DE102017006142A1 - Method for locating a vehicle within a lane - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeuges innerhalb eines Fahrstreifens, bei welchem eine Position des Fahrzeuges mit einem Partikelfilter geschätzt wird, indem nach einer Zufallsverteilung eine Verteilung von Partikelpunkten in einem geeigneten Punkt bestimmt wird, eine Bewegung der Partikelpunkte anhand eines Odometriemodells mit der Fahrzeugbewegung abgestimmt wird, eine Gewichtung der Partikelpunkte ausgeführt wird und eine Wahrscheinlichkeit für den Aufenthalt des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen einer Straße bestimmt wird, wobei die Straße aus einer digitalen Karte ausgelesen wird. Bei einem Verfahren, bei welchem die Lokalisierung an eine Navigation mit die Augmented reality angepasst wird, wird zur Bestimmung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit aus einer Karte mit Centerlinie und Straßenattributen eine Karte mit Polygonen erzeugt.The invention relates to a method for locating a vehicle within a lane, in which a position of the vehicle is estimated with a particle filter by a distribution of particle points is determined at a suitable point after a random distribution, a movement of the particle points using an odometry model with the vehicle movement a weighting of the particle points is carried out and a probability for the residence of the vehicle on the lane of a road is determined, wherein the road is read from a digital map. In a method in which the localization is adapted to navigation with the augmented reality, a map is generated with polygons to determine the probability of residence from a map with centerline and street attributes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeuges innerhalb eines Fahrstreifens, bei welchem eine Position des Fahrzeuges mit einem Partikelfilter geschätzt wird, indem
- – nach einer Zufallsverteilung eine Verteilung von Partikelpunkten um einen geeigneten Punkt bestimmt wird,
- – eine Bewegung der Partikelpunkte anhand eines Odometriemodells mit der Fahrzeugbewegung abgestimmt wird,
- – eine Gewichtung der Partikelpunkte ausgeführt wird und
- – eine Wahrscheinlichkeit für den Aufenthalt des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen einer Straße bestimmt wird, wobei die Straße aus einer digitalen Karte ausgelesen wird.
- A distribution of particle points around a suitable point is determined after a random distribution,
- A movement of the particle points is matched with the vehicle movement by means of an odometry model,
- - A weighting of the particle points is carried out and
- - A probability of the residence of the vehicle is determined on the lane of a road, the road is read from a digital map.
Aus der
Das Lokalisierungsverfahren basiert dabei auf einer Kombination von Fahrzeugodometrie und Fahrzeugsensorik. Da dazu ein Vergleich des Fahrstreifenverlaufes und der gefahrenen Trajektorie des Fahrzeuges notwendig ist, ist eine ausreichend genaue Fahrstreifengeometrie in der Karte notwendig, wie diese in
Insbesondere zur Darstellung einer fahrstreifengenauen Navigation mittels Augmented reality, bei welcher ein virtueller Fahrteppich in ein Videobild der Szene vor dem Fahrzeug oder in eine Frontscheibe des Fahrzeuges eingeblendet wird, ist eine besonders genaue Lokalisierung quer und längs zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges notwendig. Dabei bezeichnet im Weiteren die fahrstreifengenaue Navigation bzw. spurgenaue Navigation eine Navigationseinrichtung, die dem Fahrer den zu befahrenden Fahrstreifen relativ zu einer eigenen Position hervorhebt. So wird z. B. nicht nur empfohlen, den linken von drei Fahrstreifen zu befahren, sondern es wird ein Fahrstreifenwechsel nach links empfohlen, wenn der mittlere oder rechte von den drei Fahrstreifen tatsächlich befahren wird.In particular for the representation of a lane-precise navigation by means of augmented reality, in which a virtual carpet is inserted into a video image of the scene in front of the vehicle or in a windscreen of the vehicle, a particularly accurate location across and along the direction of travel of the vehicle is necessary. In this case, the lane-exact navigation or lane-accurate navigation refers to a navigation device that emphasizes the driver to be traveled lanes relative to a separate position. So z. For example, not only is it recommended to drive on the left of three lanes, but lane change to the left is recommended when the middle or right of the three lanes are actually being driven.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeuges innerhalb eines Fahrstreifens anzugeben, bei welchem auch die Anforderungen für eine Navigation zuverlässig gewährleistet werden.The object of the invention is to provide a method for locating a vehicle within a lane, in which the requirements for a navigation are reliably ensured.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures.
Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass zur Bestimmung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Fahrzeuges aus einer digitalen Karte mit Centerlinie und Straßenattributen eine Karte mit Polygonen erzeugt wird. Da Polygone eine Flächendarstellung ergeben, lässt sich einfach eine Breite und Ausrichtung des Fahrstreifens darstellen. Somit ist nicht nur der aktuell gefahrene Fahrstreifen, sondern auch die Position des Fahrzeuges längs und quer innerhalb dieses Fahrstreifens abschätzbar. Die Kartendaten werden entsprechend vorverarbeitet, um eine für das Verfahren besser geeignete Repräsentation der Wirklichkeit zu erhalten.The object is achieved with a method in that a map with polygons is generated to determine the probability of the vehicle from a digital map with center line and street attributes. Since polygons give a surface representation, it is easy to display a width and orientation of the lane. Thus, not only the currently driven lane, but also the position of the vehicle longitudinal and transverse within this lane is estimated. The map data is preprocessed accordingly to obtain a representation of reality more appropriate to the method.
Vorteilhafterweise wird neben einem aktuellen zweidimensionalen Aufenthaltsort und Ausrichtung des Fahrzeuges eine dritte Dimension in Form einer Oben-Koordinate eines lokalen kartesischen Systems oder einer geographischen Höhe und/oder weitere Richtungswinkel des Fahrzeuges zum Zustandraum zugefügt. Somit wird ein entsprechender Zustandsvektor, welcher bisher nur beispielsweise von einer Ost- und Nordkoordinate eines lokalen kartesischen Koordinatensystems und einem Kurswinkel des Fahrzeuges abhing, um eine weitere Dimension und beispielsweise einen Nick- und einen Rollwinkel des Fahrzeuges erweitert. Damit lässt sich die Position des Fahrzeuges innerhalb der Fahrstreifenbreite genau festlegen.Advantageously, in addition to a current two-dimensional location and orientation of the vehicle, a third dimension in the form of an upper coordinate of a local Cartesian system or a geographic altitude and / or further directional angles of the vehicle is added to the state space. Thus, a corresponding state vector, which previously depended only on, for example, an east and north coordinate of a local Cartesian coordinate system and a heading angle of the vehicle, becomes another Dimension and, for example, a pitch and a roll angle of the vehicle extended. This allows the position of the vehicle within the lane width set exactly.
In einer Ausgestaltung werden bei einer Kennzeichnung der Centerlinie in der Mitte der durchgehenden Fahrstreifen und Vorliegen eines oder mehreren zusätzlichen/r „besonderen/r” Fahrstreifen(s) die vorhandenen durchgehenden Fahrstreifen gleichmäßig links und rechts von der Centerlinie verteilt angeordnet und die „besonderen” Fahrstreifen links und rechts der durchgehenden Fahrstreifen angeordnet. Die „besonderen” Fahrstreifen können dabei z. B. Abbiege-, Beschleunigungs- und Verzögerungsstreifen sein.In one embodiment, if the center line is marked in the middle of the continuous lanes and one or more additional "special lanes" are present, the existing continuous lanes are evenly distributed to the left and right of the center line and the "special" Lanes left and right of the continuous lanes arranged. The "special" lanes can be z. B. turn, acceleration and deceleration strips.
In einer Variante werden bei Vorliegen von Gabelungen und Zuführungen von Fahrstreifen Kreuzungspunkte, die an eine Übergangsstelle angrenzen, quer verschoben. Diese Querverschiebung kann abhängig von der Anzahl an Fahrstreifen der einmündenden Straßen im Verhältnis zur Anzahl der Fahrstreifen der weiterführenden Straßen gewählt werden. Zur Unterscheidung zwischen Kreuzungen und Gabelung bzw. Zusammenführung kann beispielsweise ein Winkel zwischen der Straße und den angrenzenden Straßen bestimmt werden.In a variant, in the presence of bifurcations and feeds of lanes crossing points that are adjacent to a crossing point, moved transversely. This lateral displacement can be selected in relation to the number of lanes of the secondary roads, depending on the number of lanes of the intersecting roads. For example, to distinguish between intersections and bifurcation, an angle between the road and the adjacent roads may be determined.
In einer Ausführungsform werden vor Kreuzungen und Gabelungen mögliche weitere Fahrstreifen zur Karte mit Polygonen hinzugefügt. Dies ist besonders günstig, wenn in vorhandenen digitalen Karten mit Fahrbahnattributen Abbiegestreifen und ähnliches nicht flächendeckend verfügbar sind und nur die Anzahl an durchgehenden Fahrstreifen bekannt ist. Durch das Hinzufügen von möglichen Fahrstreifen zur Karte mit Polygonen werden Fehler relativiert, die auftreten, wenn man sich relativ zu anderen Fahrzeugen bewegt, wobei angenommen wird, dass sich die anderen Fahrzeuge auf der Fahrbahn befinden.In one embodiment, possible further lanes are added to the polygon map before junctions and forks. This is particularly favorable if, in existing digital maps with lane attributes, turn-off strips and the like are not available on a comprehensive basis and only the number of continuous lanes is known. Adding possible lanes to the map with polygons will offset errors that occur when moving relative to other vehicles, assuming the other vehicles are on the lane.
In einer Weiterbildung wird bei einer Erstellung der Karte mit Polygonen für bestimmte Straßenabschnitte eine breitere Fahrstreifenbreite als in der digitalen Karte eingezeichnet angenommen. Dies tritt in der Realität bei Autobahnauf- und -abfahren bzw. Kreisverkehren auf. Somit wird die Karte weiter der Realität angepasst.In one development, a wider lane width than assumed in the digital map is assumed when creating the map with polygons for certain road sections. This occurs in reality at motorway entrance and exit or roundabouts. Thus, the card is further adapted to reality.
Vorteilhafterweise erfolgt eine Anpassung der Straßenbreite der Polygone während der Lokalisierung auf Basis einer Fahrstreifenbreitenbestimmung durch eine Spurmarkierungserkennung. Diese Breite kann zur Anpassung von Straßenflächen verwendet werden, um eine bessere Repräsentation der tatsächlichen Umgebung zu erreichen.Advantageously, an adaptation of the road width of the polygons during the localization on the basis of a lane width determination by a lane marker recognition. This width can be used to adapt road surfaces to better represent the actual environment.
In einer weiteren Variante wird um in der digitalen Karte angezeigte Kreuzungen eine Fläche markiert, in welcher sich Partikelpunkte frei bewegen können. Dies verbessert die Positionserkennung des Fahrzeuges gegenüber zweidimensionalen Karten, bei welchen Kreuzungen oft als einzelner Punkt bzw. bei Straßen mit baulich getrennten Richtungsbahnen als zwei bzw. vier Punkten beschrieben sind. Dabei wird die tatsächliche Geometrie der Fahrstreifen über der Kreuzung entfernt.In a further variant, an area is marked around intersections displayed in the digital map, in which particle points can move freely. This improves the position detection of the vehicle compared to two-dimensional maps, in which intersections are often described as a single point or on roads with structurally separate lanes as two or four points. The actual geometry of the lanes above the intersection is removed.
In einer Ausführungsform werden auf der digitalen Karte gekennzeichnete Standstreifen als mögliche Fahrstreifen hinzugefügt. Dabei handelt es sich um einen Standstreifen, der einen möglichen Fahrstreifen darstellt.In one embodiment, streaks marked on the digital map are added as possible lanes. It is a hard shoulder, which represents a possible lane.
Vorteilhafterweise werden nach Erstellen der Karte mit Polygonen die Partikelpunkte entsprechend der Fahrzeugodometrie bewegt und bei Verlassen des kartierten Fahrstreifens gelöscht. Dabei bleibt die Übersichtlichkeit bei der Wahrscheinlichkeit der Bestimmung der Fahrzeugposition in einem Fahrstreifen vorhanden und Fehlinformationen an den Fahrzeugführer werden bei Navigation zuverlässig unterbunden.Advantageously, after creating the map with polygons, the particle points are moved according to vehicle odometry and cleared when leaving the mapped lane. The clarity remains in the likelihood of determining the vehicle position in a lane exists and misinformation to the driver are reliably prevented during navigation.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features may form the subject of the invention itself or in any meaningful combination, optionally also independent of the claims, and may in particular additionally be the subject of one or more separate application / s. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Es zeigen:Show it:
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Partikelfilter oder eine sequenzielle Monte-Carlo-Methode verwendet, bei denen der Zustand eines dynamischen Systems auf Basis von Beobachtungen geschätzt wird. Dabei wird versucht, die jeweils aktuelle, ansonsten unbekannte Wahrscheinlichkeitsdichte für die einzelnen Zustandsgrößen über den möglichen Zustandsraum zu bestimmen. Dazu wird diese durch diskrete Partikelpunkte angenähert, denen jeweils ein Gewicht zugeordnet wird, das dem Wert der Wahrscheinlichkeitsdichte an der Position des Partikelpunkts entspricht. Die Partikelpunkte werden dazu zufällig aus dem möglichen Zustandsraum gezogen.In one embodiment of the method according to the invention, a particle filter or a sequential Monte Carlo method is used in which the state of a dynamic system is estimated on the basis of observations. An attempt is made to determine the current, otherwise unknown probability density for the individual state variables via the possible state space. For this purpose, it is approximated by discrete particle points, to each of which a weight is assigned that corresponds to the value of the probability density at the position of the particle point. The particle points are randomly drawn from the possible state space.
Das dynamische System wird im vorliegenden Fall durch das Fahrzeug dargestellt, dessen Zustand durch den aktuellen Aufenthaltsort und seine Ausrichtung beschrieben wird. Dazu wird zunächst die zweidimensionale Position (z. B. eine Ost- und Nordkoordinate) eines lokalen kartesischen Koordinatensystems oder geographische Länge und Breite und der Blickwinkel des Fahrzeuges in diesem Koordinatensystem (Kurswinkel bzw. Heading) bestimmt. Dies entspricht einem Zustandsvektor der Form
Eine Erweiterung des Zustandsvektors erfolgt um eine dritte Dimension (z. B. eine Oben-Koordinate eines lokalen kartesischen Koordinatensystems oder einer geographischen Höhe über einem Meeresspiegel). Die entsprechend weiter nötigen Richtungswinkel des Fahrzeuges, wie Nick- und Rollwinkel des Fahrzeuges, werden ebenfalls hinzugefügt, wodurch sich der Zustandsvektor in der Form
Dabei wird neben dem aktuell befahrenen Fahrstreifen die Position des Fahrzeuges innerhalb des Fahrstreifens bestimmt. Dabei können beispielsweise folgende Sensoren verwendet werden:
- – Globales Navigationssatellitensystem (GNSS), z. B. GPS, Glonass, Galileo,
- – digitale Karte,
- – Radarsensoren, inklusive abstrakter Sensordaten, wie daraus erkannter bewegter und statistischer Objekte,
- – Kamerabild, inklusive abstrakter Sensordaten, wie darin erkannte Spurmarkierungen, Richtungspfeile, bewegte Objekte,
- – Lenkwinkel- und/oder Gierratensensor,
- – Raddrehzahlsensoren und/oder sonstige Sensoren für Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – Blinkersignale.
- - Global Navigation Satellite System (GNSS), eg. GPS, Glonass, Galileo,
- - digital map,
- Radar sensors, including abstract sensor data, such as moving and statistical objects detected therefrom,
- - Camera image, including abstract sensor data, such as lane markings, directional arrows, moving objects,
- Steering angle and / or yaw rate sensor,
- Wheel speed sensors and / or other vehicle speed sensors,
- - turn signal.
Da ein Vergleich des Fahrstreifenverlaufs und der gefahrenen Trajektorie notwendig ist, ist eine ausreichend genaue Fahrstreifengeometrie in der Karte, wie sie in
Bei einer Initialisierung werden die Partikelpunkte aus einer Zufallsverteilung um einen geeigneten Punkt gezogen. Eine Option hierfür ist eine Normalverteilung mit je nach Empfangsqualität variabler Varianz um das letzte gültige Signal eines GNSS-Empfängers. Nach der Initialisierung erfolgt die Auswertung der Sensordaten. Diese treffen nicht zwangsläufig zeitsynchron ein. Daher werden in jedem Zeitschritt die Informationen aus denjenigen Sensordaten verarbeitet, die in diesem Zeitschritt eingetroffen sind. Dabei ergibt sich eine Unterscheidung in zwei Kategorien: Prädiktion und Gewichtung.During an initialization, the particle points are drawn from a random distribution around a suitable point. An option for this is a normal distribution with variable variance around the last valid signal of a GNSS receiver depending on the reception quality. After initialization, the evaluation of the sensor data takes place. These do not necessarily arrive synchronously in time. Therefore, in each time step, the information is processed from the sensor data that arrived in that time step. This results in a distinction between two categories: prediction and weighting.
Während der Prädiktion werden alle Partikelpunkte entsprechend Beobachtungen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gierrate oder einem Lenk- oder Lenkradwinkel anhand eines Odometriemodells in jedem Zeitschritt bewegt. Da jede Sensormessung Ungenauigkeiten birgt, wird bei der Bewegung jedes Partikelpunkts ein Rauschterm hinzugefügt. Dies ermöglicht außerdem die Aufspreizung der vorhandenen Partikelpunkte über die Zeit, um nicht nach einiger Zeit nur noch identische Partikelpunkt zu haben.During the prediction, all particle points are moved in accordance with observations of vehicle speed and a yaw rate or a steering or steering wheel angle using an odometry model in each time step. Since each sensor measurement contains inaccuracies, a noise term is added as each particle point moves. This also allows the spreading of the existing particle points over time so as not to have only identical particle point after some time.
Auf Basis der Sensormessung wird außerdem jedem Partikelpunkt ein Gewicht zugeordnet. Jedes beschriebene Gewicht kann adaptiv oder generell aktiviert oder deaktiviert werden. Ebenso ist die Erweiterung um weitere Gewichte möglich. Das Gesamtgewicht ergibt sich durch Multiplikation der Einzelgewichte. Zur Gewichtung können dabei z. B. GNSS-Daten, eine digitale Karte, bewegte und stationäre Objekte, Spurmarkierungen aus einem Kamerabild, wie Querabstand, Winkel, Krümmung, Markierungstyp, Linienüberfahrung sowie Fahrbahnmarkierung aus einem Kamerabild, z. B. Richtungspfeile, HOV-Lane-Markierungen bzw. Blinkersignale verwendet werden.Based on the sensor measurement, a weight is also assigned to each particle point. Any weight described may be adaptive or generally enabled or disabled. Likewise, the extension of additional weights is possible. The total weight results from multiplying the individual weights. For weighting z. As GNSS data, a digital map, moving and stationary objects, lane markers from a camera image, such as transverse distance, angle, curvature, marking type, line crossing and lane marking from a camera image, eg. As direction arrows, HOV lane markers and turn signals are used.
Auf Basis der den Partikelpunkten so zugewiesenen Gewichte können beispielsweise durch Clusterbildung und/oder Betrachtung der jeweiligen Partikelpunkt für jeden Fahrstreifen Wahrscheinlichkeiten dafür bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug aktuell auf diesem Fahrstreifen befindet.On the basis of the weights assigned to the particle points, for example by clustering and / or viewing the respective particle point for each lane, probabilities can be determined for whether the vehicle is currently located on this lane.
Neben den wahrscheinlichsten Clustern bzw. Fahrstreifen werden weiterhin die Partikelpunkte auf sonstige Fahrstreifen mit entsprechend geringerer Gewichtung weiterverfolgt. Auf diese Weise bleiben mehrere Hypothesen für den aktuellen Fahrstreifen und die aktuelle Position des Fahrzeuges bestehen und können bei Detektion einer Falscheinschätzung durch Beobachtungen wieder höher gewichtet werden. In addition to the most likely clusters or lanes, the particle points will continue to be tracked to other lanes with a correspondingly lower weighting. In this way, several hypotheses for the current lane and the current position of the vehicle persist and can be weighted higher again upon detection of a false estimate by observations.
Zur Verwendung für die Fahrstreifenbestimmung/Lokalisierung erfahren für Infotainmentzwecke verfügbare kommerzielle Kartendaten der digitalen Karte einige Anpassungen bzw. Vorverarbeitungsschritte. Ziel ist eine Repräsentation der Karte als Polygone in Flächen statt Polylinie (Centerlinien). Dazu erfolgen folgende Anpassungen:
Vorhandene Fahrstreifen werden links und rechts der Centerlinie verteilt angeordnet, wenn die Centerlinie in der Mitte der durchgehenden Fahrstreifen liegt.For use in lane determination / localization, commercial map data of the digital map available for infotainment purposes undergo some adjustments or preprocessing steps. The goal is to represent the map as polygons in areas instead of polylines (centerlines). The following adjustments are made:
Existing lanes are arranged distributed left and right of the center line, if the center line lies in the middle of the continuous lanes.
An Gabelungen und Zusammenführungen von zwei oder drei Straßen A, B, C in eine Straße D werden diejenigen Formpunkte der Straßen quer verschoben, die an die Übergangsstelle angrenzen. Die Querverschiebung erfolgt dabei abhängig von der Anzahl an Fahrstreifen der Straßen A, B, C im Verhältnis zur Anzahl der Fahrstreifen der Straße D.At bifurcations and junctions of two or three roads A, B, C into a road D, those shape points of the roads adjoining the crossing point are transversely displaced. The transverse displacement is carried out depending on the number of lanes of the roads A, B, C in relation to the number of lanes of the road D.
Zur Unterscheidung zwischen Kreuzungen und Gabelungen bzw. Zusammenführungen kann beispielsweise ein Winkel zwischen der Straße D und den angrenzenden Straßen A, B, C bestimmt werden.For example, to distinguish between intersections and bifurcations, an angle between the road D and the adjacent roads A, B, C may be determined.
Zur besseren geometrischen Repräsentation der Straßen können Kurven durch die Shape Points gelegt werden. Die Straßengeometrien sind zur Verringerung des Speicherbedarfs in digitalen Karten oft eher grob aufgelöst, wobei Straßen aber in vielen Fällen tatsächlich eher an Klothoiden orientiert sind.For better geometric representation of the roads, curves can be laid through the shape points. The road geometries are often rather roughly resolved to reduce memory requirements in digital maps, but in many cases roads are actually more clothoid-oriented.
Vor Kreuzungen und Gabelungen werden „mögliche Fahrstreifen” zur Karte hinzugefügt. Diese dürfen dann vom zu betrachtenden Fahrzeug und anderen Fahrzeugen befahren werden, sind aber nicht in der Karte verzeichnet. Gleichzeitig dürfen sich stationäre Objekte während der Lokalisierung ebenfalls auf diesen möglichen Fahrstreifen aufhalten. Es wird typischerweise angenommen, dass diese sich abseits der Fahrbahn befinden. Die „möglichen Fahrstreifen” können in einer Variante entweder eine Straße oder eine bestimmte Länge vor der Gabelung oder Kreuzung beginnen. Diese Länge kann auch von der Straßenart oder Funktionsklasse abhängig sein. Ebenfalls abhängig von Straßenart und Funktionsklasse können in einer Variante z. B. keine möglichen Fahrstreifen erstellt werden, da z. B. in Wohngebieten in vielen Ländern keine Abbiegestreifen vor Kreuzungen vorhanden sind.Before intersections and bifurcations "possible lanes" are added to the map. These may then be used by the vehicle to be inspected and other vehicles, but are not listed in the map. At the same time, stationary objects may also be located on this possible lane during localization. It is typically assumed that these are off the carriageway. The "possible lanes" may in one variant begin either a road or a certain length before the fork or intersection. This length may also depend on the road type or functional class. Also depending on street type and functional class can in a variant z. B. no possible lanes are created because z. B. in residential areas in many countries no turning strips are present before intersections.
Manche Fahrstreifenbereiche sind in der Realität naturgemäß breiter als andere Fahrstreifenbereiche. Dies gilt insbesondere für Autobahnauf- und -abfahrten bzw. Kreisverkehre. Für diese kann bei der Erstellung der Straßenflächen eine breitere Fahrstreifenbreite angenommen werden.Some lane areas are in reality naturally wider than other lane areas. This applies in particular to motorway entrances and exits or roundabouts. For these, a wider lane width can be assumed when creating the road surfaces.
Durch eine Spurmarkierungserkennung wird während der Lokalisierung die Fahrstreifenbreite bestimmt. Diese Fahrstreifenbreite kann zur Anpassung der Straßenflächen verwendet werden, um eine bessere Repräsentation der tatsächlichen Umgebung zu erreichen.Lane mark detection determines the lane width during localization. This lane width can be used to adapt the road surfaces to achieve a better representation of the actual environment.
Um die tatsächliche Geometrie von Kreuzungen der Karte anzupassen und um Fahrmöglichkeiten des Fahrzeuges über die Kreuzung zu verbessern, können um Kreuzungen Flächen bestimmt werden, innerhalb derer sich die Partikelpunkte frei bewegen können. Dies ist in
Da auf Autobahnen oder vergleichbaren Straßen Standstreifen in bestimmten Fahrsituationen befahrbar sind. werden diese ebenfalls kartiert und als mögliche Fahrstreifen hinzugefügt.Since on motorways or comparable roads hard shoulder in certain driving situations are passable. these are also mapped and added as possible lanes.
Bei der Veränderung einer so veränderten verlässlichen digitalen Karte ist es möglich, die Partikelpunkte lediglich entsprechend der Fahrzeugodometrie zu bewegen, wobei diese Partikelpunkte beim Verlassen der kartierten Fahrbahn gelöscht werden. Bei Verwendung von weniger verlässlichen Karten sind weitere Anpassungen notwendig. So ist es notwendig, die Möglichkeit bereitzustellen auch abseits kartierter Straßen (Straßenflächen) zu fahren. Dabei wird Partikelpunkten, die sich abseits kartierter Straßen bewegen, ein niedrigeres Gewicht zugeordnet als Partikelpunkten auf kartierten Straßen.When modifying such a modified reliable digital map, it is possible to move the particle points only according to the vehicle's odometry, these particle points are deleted when leaving the mapped roadway. If less reliable maps are used, further adjustments are necessary. So it is necessary to provide the possibility to also drive off the mapped roads (road surfaces). Particle points moving off-mapped roads are assigned a lower weight than particle points on mapped streets.
Partikelpunkte können sowohl auf der Gegenfahrbahn von nicht baulich getrennten Fahrbahnen als auch auf der Gegenfahrbahn von baulich getrennten Fahrbahnen wiederzufinden sein. Daher wird solchen Partikelpunkten ein niedrigeres Gewicht zugeordnet als Partikelpunkten, die in korrekter Fahrtrichtung unterwegs sind. Die Fahrtrichtung wird durch Vergleich der Ausrichtung des Partikelpunkts und der Ausrichtung der Straßen sowie der möglichen Attribution bestimmt. Dabei besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Gewichtungen für baulich getrennte und nicht baulich getrennte Fahrstreifen zu verwenden. Somit ist es realistisch, in einem Wohngebiet oder auf einer Landstraße auf einem Fahrstreifen in Gegenrichtung zu fahren, wenn einem parkenden Fahrzeug ausgewichen bzw. ein anderes Fahrzeug überholt wird.Particle points can be found on the opposite lane of not structurally separate lanes as well as on the opposite lane of structurally separate lanes. Therefore, such particle points are assigned a lower weight than particle points traveling in the correct direction of travel. The direction of travel is determined by comparing the orientation of the particle point and the orientation of the roads as well as the possible attribution. It is possible to use different weights for structurally separate and not structurally separate lanes. Thus it is realistic to live in a residential area or on a country road Driving lane in the opposite direction when a parked vehicle dodged or another vehicle is overhauled.
Durch die Einführung von Straßenflächen, die nicht um die Centerlinie zentriert sind, besteht die Möglichkeit, dass Fahrstreifen aufeinanderfolgender Straßen einen Versatz aufweisen. Dieser Versatz kann je nach Attribution, Fahrstreifenanzahl, Fahrstreifenposition und Größe des Versatzes unterschiedlich gehandhabt werden. So ist in
Wenn eine Straße genau einen Fahrstreifen mehr oder weniger als die andere Straße aufweist und beide Straßen gleichermaßen um die Centerlinie angeordnet sind, entsteht ebenfalls ein Versatz von einem halben Fahrstreifen, was in
Analog lassen sich weitere Kombinationen von zur Centerlinie versetzten Straßen- und Fahrstreifenanzahlen sowie verschiedene weiteren Straßen beschreiben. Für diese können ähnliche Partikelpunkte um halbe oder andere Fahrstreifenbreiten entweder deterministisch oder zufällig querverschoben werden, um eine möglichst plausible Partikelpunktverteilung auf der folgenden Straße zu erzielen.Similarly, other combinations of offset to the center line road and lane numbers and various other roads can be described. For these, similar particle points can be shifted by half or other lane widths either deterministically or randomly in order to achieve the most plausible particle point distribution on the following road.
Aus
In
In kommerziellen Karten sind Konnektivitäten vorhanden, welche beschreiben, von welchem Fahrstreifen, z. B. vor einer Kreuzung, man auf welchen Fahrstreifen, oder auf welche Straße man, z. B. nach einer Kreuzung, gelangt. Diese Information wird häufig für fahrstreifengenaues Routing und eine entsprechende Empfehlung für bessere oder zielführendere Fahrstreifen verwendet. Bei einer Odometrie-basierten Lokalisierung kann kurz nach Initialisierung oder nach einer längeren relativ geraden Strecke die Längsposition sehr unsicher sein. Diese Längsunsicherheit wandelt sich beim Abbiegen in eine Unsicherheit in der Querposition um. Um diese Unsicherheit in der Querposition zu vermeiden bzw. zu verringern, können in einer Variation die Fahrstreifenkonnektivitäten verwendet werden. Wenn z. B. Partikelpunkte nach einer Kreuzung oder einem Straßenübergang auf einem Fahrstreifen landen, den man laut Konnektivität des Vorgängerfahrstreifens nicht erreichen kann, werden diese niedriger gewichtet als solche, die auf einem Fahrstreifen landen, den man schon erreichen kann.Connectivity exists in commercial maps describing which lane, e.g. B. in front of an intersection, on which lanes, or on which road you, z. B. after an intersection, passes. This information is often used for lane-specific routing and a corresponding recommendation for better or more targeted lanes. In odometry-based localization, the longitudinal position may be very uncertain shortly after initialization or after a relatively long straight distance. This longitudinal uncertainty transforms when turning into an uncertainty in the transverse position. To avoid this uncertainty in the transverse position or to In one variation, the lane connectivities can be used. If z. B. landing particle points after an intersection or a road crossing on a lane, which you can not reach, according to connectivity of the predecessor lane, these are weighted lower than those that land on a lane that you can reach.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not to be construed in any way as limiting the scope, applicability, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those skilled in the art, having the benefit of the disclosed inventive concept, can make various changes, for example, to the function or arrangement of individual elements recited in an exemplary embodiment, without Protection area defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Cited By (2)
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DE102018221864A1 (en) | 2018-12-17 | 2020-06-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and system for determining a trajectory of a vehicle |
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2017
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