DE102014226186A1

DE102014226186A1 - Improvements to high accuracy maps

Info

Publication number: DE102014226186A1
Application number: DE102014226186.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Lottes
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Bearbeiten oder Erstellen einer digitalen Landkarte; wobei die digitale Landkarte Straßen und Landmarken umfasst; wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der in einem Gebiet der Landkarte umfassten Landmarken abhängig davon, ob sich ein Fahrzeug mit vorgegebenen Fähigkeiten zur relativen Positionierung zu Landmarken in dem Gebiet mit vorgegebener Genauigkeit positionieren kann.Disclosed is a method for editing or creating a digital map; the digital map comprising streets and landmarks; the method comprising: determining the landmarks included in an area of the map, depending on whether a vehicle with given relative positioning capabilities can position itself to landmarks in the area with predetermined accuracy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten oder Erstellen einer digitalen Landkarte sowie die entstehenden digitale Landkarte. The invention relates to a method for editing or creating a digital map and the resulting digital map.

Heutzutage sind sogenannte hochgenaue Landkarten im Aufbau und in der Entwicklung. Es handelt dabei um digitale Landkarten, die beispielsweise für automatisiertes Fahren von Fahrzeugen in der Umwelt benötigt werden. Die hochgenauen Karten umfassen neben dem Straßennetzwerk auch Landmarken, wie Brückenpfeiler, Straßenschilder, Bordsteine, etc. Das der Landmarke entsprechende Objekt kann vom Fahrzeug mithilfe von Radar, Lidar oder Kamerasystemen erkannt werden und das Fahrzeug kann seine Position relativ zu diesem Objekt bestimmen. Mithilfe des Eintrags der Landmarke in der digitalen Karte, kann sich das Fahrzeug dann in der digitalen Landkarte positionieren. Die Positionierung relativ zur Landmarke kann bei der Positionierung in der digitalen Landkarte zusätzlich oder anstelle der im Stand der Technik bekannten Positionierungstechniken über Satellitennavigation wie GPS, GLONASS oder Galileo verwendet werden. Die Positionierung relativ zur Landmarke ermöglicht häufig eine genauere Positionierung in der digitalen Landkarte als unter ausschließlicher Verwendung der Satellitennavigation. Today, so-called high-precision maps are under construction and development. These are digital maps that are needed, for example, for automated driving of vehicles in the environment. The high accuracy maps include not only the road network but also landmarks such as bridge piers, street signs, curbs, etc. The object corresponding to the landmark can be detected by the vehicle using radar, lidar, or camera systems, and the vehicle can determine its position relative to that object. With the entry of the landmark in the digital map, the vehicle can then position itself on the digital map. Positioning relative to the landmark may be used in positioning in the digital map in addition to or instead of the positioning techniques known in the art via satellite navigation such as GPS, GLONASS or Galileo. Positioning relative to the landmark often allows for more accurate positioning in the digital map than using only satellite navigation.

Die Repräsentation dieser Landmarken in der digitalen Karte kann die Datenmenge der digitalen Landkarte stark erhöhen. Die Positionsbestimmung in Fahrzeugen ist meist auf Echtzeitfähigkeit oder nahe einer Echtzeitfähigkeit ausgelegt und damit häufig nicht dafür ausgelegt, erhöhte Datenmengen zu verarbeiten. Ferner ist in Zukunft vorgesehen, digitale Landkarten, die im Fahrzeug gespeichert werden, regelmäßig zu aktualisieren. Denkbar ist auch die Breitstellung einer digitalen Karte über ein Mobilfunknetz im Bedarfsfall. Die Erfüllung dieser Anforderungen wird durch eine digitale Landkarte mit geringer Datengröße vereinfacht bzw. sogar erst ermöglicht. The representation of these landmarks in the digital map can greatly increase the amount of data on the digital map. Positioning in vehicles is usually designed for real-time capability or near real-time capability, and is often not designed to handle increased amounts of data. It is also planned in the future to regularly update digital maps stored in the vehicle. It is also conceivable the Breitstellung a digital map via a mobile network in case of need. The fulfillment of these requirements is simplified or even made possible by a digital map with small data size.

Durch die Aufnahme von Landmarken in die digitale Landkarte wird die Datengröße der digitalen Landkarte jedoch erhöht. Gleichzeitig besteht das Bedürfnis einer möglichst genauen Positionierung in digitalen Landkarten unter Verwendung von Landmarken. The inclusion of landmarks in the digital map, however, increases the data size of the digital map. At the same time there is a need for the most accurate positioning in digital maps using landmarks.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, ist es somit eine genaue Positionierung in der digitalen Landkarte mittels Landmarken zu ermöglichen unter Optimierung der Datengröße der digitalen Landkarte. The object on which the invention is based, it is thus to enable accurate positioning in the digital map using landmarks under optimization of the data size of the digital map.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments are defined in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten oder Erstellen einer digitalen Landkarte; wobei die digitale Landkarte Straßen und Landmarken umfasst; wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der in einem Gebiet der Landkarte umfassten Landmarken abhängig davon, ob sich ein Fahrzeug mit vorgegebenen Fähigkeiten zur relativen Positionierung in dem Gebiet mit vorgegebener Genauigkeit positionieren kann. Die vorgegebenen Fähigkeiten zur relativen Positionierung hängen typischerweise von der im Fahrzeug vorgesehenen Umfeldsensorik wie Radar, Lidar, Ultraschallsensoren oder Kamera ab. Die Fähigkeiten betreffen insbesondere die Genauigkeit der Positionierung relativ zur Landmarke abhängig von der Entfernung zur Landmarke und der Ausrichtung des Fahrzeugs zur Landmarke. Die vorgegebene Genauigkeit kann beispielsweise 0,1 m; 0,2 m; 0,5 m; 1 m; 2 m; 5 m oder 10 m sein. A first aspect of the invention relates to a method for editing or creating a digital map; the digital map comprising streets and landmarks; the method comprising: determining the landmarks included in an area of the map based on whether a vehicle can position itself with given accuracy for given relative positioning capabilities in the area. The predefined relative positioning capabilities typically depend on the environment sensors provided in the vehicle, such as radar, lidar, ultrasound sensors or camera. In particular, the capabilities relate to the accuracy of positioning relative to the landmark depending on the distance to the landmark and the orientation of the vehicle to the landmark. The predetermined accuracy can be, for example, 0.1 m; 0.2 m; 0.5 m; 1 m; 2 m; 5 m or 10 m.

Unterschiedliche Typen von Landmarken können sich unterschiedlich gut zur relativen Positionierung eignen. Beispielsweise sind Schilderbrücken oder Brückenpfeiler besser zur relativen Positionierung basierend auf der vorgegebenen Fahrzeugsensorik geeignet, als Bordsteine oder Laternen. Die vorgegebene Fahrzeugsensorik umfasst Vorgaben hinsichtlich des Typs und der Genauigkeit der vom Fahrzeug umfassen Umfeldsensorik, insbesondere Radar, Lidar, Ultraschall und Kamera. Different types of landmarks may have different degrees of relative positioning. For example, gantries or bridge piers are better suited for relative positioning based on the given vehicle sensors than curbs or lanterns. The predefined vehicle sensor system includes specifications regarding the type and the accuracy of the environment sensor system comprising the vehicle, in particular radar, lidar, ultrasound and camera.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können nun für die Positionierungsfähigkeiten eines Fahrzeugs und für ein Gebiet diejenigen Landmarken ausgewählt werden, die eine relative Positionierung ermöglichen, die einer Vorgabe hinsichtlich der Genauigkeit der Positionierung entspricht. Weitere Landmarken brauchen für das Gebiet dann nicht in die digitale Landkarte aufgenommen zu werden. Durch diese Maßnahme wird es ermöglicht, die Datengröße der Landkarte gegenüber einer Landkarte mit allen digitalen Landmarken zu verringern. Zur Verringerung der Datengröße wird somit eine Auswahl der Landmarken abhängig von den Fahrzeugfähigkeiten getroffen und nur diese Auswahl wird in die digitale Landkarte aufgenommen. With the method according to the invention, it is now possible, for the positioning capabilities of a vehicle and for a region, to select those landmarks which allow a relative positioning which corresponds to a specification with regard to the accuracy of the positioning. Other landmarks need then not be included in the digital map for the area. This measure makes it possible to reduce the data size of the map compared to a map with all digital landmarks. Thus, to reduce the data size, a selection of the landmarks is made depending on the vehicle capabilities and only this selection is included in the digital map.

Die Landmarken können, müssen aber nicht, dazu dienen, eine Fahrstrategie eines teil, hoch- oder vollautonom fahrenden Fahrzeugs zu beeinflussen. The landmarks may, but need not, serve to influence a driving strategy of a partially, fully or fully autonomous vehicle.

Typischerweise wird die Auswahl der Landmarken abhängig von der Güte der jeweiligen Landmarke bestimmt; wobei die Güte der jeweiligen Landmarke abhängig vom Typ der jeweiligen Landmarke ermittelt wird. Typically, the selection of landmarks is determined depending on the quality of the respective landmark; wherein the quality of the respective landmark is determined depending on the type of the respective landmark.

Hierin wird also vorgeschlagen, in einem Gebiet umfasste Landmarken nicht alle in die digitale Landkarte mit aufzunehmen, sondern nur diejenigen, die eine gewisse Güte haben. Die Güte wird durch den Typ der Landmarke, also beispielsweise Schilderbrücke, Brückenpfeiler, Bordstein, etc bestimmt, wobei auch die Anordnung der Landmarke in dem Gebiet Berücksichtigung finden kann. Es kann eine Zuordnung zwischen Typ und Güte bereitgestellt werden. Im einfachsten Fall entspricht die Güte dem Typ der Landmarke. Die Güte kann durch den Rang des Typs der Landmarke in einer Hierarchie ausgedrückt werden. It is therefore suggested that not all landmarks included in an area should be included in the digital map, but only those that have a certain quality. The quality is determined by the type of landmark, so for example, gantries, bridge pier, curb, etc, where the arrangement of the landmark in the area can be considered. An assignment between type and quality can be provided. In the simplest case, the quality corresponds to the type of landmark. The goodness can be expressed by the rank of the type of landmark in a hierarchy.

Die Hierarchie an Typen von Landmarken reflektiert typischerweise, mit welcher Genauigkeit die Position des Fahrzeugs relativ zur einer Landmarke des entsprechenden Typs bestimmt werden kann. The hierarchy of types of landmarks typically reflects the accuracy with which the position of the vehicle relative to a landmark of the corresponding type can be determined.

In manchen Implementierungen wird auch das Gebiet abhängig von den Landmarken bestimmt. So kann beispielsweise für jede Landmarke derjenige Straßenabschnitt bestimmt werden, von dem aus das Fahrzeug seine relative Position mit der vorgegebenen Genauigkeit bestimmen kann. Mit anderen Worten: Das Gebiet kann abhängig von der Position einer Landmarke bestimmt werden. Typischerweise hängt das Gebiet von dem Rang der Landmarke in der Hierarchie ab. Die Hierarchie reflektiert die Entfernung bis zu der ein Fahrzeug seine relative Position zur Landmarke mit einer vorgegebenen Genauigkeit bestimmen kann. Wird der entsprechende Straßenabschnitt einer Landmarke vom entsprechenden Straßenabschnitt der anderen Landmarke überdeckt, so braucht die Landmarke, deren Gebiet überdeckt wurde, nicht mit in die digitale Karte aufgenommen zu werden. Gleiches kann bei einer teilweisen Überdeckung von beispielsweise 90%, 80% oder 50% vorgesehen sein. In some implementations, the area is also determined depending on the landmarks. For example, for each landmark that road section can be determined from which the vehicle can determine its relative position with the given accuracy. In other words, the area can be determined depending on the position of a landmark. Typically, the area depends on the rank of the landmark in the hierarchy. The hierarchy reflects the distance to which a vehicle can determine its relative position to the landmark with a given accuracy. If the corresponding road section of a landmark is covered by the corresponding road section of the other landmark, then the landmark whose area has been covered need not be included in the digital map. The same can be provided at a partial coverage of, for example, 90%, 80% or 50%.

Alternativ zur landmarkenabhängigen Bestimmung des Gebietes kann das Gebiet, für das die umfassten Landmarken bestimmt werden, beispielsweise ein vorgegebener Straßenabschnitt sein (beispielsweise 50m, 100m oder 200m (in Fahrtrichtung) vor und nach der Landmarke). In diesem Fall wird dem Rang eines Landmarkentyps in der Hierarchie zusätzlich eine Anzahl dieses Landmarkentyps in einem jeweiligen Gebiet (im Voraus) zugeordnet. Somit hängt die Anzahl der Landmarken in einem Gebiet (also auch deren Dichte) von der Güte der Landmarken in dem Gebiet ab, nämlich davon, mit welcher Genauigkeit sich ein Fahrzeug relativ zu der jeweiligen Landmarke positionieren kann. Ist beispielsweise in dem vorgegebenen Straßenabschnitt eine Landmarke umfasst, deren Güte bzw. Rang die Anzahl 1 zugeordnet ist, so wird nur diese eine Landmarke für das Gebiet in die zu erstellende Landkarte aufgenommen. Falls von diesem Typ mehrere Landmarken dieselbe Güte aufweisen, kann die Ranghöchste ausgewählt werden oder eine von ihnen anhand weiterer Kriterien ausgewählt werden. Die weiteren Kriterien können die geometrische Anordnung der Landmarke innerhalb des Straßenabschnittes berücksichtigen. Falls nur Landmarken umfasst sind, deren Güte die Anzahl 3 zugeordnet ist, werden maximal drei dieser Landmarken für das Gebiet ausgewählt. Weitere Landmarken werden nicht in die zu erstellende digitale Landkarte aufgenommen. Alternatively to the landmark-dependent determination of the area, the area for which the covered landmarks are determined may be, for example, a predetermined road section (for example 50m, 100m or 200m (in the direction of travel) before and after the landmark). In this case, the rank of a landmark type in the hierarchy is additionally assigned a number of that landmark type in a respective area (in advance). Thus, the number of landmarks in an area (hence also their density) depends on the quality of the landmarks in the area, namely on the accuracy with which a vehicle can position itself relative to the respective landmark. If, for example, a landmark is included in the given road section whose quality or rank is assigned the number 1, then only this one landmark for the area is included in the map to be created. If several landmarks of this type have the same quality, the highest rank can be selected or one of them selected on the basis of further criteria. The further criteria may take into account the geometric arrangement of the landmark within the road section. If only landmarks are included whose quality is assigned the number 3, a maximum of three of these landmarks are selected for the area. Other landmarks will not be included in the digital map to be created.

Dieser Maßnahme liegt die Überlegung zugrunde, dass die Positionierung in der digitalen Landkarte umso genauer wird, je mehr relative Positionierungen das Fahrzeug zu Landmarken vornimmt. Die schlechtere Positionierung zu einem Landmarkentyp niedrigeren Ranges kann somit durch eine Erhöhung der Anzahl der Landmarken diesen Typs (und ggf. weiterer noch niedrigerer Typen) ausgeglichen werden. Sofern eine Landmarke vorliegt, die schon alleine eine ausreichend genaue Positionierung ermöglicht, wird allein diese beibehalten. This measure is based on the consideration that positioning in the digital map becomes more accurate the more relative positioning the vehicle makes to landmarks. The inferior positioning to a landmark type of lower rank can thus be offset by an increase in the number of landmarks of this type (and possibly even further lower types). If there is a landmark that alone allows a sufficiently accurate positioning, this alone is maintained.

Insgesamt kann durch eine derartige Auswahl an Landmarken die Erreichung einer vorgegebenen Genauigkeit sichergestellt werden und gleichzeitig die Aufnahme aller Landmarken in zumindest den Gebieten mit Landmarkentypen ausreichenden Ranges vermieden werden, wodurch die Datengröße der Landkarte reduziert wird. Overall, by such a selection of landmarks the achievement of a given accuracy can be ensured and at the same time the inclusion of all landmarks in at least the areas with landmark types of sufficient rank can be avoided, whereby the data size of the map is reduced.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine digitale Landkarte, umfassend Straßen und Landmarken; wobei die in einem Gebiet der Landkarte umfasste Landmarke bzw. umfassten Landmarken abhängig von der Prüfung, ob sich ein Fahrzeug mit vorgegebenen Fähigkeiten zur relativen Positionierung zu Landmarken mit vorgegebener Genauigkeit in dem Gebiet relativ zu der bzw. den umfassten Landmarken positionieren kann. Another aspect of the invention relates to a digital map including roads and landmarks; wherein the landmark (s) included in an area of the map may be positioned relative to the covered landmark (s) depending on the examination of whether a vehicle having predetermined relative positioning capabilities with respect to landmarks can position itself in the area relative to the covered landmark (s).

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

1 zeigt schematisch die Bestimmung der Landmarkendichte für eine digitale Landkarte gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 schematically shows the determination of the landmark density for a digital map according to an embodiment.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT

1 zeigt schematisch die Bestimmung der Landmarkendichte für eine digitale Landkarte gemäß einem Ausführungsbeispiel. Eine digitale Landkarte 1 umfasst eine Straße 2, zwei Laternen 4 und 5 sowie eine Schilderbrücke 3. 1 schematically shows the determination of the landmark density for a digital map according to an embodiment. A digital map 1 includes a street 2 , two lanterns 4 and 5 as well as a sign bridge 3 ,

Für ein Fahrzeug mit gegebener Sensorik wird eine Hierarchie von Landmarken vorgegeben, die reflektiert, bis zu welcher Entfernung von der Landmarke sich das Fahrzeug mit vorgegebener Genauigkeit positionieren kann. Hier ist die vorgegebene Genauigkeit 0,2 m, wobei das Fahrzeug über Radar, Lidar und ein Kamerasystem verfügt. Zu einer Schilderbrücke kann sich das Fahrzeug bis zu einer Entfernung von 50 m mit der vorgegebenen Genauigkeit positionieren. Dabei ist die Positionierung umso genauer, je näher das Fahrzeug an der Schilderbrücke ist. Zu einer Laterne kann sich das Fahrzeug bis zu einer Entfernung von 30 m mit der vorgegebenen Genauigkeit positionieren. In der Hierarchie steht die Schilderbrücke über der Laterne. For a vehicle with given sensors, a hierarchy of landmarks is given, which reflects up to what distance from the landmark the vehicle can position itself with given accuracy. Here, the given accuracy is 0.2 m, with the vehicle having radar, lidar and a camera system. To a gantry the vehicle can position itself with the given accuracy up to a distance of 50 m. The positioning is the more accurate the closer the vehicle is to the gantry. To a lantern, the vehicle can position itself up to a distance of 30 m with the specified accuracy. In the hierarchy, the sign bridge over the lantern.

Beim Bestimmen der Landmarken der digitalen Landkarte werden zunächst die Gebiete der Landmarken bestimmt, in denen sich das Fahrzeug mit der vorgegebenen Genauigkeit positionieren kann. In 1 ist dies das Gebiet 6 für die Schilderbrücke 3 und die Gebiete 7 bzw. 8 für die Laternen 4 bzw. 5. When determining the landmarks of the digital map, first the areas of the landmarks are determined, in which the vehicle can position itself with the specified accuracy. In 1 this is the area 6 for the sign bridge 3 and the areas 7 respectively. 8th for the lanterns 4 respectively. 5 ,

Wie in 1 ersichtlich ist, liegt das Gebiet 7 der Laterne 4 größtenteils, hier mehr als 80% im Gebiet 6 der Schilderbrücke 3. Gleichzeitig ist der Landmarkentyp Schilderbrücke in der Hierarchie höher als der Landmarkentyp Laterne. Aus diesen Gründen wird die Laterne 4 nicht als Landmarke in die zu erstellende digitale Landkarte aufgenommen. As in 1 is evident, lies the area 7 the lantern 4 mostly, here more than 80% in area 6 the sign bridge 3 , At the same time the landmark type Schilderbrücke in the hierarchy is higher than the landmark type Lantern. For these reasons, the lantern 4 not included as a landmark in the digital map to be created.

Andererseits ist ersichtlich, dass das Gebiet 8 der Laterne 5 keine Überdeckung mit einem Gebiet einer anderen Landmarke aufweist. Aus diesem Grund wird die Laterne 5 als Landmarke in die zu erstellende digitale Landkarte aufgenommen. On the other hand, it can be seen that the area 8th the lantern 5 has no overlap with an area of another landmark. Because of this, the lantern becomes 5 recorded as a landmark in the digital map to be created.

Die erstellte digitale Landkarte umfasst schließlich die Landmarken 3 und 5. Die erstellte Landkarte ermöglicht dem Fahrzeug eine relative Positionierung mit der vorgegebenen Genauigkeit, wobei gleichzeitig die Datengröße der erstellten Landkarte verringert wird, weil auf eine Aufnahme der Laterne 4 verzichtet wurde. The created digital map finally includes the landmarks 3 and 5 , The created map allows the vehicle relative positioning with the given accuracy, while reducing the data size of the created map, because of a shot of the lantern 4 was waived.

Claims

Method of editing or creating a digital map; the digital map comprising streets and landmarks; the method comprising: Determining the landmark (s) included in an area of the map, based on whether a vehicle having predetermined relative location positioning capabilities with predetermined accuracy can position itself in the area relative to the covered landmark (s).

The method of claim 1, wherein the checking of whether the vehicle can position itself with sufficient accuracy is performed based on one or more characteristics of the landmarks included in the area.

The method of claim 2, wherein the property is the quality of the respective landmark, which is in particular the type and / or position of the respective landmark.

Method according to one of the preceding claims, wherein a hierarchy of types of landmarks is created for determining the landmarks included in an area.

The method of claim 4, wherein the hierarchy of the types is dependent on the distance to which the vehicle with the predetermined capabilities can position itself with the predetermined accuracy relative to a respective type.

The method of claim 5, wherein the area is determined based on a predetermined split.

The method of claim 6, wherein the density or number of landmarks in the area is dependent on the rank of landmarks included in the area.

The method of claim 5, wherein the area is determined depending on the position of the landmarks; where the area depends on the rank of the landmark.

The method of claim 8, wherein the area comprises the position of the landmark and a road portion whose size depends on the rank of the landmark.

Digital map comprising roads and landmarks; wherein the landmark (s) included in an area of the map are dependent upon the examination of whether a vehicle with predetermined relative positioning capabilities can position itself with predetermined accuracy in the area relative to the covered landmark (s).