DE102014015073B4 - Method for updating and / or expanding a map data set in a limited environment - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Aktualisierung und/oder Erweiterung eines Kartendatensatzes einer von mobilen Einrichtungen (3) mit Umgebungssensoren (16) befahrenen, begrenzten Umgebung (2), die eine Parkumgebung ist, wobei ein aktueller Kartendatensatz an eine innerhalb der Umgebung (2) betriebene mobile Einrichtung (3) übermittelt wird und innerhalb der Einrichtung (3) zur Lokalisierung der mobilen Einrichtung (3) innerhalb der Umgebung (2) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass, wenigstens eine noch nicht oder unterschiedlich in dem Kartendatensatz enthaltene Eigenschaft wenigstens eines Merkmals in der Umgebung (2) beschreibende, Merkmalsdaten aus Sensordaten der Umgebungssensoren (16) der mobilen Einrichtungen (3) ermittelt und in der in den mobilen Einrichtungen (3) gespeicherten Kopie des Kartendatensatzes abgespeichert werden, wonach die derart erweiterten Kartendatensätze an eine zentrale, der Umgebung zugeordnete Servereinrichtung (18) übermittelt und dort unter Berücksichtigung der neuen und/oder geänderten Eigenschaften zu einem aktualisierten Kartendatensatz fusioniert werden, wobei die Eigenschaften eine als Ergebnis einer Klassifizierung erhaltene Klasse und/oder Position des Merkmals und/oder, insbesondere als Ergebnis der Klassifizierung, wenigstens eine Zweckbestimmung des Merkmals umfassen, wobei die Klassifizierung und/oder die Ermittlung der Zweckbestimmung aus den Sensordaten unter Verwendung einer von der Servereinrichtung (18) an die mobile Einrichtung (3) übertragenen Hilfsdatenbank erfolgt, die die Abbildung von Sensordaten auf wenigstens eine Klasse und/oder Zweckbestimmung des Merkmals erlaubt.Method for updating and / or expanding a map data set of a limited environment (2) traveled by mobile devices (3) with environment sensors (16), which is a parking environment, a current map data record being sent to a mobile device (2) operated within the environment (2). 3) is transmitted and is used within the device (3) to localize the mobile device (3) within the environment (2), characterized in that at least one property of at least one feature in the environment not yet or differently contained in the map data set (2) Descriptive feature data are determined from sensor data from the environment sensors (16) of the mobile devices (3) and stored in the copy of the map data set stored in the mobile devices (3), after which the map data records expanded in this way are sent to a central server device assigned to the environment (18) transmitted and there, taking into account the new en and / or changed properties are merged into an updated map data set, the properties comprising a class and / or position of the feature obtained as a result of a classification and / or, in particular as a result of the classification, at least one purpose of the feature, the classification and / or the determination of the purpose from the sensor data takes place using an auxiliary database transmitted from the server device (18) to the mobile device (3), which allows the mapping of sensor data to at least one class and / or purpose of the feature.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung und/oder Erweiterung eines Kartendatensatzes einer von mobilen Einrichtungen mit Umgebungssensoren befahrenen, begrenzten Umgebung, die eine Parkumgebung ist, wobei ein aktueller Kartendatensatz an eine innerhalb der Umgebung betriebene mobile Einrichtung übermittelt wird und innerhalb der Einrichtung zur Lokalisierung der mobilen Einrichtung innerhalb der Umgebung verwendet wird.The invention relates to a method for updating and / or expanding a map data record of a limited environment traveled by mobile devices with environment sensors, which is a parking environment, a current map data record being transmitted to a mobile device operated within the environment and within the device for localizing the mobile device is used within the environment.
Mobile Einrichtungen, beispielsweise Kraftfahrzeuge, die ein System zur automatischen Führung der mobilen Einrichtung aufweisen, sind im Stand der Technik bereits bekannt. Derartige Systeme, beispielsweise vollautonome Fahrzeugsysteme, übernehmen vollständig die Längs- und Querführung der mobilen Einrichtung, um diese zu einem Zielort zu führen. Im Beispiel eines Kraftfahrzeugs wurde für begrenzte Umgebungen, insbesondere Parkumgebungen wie Parkhäuser, vorgeschlagen, ein Kraftfahrzeug vollautonom zu einem Parkplatz innerhalb der Parkumgebung oder dergleichen zu führen. Um dies realisieren zu können, muss es innerhalb der mobilen Einrichtung möglich sein, die Position relativ zum Zielort zu bestimmen und eine durch die mobile Einrichtung befahrbare Trajektorie, die zum Zielort führt, zu wählen.Mobile devices, for example motor vehicles, which have a system for automatically guiding the mobile device, are already known in the prior art. Such systems, for example fully autonomous vehicle systems, completely take over the longitudinal and lateral guidance of the mobile device in order to guide it to a destination. In the example of a motor vehicle, it has been proposed for limited surroundings, in particular parking areas such as parking garages, to guide a motor vehicle fully autonomously to a parking space within the parking area or the like. In order to be able to realize this, it must be possible within the mobile device to determine the position relative to the destination and to select a trajectory that can be driven by the mobile device and that leads to the destination.
Lokalisierungsverfahren bzw. Lokalisierungsalgorithmen für mobile Einrichtungen in begrenzten Umgebungen sind im Stand der Technik bereits bekannt. Gängige Vorgehensweisen sind beispielsweise die Nutzung von SLAM-Algorithmen (Simultaneous Localization and Mapping) und/oder von MCL-Algorithmen (Monte Carlo Localization). Üblicherweise wird dabei eine Positionshypothese ermittelt, indem Daten von Sensoren der mobilen Einrichtung, insbesondere auch von Umgebungssensoren, ausgewertet werden, wobei Sensordaten wenigstens eines Teils dieser Sensoren fusioniert werden. Andere Eingangsdaten, die in die Ermittlung einer Positionshypothese eingehen können, sind Egodaten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise, wenn dessen Eigenbewegung ausgehend von einem bekannten Punkt berücksichtigt werden soll. Werden verschiedene Arten der Lokalisierung verwendet, können Positionshypothesen der einzelnen Vorgehensweisen zu einer letztendlich bestimmten Position der mobilen Einrichtung zusammengefasst werden.Localization methods or localization algorithms for mobile devices in limited environments are already known in the prior art. Common approaches are, for example, the use of SLAM algorithms (Simultaneous Localization and Mapping) and / or MCL algorithms (Monte Carlo Localization). Usually, a position hypothesis is determined in that data from sensors of the mobile device, in particular also from environmental sensors, are evaluated, sensor data from at least some of these sensors being merged. Other input data that can be included in the determination of a position hypothesis are ego data of the motor vehicle, for example when its own movement is to be taken into account starting from a known point. If different types of localization are used, position hypotheses of the individual procedures can be combined to form an ultimately determined position of the mobile device.
Beispielhaft sei hinsichtlich der Lokalisierung verwiesen auf das Buch: Thrun, Sebastian; Burgard, Wolfram; Fox, Dieter: Probabilistic Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), The MIT Press - ISBN 9780262201629.As an example, reference is made to the book with regard to localization: Thrun, Sebastian; Burgard, tungsten; Fox, Dieter: Probabilistic Robotics (Intelligent Robotics and Autonomous Agents), The MIT Press - ISBN 9780262201629.
Um mobile Einrichtungen innerhalb der begrenzten Umgebung bei der autonomen Navigation zu unterstützen, ist es bekannt, den mobilen Einrichtungen Kartendatensätze zur Verfügung zu stellen, die die Orientierung und Navigation innerhalb der begrenzten Umgebung erlauben sollen. In diesem Kontext ist es beispielsweise bekannt, Kartendatensätze der begrenzten Umgebung aus Bauplänen abzuleiten, die begrenzte Umgebung zu vermessen und dergleichen. In diesem Kontext werden semantische Daten, also insbesondere Daten zur Zweckbestimmung von Merkmalen der Umgebung, manuell hinzugefügt. Derartige semantische Daten können beispielsweise die Identifikation von Merkmalen der Umgebung als Wände, Türen, Ausgänge, Schilder, Parkmarkierungen und dergleichen umfassen.In order to support mobile devices with autonomous navigation within the limited environment, it is known to provide the mobile devices with map data sets which are intended to allow orientation and navigation within the limited environment. In this context, it is known, for example, to derive map data records of the limited environment from construction plans, to measure the limited environment and the like. In this context, semantic data, in particular data for the purpose of defining characteristics of the environment, are added manually. Such semantic data can include, for example, the identification of features of the environment as walls, doors, exits, signs, parking markings and the like.
Für derartige Kartendatensätze ist ein hoher manueller Aufwand erforderlich, um diese zu erstellen. Insbesondere hinsichtlich der genannten semantischen Daten, die den Bedeutungsinhalt von Merkmalen der Umgebung beschreiben, gilt zunächst, dass diese sich über die Zeit verändern können, nachdem beispielsweise Schilder entfernt werden können oder verrutschen können und dergleichen. Hierdurch entsteht ein hoher manueller Nachführungsaufwand. Ferner enthalten derartige, manuell erstellte Kartendatensätze potentielle Ungenauigkeiten, vor allem bei der Ableitung von Kartendaten aus Bauplänen. Für die vollautomatische Führung von mobilen Einrichtungen, insbesondere Kraftfahrzeugen, sowie sonstige Fahrassistenzfunktionen wird jedoch ein hochgenaues und hochgradig zuverlässiges Kartenmaterial benötigt. Eine Notwendigkeit zur manuellen Kartenerstellung würde die Einführung solcher Funktionen aufgrund hoher Kosten erschweren.A high level of manual effort is required to create such map data records. In particular with regard to the semantic data mentioned, which describe the content of meaning of features of the environment, it is initially true that these can change over time after, for example, signs can be removed or slipped and the like. This results in a high level of manual tracking effort. Furthermore, such manually created map data sets contain potential inaccuracies, especially when deriving map data from construction plans. For the fully automatic guidance of mobile devices, in particular motor vehicles, as well as other driver assistance functions, however, highly accurate and highly reliable map material is required. A need for manual map creation would make the introduction of such functions difficult due to high costs.
Die nachveröffentlichte
WO 2008 / 009 965 A1 betrifft das Erzeugen einer Karte von Merkmalen, wobei die Position der Merkmale aus Bildern eines vorbeifahrenden Fahrzeugs ermittelt wird. Die Karte bezieht sich dabei insbesondere auf eine Kreuzung, eine Parkumgebung oder einen einzelnen Parkplatz.WO 2008/009 965 A1 relates to the generation of a map of features, the position of the features being determined from images of a vehicle driving past. The card relates in particular to an intersection, a parking area or an individual parking lot.
US 2010 / 0 021 012 A1 offenbart die Erzeugung einer offenen Bereichskarte, wobei ein Endnutzer Bilder einer begehbaren Umgebung erzeugt, welche zur Erzeugung der Karte genutzt werden.US 2010/0 021 012 A1 discloses the generation of an open area map, with an end user generating images of a walk-in environment which are used to generate the map.
US 2014 / 0 278 096 A1 betrifft Konzepte zur Definition von Reisepfaden in Parkumgebungen. Dabei werden Parkrouten aus tatsächlich gefahrenen Wegen abgeleitet.US 2014/0 278 096 A1 relates to concepts for defining travel paths in parking areas. Parking routes are derived from paths actually driven.
US 2013 / 0 257 632 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zum Abschätzen der Verfügbarkeit eines Parkens an der Straße, wozu ein Parkwahrscheinlichkeitsgenerator verwendet wird. Die Wahrscheinlichkeit wird basierend auf Nutzerdichten ermittelt.US 2013/0 257 632 A1 discloses a system and a method for estimating the availability of parking on the street, for which purpose a parking probability generator is used. The probability is determined based on user densities.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Ermittlung hochexakter, die Umgebung hinsichtlich möglichst vieler Eigenschaften beschreibender Kartendatensätze zur Navigation in begrenzten Umgebungen anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a possibility for determining highly precise map data sets describing the environment with regard to as many properties as possible for navigation in limited environments.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.To achieve this object, the features of
Mobile Einrichtungen, insbesondere Kraftfahrzeuge, existieren in verschiedenen Ausstattungsvarianten. Häufig ist es daher der Fall, dass eine einzige mobile Einrichtung nur bestimmte Eigenschaften von Merkmalen des Umfelds, in dem die mobile Einrichtung betrieben wird, tatsächlich erfassen kann. Betrachtet man jedoch unterschiedliche mobile Einrichtungen, liegen häufig unterschiedliche Konfigurationen von Umgebungssensoren vor, die es erlauben, verschiedenste Eigenschaften von Merkmalen, insbesondere Objekten, in einer Umgebung zu vermessen. Die vorliegende Erfindung schlägt vor, diesen im Rahmen des Betriebs der mobilen Einrichtung ohnehin angehäuften Datenschatz über die begrenzte Umgebung, in der die mobile Einrichtung, insbesondere vollständig automatisch oder teilweise automatisch, geführt wird, hinsichtlich des Kartendatensatzes zu nutzen, indem die Informationen einer Vielzahl von mobilen Einrichtungen, die innerhalb der begrenzten Umgebung betrieben werden, zusammengeführt werden und zu einer ständigen Aktualisierung sowie gegebenenfalls Erweiterung des Kartendatensatzes genutzt werden.Mobile devices, in particular motor vehicles, exist in various equipment variants. It is therefore often the case that a single mobile device can actually only record certain properties of features of the environment in which the mobile device is operated. If, however, different mobile devices are considered, there are often different configurations of environment sensors which allow the most varied properties of features, in particular objects, to be measured in an environment. The present invention proposes using this treasure trove of data, which is already accumulated during the operation of the mobile device, on the limited environment in which the mobile device is operated, in particular completely automatically or partially automatically, with regard to the map data set by using the information from a large number of Mobile facilities that are operated within the limited environment are brought together and used for constant updating and, if necessary, expansion of the map data set.
Dabei betrifft das erfindungsgemäße Verfahren die Erfassung von Eigenschaften von Merkmalen über Umgebungssensoren, mithin nicht lediglich die Aufzeichnung eines befahrenen Weges, um aus mehreren befahrenen Wegen eine aus Streckenabschnitten zusammengesetzte Straßennetzstruktur zu erstellen. Vielmehr geht es um die möglichst genaue Kartierung einer begrenzten Umgebung, insbesondere eines Gebäudes, beispielsweise eines Parkhauses, in dem ein erhöhter Nutzzweck auch für semantische Informationen zu einzelnen Merkmalen besteht, insbesondere zu deren Zweckbestimmung. Damit wird über Ansätze, die lediglich zwischen befahrbaren und nicht befahrbaren Bereichen unterscheiden wollen, deutlich hinausgegangen, denn es werden auch die Bedeutung von Merkmalen der Umgebung betreffende, semantische Metadaten gesammelt und dem Kartendatensatz hinzugefügt, welche vorteilhaft nicht nur bei einer wenigstens teilweise, bevorzugt vollautomatischen Führung der mobilen Einrichtungen innerhalb der begrenzten Umgebung eingesetzt werden können, sondern auch darüber hinaus für Assistenzfunktionen innerhalb der mobilen Einrichtungen oder sonstiger Geräte eingesetzt werden können, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.The method according to the invention relates to the detection of properties of features via environmental sensors, and therefore not only to the recording of a traveled route in order to create a road network structure composed of route sections from several traveled routes. Rather, it is about the most accurate possible mapping of a limited environment, in particular a building, for example a parking garage, in which there is an increased use also for semantic information on individual features, in particular for their purpose. This clearly goes beyond approaches that only want to differentiate between drivable and non-drivable areas, because semantic metadata relating to the meaning of features of the environment are also collected and added to the map data set, which is advantageous not only in an at least partially, preferably fully automatic Management of the mobile devices can be used within the limited environment, but can also be used for assistance functions within the mobile devices or other devices, which will be discussed in more detail below.
Mithin erlaubt es die vorliegende Erfindung, Karten einer begrenzten Umgebung, insbesondere eines Parkhauses, vollständig automatisiert und genau zu erstellen und/oder zu aktualisieren, wobei insbesondere unterschiedliche Umgebungssensoren in verschiedenen mobilen Einrichtungen genutzt werden, so dass insbesondere ein Mehrwert für mobile Einrichtungen mit geringerer Ausstattung an Umgebungssensoren aufgrund von zusätzlichen Informationen in den Kartendatensatz entsteht.The present invention therefore allows maps of a limited environment, in particular a parking garage, to be created and / or updated in a fully automated and precise manner, with in particular different environment sensors being used in different mobile devices, so that in particular an added value for mobile devices with less equipment at environmental sensors due to additional information in the map data set.
Dabei sei angemerkt, dass es durchaus im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt, den Begriff „Merkmal“ für Segmente einer Belegungskarte, die Teil des Kartendatensatzes ist, zu verwenden. Beispielsweise sind Kartendatensätze bekannt, in denen einzelnen, beispielsweise durch ein Gitter definierten Segmenten neben einer „belegt/frei“-lnformation im Sinne von „befahrbar/nicht befahrbar“ weitere Metadaten, beispielsweise in einer Baumstruktur, zugeordnet sind. Selbstverständlich kann der Begriff „Merkmal“ jedoch auch Objekte oder Teile von Objekten bezeichnen, die innerhalb der begrenzten Umgebung vorhanden sind.It should be noted that it is entirely within the scope of the present invention to use the term “feature” for segments of an occupancy card that is part of the card data record. For example, map data sets are known in which individual segments, for example defined by a grid, in addition to "occupied / free" information in the sense of "drivable / not drivable" further metadata, for example in a tree structure, are assigned. Of course, the term “feature” can also designate objects or parts of objects that are present within the limited environment.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass die Erweiterung des Kartendatensatzes durchaus auch als Hinzufügen einer von dem Kraftfahrzeug selbst erstellten Karte der begrenzten Umgebung verstanden werden kann, wenn das Kraftfahrzeug entsprechend ausgebildet ist, beispielsweise mittels SLAM-Algorithmen. Innerhalb der Servereinrichtung, beispielsweise einem Backend-Server, ist es dann durch Algorithmen des Karten-Matching, die sich insbesondere an bestimmten Merkmalen/Objekten orientieren, möglich, die entsprechenden Kartenanteile zusammenzuführen. Dies gilt auch im Hinblick auf Frühphasen der Erstellung von Kartendatensätzen, wenn unterschiedliche Bereiche der begrenzten Umgebung durch verschiedene mobile Einrichtungen erfasst werden und zusammengeführt werden sollen.It should also be pointed out that the expansion of the map data set can also be understood as adding a map of the limited surroundings created by the motor vehicle itself, if the motor vehicle is designed accordingly, for example by means of SLAM algorithms. Within the server device, for example a back-end server, it is then possible to combine the corresponding card components by means of card matching algorithms, which are based in particular on certain features / objects. This also applies with regard to the early phases of the creation of map data sets when different areas of the limited environment are recorded by different mobile devices and are to be merged.
Die Erfindung beschreibt also eine Möglichkeit zum Aufbau und Austausch von Kartendatensätzen einer begrenzten Umgebung, um die Messungen einer Vielzahl von mobilen Einrichtungen mittels einer Backend-Lösung zu akkumulieren, so dass Fehler ausnivelliert werden können sowie immer aktuelle Kartendatensätze einer großen Flotte von mobilen Einrichtungen, insbesondere Kraftfahrzeugen, sowie gegebenenfalls weiteren Geräten zur Verfügung zu stellen. Es werden Umgebungssensoren von mobilen Einrichtungen verwendet, um Eigenschaften von Merkmalen der Umgebung erstmalig zu bestimmen bzw. zu aktualisieren, die Kartendatensätze werden in einer zentralen Servereinrichtung der begrenzten Umgebung zusammengeführt und führen zur Aktualisierung des Kartendatensatzes, der an weitere mobile Einrichtungen/Geräte verteilt werden kann, so dass nicht nur eine Lokalisierung innerhalb der begrenzten Umgebung ermöglicht wird, sondern auch Abstände/Wege zu Zielorten bestimmt werden können, die zweckmäßig auch aufgrund von semantischen Merkmalsdaten, die die Bedeutung eines Merkmals der Umgebung beschreiben, ausgewählt und/oder bestimmt werden können.The invention thus describes a possibility for the construction and exchange of map data sets of a limited environment in order to accumulate the measurements of a large number of mobile devices using a backend solution so that errors can be leveled out as well as always current map data sets of a large fleet of mobile devices, in particular To make available to motor vehicles and, if necessary, to other devices. Environment sensors are used by mobile devices to determine or update properties of features of the environment for the first time, the map data sets are merged in a central server device of the limited environment and lead to the updating of the map data set, which can be distributed to other mobile devices / devices , so that not only a localization within the limited environment is made possible, but also distances / routes to target locations can be determined, which can expediently also be selected and / or determined on the basis of semantic feature data that describe the meaning of a feature of the environment.
Es sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass der Kartendatensatz gegebenenfalls als weiterer Umgebungssensor für mobile Einrichtungen interpretiert werden kann.It should be pointed out at this point that the map data set can optionally be interpreted as a further environmental sensor for mobile devices.
Wie bereits angedeutet wurde, ist es besonders vorteilhaft, wenn mobile Einrichtungen mit unterschiedlichen Umgebungssensoren verwendet werden. Indem eine Vielfalt von Ausstattungen hinsichtlich der Umgebungssensorik eingesetzt wird, können auch verschiedenste Eigenschaften von Merkmalen als Merkmalsdaten erfasst und dem Kartendatensatz hinzugefügt werden, so dass sich ein möglichst vollständiges Bild der begrenzten Umgebung in dem Kartendatensatz bildet, wie es einzelnen mobilen Einrichtungen nicht zur Verfügung stünde. Dadurch, dass die Informationen einer Vielzahl von mobilen Einrichtungen zentral gesammelt und im aktuellen Kartendatensatz gebündelt sind, können mobile Einrichtungen Minderausstattungen hinsichtlich ihrer Umgebungssensoren durch die Information im Kartendatensatz, die von anderen mobilen Einrichtungen gesammelt wurde, kompensieren.As already indicated, it is particularly advantageous if mobile devices with different environmental sensors are used. By using a variety of equipment with regard to the environment sensor system, a wide variety of properties of features can be recorded as feature data and added to the map data set, so that the map data set forms the most complete picture possible of the limited surroundings that would not be available to individual mobile devices . Because the information from a large number of mobile devices is collected centrally and bundled in the current map data set, mobile devices can compensate for insufficient equipment with regard to their environment sensors using the information in the map data set that was collected by other mobile devices.
Vorzugsweise wird der Kartendatensatz bei Einfahrt in die Umgebung an die jeweilige mobile Einrichtung übertragen. Handelt es sich bei der Umgebung beispielsweise um ein Parkhaus, kann es zweckmäßig sein, in einem Einfahrtsbereich, beispielsweise an einer Schranke, den jeweils aktuellen Kartendatensatz zur Verfügung zu stellen, so dass er, beispielsweise im Rahmen der Lokalisierung, genutzt werden kann und entsprechend aktualisiert/ergänzt werden kann. Denkbar ist es auch, dass der jeweils aktuelle Kartendatensatz von der Servereinrichtung übertragen wird, sobald eine Kommunikationsverbindung zwischen der Servereinrichtung und der mobilen Einrichtung aufgebaut werden kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass, insbesondere auf Anfrage, auch zu späteren Zeitpunkten ein jeweils weiter aktualisierter Kartendatensatz an mobile Einrichtungen übertragen werden kann, insbesondere, wenn diese sich für eine längere Zeit innerhalb der begrenzten Umgebung bewegen. Im Beispiel eines Parkhauses oder einer sonstigen Parkumgebung kann es auch zweckmäßig sein, den Kartendatensatz bei Wiederinbetriebnahme der mobilen Einrichtung nach einer längeren Standzeit in seiner aktuellen Form zu übermitteln.The map data set is preferably transmitted to the respective mobile device when entering the surroundings. If the environment is, for example, a parking garage, it can be useful to provide the current map data set in an entrance area, for example at a barrier, so that it can be used, for example in the context of localization, and updated accordingly / can be added. It is also conceivable that the current map data set is transmitted from the server device as soon as a communication connection can be established between the server device and the mobile device. It is of course also possible that, in particular on request, a further updated map data set can also be transmitted to mobile devices at later times, in particular if they are moving within the limited environment for a longer period of time. In the example of a multi-storey car park or other parking area, it can also be useful to transmit the map data record in its current form when the mobile device is restarted after a long period of time.
Entsprechend kann vorgesehen sein, dass ein erweiterter Kartendatensatz bei jeder Erweiterung und/oder bei Verlassen der Umgebung an die Servereinrichtung übertragen wird. Es ist zum einen denkbar, dass immer dann, wenn neue Merkmalsdaten dem Kartendatensatz zur Aktualisierung und/oder Ergänzung hinzugefügt werden, auch eine Übertragung an die Servereinrichtung erfolgt. Soll der Datenverkehr eher beschränkt werden, kann es zweckmäßiger sein, die Rückübertragung an die Servereinrichtung seltener vorzunehmen, beispielsweise bei Abstellen der mobilen Einrichtung, wenn es sich um eine Parkumgebung handelt, und/oder bei Verlassen der Umgebung. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine zyklische Übermittlung des erweiterten Kartendatensatzes an die Servereinrichtung vorzunehmen.Accordingly, it can be provided that an expanded map data set is transmitted to the server device with each expansion and / or when the environment is left. On the one hand, it is conceivable that whenever new feature data are added to the map data record for updating and / or supplementation, a transmission to the server device also takes place. If the data traffic is to be restricted, it may be more expedient to carry out the retransmission to the server device less frequently, for example when the mobile device is switched off if it is a parking area and / or when the environment is left. It is of course also possible to carry out a cyclical transmission of the extended map data set to the server device.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Eigenschaften eine als Ergebnis einer Klassifizierung erhaltene Klasse und/oder Position des Merkmals und/oder, insbesondere als Ergebnis der Klassifizierung wenigstens eine Zweckbestimmung des Merkmals umfassen. Im Hinblick auf die hier vorgenommene Kartierung der Umgebung ist es selbstverständlich zweckmäßig, wenn die Eigenschaften eine Position des Merkmals umfassen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Eigenschaften eine als Ergebnis einer Klassifizierung erhaltene Klasse umfassen. Insbesondere Systeme, die zur autonomen Führung der mobilen Einrichtung ausgebildet sind, aber auch eine Vielzahl anderer Systeme, die in mobilen Einrichtungen vorgesehen sein können, insbesondere von Fahrzeugsystemen, nutzen verschiedene Klassifizierungen von Objekten/Merkmalen der Umgebung. Dabei können beispielsweise Klassifikatoren eingesetzt werden, die auf die zusammengeführten Sensordaten der Umgebungssensoren angewandt werden, um Merkmale, insbesondere Objekte, in der Umgebung der mobilen Einrichtung zu identifizieren und entsprechend weiter zu behandeln. Beispielsweise können Objekte in der Umgebung als weitere mobile Einrichtungen, Säulen, Markierungen, bewegliche oder unbewegliche Gegenstände und dergleichen klassifiziert werden. Eine derartige Klassifizierung ist mithin ein spezielles Beispiel für die Ermittlung einer semantischen Eigenschaft, denn eine Klasse enthält Hinweise auf die Bedeutung des Merkmals, die deutlich über den reinen Blockierungsgrad für Trajektorien der mobilen Einrichtung hinausgehen kann.According to the invention it is provided that the properties a class and / or position of the feature obtained as a result of a classification and / or, in particular as a result of the classification, at least one purpose of the Include feature. With regard to the mapping of the surroundings carried out here, it is of course expedient if the properties include a position of the feature. A particularly advantageous embodiment is obtained when the properties include a class obtained as a result of a classification. In particular, systems that are designed for autonomous guidance of the mobile device, but also a large number of other systems that can be provided in mobile devices, in particular of vehicle systems, use different classifications of objects / features of the environment. For example, classifiers can be used that are applied to the combined sensor data of the environment sensors in order to identify features, in particular objects, in the environment of the mobile device and to further treat them accordingly. For example, objects in the vicinity can be classified as further mobile devices, columns, markings, movable or immovable objects and the like. Such a classification is therefore a special example for the determination of a semantic property, because a class contains information on the meaning of the feature, which can go well beyond the pure degree of blocking for trajectories of the mobile device.
Mithin ist es in einer Variante der Erfindung vorgesehen, dass die Eigenschaften, insbesondere als Ergebnis einer Klassifizierung, wenigstens eine Zweckbestimmung des Merkmals umfassen, die dann entsprechend in den Merkmalsdaten abgespeichert wird. Insbesondere kann es sich dabei um eine Zweckbestimmung handeln, die über den Betrieb der mobilen Einrichtung hinausgeht. So richtet sich die Zweckbestimmung einer Wand in einem Parkhaus auf eine tragende Wirkung und Strukturierung desselben; der Zweck eines Hinweisschildes ist die Orientierung der Menschen innerhalb der begrenzten Umgebung. Gerade für im Rahmen der Erfindung ebenso angedachte, über den vollautonomen oder teilautonomen Betrieb der mobilen Einrichtung hinausgehende Anwendungen, beispielsweise bei mobilen Endgeräten, nutzen derartige zusätzliche Eigenschaften von in dem Kartendatensatz enthaltenen Merkmalen für weitere Funktionen, die dann zweckmäßig und zielgenau realisiert werden können.It is therefore provided in a variant of the invention that the properties, in particular as a result of a classification, include at least one purpose of the feature, which is then stored accordingly in the feature data. In particular, it can be a purpose that goes beyond the operation of the mobile device. The purpose of a wall in a parking garage is based on a load-bearing effect and structuring of the same; The purpose of a sign is to orient people within the limited environment. Especially for applications that go beyond the fully autonomous or semi-autonomous operation of the mobile device, for example in the case of mobile devices, which are also contemplated within the scope of the invention, use such additional properties of features contained in the map data set for further functions which can then be implemented appropriately and precisely.
Im Hinblick auf die Klassifizierung und/oder Zweckbestimmung als Eigenschaft können besonders vorteilhaft als Merkmale Hinweisschilder innerhalb der Umgebung und/oder Fahrbahnmarkierungen und/oder Parkplatzmarkierungen und/oder Hilfsmittel, insbesondere Feuerlöscher, durch Ermittlung einer Klasse und/oder Zweckbestimmung identifiziert werden. Auf diese Weise werden beispielsweise Funktionen ermöglicht, die Personen zum nächsten Ausgang und/oder nächsten Feuerlöscher führen können und dergleichen. Gerade mobile Einrichtungen mit höherwertiger Sensorik, beispielsweise einer Bildverarbeitung, können dabei Eigenschaften erkennen, die die Zweckbestimmung/Bedeutung von Merkmalen beschreiben, beispielsweise standardisierte Hinweisschilder auf einen Ausgang oder dergleichen. Selbstverständlich können derartige zusätzliche semantische Merkmalsdaten auch im Rahmen des Betriebs der mobilen Einrichtung eingesetzt werden, beispielsweise dann, wenn es sich bei der mobilen Einrichtung um ein Kraftfahrzeug handelt und es relevant ist, ob Parkplätze für bestimmte Personengruppen ausgewiesen sind oder dergleichen, beispielsweise im Fall von Frauenparkplätzen .With regard to the classification and / or intended purpose as a property, information signs within the surroundings and / or lane markings and / or parking lot markings and / or aids, in particular fire extinguishers, can be identified particularly advantageously as features by determining a class and / or purpose. In this way, for example, functions are made possible that can lead people to the next exit and / or the next fire extinguisher and the like. In particular, mobile devices with higher-quality sensors, for example image processing, can recognize properties that describe the purpose / meaning of features, for example standardized information signs pointing to an exit or the like. Of course, such additional semantic feature data can also be used in the context of the operation of the mobile device, for example if the mobile device is a motor vehicle and it is relevant whether parking spaces are designated for certain groups of people or the like, for example in the case of Women parking spaces.
Die Erfindung sieht vor, dass die Klassifizierung und/oder die Ermittlung der Zweckbestimmung aus den Sensordaten unter Verwendung einer in der mobilen Einrichtung vorliegenden oder von der Servereinrichtung an die mobile Einrichtung übertragenen Hilfsdatenbank erfolgt, die die Abbildung von Sensordaten auf wenigstens eine Klasse und/oder Zweckbestimmung des Merkmals erlaubt. Mithin wird den mobilen Einrichtungen das Werkzeug in bevorzugter Ausgestaltung von der Servereinrichtung selbst an die Hand gegeben, um die gewünschten semantischen Merkmalsdaten ermitteln zu können. Letztlich beschreibt die Hilfsdatenbank somit das Aussehen und/oder sonstige Erkennungseigenschaften möglicher semantischer Merkmalsdaten im Hinblick auf die Erkennbarkeit durch Umgebungssensoren. Mithin kann die Hilfsdatenbank beispielsweise eine Subdatenbank über Ausgangs- und Notausgangsschilder enthalten und dergleichen.The invention provides that the classification and / or the determination of the intended purpose from the sensor data takes place using an auxiliary database that is present in the mobile device or transmitted from the server device to the mobile device, which the mapping of sensor data to at least one class and / or Purpose of the feature allowed. Thus, in a preferred embodiment, the tool is given to the mobile devices by the server device itself in order to be able to determine the desired semantic feature data. Ultimately, the auxiliary database thus describes the appearance and / or other recognition properties of possible semantic feature data with regard to the recognizability by environmental sensors. The auxiliary database can therefore contain, for example, a sub-database on exit and emergency exit signs and the like.
Es wurde bereits dargelegt, dass in einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung die Eigenschaften der Merkmale ohnehin im Rahmen einer Funktion, die die Sensordaten der Umgebungssensoren auswertet, ermittelt werden, so dass kein oder weniger Zusatzaufwand erforderlich ist, um zu der Funktion der Aktualisierung des Kartendatensatzes beizutragen. Beispielsweise kann mithin vorgesehen sein, dass die Ermittlung der Eigenschaften wenigstens teilweise im Rahmen einer Lokalisierung der eigenen mobilen Einrichtung erfolgt, insbesondere im Rahmen der Durchführung eines SLAM-Verfahrens. Im Rahmen von SLAM-Verfahren, aber auch bei anderen Lokalisierungsverfahren, findet oft ohnehin eine Kartierung des Umfelds der mobilen Einrichtung statt, gegebenenfalls auch im Hinblick auf die Positionsbestimmung der mobilen Einrichtung im hierzu mitbetrachteten Kartendatensatz. Mithin entstehen während der Durchführung einer Lokalisierungsfunktion eine Vielzahl von Merkmalsdaten, die Eigenschaften von Merkmalen im Umfeld der mobilen Einrichtung beschreiben, die mithin auch zur Aktualisierung und/oder Ergänzung des Kartendatensatzes eingesetzt werden können.It has already been explained that, in a particularly expedient embodiment, the properties of the features are determined within the framework of a function that evaluates the sensor data of the environmental sensors, so that little or no additional effort is required to contribute to the function of updating the map data set. For example, it can therefore be provided that the determination of the properties takes place at least partially in the context of a localization of the own mobile device, in particular in the context of the implementation of a SLAM method. In the context of SLAM methods, but also with other localization methods, the surroundings of the mobile device are often mapped anyway, possibly also with a view to determining the position of the mobile device in the map data set also considered for this purpose. As a result, while a localization function is being carried out, a large number of feature data are created which describe the properties of features in the environment of the mobile device, which can therefore also be used to update and / or supplement the map data set.
Seitens der Servereinrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Zuordnung von neuen und/oder geänderten Eigenschaften zu einem Merkmal durch einen Kartenabgleich anhand von vordefinierten Merkmalen seitens der Servereinrichtung erfolgt. Letztlich sammelt also die Servereinrichtung die erweiterten Kartendatensätze und bringt sie miteinander in Einklang. Derartige Verfahren sind im Stand der Technik bereits grundsätzlich unter dem Schlagwort „Map-Matching“ bekannt und können sich beispielsweise an bestimmten, hervorstechenden Merkmalen orientieren. Selbstverständlich kann der Kartenabgleich auch vereinfacht möglich sein, wenn eine verlässliche Eigenlokalisierung der mobilen Einrichtungen möglich ist und somit die Merkmalsdaten ohnehin in klarer Relation zu den sonstigen im Kartendatensatz enthaltenen Merkmalen stehen. Verschiedene, grundsätzlich bekannte Ausgestaltungen sind hier denkbar.The server device can provide for an assignment of new and / or changed properties to a feature by means of a map comparison based on predefined features on the server device. Ultimately, then, the server device collects the expanded map data sets and reconciles them with one another. Such methods are already known in principle in the prior art under the catchphrase “map matching” and can, for example, be based on specific, prominent features. Of course, the map comparison can also be possible in a simplified manner if the mobile devices can be reliably localized themselves and thus the feature data are in any case in a clear relation to the other features contained in the map data set. Different, basically known configurations are conceivable here.
Allgemein ist es im Rahmen der Eigenlokalisierung der mobilen Einrichtungen zweckmäßig denkbar, dass innerhalb der Umgebung eindeutig identifizierbare Marker zur Lokalisierung der mobilen Einrichtung verwendet werden. Es wurden bereits Lokalisierungsverfahren vorgeschlagen, die eindeutige Markierungen, beispielsweise zweidimensionale Strichcodes, einsetzen, die von den Umgebungssensoren erkannt werden können, so dass eine eindeutige Position bestimmt werden kann, mithin jegliche Sensordaten der Umgebungssensoren und somit auch die Merkmalsdaten in Beziehung zu einem eindeutigen Koordinatensystem der begrenzten Umgebung gesetzt werden können.In general, within the scope of the self-localization of the mobile devices, it is expediently conceivable that clearly identifiable markers are used within the environment to localize the mobile device. Localization methods have already been proposed that use unique markings, for example two-dimensional barcodes, which can be recognized by the environmental sensors so that a unique position can be determined, including any sensor data from the environmental sensors and thus also the feature data in relation to a unique coordinate system of the limited environment can be set.
Zur Übertragung der Kartendatensätze und gegebenenfalls weiterer Informationen kann eine Einrichtung-zu-Infrastruktur-Kommunikation, beispielsweise im Falle eines Kraftfahrzeugs eine Kraftfahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (Car2x-Kommunikation), verwendet werden. Hierbei bietet sich insbesondere die Verwendung von WLAN-Verbindungen an. Konkrete Kommunikationsverbindungen, mit denen mobile Einrichtungen in einer begrenzten Umgebung mit einer dieser zugeordneten Servereinrichtung kommunizieren können, wurden bereits vorgeschlagen und können im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.A device-to-infrastructure communication, for example in the case of a motor vehicle, a motor vehicle-to-infrastructure communication (Car2x communication), can be used to transmit the map data records and, if necessary, further information. The use of WLAN connections is particularly useful here. Concrete communication links with which mobile devices can communicate in a limited environment with a server device assigned to them have already been proposed and can be used within the scope of the present invention.
Als Umgebungssensoren können besonders zweckmäßig wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens ein Ultraschallsensor und/oder wenigstens ein Radarsensor und/oder wenigstens ein Lidar-Sensor verwendet werden. Kameras können dabei Bildverarbeitungseinrichtungen zugeordnet werden. Eine Linienerkennung in den Sensordaten von Kameras kann beispielsweise Eigenschaften von Bodenmarkierungen, beispielsweise Parkplatzbegrenzungen, identifizierbar machen; im Rahmen einer Bildverarbeitung können ferner genormte Symbole, beispielsweise Notausgangsschilder, erkannt werden, um semantische Merkmalsdaten zu erhalten. Radarsensoren ermöglichen es, metallische Objekte und deren Position zu erkennen, beispielsweise weitere mobile Einrichtungen, insbesondere Kraftfahrzeuge. Durch gemeinsame Auswertung von Sensordaten von Radarsensoren und der Kamera kann beispielsweise ein Abgleich der Position einer weiteren mobilen Einrichtung mit erkannten Fahrbahn-/Parkplatzmarkierungen erfolgen, um die Belegung eines Abstellplatzes, insbesondere Parkplatzes, zu ermitteln und dergleichen. Ultraschallsensoren ermöglichen es beispielsweise, einen Freiraum rund um die eigene mobile Einrichtung zu erkennen, so dass befahrbare Bereiche unter der Annahme, dass die mobile Einrichtung auf einer befahrbaren Strecke startet, erkannt werden können. Im Fall einer Parkumgebung können Parklücken bzw. Parkplätze in ihrer Tiefe vermessen werden. Lidar-Sensoren ermöglichen es beispielsweise, Objektkonturen genau zu vermessen, insbesondere auch, was Gebäudemerkmale und dergleichen angeht.At least one camera and / or at least one ultrasonic sensor and / or at least one radar sensor and / or at least one lidar sensor can particularly expediently be used as the environment sensors. Cameras can be assigned to image processing devices. Line detection in the sensor data of cameras can, for example, make properties of floor markings, for example parking lot boundaries, identifiable; In the context of image processing, standardized symbols, for example emergency exit signs, can also be recognized in order to obtain semantic feature data. Radar sensors make it possible to detect metallic objects and their position, for example other mobile devices, in particular motor vehicles. By jointly evaluating sensor data from radar sensors and the camera, for example, the position of a further mobile device can be compared with recognized lane / parking lot markings in order to determine the occupancy of a parking space, in particular a parking lot, and the like. Ultrasonic sensors make it possible, for example, to detect a free space around one's own mobile device, so that drivable areas can be detected on the assumption that the mobile device starts on a drivable route. In the case of a parking area, parking spaces or parking spaces can be measured in terms of their depth. Lidar sensors make it possible, for example, to measure object contours precisely, particularly with regard to building features and the like.
Vorzugsweise wird zur Zuordnung der Sensordaten zu einer Position in dem Kartendatensatz ein Scanmatching-Verfahren verwendet. Scanmatching-Verfahren sind im Stand der Technik bereits bekannt und bilden letztendlich die bekannte Position und Ausrichtung des Umgebungssensors relativ zu einer lokalisierten Position der mobilen Einrichtung im Kartendatensatz ab.A scan matching method is preferably used to assign the sensor data to a position in the map data record. Scan matching methods are already known in the prior art and ultimately map the known position and orientation of the environmental sensor relative to a localized position of the mobile device in the map data set.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auch ein von der eigenen mobilen Einrichtung zurückgelegter Weg mit einer eine Befahrbarkeit anzeigenden Eigenschaft in dem Kartendatensatz abgespeichert wird. Neben den im Zentrum des erfindungsgemäßen Verfahrens stehenden semantischen Merkmalsdaten können Eigenschaften von Merkmalen, insbesondere Bereichen bzw. Segmenten, der Umgebung auch aus weiteren Systemen der mobilen Einrichtung abgeleitet werden. Legt eine mobile Einrichtung einen bestimmten Weg zurück, was aus Odometriedaten der mobilen Einrichtung nachverfolgt werden kann, folgt daraus die Befahrbarkeit dieser zurückgelegten Strecke. Zurückgelegte Wege an sich können jedoch ebenso zweckmäßig seitens der Servereinrichtung ausgewertet werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Servereinrichtung durch Vergleich von durch mehrere mobile Einrichtungen befahrenen Wegen umfahrene Bereiche der Umgebung, insbesondere Fahrbahnschäden und/oder Gefahrenstellen, identifiziert. Umfahren mithin mehrere mobile Einrichtungen wiederholt Stellen, die im Kartendatensatz bislang als frei markiert sind, kann dies ein Hinweis auf eine Belegung dieser Stellen und/oder Schäden in der Fahrbahn sein, was ebenso eine wichtige Zusatzinformation in dem Kartendatensatz darstellt und bei der Planung von Trajektorien nachfolgender Fahrten durch weitere mobile Einrichtungen berücksichtigt werden kann. Aus derartigen Informationen können selbstverständlich auch weitere Maßnahmen abgeleitet werden, beispielsweise kann die Infrastruktureinrichtung Hinweisinformationen an zuständige Personen ausgeben, wenn, beispielsweise auch mit weiteren Merkmalsdaten gemeinsam, Hinweise auf Beschädigungen innerhalb der begrenzten Umgebung bestehen.A further development of the invention provides that a path covered by the own mobile device is also stored in the map data set with a property indicating whether it can be driven on. In addition to the semantic feature data at the center of the method according to the invention, properties of features, in particular areas or segments, of the environment can also be derived from other systems of the mobile device. If a mobile device covers a certain route, which can be tracked from odometry data of the mobile device, the drivability of this covered route follows. Paths covered can, however, also be appropriately evaluated by the server device. For example, it can be provided that the server device identifies areas of the environment that have been bypassed, in particular road damage and / or danger spots, by comparing routes traveled by several mobile devices. Thus, if several mobile devices repeatedly drive around places that have been marked as free in the map data set, this can be an indication of an occupancy of these places and / or damage in the roadway, which is also important additional information in the map data set and when planning trajectories subsequent journeys further mobile facilities can be considered. Further measures can of course also be derived from such information, for example the infrastructure facility can output information to the responsible persons if there are indications of damage within the limited environment, for example also together with further feature data.
Bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Parkumgebung, kann es auch genutzt werden, um aktuelle Belegungszustände von Parkplätzen aus den erweiterten Kartendatensätzen zu ermitteln. Beim Belegungszustand von Parkplätzen handelt es sich um dynamisch schnell veränderbare Informationen, die mithin durch Veränderungen in den erweiterten Kartendatensätzen leicht detektiert werden können und auffallen. Neben der ständigen Verbesserung der Karte, insbesondere durch Hinzufügen von semantischen Merkmalsdaten, kann mithin auch eine aktuelle Belegungsinformation für Parkplätze aus den erweiterten Kartendatensätzen in der Servereinrichtung abgeleitet werden.If the method according to the invention relates to a parking area, it can also be used to determine current occupancy states of parking spaces from the expanded map data sets. The occupancy status of parking spaces is information that can be changed dynamically and quickly, which can therefore be easily detected and noticed through changes in the expanded map data sets. In addition to the constant improvement of the map, in particular by adding semantic feature data, current occupancy information for parking spaces can therefore also be derived from the expanded map data records in the server device.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass dieselbe Eigenschaft eines Merkmals betreffende Merkmalsdaten verschiedener mobiler Einrichtungen seitens der Servereinrichtung statistisch ausgewertet werden, insbesondere unter Verwendung einer Ausreißerdetektion. Nachdem begrenzte Umgebungen meist von vielen mobilen Einrichtungen befahren werden, insbesondere im Fall von Kraftfahrzeugen in einer Parkumgebung, liegt eine große Anzahl von erweiterten Kartendatensätzen vor, die es selbstverständlich auch ermöglicht, eine statistische Auswertung vorzunehmen, insbesondere, um einzelne Fehlmessungen einzelner mobiler Einrichtungen auszuschließen und die insgesamte Qualität der übermittelten Merkmalsdaten zu verbessern, da letztendlich mehrere unterschiedliche Messungen vorgenommen werden. In einer Ausführungsform können den Merkmalsdaten dabei auch seitens der mobilen Einrichtung abgeschätzte Fehlerwerte beigefügt werden, die letztlich auch eine Aussage über die Qualität der einzelnen Messungen wiedergeben und beispielsweise in einer Gewichtung von Merkmalsdaten verschiedener mobiler Einrichtungen, die sich auf dasselbe Merkmal der Umgebung beziehen, Niederschlag finden können. Somit werden seitens der Servereinrichtung durch die statistische Betrachtung insbesondere auch Fehler ausnivelliert.A particularly advantageous embodiment of the present invention provides that feature data relating to the same property of a feature from various mobile devices are statistically evaluated by the server device, in particular using outlier detection. Since limited environments are mostly used by many mobile devices, especially in the case of motor vehicles in a parking area, there is a large number of extended map data sets, which of course also make it possible to carry out a statistical evaluation, in particular to exclude individual incorrect measurements of individual mobile devices and to improve the overall quality of the transmitted feature data, since ultimately several different measurements are made. In one embodiment, error values estimated by the mobile device can also be added to the feature data, which ultimately also reflect a statement about the quality of the individual measurements and, for example, in a weighting of feature data from different mobile devices that relate to the same feature of the environment, precipitation can find. In this way, the server device also levels out errors in particular through the statistical analysis.
Wie bereits erläutert wurde, wird zweckmäßigerweise wenigstens eine in dem Kartendatensatz enthaltene Eigenschaft wenigstens eines Merkmals durch eine neben der Lokalisierung weitere Funktion der mobilen Einrichtung ausgewertet, insbesondere durch eine Fahrerassistenzfunktion. So kann beispielsweise bereits in der mobilen Einrichtung selbst einem Insassen angezeigt werden, wo sich der nächste Ausgang aus der begrenzten Umgebung befindet, genau wie dies beispielsweise im Fall von Parkhäusern für Kassenautomaten oder dergleichen möglich ist. Hier erweisen sich die semantischen Daten, die Merkmalen des Kartendatensatzes eine Bedeutung zuschreiben, als äußerst nützlich. Auch bei der Auswahl des Zielorts, unabhängig davon, ob diese automatisch oder manuell durch einen Fahrer erfolgt, können unterstützende Funktionen eingesetzt werden, beispielsweise, wenn bekannt ist, dass der Fahrer ein Mann ist und ein Parkplatz für Frauen reserviert ist und dergleichen.As has already been explained, at least one property of at least one feature contained in the map data set is expediently evaluated by a function of the mobile device in addition to the localization, in particular by a driver assistance function. Thus, for example, an occupant can already be shown in the mobile device itself where the next exit from the restricted area is, exactly as is possible, for example, in the case of parking garages for pay machines or the like. This is where the semantic data that assign meaning to features of the map data set proves extremely useful. Supporting functions can also be used when selecting the destination, regardless of whether this is done automatically or manually by a driver, for example if it is known that the driver is a man and a parking space is reserved for women and the like.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Kartendatensatz an ein mobiles Endgerät eines Nutzers, insbesondere ein Mobiltelefon, übertragen wird und dort im Rahmen einer Software-Applikation, insbesondere einer Navigationsapplikation, ausgewertet wird. Liegt der Kartendatensatz auch auf einem mobilen Endgerät, das von einem Nutzer der mobilen Einrichtung mit sich geführt wird, vor, kann dieser, beispielsweise nach dem Aussteigen aus einem Kraftfahrzeug, auf dem Rückweg zu seiner mobilen Einrichtung oder dergleichen zusätzliche Assistenzfunktionen, die durch das mobile Endgerät bereitgestellt werden, nutzen. Beispielsweise kann die Person auf Grundlage des Kartendatensatzes zum nächstmöglichen Ausgang navigiert werden, zu einem Hilfsmittel, beispielsweise einem Feuerlöscher, geführt werden und dergleichen. Mithin lässt sich der insbesondere hinsichtlich der semantischen Merkmalsdaten durch die vorliegende Erfindung verbesserte Kartendatensatz über die mobilen Einrichtungen hinaus gewinnbringend einsetzen.In a particularly advantageous embodiment of the present invention, however, it is provided that the map data set is transmitted to a mobile terminal of a user, in particular a mobile phone, and is evaluated there as part of a software application, in particular a navigation application. If the map data set is also available on a mobile device that is carried by a user of the mobile device, he can, for example after getting out of a motor vehicle, on the way back to his mobile device or the like, additional assistance functions that are provided by the mobile Device are provided, use. For example, on the basis of the map data set, the person can be navigated to the next possible exit, guided to an aid, for example a fire extinguisher, and the like. The map data set, which has been improved by the present invention in particular with regard to the semantic feature data, can therefore be used profitably beyond the mobile devices.
Zweckmäßigerweise kann zur initialen Lokalisierung der eigenen mobilen Einrichtung im Kartendatensatz, wie bereits angedeutet wurde, ein vordefiniertes, insbesondere an einer Einfahrt der Umgebung befindliches Merkmal detektiert werden. Als Beispiel für solche detektierbaren Merkmale sei eine Schrankenanlage genannt, die sich häufig an der Einfahrt zu einem Parkhaus als begrenzte Umgebung findet. Diese Stelle passieren alle mobilen Einrichtungen, die in die begrenzte Umgebung vordringen wollen, so dass eine besonders einfache Bestimmung einer Startposition für die Lokalisierung innerhalb der begrenzten Umgebung ermöglicht wird.Appropriately, for the initial localization of one's own mobile device in the map data set, as has already been indicated, a predefined feature, in particular located at an entrance to the surroundings, can be detected. An example of such detectable features is a barrier system, which is often found at the entrance to a parking garage as a limited environment. All mobile devices that want to penetrate the limited environment pass this point, so that a particularly simple determination of a starting position for the localization within the limited environment is made possible.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass zur Identifizierung der Umgebung und/oder der initialen Position im Kartendatensatz eine GPS-Positionsbestimmung berücksichtigt wird. Mithin können die mobilen Einrichtungen über einen GPS-Sensor verfügen, der eine entsprechende absolute Positionsbestimmung in einem geodätischen Koordinatensystem erlaubt. Auf Grundlage dieser geodätischen Position kann festgestellt werden, in welche begrenzte Umgebung das Kraftfahrzeug gerade einfährt, wobei auch bei der initialen Positionierung im Kartendatensatz die Berücksichtigung einer solchen geodätischen Position zweckmäßig ist. Die Identifizierung der begrenzten Umgebung identifiziert letztlich auch die Servereinrichtung, mit der die mobile Einrichtung Kontakt aufnehmen soll.It can also be provided that a GPS position determination is taken into account to identify the surroundings and / or the initial position in the map data set. The mobile devices can therefore have a GPS sensor which allows a corresponding absolute position determination in a geodetic coordinate system. On the basis of this geodetic position it can be determined in which limited Environment the motor vehicle is just driving in, whereby it is also expedient to take such a geodetic position into account during the initial positioning in the map data set. The identification of the limited environment ultimately also identifies the server device with which the mobile device is to make contact.
Besonders vorteilhaft lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren, wie bereits angedeutet wurde, auf Kraftfahrzeuge anwenden, so dass als mobile Einrichtung ein Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Die begrenzte Umgebung kann dabei insbesondere eine Parkumgebung, bevorzugt ein Parkhaus, oder ein sonstiges begrenztes Gebäude, in dem das Kraftfahrzeug navigieren soll, sein.As already indicated, the method according to the invention can be applied particularly advantageously to motor vehicles, so that a motor vehicle can be used as the mobile device. The limited environment can in particular be a parking environment, preferably a parking garage, or some other limited building in which the motor vehicle is to navigate.
Fasst man die am erfindungsgemäßen Verfahren mitwirkenden Vorrichtungen zusammen, ergibt sich insgesamt ein System zur Aktualisierung und/oder Erweiterung eines Kartendatensatzes einer von mobilen Einrichtungen mit Umgebungssensoren befahrenen begrenzten Umgebung, das eine Servereinrichtung umfasst, die der begrenzten Umgebung zugeordnet ist. Die Servereinrichtung ist dazu ausgebildet, aktuelle Kartendatensätze an ebenso zum System gehörige mobile Einrichtungen, die in der begrenzten Umgebung betrieben werden, zu übermitteln und von diesen erweiterte, also um Merkmalsdaten aktualisierte, Kartendatensätze zu erhalten. Die Servereinrichtung, die ortsfest ist und bei der es sich um eine Infrastruktureinrichtung handelt, ist ferner dazu ausgebildet, die erhaltenen erweiterten bzw. aktualisierten Kartendatensätze zu fusionieren, um einen neuen aktuellen Kartendatensatz zu bestimmen. Die mobilen Einrichtungen, insbesondere Kraftfahrzeuge, in der begrenzten Umgebung sind ihrerseits mit Umgebungssensoren versehen und dazu ausgebildet, insbesondere bei nicht in dem Kartendatensatz enthaltenen und/oder gegenüber dem Kartendatensatz veränderten Eigenschaften von Merkmalen der Umgebung dem Kartendatensatz aktuelle Merkmalsdaten, die aus den Sensordaten der Umgebungssensoren bestimmt wurden, hinzuzufügen, welche nach der Rückübermittlung des Kartendatensatzes an die Servereinrichtung dort im Rahmen der Aktualisierung des Kartendatensatzes im Allgemeinen berücksichtigt werden. Die Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten selbstverständlich analog für das hier beschriebene System und die entsprechenden Teileinrichtungen, insbesondere die Servereinrichtung und die mobilen Einrichtungen.If the devices participating in the method according to the invention are combined, the result is a system for updating and / or expanding a map data set of a limited environment traveled by mobile devices with environment sensors, which includes a server device that is assigned to the limited environment. The server device is designed to transmit current map data sets to mobile devices which are also part of the system and which are operated in the limited environment and to receive map data sets from them that have been expanded, that is to say updated with feature data. The server device, which is stationary and which is an infrastructure device, is also designed to merge the extended or updated map data records obtained in order to determine a new, current map data record. The mobile devices, in particular motor vehicles, in the limited environment are in turn provided with environment sensors and designed to do so, in particular in the case of characteristics of the environment not contained in the map data set and / or properties of the environment that are changed compared to the map data record with current characteristic data from the sensor data of the environment sensors were determined to add, which are generally taken into account after the return of the map data set to the server device there as part of the updating of the map data set. The statements relating to the method according to the invention naturally apply analogously to the system described here and the corresponding partial devices, in particular the server device and the mobile devices.
Es wird noch darauf hingewiesen, dass es auch zweckmäßig sein kann, neben den mobilen Einrichtungen auch weitere Vorrichtungen innerhalb der begrenzten Umgebung zur Kartenaktualisierung zu berücksichtigen, beispielsweise die bereits erwähnten mobilen Endgeräte, die häufig auch Umgebungssensoren aufweisen, insbesondere Kameras, mithin sich selbst innerhalb des Kartendatensatzes lokalisieren können und Eigenschaften von Merkmalen der Umgebung ermitteln können, die ebenso nützlich an die Servereinrichtung weitergegeben werden können.It should also be pointed out that it can also be useful to take into account, in addition to the mobile devices, other devices within the limited environment for map updates, for example the aforementioned mobile devices, which often also have environmental sensors, in particular cameras, thus themselves within the Can locate map data set and determine properties of features of the environment, which can be passed on to the server device just as useful.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
-
1 eine Parkumgebung mit mobilen Einrichtungen und einer Servereinrichtung, -
2 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und -
3 eine Fahrsituation eines Kraftfahrzeugs in der begrenzten Umgebung.
-
1 a parking area with mobile facilities and a server facility, -
2 a flow chart of an embodiment of the method according to the invention, and -
3 a driving situation of a motor vehicle in the limited environment.
Vorliegend sind die Kraftfahrzeuge
Zu derartigen Infrastruktureinrichtungen zählt auch die der Parkumgebung
Der Kartendatensatz wird genutzt, um eine Lokalisierung des betriebenen Kraftfahrzeugs
In der Parkumgebung
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens soll im Hinblick auf
Die Ermittlung von Eigenschaften der Merkmale umfasst vorliegend die Ermittlung von semantischen Merkmalsdaten, die über die reine Existenz bzw. Position von Merkmalen hinausgehen und die Bedeutung der Merkmale beschreiben. Hierzu werden im Steuergerät
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
Die Schritte
In einem Schritt
Sodann erfolgt eine statistische Auswertung der hinzugekommenen neuen Merkmalsdaten im Hinblick darauf, ob der allgemein gültige Kartendatensatz aktualisiert werden muss. Hierbei kann insbesondere eine Ausreißerdetektion durchgeführt werden, um Messfehler einzelner betriebener Kraftfahrzeuge
Bezüglich des Schrittes
Wie bereits erwähnt, kann der Kartendatensatz nicht nur im Rahmen der Eigenlokalisierung eines innerhalb der Parkumgebung
Ähnliche Ausgestaltungen sind auch denkbar, wenn bestimmte Hilfsmittel gesucht werden, beispielsweise Kassenautomaten
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich, wenn der Kartendatensatz nicht nur innerhalb der Parkumgebung
Es sei noch darauf hingewiesen, dass auch in dem mobilen Endgerät
Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Vorgehens selbstverständlich auch der Belegungszustand von Parkplätzen anhand der erweiterten Kartendatensätze analysiert werden kann.Finally, it should be pointed out that within the scope of the procedure according to the invention, the occupancy status of parking spaces can of course also be analyzed using the expanded map data sets.
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