theorieeintrag (Th2) als die tatsächliche Position des Fahrzeuges (1) gesetzt wird. (Feinstpositionierung)Method according to one of the preceding claims, characterized in that over the, in particular all, patterns of a floor image ( 7 ), and the most frequently occurring theory entry (Th2) as the actual position of the vehicle (Th1, Th2) according to the frequency of their occurrence 1 ) is set. (Fine positioning) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ermitteln des am häufigsten aufgetretenen Theorieeintrages als tatsächliche Position des Fahrzeuges, insbesondere zum Ankuppeln an ein anderes Fahrzeug oder einen Anhänger oder eine Festposition, eine Feinstpositionierung durchgeführt wird, indem eine spezifisch hierfür geeignete Gruppe (z. B. 20b) aus dem Bodenbild (7) ausgewählt wird, anhand deren Daten die Lagebestimmung des Fahrzeuges (1) nochmals neu berechnet wird, und insbesondere als spezifisch geeignete Gruppe (20b) diejenige mit dem größten geometrischen Abstand ihrer Merkmale, insbesondere extrahierten Merkmale, ausgewählt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after determining the most frequently occurring theory entry as the actual position of the vehicle, in particular for coupling to another vehicle or a trailer or a fixed position, a Feinstpositionierung is performed by a group specifically suitable for this purpose (eg 20b ) from the ground image ( 7 ) is selected on the basis of which data the position of the vehicle ( 1 ) is recalculated again, and in particular as a specifically suitable group ( 20b ) the one with the greatest geometric distance of its features, in particular extracted features, is selected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – sich die spezifisch ausgewählte Gruppe über mehrere, von beabstandeten Bodenkameras (6) aufgenommene, voneinander getrennte Bodenbilder (7) hinweg erstreckt und insbesondere jedes Merkmal in einem dieser Bodenbilder angeordnet ist und/oder – die Kamera (6) immer im gleichen Abstand zum Untergrund (2) geführt wird, insbesondere die Kamera (6) bei einem gegenüber dem Chassis des Fahrzeuges (1) gefederten Fahrwerk am Fahrwerk montiert ist, oder die Kamera (6) im bekannten Abstand zum Boden (2), der sich auch ändern kann, montiert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the group selected specifically comprises a plurality of spaced-apart floor cameras ( 6 ), separate floor images ( 7 ) and in particular each feature is arranged in one of these floor images and / or - the camera ( 6 ) always at the same distance to the ground ( 2 ), in particular the camera ( 6 ) at a relative to the chassis of the vehicle ( 1 ) sprung suspension is mounted on the chassis, or the camera ( 6 ) at the known distance to the ground ( 2 ), which can also change, is mounted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Bodenbilder (7) in einem solchen zeitlichen Abstand hergestellt werden, dass die dabei vom Untergrund (2) abfotografierten Bodenbilder (7) keine Verbindung zueinander besitzen und/oder – bei Verwendung von sich wiederholenden, insbesondere periodischen, Mustern (3) beim Fahren des Fahrzeuges (1) ein Wiederholungszähler mitgespeichert wird, der insbesondere für die Grobbestimmung der Position verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the floor images ( 7 ) are produced at such a time interval that they are separated from the ground ( 2 ) photographed floor pictures ( 7 ) have no connection to one another and / or - when using repetitive, in particular periodic, patterns ( 3 ) while driving the vehicle ( 1 ) a repetition counter is stored, which is used in particular for the rough determination of the position. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Abfotografieren des Untergrundes (2) bei der Lernfahrt zum Erstellen des Gesamtbildes (3') mittels der gleichen Kamera (6) und dem gleichen Fahrzeug (1) erfolgt, mit dem anschließend die Positionsbestimmung und insbesondere die Navigation durchgeführt wird oder – beim Abfotografieren mit einer anderen Kamera, insbesondere einem externen Einscannen der Bodenplatten (12), vor der Verwendung der Merkmale (15a, b) und Merkmalsgruppen (20a, b) aus der Datenbank (5) eine Skalierung auf die von der Kamera (6) des Fahrzeuges (1) erzeugten Gruppen (20) von Merkmalen (15) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - the photographing of the substrate ( 2 ) during the learning trip to create the overall picture ( 3 ' ) using the same camera ( 6 ) and the same vehicle ( 1 ) is carried out, with which then the position determination and in particular the navigation is performed or - when photographing with another camera, in particular an external scanning of the bottom plates ( 12 ), before using the characteristics ( 15a , b) and feature groups ( 20a , b) from the database ( 5 ) a scaling to that of the camera ( 6 ) of the vehicle ( 1 ) generated groups ( 20 ) of characteristics ( 15 ) he follows.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9170581B2 (en) 2013-09-30 2015-10-27 Crown Equipment Limited Industrial vehicles with overhead light based localization
US9174830B1 (en) 2014-09-29 2015-11-03 Crown Equipment Limited Industrial vehicles with point fix based localization
CN106926216A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 波音公司 Self-positioning robot
DE102017220634A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 Evocortex Gmbh Vehicle with locating device, system, locating device, industrial robot and method
DE102020214002B3 (en) 2020-11-08 2022-04-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Device and method for determining a position of a detection unit and method for storing extraction information in a database

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0366350A2 (en) 1988-10-25 1990-05-02 Tennant Company Guiding an unmanned vehicle by reference to overhead features
DE10024559A1 (en) * 2000-05-18 2001-11-22 Helmut Krabb Detecting stationary or moving objects such as images or texts by selecting search section within search window
US6868307B2 (en) 2002-10-31 2005-03-15 Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. Robot cleaner, robot cleaning system and method for controlling the same
DE102004025194A1 (en) * 2004-05-22 2005-12-08 MLR System GmbH für Materialfluss- und Logistiksysteme Device for contactless movement measurement of a free ranging automated guided vehicle has sensor chip detecting light sent from source and reflected at floor
DE102004025149A1 (en) 2004-05-21 2005-12-15 Voith Paper Patent Gmbh Pressure sorted for sieving a pulp suspension

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6084610A (en) * 1983-10-17 1985-05-14 Hitachi Ltd Guiding device
US4933864A (en) * 1988-10-04 1990-06-12 Transitions Research Corporation Mobile robot navigation employing ceiling light fixtures
US5999866A (en) * 1996-11-05 1999-12-07 Carnegie Mellon University Infrastructure independent position determining system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0366350A2 (en) 1988-10-25 1990-05-02 Tennant Company Guiding an unmanned vehicle by reference to overhead features
DE10024559A1 (en) * 2000-05-18 2001-11-22 Helmut Krabb Detecting stationary or moving objects such as images or texts by selecting search section within search window
US6868307B2 (en) 2002-10-31 2005-03-15 Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. Robot cleaner, robot cleaning system and method for controlling the same
DE102004025149A1 (en) 2004-05-21 2005-12-15 Voith Paper Patent Gmbh Pressure sorted for sieving a pulp suspension
DE102004025194A1 (en) * 2004-05-22 2005-12-08 MLR System GmbH für Materialfluss- und Logistiksysteme Device for contactless movement measurement of a free ranging automated guided vehicle has sensor chip detecting light sent from source and reflected at floor

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9170581B2 (en) 2013-09-30 2015-10-27 Crown Equipment Limited Industrial vehicles with overhead light based localization
US9606540B2 (en) 2013-09-30 2017-03-28 Crown Equipment Corporation Industrial vehicles with overhead light based localization
US9174830B1 (en) 2014-09-29 2015-11-03 Crown Equipment Limited Industrial vehicles with point fix based localization
US9340399B2 (en) 2014-09-29 2016-05-17 Crown Equipment Corporation Industrial vehicles with point fix based localization
JP2017159441A (en) * 2015-12-29 2017-09-14 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company Self-locating robots
EP3187312A3 (en) * 2015-12-29 2017-08-02 The Boeing Company Self-locating robots
CN106926216A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 波音公司 Self-positioning robot
US9937625B2 (en) 2015-12-29 2018-04-10 The Boeing Company Self-locating robots
AU2016247095B2 (en) * 2015-12-29 2020-10-01 The Boeing Company Self-locating robots
JP7027036B2 (en) 2015-12-29 2022-03-01 ザ・ボーイング・カンパニー Self-positioning robot
DE102017220634A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 Evocortex Gmbh Vehicle with locating device, system, locating device, industrial robot and method
DE102017220634B4 (en) 2017-11-17 2021-09-16 Evocortex Gmbh Arrangement and procedure
DE102020214002B3 (en) 2020-11-08 2022-04-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Device and method for determining a position of a detection unit and method for storing extraction information in a database

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