DE102012014397A1

DE102012014397A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012014397A1
Application number: DE102012014397.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Engel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2032-07-14
Also published as: WO2014008968A1; DE102012014397B4; CN104428686A; US20150192657A1; CN104428686B; EP2872915A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs (10, 10'), bei welchem mittels eines Sensors (14) ein Objekt (16) in einer Umgebung des Fahrzeugs (10, 10') erfasst wird. Bei der Ermittlung einer Relativposition des Fahrzeugs (10, 10') zu dem Objekt werden die Position des Objekts (16) angebende Datenwerte berücksichtigt. Zum Ermitteln der Relativposition des Fahrzeugs (10, 10') werden in zwei unterschiedlichen Zeitpunkten ein jeweiliger Winkel (α, β) zwischen einer Geraden, auf welcher der Sensor (14) und das Objekt (16) zu liegen kommen, und einer Bezugsrichtung (L) bestimmt. Des Weiteren wird eine Länge (c) einer von dem Fahrzeug (10, 10') zwischen den beiden Zeitpunkten zurückgelegten Wegstrecke bestimmt. Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug (10, 10') mit einer Positionsermittlungseinrichtung (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs, bei welchem mittels eines Sensors ein Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs erfasst wird. Es wird eine Relativposition des Fahrzeugs zu dem Objekt ermittelt, wobei die Position des Objekts angegebene Datenwerte berücksichtigt werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Positionsermittlungseinrichtung.
In der Fahrzeugtechnik gibt es mittlerweile viele Systeme, welche die Fahrzeug-Positionsbestimmung anhand von GPS nutzen (GPS = Global Positioning System, globales Positionsermittlungssystems). Solche Systeme sind beispielsweise Navigationssysteme oder Systeme zur Lichtsteuerung. Bei letzteren kann in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs auf einer Straße beispielsweise die Stellung von Scheinwerfern des Fahrzeugs verändert werden, etwa bei einer Kurvenfahrt. Ebenfalls wird die GPS-Positionierung im Bereich der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation genutzt, indem die an der Kommunikation teilnehmenden Fahrzeuge sich die jeweiligen Positionen übermitteln. Dies hilft, Unfälle zu vermeiden.
Aufgrund von Störeinflüssen in der Positionsermittlung kann jedoch die horizontale Abweichung zwischen der tatsächlichen Position und der mittels GPS bestimmten Position 10 m oder mehr betragen. Dies hat negative Auswirkungen auf Funktionen, welche eine besonders genaue Positionsermittlung benötigen. Aus dem Stand der Technik ist es in diesem Zusammenhang bekannt, Objekte bzw. markante Punkte in der Umgebung des Fahrzeugs zu nutzen, deren exakte GPS Position bekannt ist.
So beschreibt die DE 10 2008 020 446 A1 die Korrektur einer Fahrzeugposition mittels markanter Punkte, bei welcher die gemessene Fahrzeugposition nach erfolgter Identifikation eines solchen markanten Punkts korrigiert wird.
Die markanten Punkte sind in einer Datenbank im Fahrzeug mit ihrer zugehörigen exakten GPS-Position hinterlegt. Mittels einer Kamera wird der markante Punkt erfasst, und bei Erreichen des markanten Punkts wird die zugehörige exakte GPS-Position mit der im Fahrzeug gemessenen Position verglichen. Daraufhin wird eine Korrektur der gemessenen Position durchgeführt.
Des Weiteren beschreibt die JP 2006 242 731 A eine Positionsermittlungseinrichtung, welche GPS-Signale und ein Objekt in der Umgebung der Positionsermittlungseinrichtung nutzt. Auch hierbei wird anhand einer Bildauswertung die Genauigkeit der Positionsermittlung verbessert.
Hochgenau vermessene Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs, welche zur Verbesserung der GPS-Positionsermittlung herangezogen werden können, werden auch als Landmarken bezeichnet. Indem die Relativposition zu einer solchen Landmarke bestimmt wird, kann die mittels GPS bestimmte Position des Fahrzeugs korrigiert und somit die Genauigkeit der Positionsermittlung verbessert werden. Als solche Landmarken können beispielsweise Verkehrsschilder oder Ampeln zum Einsatz kommen. Die Positionen solcher Landmarken können z. B. über ein globales Positionierungssystem mit Differentialsignal (Differential Global Positioning System, DGPS) gemessen und in einer Datenbank abgelegt werden. Fährt zu einem späteren Zeitpunkt ein Fahrzeug an dieser Landmarke vorbei, so kann es aus der hochgenau vermessenen GPS-Position der Landmarke und anhand seines Relativabstands von der Landmarke selbst seine GPS-Position genauer bestimmen und somit verbessern.
Es bereitet jedoch Schwierigkeiten die Relativposition der Landmarke mit einer ausreichend großen Genauigkeit zu bestimmen. Wird die Relativposition der Landmarke mit derzeit in der Fahrzeugtechnik verfügbaren Sensoren wie beispielsweise einer Kamera oder einem Radar bestimmt, so ist dies mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet. Für die Kamera liegt dies darin begründet, dass aus dem zweidimensionalen Kamerabild die dreidimensionalen, räumlichen Verhältnisse, also der Abstand der Landmarke von dem Fahrzeug, nur ungenau rekonstruiert werden können. Kommt ein Radar-Sensor zum Einsatz, so wird aufgrund der Rückstrahlcharakteristik die laterale Position von Landmarken nur ungenau gemessen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Fahrzeug zu schaffen, mittels welchem sich die Relativposition des Fahrzeugs zu dem Objekt in der Umgebung mit besonders großer Genauigkeit bestimmen lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Ermitteln der Position des Fahrzeugs relativ zu dem Objekt in seiner Umgebung in zwei unterschiedlichen Zeitpunkten ein jeweiliger Winkel bestimmt, welcher zwischen einer Geraden, auf welcher der Sensor und das Objekt zu liegen kommen, und einer Bezugsrichtung vorliegt. Des Weiteren wird eine Länge einer von dem Fahrzeug zwischen den beiden Zeitpunkten zurückgelegten Wegstrecke bestimmt. Es wird also um die Relativposition zu bestimmen die Fahrzeugbewegung berücksichtigt, welche zwischen den beiden Zeitpunkten erfolgte, in welchen die beiden Winkel erfasst werden. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Winkel und die von dem Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke hochgenau bestimmen lassen, wobei zum Ermitteln der Relativposition dann einfache, beispielsweise trigonometrische Rechenoperationen zum Einsatz kommen können.
Der Winkel zur Bezugsrichtung, welche bevorzugt mit der Fahrzeuglängsachse zusammenfällt, lässt sich deswegen besonders genau bestimmen, da der Einbauort des Sensors im Fahrzeug sowie Kalibrierparameter des Sensors bekannt sind. Demgegenüber gelingt die für die Ermittlung der Relativposition notwendige Projektion eines zweidimensionalen Bildes, welches ein als Kamera ausgebildeter Sensor erfasst, in eine dreidimensionale Umgebung nur ungenau. Der Winkel ist jedoch aus dem zweidimensionalen Bild der Kamera sehr genau bestimmbar.
Die Länge der von dem Fahrzeug zwischen den beiden Zeitpunkten zurückgelegten Wegstrecke kann ebenfalls mit besonders hoher Genauigkeit bestimmt werden, etwa durch Integration der Umdrehungen von Rädern des Fahrzeugs. So lässt sich unter Berücksichtigung der geometrischen Parameter, welche die Relativposition des Fahrzeugs zu dem Objekt angeben, auch die große Genauigkeit nutzen, mit welcher die Position des Objekts bekannt ist, um die Positionsermittlung des Fahrzeugs zu verbessern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der in den beiden Zeitpunkten vorliegenden Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung und anhand der Länge der Wegstrecke ein im zweiten der beiden Zeitpunkte vorliegender Abstand des Sensors von dem Objekt ermittelt. Ist nämlich dieser Abstand bekannt, so lässt sich die Position des Sensors und damit die Position des Fahrzeugs besonders genau bestimmen, da die Position des Objekts einen hochgenau vermessenen Bezugspunkt bereitstellt.
Beispielsweise kann der Abstand anhand der Beziehung a = sin(α) / sin(β – α)·c berechnet werden. Hierbei gibt a den Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt im zweiten Zeitpunkt an, α den Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung im ersten Zeitpunkt, β den Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung im zweiten Zeitpunkt und c die Länge der Wegstrecke. Durch die Anwendung des Sinussatzes lässt sich nämlich der Abstand besonders rasch, genau und aufwandsarm berechnen. Hierbei gilt: a / c = sin(α) / sin(γ) = sin(α) / sin(180° – α – (180° – β)) = sin(α) / sin(β – α), wobei γ den Winkel zwischen den beiden in den jeweiligen Zeitpunkten vorliegenden Geraden angibt.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn anhand des Abstands zwischen dem Sensor und dem Objekt Koordinaten des Sensors relativ zu dem Objekt ermittelt werden. Koordinaten können nämlich besonders gut für die Korrektur der Position des Sensors und somit des Fahrzeugs herangezogen werden.
Die Koordinaten werden bevorzugt anhand der Beziehungen y_rel = a·sin(90° – β) und x_rel = a·cos(90° – β) berechnet.
Hierbei gibt y_rel den Betrag der Koordinate des Sensors in die Bezugsrichtung an und x_rel den Betrag der Koordinate des Sensors senkrecht zu der Bezugsrichtung; a ist der Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt im zweiten Zeitpunkt, α der Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung im ersten Zeitpunkt und β der Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung im zweiten Zeitpunkt.
Auch diese trigonometrischen Beziehungen lassen sich nämlich sehr einfach und aufwandsarm für die Berechnung der Koordinaten des Sensor relativ zu dem Objekt nutzen.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Position des Objekts angebende geografische Datenwerte und die Position des Fahrzeugs angebende geografische Datenwerte in Datenwerte eines planaren Koordinatensystems transformiert werden. Dann lassen sich nämlich die Koordinaten des Sensors relativ zu dem Objekt besonders einfach mit den die Position des Objekts und die Position des Fahrzeugs angebenden Datenwerten des planaren Koordinatensystems verrechnen. Als planares Koordinatensystem kann beispielsweise das UTM-Koordinatensystem (UTM = Universal Transverse Mercator) zum Einsatz kommen.
Bevorzugt werden anhand der Koordinaten des Sensors und anhand der Datenwerte des planaren Koordinatensystems, welche die Position des Objekts angeben, diejenigen Datenwerte des planaren Koordinatensystems korrigiert, welche die Position des Fahrzeugs angeben. So werden die hochgenauen planaren Koordinaten des Objekts genutzt, um korrigierte Koordinaten des Fahrzeugs zu erhalten. Dies lässt sich rechnerisch besonders leicht bewerkstelligen.
Bevorzugt werden die Datenwerte des planaren Datensystems, welche die Position des Fahrzeugs angeben, anhand der Beziehung (y_korr, x_korr) = (y₃, x₃) – (y_rel, x_rel) korrigiert, wobei y_korr den korrigierten Betrag der Koordinate des Fahrzeugs in die Bezugsrichtung angibt, x_korr den korrigierten Betrag der Koordinate des Fahrzeugs senkrecht zu der Bezugsrichtung, y₃ den Betrag der Koordinate des Objekts in die Bezugsrichtung und x₃ den Betrag der Koordinate des Objekts senkrecht zu der Bezugsrichtung. Aus den korrigierten planaren Koordinaten des Fahrzeugs können besonders einfach korrigierte GPS-Koordinaten erhalten werden. Damit ist die GPS-Position hochgenau bestimmt und korrigiert.
Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die in den beiden unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmten Winkel durch die Auswertung von Bildern ermittelt werden, welche von dem als Kamera ausgebildeten Sensor in den beiden Zeitpunkten erfasst werden. Anhand eines Kamerabilds lässt sich nämlich der Winkel in dem jeweiligen Zeitpunkt besonders einfach und genau bestimmen.
Um sicherzugehen, dass die zwischen den beiden Zeitpunkten zurückgelegte Wegstrecke gerade ist, ist es sinnvoll, die Winkel in vergleichsweise kurz aufeinander folgenden Zeitpunkten zu bestimmen. Auch hierfür ist die Auswertung von Bildern mittels einer Kamera günstig, da eine Bewegungen erfassende Kamera üblicherweise alle 40 ms ein Bild aufnimmt. Bei fahrendem Fahrzeug ist somit die zwischen zwei Aufnahmezeitpunkten aufeinanderfolgender Bilder aufgenommene Fahrstrecke im Wesentlichen gerade.
Es kann jedoch auch je nach Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges ein anderes als das unmittelbar auf die Aufnahme eines Bildes im ersten Zeitpunkt folgende, im zweiten Zeitpunkt aufgenommene Bild zur Auswertung herangezogen werden, um sicherzustellen, dass sich die beiden Winkel ausreichend deutlich voneinander unterscheiden. Bei hoher Fahrgeschwindigkeit können so unmittelbar aufeinander folgend aufgenommene Bilder zur Bestimmung der Winkel herangezogen werden, während bei niedrigerer Fahrgeschwindigkeit auch ein einige Zeitschritte später aufgenommenes Bild herangezogen werden kann.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst eine Positionsermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Position des Fahrzeugs. Die Positionsermittlungseinrichtung umfasst einen Sensor, mittels welchem ein Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs erfassbar ist. Des Weiteren weist die Positionsermittlungseinrichtung eine Speichereinrichtung auf, in welcher die Position des Objekts angebende Datenwerte abgelegt sind. Mittels einer Auswerteeinrichtung der Positionsermittlungseinrichtung ist eine Relativposition des Fahrzeugs zu dem Objekt unter Berücksichtigung der die Position des Objekts angebenden Datenwerte ermittelbar. Hierfür ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgelegt, in zwei unterschiedlichen Zeitpunkten einen jeweiligen Winkel zwischen einer Geraden, auf welcher der Sensor und das Objekt zu liegen kommen, und einer Bezugsrichtung zu bestimmen. Des Weiteren ist mittels der Auswerteeinrichtung auch eine Länge einer von dem Fahrzeug zwischen den beiden Zeitpunkten zurückgelegten Wegstrecke bestimmbar. Mit einer solchen Positionsermittlungseinrichtung lässt sich, etwa anhand einfacher trigonometrischer Berechnungen, die Position des Fahrzeugs mit einer sehr hohen Genauigkeit bestimmen. Das Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs ist nämlich hochgenau vermessen, und entsprechende, seine genaue Position angebende Datenwerte sind in der Speichereinrichtung abgelegt.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Fahrzeug und umgekehrt.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt schematisch ein Fahrzeug, welches sich relativ zu einem in der Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Objekt bewegt, wobei anhand der Bewegung des Fahrzeugs und anhand von in zwei unterschiedlichen Zeitpunkten vorliegenden Winkeln, unter welchen sich das Objekt jeweils bezogen auf die Fahrzeuglängsachse befindet, die GPS-Position des Fahrzeugs korrigiert wird.
Ein in der Figur schematisch gezeigtes Fahrzeug 10 umfasst eine Positionsermittlungseinrichtung 12. Ein Sensor der Positionsermittlungseinrichtung 12 ist vorliegend als Kamera 14 ausgebildet, welche Bilder von der Umgebung des Fahrzeugs 10 aufnimmt.
In der Umgebung des Fahrzeugs 10 befindet sich ein Objekt in Form einer so genannten Landmarke 16. Die Landmarke 16, bei welcher es sich beispielsweise um ein Verkehrsschild oder eine Ampel handeln kann, ist mit besonders hoher Genauigkeit vermessen. Von dieser Landmarke 16 sind also Datenwerte bekannt, welche seine Position hochgenau angeben. Diese Datenwerte sind vorliegend in einem Speicher 15 der Positionsermittlungseinrichtung 12 abgelegt. In alternativen Ausführungsformen ist es möglich, dass die Landmarke 16 diese Datenwerte der Positionsermittlungseinrichtung 12 übermittelt, etwa über Funk, WLAN oder dergleichen.
Die Positionsermittlungseinrichtung 12 umfasst des Weiteren eine Auswerteeinrichtung 18, welche es erlaubt, einen Winkel der Landmarke 16 zu einer Fahrzeuglängsachse L zu bestimmen. Die Auswerteeinrichtung 18 kann hierfür beispielsweise in die Kamera 14 integriert sein.
Mittels der Kamera 14 kann dann in einem ersten Zeitpunkt t₁ ein Winkel α bestimmt werden, welchen die Fahrzeuglängsachse L und eine Gerade einschließen, auf welcher die Kamera 14 und die Landmarke 16 zu liegen kommen. Von dieser Geraden ist in der Figur eine Strecke gezeigt, welche einen Abstand b zwischen der Kamera 14 und der Landmarke 16 im Zeitpunkt t₁ angibt. Die Fahrzeuglängsachse L gibt eine Bezugsrichtung an, welche bevorzugt mit der Fahrtrichtung zusammenfällt, in welche sich das Fahrzeug 10 bewegt.
Aufgrund des bekannten Einbauorts der Kamera 14 im Fahrzeug 10 und aufgrund der bekannten Kalibrierparameter der Kamera 14 kann zwar der Winkel α mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Aus dem Bild, welches die Kamera 14 zum Zeitpunkt des Vorliegens des Winkels α aufnimmt, lässt sich jedoch nicht mit ausreichend hoher Genauigkeit die Relativposition des Fahrzeugs 10 zu der Landmarke 16 bestimmen. Dies liegt daran, dass die hierfür notwendige Projektion des zweidimensionalen Bildes, welches die Kamera 14 erfasst, in eine dreidimensionale Umgebung nur ungenau gelingt.
Vorliegend werden daher Winkel zwischen der durch die Fahrzeuglängsachse L angegebenen Bezugsrichtung und Geraden, auf welchen die Kamera 14 und die Landmarke 16 zu liegen kommen, zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten t₁, t₂ bestimmt. Zum Zeitpunkt t₁ befindet sich das Fahrzeug 10 an einer Position mit dem Koordinaten y₁, x₁. Diese Position kann beispielsweise die GPS-Position des Fahrzeugs 10 sein, welche mittels Koordinatentransformation in ein planares Koordinatensystem transformiert wurde, beispielsweise in das UTM-Koordinatensystem. In einem Zeitpunkt t₂ hat das Fahrzeug 10' eine gewisse Fahrstrecke in die Bezugsrichtung zurückgelegt, wobei eine Länge c dieser zurückgelegten Wegstrecke in der Figur kenntlich gemacht ist.
Zum Zeitpunkt t₂ befindet sich das Fahrzeug 10' also an einer Position mit den Koordinaten y₂, x₂. In diesem Zeitpunkt t₂ wird erneut ein Winkel β bestimmt, welchen eine Gerade, auf welcher sich die Kamera 14 und die Landmarke 16 befinden, und die Fahrzeuglängsachse L einschließen. Zusätzlich ist im Fahrzeug 10' die Länge c der zurückgelegten Wegstrecke bekannt, also die Wegstrecke, welche das Fahrzeug 10 zwischen dem Zeitpunkt t₁ und dem Zeitpunkt t₂ zurückgelegt hat. Die Länge c kann beispielsweise durch Integration der Umdrehungen eines Rads des Fahrzeugs 10 bestimmt werden.
In der Figur ist eine Strecke mit a bezeichnet, welche den Abstand zwischen dem Fahrzeug 10' und der Landmarke 16 zum Zeitpunkt t₂ angibt. Dieser Abstand a im Zeitpunkt t₂ kann durch Anwendung des Sinussatzes anhand folgender Zusammenhänge bestimmt werden: a / c = sin(α) / sin(γ) = sin(α) / sin(180° – α – (180° – β)) = sin(α) / sin(β – α), wobei γ den Winkel zwischen dem Abstand a des Fahrzeugs 10' im Zeitpunkt t₂ zu der Landmarke 16 und dem Abstand b des Fahrzeugs 10 im Zeitpunkt t₁ zu der Landmarke 16 angibt. Der Winkel mit dem Wert 180° – β ist entsprechend ein Winkel in einem Dreieck mit den Seiten a, b und c und den weiteren Winkeln α und γ.
Die Relativposition des Fahrzeugs 10' zur Landmarke 16 im Zeitpunkt t₂ kann nun über Sinus- und Kosinuszusammenhänge ermittelt werden, etwa über die Beziehungen: y_rel = a·sin(90° – β) und x_rel = a·cos(90° – β).
In einem weiteren Schritt wird nun aus der bekannten und hochgenauen GPS-Position der Landmarke 16 und den die Relativposition des Fahrzeugs 10' zu der Landmarke angebenden Koordinaten y_rel und x_rel die korrigierte GPS-Position des Fahrzeugs 10' berechnet. Dies geschieht beispielsweise folgendermaßen:
Zunächst wird die hochgenaue GPS-Position der Landmarke 16 in planare Koordinaten, beispielsweise die UTM-Koordinaten umgewandelt. Danach werden von den planaren UTM-Koordinaten der Landmarke 16, also den Koordinaten y₃, x₃ die Abstände die y_rel und x_rel abgezogen. Somit ergeben sich als korrigierte UTM-Koordinaten des Fahrzeugs 10' im Zeitpunkt t₂: (y_korr, x_korr) = (y₃, x₃) – (y_rel, x_rel).
Anschließend werden die korrigierten planaren UTM-Koordinaten y_korr und x_korr des Fahrzeugs 10' in GPS-Koordinaten umgewandelt. Die GPS-Position des Fahrzeugs 10' im Zeitpunkt t₂ ist somit hochgenau bestimmt und korrigiert.
Die oben beschriebenen trigonometrischen Berechnungen sowie die Transformation der GPS-Position in planare Koordinaten und umgekehrt können von der Auswerteeinrichtung 18 der Positionsermittlungseinrichtung 12 durchgeführt werden. Insbesondere sofern zum Bestimmen der Winkel α, β eine Auswerteeinrichtung der Kamera 14 benutzt wird, kann zusätzlich zu der Auswerteeinrichtung der Kamera 14 eine separate Auswerteeinrichtung 18 zum Einsatz kommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008020446 A1 [0004]
JP 2006242731 A [0006]

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs (10, 10'), bei welchem mittels eines Sensors (14) ein Objekt (16) in einer Umgebung des Fahrzeugs (10, 10') erfasst wird, und bei welchem eine Relativposition des Fahrzeugs (10, 10') zu dem Objekt (16) ermittelt wird, wobei die Position des Objekts (16) angebende Datenwerte berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Relativposition des Fahrzeugs (10, 10') in zwei unterschiedlichen Zeitpunkten ein jeweiliger Winkel (α, β) zwischen einer Geraden, auf welcher der Sensor (14) und das Objekt (16) zu liegen kommen, und einer Bezugsrichtung (L) sowie eine Länge (c) einer von dem Fahrzeug (10, 10') zwischen den beiden Zeitpunkten zurückgelegten Wegstrecke bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der in den beiden Zeitpunkten vorliegenden Winkel (α, β) zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung (L) und anhand der Länge (c) der Wegstrecke ein im zweiten der beiden Zeitpunkte vorliegender Abstand (a) des Sensors (14) von dem Objekt (16) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) anhand der Beziehung a = sin(α) / sin(β – α)·c, mit a = Abstand zwischen dem Sensor (14) und dem Objekt (16) im zweiten Zeitpunkt, α = Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung (L) im ersten Zeitpunkt, β = Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung (L) im zweiten Zeitpunkt, c = Länge der Wegstrecke berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Abstands (a) zwischen dem Sensor (14) und dem Objekt (16) Koordinaten (y_rel, x_rel) des Sensors (14) relativ zu dem Objekt (16) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koordinaten (y_rel, x_rel) anhand der Beziehungen y_rel = a·sin(90° – β) und x_rel = a·cos(90° – β) mit y_rel = Betrag der Koordinate des Sensors (14) in die Bezugsrichtung (L), x_rel = Betrag der Koordinate des Sensors (14) senkrecht zu der Bezugsrichtung (L), a = Abstand zwischen dem Sensor (14) und dem Objekt (16) im zweiten Zeitpunkt, α = Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung (L) im ersten Zeitpunkt, β = Winkel zwischen der Geraden und der Bezugsrichtung (L) im zweiten Zeitpunkt, berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Objekts (16) angebende geographische Datenwerte und die Position des Fahrzeugs (10, 10') angebende geographische Datenwerte in Datenwerte eines planaren Koordinatensystems transformiert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Koordinaten (y_rel, x_rel) des Sensors (14) und anhand der Datenwerte des planaren Koordinatensystems, welche die Position des Objekts (16) angeben, diejenigen Datenwerte des planaren Koordinatensystems korrigiert werden, welche die Position des Fahrzeugs (10, 10') angeben.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenwerte des planaren Koordinatensystems, welche die Position des Fahrzeugs (10, 10') angeben, anhand der Beziehung (y_korr, x_korr) = (y₃, x₃) – (y_rel, x_rel), mit y_korr = korrigierter Betrag der Koordinate des Fahrzeugs (10, 10') in die Bezugsrichtung (L), X_korr = korrigierter Betrag der Koordinate des Fahrzeugs (10, 10') senkrecht zu der Bezugsrichtung (L), y₃ = Betrag der Koordinate des Objekts (16) in die Bezugsrichtung (L), X₃ = Betrag der Koordinate des Objekts (16) senkrecht zu der Bezugsrichtung (L), korrigiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in den beiden unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmten Winkel (α, β) durch die Auswertung von Bildern ermittelt werden, welche von dem als Kamera (14) ausgebildeten Sensor in den beiden Zeitpunkten erfasst werden.
Fahrzeug mit einer Positionsermittlungseinrichtung (12) zum Ermitteln einer Position des Fahrzeugs (10, 10'), welche einen Sensor (14), mittels welchem ein Objekt (16) in einer Umgebung des Fahrzeugs (10, 10') erfassbar ist, und eine Speichereinrichtung (15) umfasst, in welcher die Position des Objekts (16) angebende Datenwerte abgelegt sind, wobei die Positionsermittlungseinrichtung (12) eine Auswerteeinrichtung (18) umfasst, welche zum Ermitteln einer Relativposition des Fahrzeugs (10, 10') zu dem Objekt (16) unter Berücksichtigung der die Position des Objekts (16) angebenden Datenwerte ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinrichtung (18) in zwei unterschiedlichen Zeitpunkten ein jeweiliger Winkel (α, β) zwischen einer Geraden, auf welcher der Sensor (14) und das Objekt (16) zu liegen kommen, und einer Bezugsrichtung (L) bestimmbar ist, wobei mittels der Auswerteeinrichtung (18) auch eine Länge (c) einer von dem Fahrzeug (10, 10') zwischen den beiden Zeitpunkten zurückgelegten Wegstrecke bestimmbar ist.