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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsdaten, die mindestens eine Eigenschaft einer Umgebung beschreiben, also beispielsweise eine Temperatur und/oder eine Fahrbahnglätte einer Straße und/oder eine mittlere Fahrgeschwindigkeit, die auf einer Straße möglich ist, und/oder die Position und/oder Art von Infrastrukturelementen, wie z.B. den Spurverlauf oder ein Verkehrszeichen. Zu der Erfindung gehören auch eine Servervorrichtung und Kraftfahrzeuge, die zusammen ein System zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bilden.
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Ein solches System ist beispielsweise aus der
US 2015/0066282 A1 bekannt. Dieses System wird dazu genutzt, um von einer Servervorrichtung aus Fahrinstruktionen an Kraftfahrzeuge auszusenden. Die Zusendung der Daten ist von dem Kraftfahrzeug initiiert, mit dem Zweck eine Information von dem Server zu empfangen.
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Ein System aus einer Servervorrichtung und mehreren Kraftfahrzeugen ist auch aus der
DE 10 2014 118 479 A1 bekannt. Mit diesem System werden Daten über eine äußere Umgebung ermittelt und hieraus eine Information erzeugt, ob in einem bestimmten Kraftfahrzeug gerade ein autonomer Betrieb möglich ist oder nicht. Es werden ausschließlich Daten ermittelt, die die Möglichkeit eines autonomen Betriebs des Fahrzeugs beschreiben. Die Datensendung ist hier ebenfalls von dem Kraftfahrzeug initiiert
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Aus der
DE 10 2015 206 776 A1 ist ein Verfahren zur Detektion einer Straßeninfrastruktur bekannt. Kraftfahrzeuge vergleichen mittels eines GPS-Sensors ihren Aufenthaltsstandort mit Kartendaten und signalisieren Abweichungen, die darauf schließen lassen, dass die Kartendaten veraltet sind. Hier handelt es um fest definierte Daten, die im Voraus vom Typ her festgelegt sind.
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Aus der
DE 195 13 640 C2 ist ein Verfahren zur Reduzierung einer aus den Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte zu übertragenden Datenmenge bekannt. Die Daten umfassen Informationen über einen Betriebszustand und/oder eine Umgebung der Fahrzeuge und werden nach Erfassen durch das Fahrzeug an einen übergeordneten Verkehrsrechner übertragen. Dabei wird den Fahrzeugen vorgegeben, welche der anfallenden Fahrzeugdaten unter welchen Bedingungen an den Verkehrsrechner zu übertragen sind, wobei die Vorgaben von einer außerhalb der Fahrzeuge fest angeordneten Vorgabeeinrichtung drahtlos beeinflussbar sind.
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Aus der
US 8 364 391 B2 ist ein Navigationssystem bekannt, welches einen Informationscenter und einen in ein Testfahrzeug installiertes Navigationsgerät umfasst. Das Informationscenter speichert Informationen, wählt einen vorbestimmten Faktor aus und definiert damit die zu testenden Informationen, welche an das Navigationsgerät gesendet werden. Das Navigationsgerät sammelt Informationen und wählt darunter nur diejenige aus, welche durch das Informationscenter vorgegeben wurden.
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Aus der
US 2013/0 274 950 A1 ist ein System mit einem Fahrzeugmonitor und einem Backend-Server bekannt, wobei der Fahrzeugmonitor aufgenommene Daten an den Backend-Server senden kann. Dieser entscheidet dann, ob er weitere Daten empfangen möchte und teilt dies dem Fahrzeugmonitor mit.
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Aus der
GB 2 361 794 A ist ein Verfahren zum Kontrollieren von Datenübertragungen von Fahrzeugen zu einem Kontrollzentrum bekannt. Die Fahrzeuge erhalten ein Abfragesignal, welches beinhaltet, mit welcher Verzögerung die Fahrzeuge die Daten aussenden sollen. Weiterhin kann das Abfragesignal umfassen, dass die Fahrzeuge nur bei Eintreten eines Ereignisses ihre Daten aussenden sollen.
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Umgebungsdaten zum Beschreiben von Eigenschaften einer Umgebung sind insofern schwierig zu ermitteln, als dass Kraftfahrzeuge mit ihren Sensoreinrichtungen zwar eine Vielzahl unterschiedlicher Sensordaten oder Beobachtungsdaten in einer Umgebung ermitteln können, diese aber aufgrund ihres Datenumfangs nicht alle in eine zentrale Servervorrichtung übertragen werden können. Dies würde zum einen die maximal mögliche Datenrate der Funkverbindungen der Kraftfahrzeuge übersteigen. Zum anderen würde die Servervorrichtung eine entsprechend große Rechenleistung benötigen, um alle Beobachtungsdaten einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen verarbeiten zu können. Beschränkt man sich dagegen darauf, dass die Kraftfahrzeuge nur einige, zuvor ausgewählte Beobachtungsdaten an eine zentrale Servervorrichtung aussenden, so besteht hierbei die Gefahr darin, dass wertvolle Beobachtungsdaten nicht übertragen werden, weil sie nicht dem Auswahlkriterium für die auszusendenden Beobachtungsdaten entsprechen.
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Der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mittels einen der Gruppe von Kraftfahrzeugen Eigenschaften in einer Umgebung zu ermitteln oder zu vermessen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung und die Figur gegeben.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen von Umgebungsdaten bereitgestellt. Die Umgebungsdaten beschreiben zumindest eine Eigenschaft einer Umgebung. Durch mehrere Kraftfahrzeuge werden mittels einer jeweiligen Sensoreinrichtung Beobachtungsdaten in der Umgebung erfasst. Die Beobachtungsdaten können beispielsweise Kamerabilder und/oder Temperaturmesswerte und/oder Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs (Geschwindigkeit und/oder Beschleunigungswerte) und/oder Auswertungsergebnisse beispielsweise einer Bildanalyse und/oder einer Signalauswertung von Sensorsignalen sein, z.B. Angaben über ein erkanntes Verkehrsschild und/oder eine Baustelle und/oder einen Spurverlauf und/oder eine durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit. Die hier erwähnten „Beobachtungsdaten“ können also durchaus auch das Ergebnis einer Vorverarbeitung im Kraftfahrzeug sein, zum Beispiel einer Bildverarbeitung, indem ein Verkehrszeichen erkannt wird, und dieses Ergebnis statt der eigentlichen Bilddaten als Beobachtungsdaten bereitgestellt wird.
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Durch eine stationäre Servervorrichtung, beispielsweise einen Server des Internets, wird dank der Erfindung in vorteilhafter Weise aber nur ein Teil dieser Beobachtungsdaten empfangen, wie im Folgenden erläutert wird. Die empfangenen Beobachtungsdaten unterschiedlicher Kraftfahrzeuge werden dann auf Grundlage eines vorbestimmten Aggregationskriteriums zu aktualisierten Umgebungsdaten kombiniert. Es findet also eine Datenfusion statt.
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Das Aggregationskriterium kann beispielsweise die Bildung eines Mittelwerts aus den Beobachtungsdaten mehrerer Kraftfahrzeuge sein, wobei dann die Beobachtungsdaten eine gemeinsame Eigenschaft betreffen, beispielsweise eine Umgebungstemperatur.
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Um in einem Kraftfahrzeug aus der Gesamtmenge seiner Beobachtungsdaten diejenigen Beobachtungsdaten auszuwählen, welche an die stationäre Servervorrichtung übertragen werden, ist erfindungsgemäß folgendes vorgesehen. Durch die Servervorrichtung wird auf der Grundlage von bereits in einer zentralen Speichereinrichtung gespeicherten Umgebungsdaten ein Mindestanforderungskriterium ermittelt. Dies geschieht vor dem Empfangen der neuen Beobachtungsdaten, also zum Vorbereiten der Auswahl dieser Beobachtungsdaten. Das Mindestanforderungskriterium soll für die aktualisierten Umgebungsdaten gelten, d.h. die aktualisierten Umgebungsdaten müssen das Mindestanforderungskriterium erfüllen. Beispielsweise kann das Mindestanforderungskriterium besagen, dass Beobachtungsdaten beschafft werden sollen, die jünger sind als beispielsweise ein Tag oder eine Stunde. Das Mindestanforderungskriterium kann zusätzlich oder alternativ dazu beispielsweise auch eine Varianz oder einen Streuwert angeben und hierdurch beispielsweise vorschreiben, dass nur solche Beobachtungsdaten erfasst werden sollen, die eine Varianz aufweisen, die kleiner als ein vorbestimmter Varianzhöchstwert ist. Durch die Servervorrichtung wird dann zumindest eine Abfragenachricht an die Kraftfahrzeuge ausgesendet, welche das Mindestanforderungskriterium enthält. Mit anderen Worten empfängt zumindest eines der Kraftfahrzeuge die Abfragenachricht.
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Durch die Kraftfahrzeuge können die Beobachtungsdaten somit zunächst unabhängig von der zumindest einen Abfragenachricht erfasst werden. Insbesondere werden die Beobachtungsdaten bereits vor dem Empfangen der Abfragenachricht erfasst. Die erfassten Beobachtungsdaten werden in jedem Kraftfahrzeug in einem jeweiligen Fahrzeugspeicher gespeichert. Nach dem Empfangen der zumindest einen Abfragenachricht werden nur diejenigen erfassten Beobachtungsdaten an die Servervorrichtung ausgesendet, welche das Mindestanforderungskriterium erfüllen. Mit anderen Worten erfassen und speichern die Kraftfahrzeuge ohne Beschränkung oder Bedingung Beobachtungsdaten, welche die Umgebung beschreiben. Es werden also unbeschränkt Informationen über die Umgebung in Form der Beobachtungsdaten in dem jeweiligen Fahrzeugspeicher gespeichert. Erst durch die zumindest eine Abfragenachricht wird auf Grundlage des Mindestanforderungskriteriums eine Auswahl aus den Beobachtungsdaten getroffen. Die zentrale Servervorrichtung legt durch das Mindestanforderungskriterium im Nachhinein fest, welche der Beobachtungsdaten in der Servervorrichtung benötigt oder benutzt oder gebraucht werden. Nur diese tatsächlich benötigten Beobachtungsdaten werden dann von den Kraftfahrzeugen an die Servervorrichtung ausgesendet. Mittels des Mindestanforderungskriteriums kann also die Servervorrichtung allgemein die Auswahl an Beobachtungsdaten jeweils zeitlich und/oder örtlich und/oder in Bezug auf die Eigenschaften begrenzen.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass zum einen die Kraftfahrzeuge vorsorglich mittels ihrer Sensoreinrichtung alle Beobachtungsdaten erfassen, die möglicherweise oder vielleicht gebraucht werden können. Es kann sein, dass die Fahrzeuge diese Beobachtungsdaten ohnehin erfassen müssen, weil sie von On-board-Fahrerassistenzsystemen gebraucht werden. Von diesen Beobachtungsdaten werden dann aber nur solche Beobachtungsdaten tatsächlich an die Servervorrichtung ausgesendet, von denen die Servervorrichtung anhand des Mindestanforderungskriteriums signalisiert, dass diese Beobachtungsdaten in der Servervorrichtung benötigt oder nützlich sind. Dadurch ergibt sich also eine effiziente Nutzung der Datenverbindung oder Kommunikationsverbindung zwischen den Kraftfahrzeugen einerseits und der Rechenressourcen der Servervorrichtung andererseits, ohne dass man hierbei im Voraus die Erfassung und Speicherung von Beobachtungsdaten begrenzen müsste. Damit kann die Servervorrichtung flexibel zu jedem Zeitpunkt mittels des Mindestanforderungskriteriums neu festlegen, welche Beobachtungsdaten beschafft werden sollen.
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Erfindungsgemäß ist ein Speicherschema einer Datenbank des Fahrzeugspeichers jedes Kraftfahrzeugs in der Servervorrichtung bekannt, wobei die zumindest eine Abfragenachricht direkt an das Speicherschema des jeweiligen Kraftfahrzeugs angepasst ist, so dass eine das Mindestanforderungskriterium beschreibende Datenbankabfrage aus der Abfragenachricht direkt im Kraftfahrzeug durchgeführt wird, also ohne eine Umsetzung oder Anpassung oder Übersetzung einer Formulierung der Datenbankabfrage. Insbesondere werden unterschiedliche Speicherschemata für unterschiedliche Fahrzeugtypen in der Servervorrichtung bereitgehalten.
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Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Um ein Mindestanforderungskriterium örtlich begrenzen zu können, also die Auswahl von Beobachtungsdaten davon abhängig machen zu können, an welchem Ort sie erfasst worden sind, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Umgebungsdaten in der zentralen Speichereinrichtung mit Georeferenzdaten oder kurz Referenzdaten kombiniert sind, durch welche zu jeder beschriebenen Eigenschaft der Umgebung (z.B. Temperatur, Straßenglätte, Fahrgeschwindigkeit) ein jeweiliger Ort, an welchem die Eigenschaft vorliegt, in digitalen Kartendaten angegeben ist. Zum Aktualisieren der Umgebungsdaten einer vorbestimmten Eigenschaft wird die zumindest eine Abfragenachricht nur an solche der Kraftfahrzeuge ausgesendet, die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstands zu dem Ort der Eigenschaft befinden. Der Abstand kann beispielsweise in einem Bereich von 50 m bis 5 km liegen. Es kann auch beispielsweise eine Fahrtrichtung der Kraftfahrzeuge berücksichtigt werden. Insgesamt ergibt sich der Vorteil, dass nur solche Abfragenachrichten ausgesendet werden, die auch tatsächlich in den Kraftfahrzeugen umgesetzt werden können, weil sie am richtigen Ort sind. Die übrigen Kraftfahrzeuge, die sich zu weit von dem Ort entfernt befinden, können die benötigten Beobachtungsdaten ohnehin nicht bereitstellen und erhalten somit auch keine Abfragenachricht.
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Bevorzugt werden die beschriebenen Kartendaten der Servervorrichtung durch eine Synchronisierungseinrichtung mit Kartendaten der Kraftfahrzeuge abgeglichen. Hierdurch liegen also dieselben Kartendaten in der Servervorrichtung einerseits und in den Kraftfahrzeugen andererseits vor. Das Mindestanforderungskriterium ist in diesem Fall auf der Grundlage von Referenzdaten definiert, welche auf die Kartendaten verweisen. Hierdurch kann das Mindestanforderungskriterium besonders kompakt und/oder mit geringen Datenaufwand beschrieben werden, da lediglich eine Referenz auf die Kartendaten nötig ist und nicht beispielsweise die Beschreibung eines komplexen Polygons, welches eine Region beschreibt. Beispielsweise kann in den Kartendaten ein Straßennetz in mehrere Segmente eingeteilt sein, von denen jedes durch eine Segment-ID bezeichnet sein kann, so dass als Referenzdaten jeweils nur die Segment-ID angegeben sein muss.
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Die Erfindung betrifft auch den Aspekt, wann durch die stationäre Servervorrichtung neue Beobachtungsdaten von den Kraftfahrzeugen mittels der zumindest einen Abfragenachricht angefordert werden.
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Die Servervorrichtung ermittelt das zumindest eine Mindestanforderungskriterium in Abhängigkeit von Auslösesignalen einer Auslöseeinrichtung. Diese Auslöseeinrichtung kann bei beispielsweise ein Programme Modul der Servervorrichtung und/oder ein jeweiliges Programmmodul in den Kraftfahrzeugen umfassen.
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Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Auslöseeinrichtung zumindest eines der Auslösesignale in Abhängigkeit von einer Bedieneingabe eines Benutzers erzeugt. Beispielsweise kann durch einen Benutzer in der Servervorrichtung ein Auslösesignal erzeugt werden. Es kann auch beispielsweise vorgesehen sein, dass die Servervorrichtung als Auslöser oder Trigger eine in einem Kraftfahrzeug detektierte Interaktion definiert, die z.B. eine an einem Bedienelement erfasste Bedienhandlung beschreibt, z.B. die Betätigung des Fernlichts oder des Nebellichts. Initiator des Auslösesignals ist dann aber die Servervorrichtung. Das Kraftfahrzeug überprüft nur die Existenz des Triggers im Fahrzeug.
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Die Auslöseeinrichtung kann auch eines der Auslösesignale in Abhängigkeit von den in der zentralen Speichereinrichtung gespeicherten Umgebungsdaten erzeugen. Hierzu wird ein Überwachungskriterium zugrundegelegt. Beispielsweise kann das Überwachungskriterium ein Höchstalter für die Umgebungsdaten vorgeben. Werden dann veraltete Umgebungsdaten erkannt, so wird das Auslösesignal erzeugt, um anhand der Beobachtungsdaten aktualisierte Umgebungsdaten zu bilden. Zusätzlich oder alternativ zu einem Höchstalter kann das Überwachungskriterium umfassen, dass ein Höchstunterschied zwischen Beobachtungsdaten unterschiedlicher Kraftfahrzeuge vorgegeben wird, der nicht überschritten werden darf. Meldet beispielsweise eines der Kraftfahrzeuge einen ersten Temperaturwert und ein zweites der Kraftfahrzeuge einen zweiten Temperaturwert, die beide am selben Ort oder in derselben Region erfasst wurden, und besteht ein Unterschied zwischen den Temperaturwerte, der größer als der Höchstunterschied ist, so wird aufgrund dieser Diskrepanz ein Auslösesignal erzeugt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das Überwachungskriterium einen Mindestkonfidenzwert für Umgebungsdaten angibt, die aus Beobachtungsdaten mehrerer Kraftfahrzeuge gebildet worden sind. Wird beispielsweise eine Mittelwert aus Beobachtungsdaten mehrerer Kraftfahrzeuge erzeugt, und hierbei eine Varianz der Beobachtungsdaten ermittelt, die größer als der Mindestkonfidenzwert ist, so kann dies ebenfalls ein Auslösesignal bewirken, durch welches neue Beobachtungsdaten beschafft oder ermittelt werden.
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Aktualisierungssignale können auch durch die Kraftfahrzeuge erzeugt werden. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass die aggregierten Umgebungsdaten aus der zentralen Speichereinrichtung an die Kraftfahrzeuge ausgesendet werden und die Auslöseeinrichtung umfasst, dass durch die Kraftfahrzeuge die empfangenen Umgebungsdaten mit den in der jeweiligen Fahrzeugspeichereinrichtung gespeicherten Beobachtungsdaten verglichen werden. Bei einer vorbestimmten Mindestabweichung der Beobachtungsdaten von den empfangenen Umgebungsdaten wird durch zumindest eines der Kraftfahrzeuge zumindest eines der Auslösesignale erzeugt. Hierdurch kann ein Kraftfahrzeug, dass eine temporäre Veränderung einer Eigenschaft der Umgebung anhand der Abweichung erkennt, ein Auslösesignal erzeugen, sodass auch in der zentralen Servervorrichtung die Abweichung signalisiert ist und die Umgebungsdaten in der Servervorrichtung angepasst oder aktualisiert werden können. Hierdurch können z.B. eine Wanderbaustelle oder eine andere Veränderung im Straßennetz in die Umgebungsdaten der Servervorrichtung eingepflegt werden.
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Zu der Erfindung gehört auch ein System umfassend die Servervorrichtung und die Kraftfahrzeuge.
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Die Servervorrichtung des Systems weist eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Abfragenachrichten an Kraftfahrzeuge sowie eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Beobachtungsdaten aus den Kraftfahrzeugen auf. Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung kann beispielsweise eine Netzwerkanschlusseinrichtung (NIC-Network Interface Controller), über welche die Servervorrichtung an das Internet angeschlossen sein kann. Die erfindungsgemäße Servervorrichtung führt diejenigen Verfahrensschritte aus, die im erfindungsgemäßen Verfahren für die Servervorrichtung vorgesehen sind. Mit anderen Worten weist die Servervorrichtung eine Prozessoreinrichtung auf, die Programmcode umfasst, welcher bei Ausführung durch die Prozessoreinrichtung diejenigen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt, welche die Servervorrichtung betreffen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Abfragenachricht aus einer Servervorrichtung und eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von Beobachtungsdaten in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs auf. Die Empfangseinrichtung kann beispielsweise ein Mobilfunkmodul und/oder ein WLAN-Modul (WLAN - Wireless Local Area Networks) umfassen. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine Kamera und/oder einen Temperatursensor und/oder Steuergeräte zum Bereitstellen von Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs und/oder einen RADAR und/oder einen Ultraschallsensor umfassen. Die Sensoreinrichtung kann auch zumindest eine Prozessoreinrichtung zum Verarbeiten des Sensorsignals umfassen, um z.B. eine Objekterkennung und/oder eine Berechnung eines Durchschnittswerts durchzuführen. Es kann auch eine Sensorfusion und/oder eine Fusion der Sensordaten mit Kartendaten durch die Sensoreinrichtung vorgesehen sein. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist eine Prozessoreinrichtung bereitgestellt, die Programmcode aufweist, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführung durch die Prozessoreinrichtung diejenigen Verfahrensschritte durchzuführen, die das Kraftfahrzeug betreffen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, -welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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Die Figur zeigt ein System 1 mit einer Servervorrichtung 2 und mehreren Kraftfahrzeugen 3, von denen in der Figur nur eines dargestellt ist. Die übrigen, nicht dargestellten Kraftfahrzeuge können in derselben Weise ausgestaltet sein wie das dargestellte und im Folgenden beschriebene Kraftfahrzeug 3.
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Die Servervorrichtung 2 weist eine zentrale Speichereinrichtung 4 auf, in welcher Umgebungsdaten 5 gespeichert sind, die zumindest eine Eigenschaft einer Umgebung 6 der Kraftfahrzeuge 3 beschreiben. Die Umgebungsdaten 4 sind mithilfe der Kraftfahrzeuge 3 ermittelt worden. Absatz die Kraftfahrzeuge 3 erfassten mithilfe einer Sensoreinrichtung 7 in der Umgebung 6 Beobachtungsdaten 8, die jedes Kraftfahrzeug 3 in einer Fahrzeugspeichereinrichtung 9 speichert. Jedes Kraftfahrzeug 3 kann beim Erfassen von Beobachtungsdaten 8 den jeweiligen Ort 10 ermitteln, an welchem die jeweiligen Beobachtungsdaten 8 erfasst wurden, wobei somit auch der Ort 10 der ermittelten Eigenschaft beschrieben ist. Die Beobachtungsdaten 8 werden in der Fahrzeugspeichereinrichtung 9 zusammen mit Referenzdaten 11 gespeichert, welche den Ort 10 angeben. Der Ort 10 kann beispielsweise mittels eines Empfängers für ein Signal eines GNSS (globales Navigationssatellitensystem) gespeichert werden. Die Referenzdaten 11 beschreiben den Ort 10 durch eine Referenz oder einen Bezug auf Kartendaten 12 des Kraftfahrzeugs 3, welche die Umgebung 6 beschreiben. Beispielsweise können die beschriebene Segment-ID und ein Offset (Versatzangabe) und optional eine Spur-ID für eine Fahrspurangabe verwendet werden.
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Die Kraftfahrzeuge 3 sind mit der Servervorrichtung 2 über eine Kommunikationsverbindung 13 gekoppelt, die beispielsweise mittels einer Funkverbindung und/oder eine Internetverbindung in an sich bekannter Weise bereitgestellt sein kann. Über die Kommunikationsverbindung 13 können aber nicht alle Beobachtungsdaten 8 gesendet werden, weil hierzu beispielsweise die Datenrate nicht ausreicht.
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Deshalb ist in der Servervorrichtung 2 eine Datensammeleinheit 14 bereitgestellt, die beispielsweise als ein Programmmodul einer Prozessoreinrichtung der Servervorrichtung 2 realisiert sein kann. Die Datensammeleinheit 14 kann eine Prozessoreinrichtung zum Ausführen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweisen. Die Datensammeleinheit 14 kann auch eine Sendeeinrichtung 15 zum Aussenden einer Abfragenachricht 16 an die Kraftfahrzeuge 3 und eine Empfangseinrichtung 17 zum Empfangen beispielsweise von ausgewählten Beobachtungsdaten 8' aus den Kraftfahrzeugen 3 aufweisen. Die Abfragenachricht 16 und die ausgewählten Beobachtungsdaten 8' können über die beschriebene Kommunikationsverbindung 13 übertragen werden. Die Abfragenachricht 16 enthält ein Mindestanforderungskriterium 18, durch welches festgelegt ist, welche der Beobachtungsdaten 8 durch das Kraftfahrzeug 3 aus der Fahrzeugspeichereinrichtung 9 ausgewählt und als ausgewählte Beobachtungsdaten 8' an die Servervorrichtung 2 gesendet werden sollen. Das Mindestanforderungskriterium 18 kann beispielsweise besagen, dass nur solche Beobachtungsdaten 8 gesendet werden sollen, welche zu einem bestimmten Ort 10 oder einer bestimmten Region gehören und dort beispielsweise erkannte Verkehrszeichen beschreiben und/oder die beispielsweise mit einer vorbestimmten Konfidenz erkannt wurden. Ein Verkehrszeichen kann beispielsweise in Kamerabildern durch eine Bildverarbeitungseinrichtung erkannt worden sein. Die Konfidenz gibt dabei den Zuverlässigkeitswert an, den eine Objekterkennungseinrichtung in an sich bekannter Weise erzeugen kann. Eine Objekterkennungseinrichtung oder allgemein eine Verarbeitungseinheit 19 für Sensorsignale kann ebenfalls Bestandteil der Sensoreinrichtung 7 sein. Die Beobachtungsdaten können also auch verarbeitete Sensorsignale umfassen.
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Das Mindestanforderungskriterium 18 wird immer dann gebildet, wenn durch die Datensammeleinheit 14 ein Auslösesignal 20 empfangen wird. Ein Auslösesignal 20 kann beispielsweise durch einen Benutzer 21 als Benutzereingabe eingegeben werden. Die Servervorrichtung 2 kann auch eine Überwachungseinheit 22 aufweisen, welche anhand eines Überwachungskriteriums 23 die Umgebungsdaten 5 in der Speichereinrichtung 4 überwacht. Anhand des Überwachungskriteriums 23 können beispielsweise veraltete und/oder unplausible Umgebungsdaten 5 (z.B. Varianz größer als ein Schwellenwert) erkannt werden.
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Die Umgebungsdaten 5 können auch mittels einer Synchronisierungseinrichtung 24 in jedem Kraftfahrzeug 3 in einer Speichereinrichtung 4' bereitgestellt werden. Durch jedes Kraftfahrzeug 3 kann somit ein Vergleich der Beobachtungsdaten 8 mit den Umgebungsdaten 5 durchgeführt werden und eine Mindestabweichung 25 überprüft werden, d.h. ein Schwellenwert z.B. für eine Differenz oder einen Unterschied. Tritt eine Diskrepanz auf, indem die Mindestabweichung 25 überschritten wird, so kann durch ein Kraftfahrzeug 3 ebenfalls ein Auslösesignal 20 an die Servervorrichtung 2 ausgesendet werden. Die Überprüfung dieses Auslösers im Fahrzeug kann von der gleichen Einheit in der Servervorrichtung kontrolliert werden, indem die Einheit diese Abweichung mittels der strukturierten Anfrage dem Fahrzeug kommuniziert.
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Das Mindestanforderungskriterium 18 wird dann in Abhängigkeit von dem Auslösesignal 20 erzeugt.
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Das Auslösesignal 20 kann auch angeben, welche der Umgebungsdaten 5, d.h. welche Eigenschaft der Umgebung 6, neu ermittelt oder aktualisiert werden soll. Das Auslösesignal 20 kann z.B. auch das Mindestanforderungskriterium 18 vorgeben oder enthalten.
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Um das Mindestanforderungskriterium 18 möglichst einfach und datensparend beschreiben zu können, kann durch eine weitere Synchronisierungseinrichtung 26 eine Synchronisation zwischen Kartendaten 27 der Servervorrichtung 2 mit den Kartendaten 12 durchgeführt werden. Hierdurch kann das Mindestanforderungskriterium 18 Referenzdaten 11' enthalten, die auch in den Umgebungsdaten 5 zum Beschreiben einer geografischen Lage der Eigenschaften enthalten sein können.
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Die empfangenen, ausgewählten Beobachtungsdaten 8' können in einem Beobachtungsdatenspeicher 28 der Servervorrichtung 2 gespeichert werden. Sie können mit den Referenzdaten 11 aus den Kraftfahrzeugen 3 kombiniert werden, da durch die Synchronisierungseinrichtung 26 die Kartendaten 12, 27 angeglichen sind.
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Anhand der Beobachtungsdaten 8' mehrerer Kraftfahrzeuge 3 kann auf der Grundlage eines Aggregationskriteriums 29 z.B. mit mehreren Aggregationsregeln 30 eine Zusammenfassung der ausgewählten Beobachtungsdaten 8' mehrerer Kraftfahrzeuge 3 in an sich bekannter Weise durchgeführt werden, um hierdurch aktualisierte Umgebungsdaten 5' zu erzeugen, die dann in der Speichereinrichtung 4 die dort gespeicherten Umgebungsdaten 5 ergänzen und/oder ersetzen können.
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Für den Fall, dass die Kraftfahrzeuge 3 ihre Beobachtungsdaten 8 in unterschiedlichen Speicherschemata abspeichern, kann in der Servervorrichtung 2 eine Zuordnungsvorschrift oder Beschreibung 31 bereitgestellt sein, welche für unterschiedliche Fahrzeugtypen 32 jeweils eine Beschreibung 33 des Speicherschemas bereitstellt. Hierdurch kann beim Aussenden von Abfragenachrichten 16 an Kraftfahrzeuge 3 unterschiedlichen Fahrzeugtyps das Mindestanforderungskriterium 18 entsprechend angepasst sein.
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Das System 1 weist somit insbesondere die folgende konkrete Ausgestaltung auf.
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Das System 1 ermöglicht es, mit der Verwendung von einer strukturierten Sprache und Umsetzung des Schemas der Datenbank im Kraftfahrzeug, Daten von Fahrzeugen über eine Kommunikationsschnittstelle, vorzugsweise eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle, wie z.B. Mobilfunk, zu erheben. Die Erhebung der Daten wird von einer zentralen Einheit gesteuert, die über eine entsprechendes Modul („Datensammler“) verfügt.
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Der Fokus wird auf die Sammlung von georeferenzierten Daten (referenziert auf gemeinsames Kartenmaterial) gelegt. Das heißt, dass das sogenannte „Map-Matching“ oder Georeferenzieren schon im Fahrzeug anhand der verfügbaren Information (bspw. GPS-Information, Beschleunigungssensoren, Kartenmaterial, Kamera) stattfindet. Das kann die Qualität des Map-Matching deutlich verbessern, weil alle im Fahrzeug verfügbare Daten verwendet werden können - weil die Kommunikationsschnittstelle an der Servervorrichtung aufgrund von Datenbreite und Kosten eingeschränkt ist, ist so ein Prozess in der Servervorrichtung nicht möglich.
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Von besonderem Interesse ist die Sammlung von georeferenzierter Umfeldinformation bzw. Umfelddaten, die über die Fahrzeugsensorik (bspw. Kamera, Radar) erfasst worden sind. Idealerweise wird diese Umfeldinformation in Fahrzeug schon fusioniert und interpretiert. Dies stellt ein optimales Trade-Off zwischen Genauigkeit der in der Servervorrichtung verfügbarer Daten und der erforderten Bandbreite der Kommunikationsschnittstelle zwischen Servervorrichtung und Fahrzeug.
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Das gleiche Kartenmaterial existiert im Fahrzeug und in der Servervorrichtung (es ist trotzdem möglich, dass in der Servervorrichtung unterschiedliche Kartenversionen gehalten werden (dazu ist ein Versionsverwaltungsmodul erforderlich), idealerweise sind aber die Karten im Fahrzeug und Servervorrichtung immer synchronisiert. Das Kartenmaterial ist in einer Datenbank angelegt. Zusätzlich dazu, gibt es in der Servervorrichtung aggregierte und plausibilisierte Umfeldinformation 5, was das Ergebnis der von den Fahrzeugen gesammelten Daten 8' darstellt. Diese Daten referenzieren auf das Kartenmaterial (in Schichten verteilt) und liegen ebenso in einer Datenbank. Die werden regelmäßig, abhängig von geographischer Relevanz, an den Fahrzeugen verteilt.
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Im Fahrzeug liegen die fusionierten und kartenreferenzierten erfassten Daten in einer Datenbank. Das Schema dieser Datenbank ist in der Servervorrichtung bekannt. Es ist möglich, dass unterschiedliche Fahrzeugplattformen unterschiedliche Schemata 33 verwenden. Wenn das der Fall ist, dann ist in der Servervorrichtung ein Modul erforderlich, was diese Schemata zur Verfügung stellt.
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Die Erhebung von Daten wird über das Modul „Datensammler“ gesteuert. Dieses Modul wird entweder automatisch gesteuert (über bspw. ein Monitoring-Modul oder eine Überwachungseinheit, welche die Notwendigkeit von neuen erfassten Daten auf Basis des aggregierten Ergebnisses erkennt (aufgrund z.B. von dem Datenalter oder Diskrepanz bzw. hohe Abweichungen zwischen der gesammelten Daten bzw. niedrige Konfidenzwerte oder große Ungenauigkeit)) oder über ein entsprechendes Tool, was ein Benutzer bedient, um neue Messwerte anzufordern.
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Beim Triggern erzeugt der Datensammler eine Abfrage, die das Schema in der entsprechenden Datenbank im Fahrzeug entspricht, und direkt von der Datenbank im Fahrzeug durchgeführt werden kann. Diese Abfrage kann z.B. eine SQL-Abfrage sein. So ist es möglich komplizierte Abfragen durchzuführen, wie z.B. „Sende die kartenreferenzierte Position und Typ von Verkehrszeichen, die sich auf diesem Link befinden, die mit kleineren Abweichung als x gemessen worden sind, und bei denen die von Sensorik erfasste Position sich mehr als y Prozent von der von der Servervorrichtung gesendeten Daten unterscheidet “. Ein Abfrageverwaltungsmodul im Fahrzeug (in der Figur nicht enthalten) führt die Abfragen durch (es ist möglich, dass die Abfragen eine Lebenszeit, Latenzanforderung und Priorität enthalten, dies muss das Abfrageverwaltungsmodul berücksichtigen). Die Antworten werden vom Verwaltungsmodul über die Kommunikationsschnittstelle zurück zur Servervorrichtung gemeldet, und werden dann vom Datensammler zu einer dafür ausgelegten Datenbank gespeichert, bevor sie weiter verarbeitet (Fusion, Aggregation) werden, um in der Umfelddatenbank 4 gespeichert zu werden.
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Die Module im Fahrzeug können auf unterschiedlichen Steuergeräte liegen, die miteinander über das Fahrzeugbussystem kommunizieren. Die Module der zentralen Einheit können physikalisch auf unterschiedlichen Medien bzw. Backends liegen, und miteinander über ein LAN-System oder das Internet kommunizieren.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine strukturierte Abfrage und Sammlung von fahrzeugerfassten Daten durch eine zentrale Einheit durchgeführt werden kann.
