DE102016205439A1 - Method for maneuver generation for intersection situations - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Manövergenerierung für Kreuzungssituationen (30), wobei in einer Kreuzungssituation (30) eine eingehende Straße (10), eine in einem Ausgangswinkel (α) zu der eingehenden Straße (10) angesetzte, ausgehende Straße (12) sowie eine linke und/oder rechte Seitenstraße (32, 34) vorhanden sind, die in einem Linkswinkel (β) beziehungswiese einem Rechtswinkel (γ) zu der ausgehenden Straße (12) angesetzt sind. Es sind Schritte vorgesehen, des Erstellens eines Koordinatensystems (14) mit einer X-Achse, entlang welcher der Linkswinkel (β) und/oder der Rechtswinkel (γ) aufgetragen ist, und einer Y-Achse, entlang welcher der Ausgangswinkel (α) aufgetragen ist; des Abbildens der ausgehenden Straße (10) unter dem Ausgangswinkel (α) auf der Y-Achse; des Abbildens der linken und/oder rechten Seitenstraße (32, 34) unter dem Linkswinkel (β) beziehungswiese dem Rechtswinkel (γ) auf der X-Achse; des Ermittelns des einen oder der zwei Schnittpunkte (22, 24) zwischen der Abbildung der ausgehenden Straße (16) und der Abbildung der linken und/oder rechten Seitenstraße (18, 20); des Parametrisierens von Ergebnispolygonen (28) jeweils für einzelne Manövertypen anhand möglicher Ausgangswinkel (α), Linkswinkel (β) und/oder Rechtswinkel (γ); des Abbildens der Ergebnispolygone (28) in dem Koordinatensystem (14); des Bestimmens des oder der Ergebnispolygone (28), in welchen der oder die Schnittpunkte (22, 24) liegen; und des Generierens eines Manövers anhand des Manövertyps des bestimmten Ergebnispolygons (28). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Manövergenerierung für Kreuzungssituationen zu vereinfachen und eindeutig zu beschreiben.The invention relates to a method for maneuver generation for intersections (30), wherein in an intersection situation (30) an incoming road (10), an in an initial angle (α) to the incoming road (10) scheduled, outgoing road (12) and a left and / or right side road (32, 34) are provided, which are attached at a left angle (β) or meadow by a right angle (γ) to the outgoing road (12). Steps are provided for establishing a coordinate system (14) having an X axis along which the left angle (β) and / or right angle (γ) is plotted and a Y axis along which the output angle (α) is plotted is; mapping the outgoing road (10) below the output angle (α) on the Y-axis; mapping the left and / or right side streets (32, 34) at the left angle (β) and the right angle (γ), respectively, on the X axis; determining the one or two intersections (22, 24) between the image of the outgoing road (16) and the image of the left and / or right side road (18, 20); the parameterization of result polygons (28) in each case for individual maneuver types on the basis of possible output angles (α), left angles (β) and / or right angles (γ); mapping the result polygons (28) in the coordinate system (14); determining the result polygon (s) (28) in which the one or more intersection points (22, 24) lie; and generating a maneuver based on the maneuver type of the determined result polygon (28). The invention has for its object to simplify the maneuver generation for intersection situations and to describe clearly.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Manövergenerierung für Kreuzungssituationen und ein Fahrzeug mit einem Navigationssystem. The invention relates to a method for maneuver generation for intersection situations and to a vehicle with a navigation system.
In Navigationssystemen müssen an Entscheidungspunkten, beispielsweise Kreuzungen, prägnante und eindeutige Manöver oder Fahranweisungen generiert werden. Bisherige Konzepte versuchen durch Auswertung der Winkelgeometrien und weiterer Attribute entsprechende Manöver zu erzeugen. Bislang wird die konkrete Umsetzung von Zulieferern durchgeführt, so dass sich in der späteren Entwicklung die Manövergenerierung kaum mehr beeinflussen lässt. Des Weiteren können sich die von verschiedenen Lieferanten entwickelten Systeme unterschiedlich verhalten. In navigation systems, decision points such as intersections must generate concise and unambiguous maneuvers or driving instructions. Previous concepts attempt to generate appropriate maneuvers by evaluating the angular geometries and other attributes. So far, the concrete implementation of suppliers is carried out, so that in later development, the maneuver generation can hardly be influenced. Furthermore, systems developed by different suppliers may behave differently.
Bisherige Lösungen versuchen Kreuzungsgeometrien allgemeingültig zu beschreiben oder bestimmte Abhängigkeiten und Winkelgeometrien auszuwerten. Beispielsweise wird dies in der
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Manövergenerierung für Kreuzungssituationen zu vereinfachen und eindeutig zu beschreiben. The invention is based on the object of simplifying and clearly describing maneuver generation for intersection situations.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 beziehungsweise ein Fahrzeug gemäß Anspruch 8. This object is achieved by a method according to claim 1 or a vehicle according to claim 8.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Manövergenerierung für Kreuzungssituationen, wobei in einer Kreuzungssituation eine eingehende Straße, eine in einem Ausgangswinkel zu der eingehenden Straße angesetzte, ausgehende Straße sowie eine linke und/oder rechte Seitenstraße vorhanden sind, die in einem Linkswinkel beziehungsweise einem Rechtswinkel zu der ausgehenden Straße angesetzt sind, umfasst die Schritte:
- – Erstellen eines Koordinatensystems mit einer X-Achse, entlang welcher der Linkswinkel und/oder der Rechtswinkel aufgetragen ist, und einer Y-Achse, entlang welcher der Ausgangswinkel aufgetragen ist;
- – Abbilden der ausgehenden Straße unter dem Ausgangswinkel auf der Y-Achse;
- – Abbilden der linken und/oder rechten Seitenstraße unter dem Linkswinkel beziehungswiese dem Rechtswinkel auf der X-Achse;
- – Ermitteln des einen oder der zwei Schnittpunkte zwischen der Abbildung der ausgehenden Straße und der Abbildung der linken und/oder rechten Seitenstraße;
- – Parametrisieren von Ergebnispolygonen jeweils für einzelne Manövertypen anhand möglicher Ausgangswinkel, Linkswinkel und/oder Rechtswinkel;
- – Abbilden der Ergebnispolygone in dem Koordinatensystem;
- – Bestimmen des oder der Ergebnispolygone, in welchen der oder die Schnittpunkte liegen; und
- – Generieren eines Manövers anhand des Manövertyps des bestimmten Ergebnispolygons.
- - Creating a coordinate system with an X-axis, along which the left angle and / or the right angle is plotted, and a Y-axis, along which the output angle is plotted;
- Mapping the outgoing road at the exit angle on the Y axis;
- Mapping the left and / or right side street under the left angle and the right angle on the X axis, respectively;
- Determining the one or two intersections between the mapping of the outgoing road and the mapping of the left and / or right side road;
- - Parameterizing result polygons for individual maneuver types based on possible initial angles, left angles and / or right angles;
- - mapping the result polygons in the coordinate system;
- Determining the result polygon (s) in which the one or more intersections lie; and
- Generate a maneuver based on the maneuver type of the particular result polygon.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Kreuzungsgeometrien gerade nicht allgemeingültig beschrieben werden, sondern eine wenig rechenintensive Reduktion vorgenommen wird. Es ist zudem eine Flexibilität gegenüber der definierbaren Manövertypen und deren späterer Parametrierung gegeben. Das Verfahren erlaubt eine flexible Definition von Manövertypen, sowohl in Anzahl wie auch Ausprägung. Im Unterschied zu bekannten Lösungen werden Kreuzungsgeometrien jeweils unter Berücksichtigung der benachbarten Seitenstraßen ausgewertet. Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass sich die Prägnanz und Eindeutigkeit eines Manövers, etwa für die Bewertung der Manöverrichtung und der Unterscheidbarkeit von Fahrtrichtungen, vorrangig hieraus ableitet. Im Sinne der Erfindung hat sich ergeben, dass für die Bestimmung eines Manövers vorrangig die Richtung der geplanten Route sowie der jeweils nächstgelegen linken und rechten Straße relevant sind. Diese Informationen werden durch eine grafische Repräsentationsform der definierten Manövertypen abgebildet, wodurch zugleich eine flexible Konfigurierbarkeit möglich ist. The method according to the invention has the advantage that intersection geometries are currently not described in a universally valid manner, but a less computation-intensive reduction is made. It is also given a flexibility compared to the definable maneuver types and their later parameterization. The method allows a flexible definition of maneuver types, both in number and in severity. In contrast to known solutions, intersection geometries are evaluated in each case taking into account the adjacent side roads. It has been shown in own investigations that the conciseness and uniqueness of a maneuver, for example for the evaluation of the maneuvering direction and the distinctness of driving directions, derives primarily from this. For the purposes of the invention, it has been found that the direction of the planned route as well as of the respectively nearest left and right road are primarily relevant for the determination of a maneuver. This information is represented by a graphical representational form of the defined maneuver types, whereby at the same time a flexible configurability is possible.
Die Manövergenerierung erfolgt für eine isolierte Kreuzungssituation, die Bestandteil einer Fahrtroute sein kann. Die Berechnung des Manövers kann situativ im Fahrzeug erfolgen. Es kann auch vorgesehen, dass die Manövergenerierung vor der eigentlichen Fahrt für eine Navigationskarte oder eine Navigationsroute durchgeführt wird. Dann können die generierten Manöver an den jeweiligen Kreuzungen hinterlegt werden. The maneuver generation takes place for an isolated crossing situation, which can be part of a route. The maneuver can be calculated situationally in the vehicle. It can also be provided that the maneuver generation is carried out before the actual journey for a navigation map or a navigation route. Then the generated maneuvers can be deposited at the respective intersections.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der Parametrisierung des Ergebnispolygons alle für den Manövertyp des Ergebnispolygons möglichen Ausgangswinkel, Linkswinkel und/oder Rechtswinkel betrachtet werden und dass das oder die Ergebnispolygone so gewählt werden, dass die dabei entstehenden Schnittpunkte von dem oder den Ergebnispolygonen umschlossen sind. It can be provided that, when parameterizing the result polygon, all output angle, left angle and / or right angle possible for the maneuver type of the result polygon are considered and that the result polygon or polygons are selected such that the intersection points resulting from this are enclosed by the result polygon (s).
Die Ergebnispolygone können durch eine Liste von Koordinatenpaaren aus x- und y-Koordinaten definiert sein. Geraden zwischen den Koordinatenpaaren bilden dann eine Hüllkurve des Ergebnispolygons. Die Darstellung mit Koordinatenpaaren ist einfach zu erstellen und handzuhaben. The result polygons can be defined by a list of coordinate pairs of x and y coordinates. Lines between the coordinate pairs then form an envelope of the result polygon. The representation with coordinate pairs is easy to create and handle.
Die Liste kann Variablen mit Koordinatenpaaren enthalten. Durch Variablen oder Bezeichner kann eine Wiederholung von einzelnen oder mehreren Koordinatenpaaren vermieden werden, was die Liste verkürzt und so Speicherplatz und Verarbeitungsgeschwindigkeit optimiert. The list may contain variables with coordinate pairs. Variables or identifiers can be used to avoid repetition of single or multiple coordinate pairs, shortening the list and optimizing storage space and processing speed.
Es kann vorgesehen sein, dass entlang der X-Achse ein linker Winkelbereich von –180° bis 0° und daran anschließend ein rechter Winkelbereich von 0° bis 180° aufgetragen ist. Dies ermöglicht eine einfache Berücksichtigung linker und rechter Seitenstraßen in einem Graphen beziehungsweise einem Koordinatensystem. It can be provided that along the X-axis a left angle range of -180 ° to 0 ° and then a right angle range of 0 ° to 180 ° is plotted. This allows easy consideration of left and right side roads in a graph or coordinate system.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass für Mehrdeutigkeiten bei dem Bestimmen des oder der Ergebnispolygone, in welchen der oder die Schnittpunkte liegen, eine Priorisierungsliste für Manöver verwendet wird. So kann auf einfache Art gewährleistet werden, dass immer eine eindeutige Lösung vorliegt. Eine Mehrdeutigkeit kann zum Beispiel vorliegen, wenn ein Schnittpunkt auf eine Polygongrenze fällt. Dann werden alle relevanten Manövertypen identifiziert und das Manöver mit der höchsten definierten Priorität ausgewählt. It may further be provided that a prioritization list for maneuvers is used for ambiguities in determining the result polygon (s) in which the one or more intersections lie. This ensures in a simple way that there is always a clear solution. An ambiguity may exist, for example, when an intersection falls on a polygon boundary. Then all relevant maneuver types are identified and the maneuver with the highest defined priority selected.
Das generierte Manöver kann einem Fahrer eines Fahrzeugs optisch und/oder akustisch dargestellt werden. Zum Beispiel mittels eines Navigationssystems oder einer Infotainmenteinheit kann der Fahrer über das nächste anstehende Manöver informiert werden. Die einfache grafische Ermittlung des Manövers erlaubt eine schnelle Bereitstellung des Manövers, was zu einem schnellen und damit sicheren System führt. The generated maneuver can be visually and / or acoustically displayed to a driver of a vehicle. For example, by means of a navigation system or an infotainment unit, the driver can be informed of the next upcoming maneuver. The simple graphic determination of the maneuver allows a quick deployment of the maneuver, resulting in a fast and therefore secure system.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst ein Navigationssystem, das eingerichtet ist, ein Verfahren wie zuvor beschrieben auszuführen. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben. Es kann vorgesehen sein, dass ein Teil des Verfahrens in dem Fahrzeug und ein Teil in einem Backend des Herstellers oder eines Dienstanbieters ausgeführt wird. The vehicle according to the invention comprises a navigation system which is set up to carry out a method as described above. The same advantages and modifications apply as described above. It may be provided that a part of the method is performed in the vehicle and a part in a backend of the manufacturer or a service provider.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Im Sinne der Erfindung werden Manövertypen, deren Anzahl und Ausprägungen, beliebig definiert und parametriert werden. Im Sinne der Erfindung hat sich ergeben, dass für die Bestimmung eines Manövers vorrangig die Richtung der geplanten Route sowie der jeweils nächstgelegen linken und rechten Straße relevant sind. Diese Informationen werden durch eine grafische Repräsentationsform der definierten Manövertypen abgebildet, wodurch zugleich eine flexible Konfigurierbarkeit möglich ist. For the purposes of the invention, maneuver types, their number and characteristics, are defined and parameterized as desired. For the purposes of the invention, it has been found that the direction of the planned route as well as of the respectively nearest left and right road are primarily relevant for the determination of a maneuver. This information is represented by a graphical representational form of the defined maneuver types, whereby at the same time a flexible configurability is possible.
Es können eine beliebige Anzahl an verschiedenen Manövertypen und Ausprägungen definiert werden, zum Beispiel:
- • Kein Manöver (da Routenverlauf eindeutig)
- • Geradeaus
- • Links/rechts abbiegen
- • Halb links/rechts abbiegen
- • Scharf links/rechts abbiegen
- • Links/rechts halten
- • No maneuver (because route is unique)
- • Straight
- • Turn left / right
- • Turn left / right
- • Turn sharp left / right
- • Hold left / right
Im nachfolgenden wird die Manövergenerierung jeweils für ein Abbiegen nach rechts beschrieben, durch entsprechende Spiegelung ist der Ansatz analog auch für Abbiegemanöver nach links übertragbar. In the following, the maneuver generation is described in each case for a turn to the right, by appropriate mirroring the approach is analogously transferable to the left for turning maneuvers.
Eine Kreuzungsgeometrie ist gekennzeichnet durch einen Kreuzungspunkt, typischerweise der Mittelpunkt, von dem eine beliebige Anzahl an Kanten, das heißt digitalisierten Straßen, abgehen. Die nachfolgenden Informationen werden bestimmt:
- • Eingehende Kante: Die Straße die zum Kreuzungspunkt führt und gleichzeitig den Ausgangspunkt der Fahrzeugposition bzw. Route darstellt.
- • Ausgehende Kante: Die Straße die vom Kreuzungspunkt wegführt und entlang der berechneten Route verläuft.
- • Linke/rechte Seitenstraße: Auf die ausgehende Kante bezogen wird die jeweils angrenzende linke/rechte Seitenstraße bezeichnet. Ist keine Seitenstraße vorhanden, so ist stattdessen der Maximalwert (–180° bzw. 180°) zu verwenden.
- • Incoming edge: The road that leads to the intersection and at the same time represents the starting point of the vehicle position or route.
- Outbound Edge: The road leading away from the intersection and running along the calculated route.
- • Left / right side street: The respective adjacent left / right side street is referred to the outgoing edge. If there is no side street, the maximum value (-180 ° or 180 °) should be used instead.
Im nachfolgenden werden die hieraus folgenden Abhängigkeiten betrachtet:
- • Ausgangswinkel zwischen eingehender und ausgehender Kante.
- • Linkswinkel zwischen ausgehender Kante und linker Seitenstraße.
- • Rechtswinkel zwischen ausgehender Kante und rechter Seitenstraße.
- • Starting angle between incoming and outgoing edge.
- • Left angle between outgoing edge and left side street.
- • Right angle between outgoing edge and right side street.
Die Länge der betrachteten Kanten ist individuell adaptierbar und es können auch bei Bedarf mehrere Karten- und/oder Kantensegmente zusammengefasst werden, um eine Minimallänge zu erreichen. The length of the considered edges is individually adaptable and it can also be combined as needed, several map and / or edge segments to achieve a minimum length.
In
Entsprechend
Die diagonale Linie
Die eingangs definierten Manövertypen, wie zum Beispiel rechts abbiegen, werden in dem Koordinatensystem
Bei diesem Ansatz muss sichergestellt sein, dass immer eine eindeutige Zuordnung möglich ist. Alle Kombinationsmöglichkeiten müssen demzufolge über entsprechende Ergebnispolygone
Für die Erstellung eines Ergebnispolygons
So wird für jeden möglichen Manövertyp ein Ergebnispolygon
Die verwendeten Ergebnispolygone
Im Folgenden wird anhand der
Im Nachfolgenden wird von einer Kreuzungssituation
Dann werden die obigen Werte auf das verwendete Koordinatensystem
Für jeden Manövertyp müssen ein oder mehrere Ergebnispolygone
Polygon linker Bereich: 0L, 1L, 0D
Polygon rechter Bereich: 1R, 0R, 0D For each type of maneuver, one or more result polygons must be used
Polygon left area: 0L, 1L, 0D
Polygon right area: 1R, 0R, 0D
Die folgende Tabelle 1 beschreibt für die relevanten Bezeichner entsprechende Koordinaten, wobei wiederum auf andere Bezeichner referenziert wird. Die daraus resultierenden Begrenzungslinien sind in
Der Bezeichner 0L entspricht der Begrenzungslinie
Hier sind die beiden Ergebnispolygone
Für die Bestimmung des Manövers werden nun die Schnittpunkte
Das beschriebene Verfahren wird für die Navigation von Straßenfahrzeugen wie zum Beispiel PKWs, LKWs, Bussen, Motorrädern und ähnlichem verwendet. In einem Navigationssystem des Fahrzeugs, gegebenenfalls mit Unterstützung eines Backends oder Servers, wird das Verfahren ausgeführt, um dem Fahrer des Fahrzeugs ein der aktuellen Kreuzungssituation entsprechendes Manöver vorzuschlagen. Durch die Reduktion der Kreuzungssituation in das Koordinatensystem
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- eingehende Kante incoming edge
- 12 12
- ausgehende Kante outgoing edge
- 14 14
- Koordinatensystem coordinate system
- 16 16
- Ausgangsgerade Just starting
- 18 18
- Linksgerade Just links
- 20 20
- Rechtsgerade Just right
- 22 22
- linker Schnittpunkt left intersection
- 24 24
- rechter Schnittpunkt right intersection
- 26 26
- Linie line
- 28 28
- Ergebnispolygon result polygon
- 30 30
- Kreuzungssituation intersection situation
- 32 32
- linke Seitenstraße left side street
- 34 34
- rechte Seitenstraße right side street
- 36 36
- gestrichelte Linie dashed line
- 38 38
- Begrenzungslinie 0L Boundary line 0L
- 40 40
- Begrenzungslinie 0R Boundary line 0R
- 42 42
- Begrenzungslinie 0D Boundary line 0D
- 44 44
- Begrenzungslinie 1L Boundary line 1L
- 46 46
- Begrenzungslinie 1R Boundary line 1R
- α α
- Ausgangswinkel exit angle
- β β
- Linkswinkel left angle
- γ γ
- Rechtswinkel right angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 6199013 B1 [0003] US 6199013 B1 [0003]
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |