DE102015010542A1

DE102015010542A1 - Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte

Info

Publication number: DE102015010542A1
Application number: DE102015010542.6A
Authority: DE
Inventors: Anton Feldmann
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-08-12
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2016-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte (K) für ein Fahrzeug (2), wobei mittels Umgebungssensoren (4, 5.1 bis 5.m) des Fahrzeugs (2) und/oder zumindest eines weiteren Fahrzeugs (3.1 bis 3.n) eine Umgebungserfassung durchgeführt wird, anhand erfasster Sensordaten (SD, SD1 bis SDm) Karteninformationen (KI) erzeugt werden und die Karteninformationen (KI) in der Umgebungskarte (K) gespeichert werden. Erfindungsgemäß wird die Umgebungskarte (K) automatisch aktualisiert und im Rahmen der Aktualisierung werden mittels zumindest eines Umgebungssensors (4, 5.1 bis 5.m) des Fahrzeugs (2) und/oder des zumindest einen weiteren Fahrzeugs (3.1 bis 3.n) in deren bzw. dessen Umgebung befindliche Objekte und/oder Hindernisse erfasst, wobei während der Erfassung der Objekte und/oder Hindernisse eine vom Fahrzeug (2) und/oder von dem zumindest einen weiteren Fahrzeug (3.1 bis 3.n) tatsächlich befahrene Route erfasst wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs von Positionen der tatsächlich befahrenen Route mit Positionen einer Route in der Umgebungskarte (K) aktualisierte Karteninformationen (KI) erzeugt und in der Umgebungskarte (K) gespeichert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 103 55 220 A1 ist ein Verfahren zur Geschwindigkeitsbegrenzung eines Fahrzeugs bekannt, bei dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Position des Fahrzeugs begrenzt wird. In Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs wird eine Grenzgeschwindigkeit vorgegeben und zusammen mit der aktuellen Position des Fahrzeugs gespeichert. Bei erneutem Erreichen dieser Position wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch auf die abgespeicherte Grenzgeschwindigkeit begrenzt. Dabei werden die Grenzgeschwindigkeiten mit der zugehörigen Position zentral ermittelt und gespeichert und zusätzlich lokal im Fahrzeug gespeichert.
Weiterhin ist aus der DE 10 2012 202 186 A1 ein Verfahren zur Bereitstellung von Umgebungsinformationen eines Fahrzeugs zur Ergänzung einer Umgebungskarte um Detailinformationen bekannt. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

– drahtlose Übertragung von Detailinformation oder Sensordaten von mindestens einer Sensorik an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle oder ein bekanntes System,
– Aktualisierung des bekannten Systems um die Detailinformation oder die Sensordaten,
– Bereitstellung des aktualisierten bekannten Systems für weitere Anwender.

Hierbei bezeichnen Detailinformationen Informationen über die Umgebung eines Fahrzeugs, die beispielsweise von einem Anwender bereitgestellt werden. Dabei wird eine eigene, erkannte Detailinformation von dem Fahrzeug über eine drahtlose Datenverbindung direkt oder über einen Server an weitere Fahrzeuge übertragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte für ein Fahrzeug wird mittels Umgebungssensoren des Fahrzeugs und/oder zumindest eines weiteren Fahrzeugs eine Umgebungserfassung durchgeführt. Anhand erfasster Sensordaten werden Karteninformationen erzeugt und in der Umgebungskarte gespeichert.
Erfindungsgemäß wird die Umgebungskarte automatisch aktualisiert und im Rahmen der Aktualisierung werden mittels zumindest eines Umgebungssensors des Fahrzeugs und/oder des zumindest einen weiteren Fahrzeugs in deren bzw. dessen Umgebung befindliche Objekte und/oder Hindernisse erfasst, wobei während der Erfassung der Objekte und/oder Hindernisse eine vom Fahrzeug und/oder von dem zumindest einen weiteren Fahrzeug tatsächlich befahrene Route erfasst wird und in Abhängigkeit eines Vergleichs von Positionen der tatsächlich befahrenen Route mit Positionen einer Route in der Umgebungskarte aktualisierte Karteninformationen erzeugt und in der Umgebungskarte gespeichert werden.
Dies ermöglicht in einfacher Weise eine zuverlässige und besonders schnelle Aktualisierung der Umgebungskarte. Daraus resultierend kann eine Genauigkeit einer Angabe einer geschätzten Reisedauer in einer Navigationsvorrichtung des Fahrzeugs signifikant verbessert werden, da die in der Umgebungskarte vorhandene Route anhand des zumindest einen Umgebungssensors, beispielsweise einer Kamera, bei wiederholter Befahrung mit eines Fahrzeugs oder einer Befahrung mehrerer mit einem solchen Umgebungssensor ausgerüsteten Fahrzeuge stets neu vermessen wird und durch Aktualisierung der Umgebungskarte Änderungen der Route berücksichtigt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte für ein Fahrzeug.
In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Durchführung eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer digitalen Umgebüngskarte K für ein Fahrzeug 2 dargestellt.
Bei dem Fahrzeug 2 handelt es sich um ein auf öffentlichen Verkehrswegen betreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder um ein auf nicht öffentlichen Verkehrswegen betreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein so genanntes fahrerloses Transportsystem, kurz FTS.
In einem ersten möglichen Ausführungsbeispiel sind das Fahrzeug 2 und die Fahrzeuge 3.1 bis 3.n solche fahrerlosen Transportsysteme, welche autonom fahren. Die Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n umfassen zur Umgebungserfassung jeweils zumindest einen Umgebungssensor 4, 5.1 bis 5.m, anhand deren erfasster Sensordaten SD, SD1 bis SDm diese innerhalb ihrer Umgebung navigieren. Die Umgebungssensoren 4, 5.1 bis 5.m sind beispielsweise Laserscanner, Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren und/oder Kameras.
Während einer solchen autonomen Fahrt der Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n werden die erfassten Sensordaten SD1, SD1 bis SDm mittels einer kabellosen Datenübertragung an eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 6 übermittelt. Anhand der übermittelten Sensordaten SD1, SD1 bis SDm werden mittels der zentralen Datenverarbeitungseinheit 6 Karteninformationen KI erzeugt, welche in einer in einer zentralen Speichereinheit 7 hinterlegten digitalen Umgebungskarte K gespeichert werden.
Somit wird die digitale Umgebungskarte K erzeugt, anhand welcher die Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n innerhalb ihrer Umgebung autonom navigieren. Die Umgebungskarte K ist beispielsweise eine so genannte hierarchische Karte. Zu dieser Navigation und zur Berechnung von Routen innerhalb der mit der Umgebungskarte K abgebildeten Umgebung werden so genannte informierte Suchalgorithmen, beispielsweise ein so genannter A-Stern-Algorithmus oder D-Stern-Algorithmus verwendet.
Zur autonomen Fahrt der Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n wird die digitale Umgebungskarte K an diese übermittelt oder die Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n werden anhand von nicht gezeigten Steuersignalen zentral gesteuert.
Treten in der Umgebung der Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n Änderungen auf, beispielsweise aufgrund baulicher Veränderungen und/oder veränderter Verkehrsführungen in einem in der Umgebungskarte K vorhandenen freien Pfad bzw. einer freien Route für das jeweilige Fahrzeug 2, 3.1 bis 3.n, erfolgt eine automatische Aktualisierung der Umgebungskarte K anhand der Sensordaten SD1, SD1 bis SDm. Die baulichen Veränderungen und/oder veränderten Verkehrsführungen werden dabei durch Objekte und/oder Hindernisse hervorgerufen..
Wird von zumindest einem Umgebungssensor 4, 5.1 bis 5.m zumindest eines der Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n während der Befahrung einer Route ein Objekt und/oder Hindernis erkannt, werden anhand der an die zentrale Datenverarbeitungseinheit 6 übermittelten Sensordaten SD1, SD1 bis SDm die Karteninformationen KI aktualisiert und in der digitalen Umgebungskarte K gespeichert. Alternativ oder zusätzlich können die aktualisierten Karteninformationen KI auch mittels fahrzeugeigenen Systemen erzeugt werden.
Während der Erfassung der Objekte und/oder Hindernisse wird eine vom Fahrzeug 2 und/oder von dem zumindest einen weiteren Fahrzeug 3.1 bis 3.n tatsächlich befahrene Route erfasst. Diese Erfassung erfolgt beispielsweise mittels nicht näher dargestellter Inertialsensoren und/oder Lenkwinkelsensoren. Weicht eine Position des Fahrzeugs 2 und/oder des zumindest einen weiteren Fahrzeugs 3.1 bis 3.n auf der tatsächlich befahrenen Route von einer Position der in der Umgebungskarte K hinterlegten Route ab, werden aktualisierte Karteninformationen KI erzeugt und in der Umgebungskarte K gespeichert.
Um dabei eine Aktualisierung der Umgebungskarte K aufgrund von nur kurzzeitig auf der in der Umgebungskarte K hinterlegten Route befindlichen Objekten und/oder Hindernissen, beispielsweise geparkten Fahrzeugen 2, 3.1 bis 3.n, zu vermeiden, erfolgt die Aktualisierung der Umgebungskarte K in einer möglichen Ausgestaltung erst dann, wenn diese Objekte und/oder Hindernisse und somit die aktualisierten Karteninformationen KI mehrfach erfasst wurden. Diese Mehrfacherfassung kann beispielsweise bei einer Mehrfachbeahrung der entsprechenden Route durch eines der Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n erfolgen und/oder dann, wenn mehrere der Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n die Route befahren und ein Objekt und/oder Hindernis erfassen.
In einem zweiten möglichen Ausführungsbeispiel sind das Fahrzeug 2 und die Fahrzeuge 3.1 bis 3.n auf öffentlichen Verkehrswegen betreibbare Kraftfahrzeuge, welche autonom, teilautonom oder heteronom betrieben werden. Hierbei umfassen die Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n in nicht näher dargestellter Weise eine Navigationsvorrichtung, in welcher die digitale Umgebungskarte K hinterlegt ist.
Treten auf einer in der Umgebungskarte K hinterlegten Route Objekte und/oder Hindernisse auf, welche eine Abweichung von der Route zur Zielerreichung erfordern, werden diese, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, von zumindest einem Umgebungssensor 4, 5.1 bis 5.m zumindest eines der Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n erfasst und entsprechende Sensordaten SD, SD1 bis SDm an die zentrale Datenverarbeitungseinheit 6 übermittelt. Weicht die mittels der Inertialsensoren und/oder Lenkwinkelsensoren ermittelte Position des Fahrzeugs 2 und/oder des zumindest einen weiteren Fahrzeugs 3.1 bis 3.n auf der tatsächlich befahrenen Route von der Position der in der Umgebungskarte K hinterlegten Route ab, werden aktualisierte Karteninformationen KI erzeugt und in der Umgebungskarte K gespeichert.
Auch diese Speicherung erfolgt insbesondere erst dann, wenn diese Objekte und/oder Hindernisse und somit die aktualisierten Karteninformationen KI mehrfach erfasst wurden.
Anschließend wird eine aktualisierte Umgebungskarte K an die Fahrzeuge 2, 3.1 bis 3.n übermittelt, so dass eine Routenberechnung und -auswahl mittels der Navigationsvorrichtung optimiert werden kann.
Ist solch ein Objekt beispielsweise ein neuer Kreisverkehr, kann in einfacher Weise ohne die Verwendung aufwändiger Vermessungsprozesse und Vermessungssysteme eine Integration des Kreisverkehrs durch Aktualisierung der anhand der Sensordaten SD, SD1 bis SDm gewonnen Karteninformationen KI in der digitalen Umgebungskarte K erfolgen. Liefert beispielsweise die fahrzeugeigene Navigationsvorrichtung eine Information, dass an einer Position auf der in der Umgebungskarte K hinterlegten Route eine Geradeausfahrt erfolgt, jedoch von Umgebungssensoren 4, 5.1 bis 5.m, beispielsweise einer Kamera, eines Radarsensors und eines Lenkwinkelsensors, eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs 2, 3.1 bis 3.n erfasst wird, wird diese Information als aktualisierte Karteninformation KI in der Umgebungskarte K gespeichert. Die Speicherung erfolgt insbesondere dann, wenn diese Hypothese des ”neuen Kreisverkehrs” durch Sensordaten SD, SD1 bis SDm von anderen Fahrzeugen 2, 3.1 bis 3.n oder bei wiederholter Fahrt des gleichen Fahrzeugs 2, 3.1 bis 3.n bestätigt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung werden als Objekte Verkehrszeichen erkannt. Eine fortlaufende Aktualisierung der Umgebungskarte K ermöglicht, dass beispielsweise Karteninformationen KI über temporär in einer Baustelle vorhandene Verkehrszeichen bei Eröffnung der Baustelle in der Umgebungskarte K gespeichert werden nach einem Schließen der Baustelle wieder aus dieser gelöscht werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Fahrzeug
3.1 bis 3.n: Fahrzeug
4: Umgebungssensor
5.1 bis 5.m: Umgebungssensor
6: Datenverarbeitungseinheit
7: Speichereinheit
K: Umgebungskarte
KI: Karteninformation
SD: Sensordaten
SD1 bis SDm: Sensordaten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10355220 A1 [0002]
DE 102012202186 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Umgebungskarte (K) für ein Fahrzeug (2), – wobei mittels Umgebungssensoren (4, 5.1 bis 5.m) des Fahrzeugs (2) und/oder zumindest eines weiteren Fahrzeugs (3.1 bis 3.n) eine Umgebungserfassung durchgeführt wird, – anhand erfasster Sensordaten (SD, SD1 bis SDm) Karteninformationen (KI) erzeugt werden und – die Karteninformationen (KI) in der Umgebungskarte (K) gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass – die Umgebungskarte (K) automatisch aktualisiert wird und – im Rahmen der Aktualisierung mittels zumindest eines Umgebungssensors (4, 5.1 bis 5.m) des Fahrzeugs (2) und/oder des zumindest einen weiteren Fahrzeugs (3.1 bis 3.n) in deren bzw. dessen Umgebung befindliche Objekte und/oder Hindernisse erfasst werden, – wobei während der Erfassung der Objekte und/oder Hindernisse eine vom Fahrzeug (2) und/oder von dem zumindest einen weiteren Fahrzeug (3.1 bis 3.n) tatsächlich befahrene Route erfasst wird und – in Abhängigkeit eines Vergleichs von Positionen der tatsächlich befahrenen Route mit Positionen einer Route in der Umgebungskarte (K) aktualisierte Karteninformationen (KI) erzeugt und in der Umgebungskarte (K) gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktualisierten Karteninformationen (KI) in der Umgebungskarte (K) gespeichert werden, wenn diese mehrfach erfasst wurden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Objekte Verkehrszeichen erkannt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungskarte (K) in einer zentralen Speichereinheit (7) und/oder innerhalb des Fahrzeugs (2) und/oder innerhalb des zumindest einen weiteren Fahrzeugs (3.1 bis 3.n) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Karteninformationen (K) in einer zentralen Datenverarbeitungseinheit (6) und/oder innerhalb des Fahrzeugs (2) und/oder innerhalb des zumindest einen weiteren Fahrzeugs (3.1 bis 3.n) aus den Sensordaten (SD, SD1 bis SDm) erzeugt werden.