DE102017204774A1

DE102017204774A1 - Verfahren und System zum Erzeugen einer elektronischen Navigationskarte

Info

Publication number: DE102017204774A1
Application number: DE102017204774.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel NIEHUES; Marco Spitzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erzeugen einer Navigationskarte für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einem solchen System und ein entsprechendes Computerprogramm. Dabei werden erste elektronische Kartendaten aus einer ersten elektronischen Karte in Abhängigkeit von einer eine geographische Position des Fahrzeugs kennzeichnenden Positionsinformation dynamisch ausgelesen, wobei sich die ersten Kartendaten auf einen anhand der Positionsinformation ausgewählten Ausschnitt der ersten elektronischen Karte beziehen. Zudem werden zweite elektronische Kartendaten aus einer zweiten elektronischen Karte in Abhängigkeit von der Positionsinformation und/oder von den ersten Kartendaten dynamisch ausgelesen, wobei sich die zweiten Kartendaten auf einen Ausschnitt der zweiten elektronischen Karte beziehen, der bezüglich seiner geographischen Abdeckung zumindest teilweise mit dem ausgewählten Ausschnitt der ersten elektronischen Karte überlappt. Ferner wird eine elektronischen Navigationskarte mittels Kombinieren der ersten Kartendaten mit den zweiten Kartendaten dynamisch erzeugt, wobei die ersten und/oder zweiten Kartendaten in der Weise aufbereitet werden, dass sie in einem übereinstimmenden, der elektronischen Navigationskarte zugrundeliegenden, Kartenformat vorliegen. Die Navigationskarte wird an einer Schnittstelle ausgegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erzeugen einer elektronischen Navigationskarte für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen System und ein entsprechendes Computerprogramm.
Zur Navigation eines Fahrzeugs sind aus dem Stand der Technik Navigationsgeräte bekannt, welche eine elektronische Navigationskarte auf einer Anzeige im Fahrzeug anzeigen. Die Navigationskarte enthält dabei in der Regel neben Information zum Straßennetz auch Informationen, welche über unmittelbar das Straßennetz beschreibende Informationen hinausgehen. Auf der angezeigten Navigationskarte können neben einer Darstellung von Straßen des Straßennetzes dementsprechend auch weitere Elemente, beispielsweise Landschaftstypen, Sehenswürdigkeiten, Infrastruktur und dergleichen enthalten sein.
Im Allgemeinen werden sowohl die Straßen des Straßennetzes als auch die weiteren Elemente auf der Anzeige rein schematisch und uniform dargestellt, etwa als farbige Flächen, Linien oder Symbole. Dabei kann es einem Fahrer des Fahrzeugs schwerfallen, die Position des ebenfalls schematisch dargestellten Fahrzeugs relativ zu diesen Elementen korrekt abzuschätzen. Dies betrifft etwa Entfernungen wie die Distanz von der Position des Fahrzeugs bis zur nächsten Straßenkreuzung.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einem Fahrer eine genauere Navigation eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer elektronischen Navigationskarte für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend die folgenden Schritte: (i) Dynamisches Auslesen von ersten elektronischen Kartendaten aus einer ersten elektronischen Karte in Abhängigkeit von einer eine geographische Position des Fahrzeugs kennzeichnenden Positionsinformation, wobei sich die ersten Kartendaten auf einen anhand der Positionsinformation ausgewählten Ausschnitt der ersten elektronischen Karte beziehen; (ii) Dynamisches Auslesen von zweiten elektronischen Kartendaten einer zweiten elektronischen Karte in Abhängigkeit von der Positionsinformation und/oder von den ersten Kartendaten, wobei sich die zweiten Kartendaten auf einen Ausschnitt der zweiten elektronischen Karte beziehen, der bezüglich seiner geographischen Abdeckung zumindest teilweise mit dem ausgewählten Ausschnitt der ersten elektronischen Karte überlappt; (iii) Dynamisches Erzeugen der elektronischen Navigationskarte mittels Kombinieren der ersten Kartendaten mit den zweiten Kartendaten, wobei die ersten und/oder zweiten Kartendaten in der Weise aufbereitet werden, dass sie in einem übereinstimmenden, der elektronischen Navigationskarte zugrundeliegenden, Kartenformat vorliegen; und (iv) Ausgeben der Navigationskarte an einer Schnittstelle.
Durch die Kombination von ersten Kartendaten und zweiten Kartendaten kann eine erhöhte Informationsdichte der auf dieser Kombination basierenden Navigationskarte gegenüber der Informationsdichte der ersten oder zweiten Karte erreicht werden. Insbesondere ist durch die Kombination von ersten und zweiten Kartendaten unter Berücksichtigung der Positionsinformation eine zumindest in einem Bereich um die geographische Position des Fahrzeugs genaue, insbesondere maßstabsgetreue, Navigationskarte erzeugbar und in dem Fahrzeug darstellbar. Dabei gibt die Navigationskarte bevorzugt ein Straßenumfeld in einem Bereich um die geographische Position des Fahrzeugs detailliert wieder. Die Aufbereitung der ersten und/oder zweiten Kartendaten dient dazu, diese in ein und derselben Darstellung der resultierenden elektronischen Navigationskarte ausgeben zu können. In anderen Worten können die ersten und zweiten Kartendaten nach der Aufbereitung in der gleichen Weise verarbeitet, ausgegeben und/oder dargestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders dann vorteilhaft, wenn die erste und zweite Karte zumindest teilweise unterschiedliche, insbesondere komplementäre, Kartendaten enthalten, welche sich gegenseitig ergänzen. Diese Kartendaten betreffen vorzugsweise das Straßennetz, das Straßenumfeld, etwa Randbebauungen, in einem Bereich um die geographische Position des Fahrzeugs herum und/oder Bereiche über das unmittelbare Straßenumfeld hinaus, etwa Gebäude und/oder Landmarken.
Die getrennte, dynamische Bereitstellung von ersten und zweiten Kartendaten bzw. das getrennte Vorhalten der ersten und zweiten Karte, etwa in jeweils einer ersten und zweiten Speichervorrichtung, kann das Verwenden von unterschiedlichen Kartenformaten der ersten und zweiten Karte ermöglichen, so dass jede der Karten in einer kompakten, insbesondere speicherplatzoptimierten, Form gespeichert bzw. vorgehalten werden kann. Insbesondere kann es sich bei der ersten oder der zweiten Karte dabei um eine elektronische Karte mit einem das Straßenumfeld betreffenden hohen Detailgrad handeln, welche aufgrund ihrer Beschränkung auf das Straßenumfeld jedoch nicht oder nur eingeschränkt zur Unterstützung eines Fahrers bei der Navigation eines Fahrzeugs geeignet ist.
Gemäß der Erfindung kann somit aus ersten und zweiten Kartendaten eine präzise, insbesondere maßstabs- und/oder wirklichkeitsgetreue, Navigationskarte erzeugt werden, welche vorzugsweise einen das Straßenumfeld betreffenden hohen Detailgrad aufweist. Dadurch, dass die ersten und zweiten Kartendaten jeweils dynamisch ausgelesen werden, ist der Speicherbedarf der anhand der Kombination aus ersten und zweiten Kartendaten erzeugten Navigationskarte gegenüber einer Navigationskarte, welche anhand der Kombination der ersten und zweiten (Gesamt-)Karte erzeugt wurde, signifikant reduzierbar. Insbesondere ermöglich erst das dynamische Auslesen der jeweils einem Ausschnitt der ersten und zweiten Karte entsprechenden ersten und zweiten Kartendaten eine erfindungsgemäße Kombination der ersten und zweiten Kartendaten, da eine auf der Kombination der ersten und zweiten Karte basierende Navigationskarte mit heutigen Speicherverfahren nicht sinnvoll speicherbar, zumindest aber nicht dynamisch zur Unterstützung eines Fahrers bei der Navigation eines Fahrzeugs darstell- bzw. anzeigbar wäre.
Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine genauere Navigation eines Fahrzeugs durch einen Fahrer, insbesondere indem eine verbesserte Navigationskarte, durch die insbesondere die Darstellung einer Fahrzeugumgebung auf einer Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeug präzisiert werden kann, erzeugt wird.
In einer bevorzugten Ausführung wird zum Erzeugen der elektronischen Navigationskarte wenigstens eine durch die ersten Kartendaten repräsentierte Kartenkomponente, die sich auf den geographischen Bereich des Überlapps zwischen der ersten und der zweiten elektronische Karte bezieht, durch eine oder mehrere Kartenkomponenten aus den zweiten Kartendaten attributiert. Dabei werden vorzugsweise die zweiten Kartendaten der zweiten Karte, welche etwa das Straßenumfeld hochdetailiert wiedergibt, derart aufbereitet, dass die ersten Kartendaten anhand der aufbereiteten zweiten Kartendaten spezifizierbar sind. In anderen Worten wird der wenigstens einen durch die ersten Kartendaten repräsentierten Kartenkomponente, etwa einem Straßenabschnitt, eine oder mehrere Eigenschaften, etwa eine Fahrspuranzahl oder eine Straßenbreite, welche durch die zweiten Kartendaten charakterisiert sind, zugeordnet. Vorzugsweise wird das Kartenformat der zweiten Kartendaten dabei an das Kartenformat der ersten Kartendaten angeglichen. Dadurch wird das Erzeugen einer detaillierten Navigationskarte im Umfeld der Position des Fahrzeugs ermöglicht. Somit kann einem Fahrer im Fahrzeug das Fahrzeugumfeld entsprechend detailliert, insbesondere maßstabsgetreu, angezeigt werden, um ihm eine technische Hilfestellung beim Navigieren des Fahrzeugs zu bieten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird zum Erzeugen der elektronischen Navigationskarte die durch die ersten Kartendaten repräsentierte erste Karte, zumindest bezüglich des geographischen Bereichs des Überlapps zwischen der ersten und der zweiten elektronischen Karte, durch eine oder mehrere Kartenkomponenten aus den zweiten Kartendaten ergänzt. Vorzugsweise wird dabei für jede dieser Kartenkomponenten eine ihr entsprechende Kartendarstellung aus einer Kartenkomponentendatenbank entnommen. Auf diese Weise können die zweiten Kartendaten schnell und einfach an das Kartenformat der ersten Karte angeglichen werden. Bevorzugt repräsentieren die Kartenkomponenten der zweiten Kartendaten dabei Objekte, welche das Straßenumfeld betreffen und/oder sich im Umfeld der Position des Fahrzeugs befinden, etwa eine Randbebauung der befahrenen Straße wie Leitplanken, Bepflanzung, Beschilderung, Gebäude und/oder dergleichen. Durch Aufbereiten und Hinzufügen der entsprechenden zweiten Kartendaten zu den ersten Kartendaten kann somit eine detaillierte, insbesondere maßstabs- und wirklichkeitsgetreue Navigationskarte erzeugt werden, deren Darstellung dem Fahrer des Fahrzeugs eine schnelle und eindeutige Orientierung bezüglich der relativen Positionen des Fahrzeugs zu den durch die Kartenkomponenten der zweiten Kartendaten repräsentierten Objekte ermöglicht.
Die Kartenkomponentendatenbank enthält vorzugsweise Darstellungen verschiedener Kartenkomponenten bzw. der durch sie repräsentierten Objekte, die anhand der zweiten Kartendaten etwa bezüglich ihrer Dimensionierung und Orientierung angepasst werden können, so dass sich die derart aufbereiteten zweiten Kartendaten einfach mit den ersten Kartendaten kombinieren lassen und sich bei Darstellung der erzeugten Navigationskarte bevorzugt eine maßstabs- und wirklichkeitsgetreue Wiedergabe des Straßenumfelds ergibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden die ersten und/oder die zweiten Kartendaten in Abhängigkeit von einem erfassten Bewegungszustand des Fahrzeugs bereitgestellt. Insbesondere werden die ersten und/oder zweiten Kartendaten dabei in Abhängigkeit einer Kombination des erfassten Bewegungszustand des Fahrzeugs und der Positionsinformation des Fahrzeugs bereitgestellt, d.h. aus der Menge der Daten der ersten und/oder zweiten Karte ausgewählt.
Dabei gibt die Positionsinformation vorzugsweise an, aus welchem Bereich der ersten und/oder zweiten Karte der Ausschnitt ausgewählt wird. Der erfasste Bewegungszustand gibt dagegen vorzugsweise die Größe des Ausschnitts an.
Bewegt sich das Fahrzeug etwa mit niedriger bis moderater Geschwindigkeit, etwa mit 20 km/h bis 50 km/h, so benötigt der Fahrer des Fahrzeugs im Allgemeinen nur einen kleinen Bereich in unmittelbarer Umgebung des Fahrzeugs betreffende Information zur zuverlässigen Navigation des Fahrzeugs. Entsprechend kann in diesem Fall die Größe des Ausschnitts auf der ersten und/oder zweiten Karte klein, etwa 500 m mal 500 m, vorzugsweise 200 m mal 200 m, bevorzugt 100 m mal 100 m, um die Position des Fahrzeugs herum, gewählt werden.
Bewegt sich das Fahrzeug dagegen mit hoher Geschwindigkeit, etwa mit 120 km/h, so benötigt der Fahrer des Fahrzeugs zur zuverlässigen Navigation des Fahrzeugs im Allgemeinen Information aus einem großen Bereich um die Position des Fahrzeugs herum. Entsprechend kann in diesem Fall die Größe des Ausschnitts auf der ersten und/oder zweiten Karte groß, etwa 2 km mal 2 km, vorzugsweise 5 km mal 5 km, bevorzugt 10 km mal 10 km, um die Position des Fahrzeugs herum, gewählt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann auch die Form des Ausschnitts aus der ersten und/ oder zweiten Karte, etwa ein Längen- zu Breitenverhältnis, in Abhängigkeit des erfassten Bewegungszustands des Fahrzeugs gewählt werden. Der Ausschnitt der ersten und/oder zweiten Karte kann bei niedriger Geschwindigkeit etwa im Wesentlichen quadratisch gewählt werden, während bei hoher Geschwindigkeit ein in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs länglicher Ausschnitt der ersten und/oder zweiten Karte bevorzugt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die erste Karte eine knotenbasierte Karte. Dabei enthält die erste Karte vorzugsweise Daten bezüglich der geographischen Position von Kreuzungen (Knoten), welche durch einen oder mehrere Straßenabschnitte verbunden sind. Bevorzugt enthält die erste Karte neben dem Straßennetz auch Daten bezüglich Landschaftstypen, Infrastruktur wie Tankstellen, Bahnhöfen, Parkplätzen und/oder dergleichen, Geschwindigkeitsbeschränkungen und/oder anderen Verkehrsregeln, und/oder dergleichen.
Eine solche knotenbasierte Karte ist speicherplatzsparend speicherbar und kann eine effiziente Routenplanung erlauben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die zweite Karte eine hochauflösende Karte mit einer räumlichen Auflösung höher als 50 cm, vorzugsweise höher als 25 cm, insbesondere höher als 10 cm. Insbesondere ist die zweite Karte dazu geeignet, zum hochautomatischen Fahren, insbesondere zum autonomen Fahren, genutzt zu werden. Bevorzugt sind dabei in der zweiten Karte Kartendaten enthalten, welche Objekte im unmittelbaren Umfeld des Straßennetzes, etwa Randbebauung wie Leitplanken, Beschilderung und deren Eigenschaft bzw. Bedeutung, Bepflanzung, Gebäude und/oder dergleichen, repräsentieren.
Dadurch liefern die bereitgestellten zweiten Kartendaten zusätzliche, detaillierte Informationen zu den bereitgestellten ersten Kartendaten, insbesondere wenn die erste Karte eine knotenbasierte Karte ist, so dass nach Aufbereiten der ersten und/oder zweiten Kartendaten aus der Kombination von ersten und zweiten Kartendaten eine sehr genaue, insbesondere maßstabs- und wirklichkeitsgetreue Navigationskarte erzeugt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird nur eine Auswahl aus den in dem Ausschnitt der zweiten Karte enthaltenen Daten als zweite Kartendaten bereitgestellt.
Dadurch kann das Bereitstellen von zweiten Kartendaten, welche Informationen beinhalten, die von dem Fahrer des Fahrzeugs nicht oder zumindest nicht unmittelbar zur Navigation des Fahrzeugs eingesetzt bzw. umgesetzt werden kann, zuverlässig vermieden werden. Dabei kann etwa eine Anzahl von Fahrspuren und/oder eine Fahrspurbreite als zweite Kartendaten bereitgestellt werden, während Kurvenradien, Stra- ßensteigungen und/oder Straßenoberflächen, welche ebenfalls in den Daten der zweiten Karte enthalten sind, nicht als zweite Kartendaten bereitgestellt werden. Zudem ermöglicht ein entsprechendes Filtern der in der zweiten Karte enthaltenen Daten bei der Bereitstellung der zweiten Kartendaten eine schnellere Verarbeitung der dementsprechend gefilterten zweiten Kartendaten, d.h. eine einfachere und schnellere Kombination mit den ersten Kartendaten zur Erzeugung der Navigationskarte.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung kennzeichnen die zweiten Kartendaten wenigstens eine der folgenden Eigenschaften und/oder eines der folgenden Objekte: (i) Fahrspurbreite, (ii) Fahrspuranzahl, (iii) Randbebauung einer Fahrbahn wie Leitplanken, Straßenpfosten oder andere Fahrbahnbegrenzungen, Bepflanzung, Beschilderung und deren Bedeutung oder Eigenschaft, Gebäude und/oder dergleichen. Dadurch kann, insbesondere in Kombination mit ersten Kartendaten einer knotenbasierte ersten Karte, eine genaue, insbesondere maßstabs- und wirklichkeitsgetreue Navigationskarte erzeugt werden, anhand deren Darstellung der Fahrer des Fahrzeugs eine zuverlässige Abschätzung bezüglich der Position des Fahrzeugs relativ zu Objekten im Umfeld der Position des Fahrzeugs vornehmen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist das Verfahren zudem den folgenden Schritt auf: Ermitteln einer Route auf Basis der erzeugten Navigationskarte. Dabei wird ein bevorzugt optimierter Routenverlauf von der ermittelten Position des Fahrzeugs zu einer von einem Benutzer, insbesondere dem Fahrer des Fahrzeugs, eingegebenen Zielposition ermittelt, wobei sowohl Daten der ersten Karte als auch Daten der zweiten Karte zur Ermittlung der Route berücksichtigt werden.
Eine Routenplanung anhand der erzeugten Navigationskarte, welche auf der Kombination von ersten und zweiten Kartendaten zweier unterschiedlicher, insbesondere sich ergänzender Karten basiert, ermöglicht eine Berücksichtigung zusätzlicher Information und damit eine zuverlässigere Optimierung der Route gegenüber einer Routenplanung, welche ausschließlich auf der ersten oder zweiten Karte basiert.
Anhand der in den zweiten Kartendaten enthaltenen Straßen- bzw. Fahrspurbreite kann etwa ermittelt werden, ob es für das zu navigierende Fahrzeug gegebenenfalls einfacher und/oder schneller ist, einen Umweg gegenüber der streckenmäßig kürzesten Route von Fahrzeugposition zu Zielposition zu wählen. Weist eine streckenmäßig kürzeste Route etwa einen Straßenabschnitt mit geringer Straßenbreite auf, kann es vorteilhaft sein, den betreffenden Straßenabschnitt zu umfahren, da ein Fahrzeug auf Straßen mit geringer Straßenbreite üblicherweise langsamer fahren muss.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden zur Erzeugung der Navigationskarte zusätzlich zu den ersten und zweiten Kartendaten auch Fahrzeugumfeldinformationen, die auf einer sensorischen Erfassung des Fahrzeugumfelds beruhen, herangezogen. Vorzugsweise wird das Fahrzeugumfeld dabei durch eine oder mehrere Kameras, Radar-, Ultraschall- oder Lidarsensoren und/oder dergleichen erfasst und die dabei ermittelten Objekte, etwa andere Fahrzeuge, Randbebauungen, Fahrbahnmarkierungen, Hindernisse auf der Fahrbahn und/oder dergleichen, als zusätzliche Kartenkomponenten in die Erzeugung der Navigationskarte mit einbezogen. Bevorzugt werden diese zusätzlichen Kartenkomponenten durch Aufbereiten von Sensordaten, welche das erfasste Fahrzeugumfeld kennzeichnen, erzeugt. Vorzugsweise wird der Kartenkomponentendatenbank dazu eine den anhand der Sensordaten ermittelten Objekten entsprechende Kartendarstellung entnommen und der durch die Kombination von ersten und zweiten Kartendaten repräsentierten Navigationskarte hinzugefügt. Dadurch lässt sich insbesondere eine etwa in Bezug auf das Verkehrsaufkommen, Baustellen und/oder dergleichen aktuelle und wirklichkeitsgetreue Navigationskarte erzeugen, deren Darstellung im Fahrzeug dem Fahrer eine zuverlässige Einschätzung der Fahrsituation ermöglicht.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen einer elektronischen Navigationskarte für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, wobei das System eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, bevorzugt gemäß einer oder mehrerer seiner hierin beschriebenen Ausführungsformen, auszuführen.
In einer bevorzugten Ausführung weist das System (i) eine Positionsermittlungsvorrichtung zur Erzeugung der eine geographische Position des Fahrzeugs kennzeichnenden Positionsinformation, (ii) eine erste Speichervorrichtung zur Speicherung der ersten elektronischen Karte, (iii) eine zweite Speichervorrichtung zur Speicherung der zweiten elektronischen Karte, und (iv) eine Steuerungsvorrichtung auf, welche eingerichtet ist, unter Zugriff auf die Positionsermittlungsvorrichtung, die erste Speichervorrichtung und die zweite Speichervorrichtung das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen.
Dabei kann insbesondere die erste Speichervorrichtung, die zweite Speichervorrichtung und/oder die Steuerungsvorrichtung zur Anordnung im Fahrzeug vorgesehen sein. Alternativ kann die erste Speichervorrichtung, die zweite Speichervorrichtung und/oder die Steuerungsvorrichtung als Teil eines zentralen Computersystems vorgesehen sein, mit welchem das Fahrzeug drahtlos in Verbindung steht. Dadurch können die erste und/oder zweite Karte unabhängig von Speicherkapazitäten im Fahrzeug gespeichert und/oder die Navigationskarte unabhängig von Rechenkapazitäten im Fahrzeug erzeugt werden. Das zentrale Computersystem ist dabei vorzugsweise dazu eingerichtet, die ersten und/oder zweiten Kartendaten, welche den Ausschnitt aus der ersten und/oder zweiten Karte kennzeichnen, und/oder die erzeugte Navigationskarte über eine Schnittstelle, insbesondere Funkschnittstelle, an das Fahrzeug zu übermitteln, so dass im Fahrzeug die Navigationskarte erzeugt und/oder angezeigt werden kann.
Das System zum Erzeugen einer elektronischen Navigationskarte kann vorzugsweise eine Anzeigeeinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die erzeugte Navigationskarte anzuzeigen. Dazu ist die Anzeigeeinheit (i) mit der Schnittstelle verbunden, an welcher die Navigationskarte nach der Erzeugung, etwa mittels elektrischer oder optischer Signale, ausgegeben wird, oder (ii) sie stellt in ihrer Eigenschaft als Mensch-Maschine-Schnittstelle bereits selbst diese Schnittstelle dar.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, welches Anweisungen enthält, die bei ihrer Ausführung auf einem oder mehreren Prozessoren eines Systems zum Bereitstellen einer elektronischen Navigationskarte für ein Fahrzeug, insbesondere eines Systems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, dieses veranlassen, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen.
Das Computerprogramm kann insbesondere in Form eines Computerprogrammprodukts, etwa als Datenträger, vorliegen, auf dem ein oder mehrere Programme zur Ausführung des Verfahrens gespeichert sind. Bevorzugt ist dies ein Datenträger, wie etwa eine CD, eine DVD oder ein Flashspeichermodul. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn das Computerprogramm als solches handelbar oder durch den Benutzer des Systems selbst zu Programmierung dessen verwendet werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann das Computerprogramm auch als eine Datei auf einer Datenverarbeitungseinheit, insbesondere auf einem Server vorliegen, und über eine Datenverbindung in das System ladbar sein (z.B. per Download über das Internet oder eine dedizierte Datenverbindung).
Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten, wo technisch sinnvoll, auch für die genannten weiteren Aspekte der Erfindung und deren jeweilige vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren, in denen durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet werden. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Erzeugen einer Navigationskarte; und
2 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Erzeugen einer Navigationskarte.

In 1 sind die Verfahrensschritte S1-S4 eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren 100 zum Erzeugen einer Navigationskarte für ein Fahrzeug dargestellt.
In dem ersten Verfahrensschritt S1 werden erste Kartendaten einer ersten Karte aus einer ersten Speichervorrichtung geladen. Die ersten Kartendaten beziehen sich dabei auf einen Ausschnitt der ersten Karte. Aus den gesamten Daten der ersten Karte werden die ersten Kartendaten ausgewählt, indem eine Positionsinformation des Fahrzeugs, welche die geographische Position des Fahrzeugs kennzeichnet, berücksichtigt wird.
In anderen Worten werden die ersten Kartendaten in der Weise dynamisch bereitgestellt, dass ein Bereich der ersten Karte um die Position des Fahrzeugs herum anhand der ersten Kartendaten darstellbar ist.
Die ersten Kartendaten kennzeichnen dabei bevorzugt das Straßennetz, d.h. einen oder mehrere Straßenabschnitte und/oder Kreuzungen im Umfeld des Fahrzeugs. Die ersten Kartendaten enthalten insbesondere Information, welche ein Fahrer des Fahrzeugs zur Navigation des Fahrzeugs im Bereich der durch die Positionsinformation angegebenen Position des Fahrzeugs nutzen kann.
Der erste Verfahrensschritt S1 kann auch das Ermitteln der Positionsinformation, welche die geographische Position des Fahrzeugs kennzeichnet, beinhalten. Dabei kann etwa auf Information zurückgegriffen werden, welche von einem satellitengestützten oder terrestrischen Positionierungssystem zur Verfügung gestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Position des Fahrzeugs auch anhand von Fahrzeugumfeldinformationen, welche durch eine Sensorvorrichtung des Fahrzeugs erfasst werden, und Kartendaten der ersten und/oder einer anderen, hochauflösenden Karte bestimmt werden. Vorzugsweise werden dabei durch die Fahrzeugumfeldinformationen charakterisierte Objekte, insbesondere deren Anordnung relativ zum Fahrzeug, mit Objekten bzw. deren Anordnung verglichen, die durch Kartenkomponenten der ersten oder der anderen, hochauflösenden Karte repräsentiert werden.
In dem zweiten Verfahrensschritt S2 werden zweite Kartendaten einer zweiten Karte aus einer zweiten Speichervorrichtung geladen. Auch hierbei wird nur auf einen Teil der in der zweiten Karte enthaltenen Daten zurückgegriffen. Dabei werden vorzugsweise gerade diejenigen Daten als zweite Kartendaten bereitgestellt, welche Kartenkomponenten aus einem Ausschnitt der zweiten Karte enthalten, der dem Ausschnitt der ersten Karte aus dem ersten Verfahrensschritt S1 zumindest im Wesentlichen entspricht. In anderen Worten werden zweite Kartendaten bereitgestellt, welche Kartenkomponenten kennzeichnen, die sich innerhalb des Ausschnitts der ersten Karte befinden.
Die bereitgestellten ersten und/oder zweiten Kartendaten werden in dem folgenden dritten Verfahrensschritt S3 derart aufbereitet, dass sie ein übereinstimmendes Kartenformat aufweisen, d.h. in der gleichen Weise verarbeitet, ausgegeben und/oder dargestellt werden können. Dazu können etwa durch die zweiten Kartendaten repräsentierte Eigenschaften von Kartenkomponenten wie Straßen- oder Fahrspurbreiten ausgelesen und dazu verwendet werden, durch die ersten Kartendaten repräsentierte Kartenkomponenten zu spezifizieren.
Alternativ oder zusätzlich können Kartendarstellungen von durch die zweiten Kartendaten repräsentierte Kartenkomponenten, welche Objekte des Straßenumfelds wie Randbebauungen betreffen, aus einer Kartenkomponentendatenbank ausgelesen und der durch die ersten Kartendaten repräsentierten Karte hinzugefügt werden.
In Verfahrensschritt S4 werden die derart aufbereiteten ersten und/oder zweiten Kartendaten dazu genutzt, eine Navigationskarte zu erzeugen. Insbesondere wird der Ausschnitt der ersten Karte in einem Bereich, in dem der Ausschnitt der ersten Karte mit dem Ausschnitt der zweiten Karte überlappt, mit Kartenkomponenten, welche durch die zweiten Kartendaten repräsentiert werden, ergänzt.
Dabei können Kartenkomponenten, welche durch die ersten Kartendaten repräsentiert werden, anhand von Kartenkomponenten, welche durch die zweiten Kartendaten repräsentiert werden, attributiert werden. Kartenkomponenten aus den ersten Kartendaten können somit etwa Eigenschaften zugewiesen werden, anhand derer die Navigationskarte genauer, insbesondere maßstabsgetreu, darstellbar wird. Kartenkomponenten können etwa hinsichtlich ihrer Ausformung und/oder Positionierung angepasst werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Bereich, in dem der Ausschnitt der ersten Karte mit dem Ausschnitt der zweiten Karte überlappt, durch zweite Kartenkomponenten aus den zweiten Kartendaten ergänzt werden. Dabei können Objekte, etwa Randbebauungen wie Leitplanken, Straßenpfosten, Bepflanzung, Beschilderung oder dergleichen, welche nicht durch die ersten Kartendaten gekennzeichnet sind, zur Navigationskarte hinzugefügt werden.
Die durch eine derartige Fusion von ersten und zweiten Kartendaten generierte Navigationskarte weist jedenfalls in einem Aspekt einen höheren Detailgrad gegenüber der einzelnen ersten oder zweiten Karte auf.
Anschließend wird die auf der Kombination von ersten und zweiten Kartendaten basierende Navigationskarte in Verfahrensschritt S5 an einer Schnittstelle ausgegeben. Die Navigationskarte kann somit etwa auf einer Anzeigevorrichtung oder einer anderen geeigneten Mensch-Maschine-Schnittstelle, etwa zur zwei- oder dreidimensionalen Darstellung der Karte, im Fahrzeug ausgegeben, insbesondere angezeigt, werden.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Systems 1 zum Bereitstellen einer Navigationskarte für ein Fahrzeug mit einer Positionsbestimmungsvorrichtung 2, einer ersten Speichervorrichtung 3, einer zweiten Speichervorrichtung 4, einer Steuerungsvorrichtung 5 und einer Anzeigevorrichtung 6 dargestellt.
Die Positionsbestimmungsvorrichtung 2 ist dazu eingerichtet, die geographische Position eines Fahrzeugs, welches mit dem System 1 ausgestattet ist, zu bestimmen und eine entsprechende Positionsinformation bereitzustellen. Zu diesem Zweck hat die Positionsbestimmungsvorrichtung 2 vorzugsweise Zugriff auf Information eines satellitengestützten Positionierungssystems oder ist dazu eingerichtet, solche Positionsinformation auf Basis von durch das Positionierungssystems empfangenen Positionssignalen zu erzeugen.
Die erste Speichervorrichtung 3 ist dazu eingerichtet, eine erste Karte vorzuhalten, und vorzugsweise als optischer oder elektronischer Speicher, etwa als CD/DVD, Flashspeicher, ROM oder dergleichen, ausgebildet. Die erste Karte ist dabei eine knotenbasierte, insbesondere vektorbasierte, Karte, welche wenigstens Daten bezüglich eines Straßennetzes enthält. Vorzugsweise enthält die erste Karte auch Daten, welche über das unmittelbare Straßenumfeld hinausgehen, etwa bezüglich Sehenswürdigkeiten, Infrastruktur, Landschaftstypen und dergleichen.
Die zweite Speichervorrichtung 4 ist dazu eingerichtet, eine zweite Karte vorzuhalten, und vorzugsweise als optischer oder elektronischer Speicher, etwa als CD/DVD, Flashspeicher, ROM oder dergleichen, ausgebildet. Die zweite Karte ist dabei eine hochauflösende Karte und enthält Daten bezüglich des Straßenumfelds mit einer räumlichen Auflösung von 50 cm oder besser, bevorzugt 20 cm oder besser, insbesondere 10 cm oder besser. Solche Daten bezüglich des Straßenumfelds umfassen etwa Spurbreiten, Fahrspuranzahlen, Straßensteigung, Kurvenradien, Straßenmarkierungen, Randbebauung, insbesondere Verkehrszeichen, Bepflanzungen, Gebäude, Leitplanken, Straßenpfosten, und/oder dergleichen. Damit ist die zweite Karte insbesondere geeignet, zumindest teilweise zum voll- oder hochautomatisierten Fahren (VAF/HAF) herangezogen zu werden.
Die Steuerungsvorrichtung 5 ist dazu eingerichtet, erste Kartendaten der ersten Karte aus der ersten Speichervorrichtung 3 in Abhängigkeit der von der Positionsbestimmungseinrichtung 2 ausgegebenen Positionsinformation auszulesen bzw. zu laden. Dabei werden insbesondere nur Daten aus einem Ausschnitt der ersten Karte bereitgestellt, welcher einem Bereich um die Position des Fahrzeugs herum entspricht.
Die ersten Kartendaten können zusätzlich auch in Abhängigkeit eines Bewegungszustands des Fahrzeugs aus der ersten Speichervorrichtung 3 ausgelesen bzw. geladen werden. Zu diesem Zweck ist die Steuerungsvorrichtung 5 auch dazu eingerichtet, auf eine Fahrzeugsteuerungseinheit 7, etwa eine Motorsteuerung (ECU), zuzugreifen und den Bewegungszustand charakterisierende Fahrzeugzustandsdaten, etwa eine Geschwindigkeit, Beschleunigung, Fahrtrichtung und/oder dergleichen, auszulesen oder zu bestimmen. Diese Fahrzeugzustandsdaten können von der Steuerungsvorrichtung 5 dazu genutzt werden, den bereitzustellenden Ausschnitt der ersten Karte an den Bewegungszustand des Fahrzeugs anzupassen, d.h. dementsprechende erste Kartendaten bereitzustellen.
Bei niedriger Geschwindigkeit des Fahrzeugs, etwa unterhalb von 50 km/h, ist es in der Regel nicht notwendig, erste Kartendaten aus einem großen Bereich um die Position des Fahrzeugs herum bereitzustellen, da sich ein Fahrer des Fahrzeugs auf das unmittelbare Umfeld des Fahrzeugs, etwa auf die nächste Straßenkreuzung, konzentrieren wird. Entsprechend sollte bei hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs, etwa oberhalb von 50 km/h, erste Kartendaten aus einem großen Bereich um die Position des Fahrzeugs herum bereitgestellt werden, da sich der Fahrer eher auf weiter entfernte Bereiche des Fahrzeugumfelds, etwa den Straßenverlauf über die nächsten 5 km, konzentrieren wird. Bei hohen Geschwindigkeiten beziehen sich die bereitgestellten ersten Kartendaten daher vorzugsweise auf einen größeren Ausschnitt der ersten Karte als bei kleinen Geschwindigkeiten.
Die Steuerungsvorrichtung 5 ist auch dazu eingerichtet, zweite Kartendaten der zweiten Karte aus der zweiten Speichervorrichtung 4 auszulesen bzw. zu laden. Dabei werden vorzugsweise zweite Kartendaten bereitgestellt, welche Kartenkomponenten der ersten Kartendaten attributieren, d.h. den Kartenkomponenten Eigenschaften zuordnen oder diese Eigenschaften ergänzen können. Alternativ oder zusätzlich werden zweite Kartendaten bereitgestellt, anhand derer dem Ausschnitt der ersten Karte weitere Kartenkomponenten hinzugefügt werden können.
Die zweite Karte kann eine Vielzahl von Daten enthalten, wobei nicht alle dieser Daten in einer auf diesen Daten basierenden Navigationskarte sinnvoll darstellbar sein müssen. In anderen Worten kann die zweite Karte Daten enthalten, aus denen ein das Fahrzeug navigierender Fahrer möglicherweise gar keinen die Navigation betreffenden Nutzen ziehen kann (anders als etwa Systeme zum hochautomatisierten oder autonomen Fahren). Solche Daten können etwa kleine Details einer Steigung und/oder eines Kurvenradius der aktuell befahrenen Straße, einer Anordnung und/oder Ausformung von Straßenmarkierungen auf der Straße und/oder einer Beschaffenheit der Straßenoberfläche betreffen. Dabei kann die zweite Karte bzw. die ausgelesenen zweiten Kartendaten in einem Kartenformat vorliegen, welches bezüglich eines Kartenformats der ersten Karte bzw. Kartendaten auf andere Weise verarbeitet werden muss. Insbesondere kann die zweite Karte bzw. Kartendaten in einem Kartenformat vorliegen, welches nicht direkt ausgebbar, insbesondere darstellbar ist.
Daher lädt die Steuerungsvorrichtung 5 bevorzugt lediglich bestimmte, vorgegebene Daten der zweiten Karte innerhalb des Ausschnitts aus der zweiten Speichervorrichtung 4 und bereitet die entsprechenden Daten derart auf, dass die ersten und zweiten Kartendaten in derselben Weise verarbeitet, insbesondere ausgegeben und/oder dargestellt, werden können. Eine solche Auswahl von Daten aus dem Ausschnitt der zweiten Karte kann etwa eine Anzahl von Fahrspuren der aktuell befahrenen Straße, eine Straßenbreite oder Spurbreite der Straße bzw. Fahrspuren, eine Randbebauung der aktuell befahrenen Straße und/oder dergleichen enthalten.
Zum Aufbereiten der ersten und/oder zweiten Kartendaten werden etwa aus einer Kartenkomponentendatenbank 8 Kartendarstellungen der durch die ersten und/oder zweiten Kartendaten repräsentierte Kartenkomponenten, insbesondere zwei- oder dreidimensionale Modelle, geladen und zur Navigationskarte zusammengesetzt. Alternativ oder zusätzlich werden die der Kartenkomponentendatenbank 8 entnommenen Kartendarstellungen gemäß der ersten und/oder zweiten Kartendaten angepasst, d.h. in ihrer Form und/oder ihren Eigenschaften geändert, bevor sie zur Navigationskarte zusammengesetzt werden.
Auf Basis der aufbereiteten ersten und zweiten Kartendaten kann die Steuerungsvorrichtung 5 eine Navigationskarte erzeugen, die an einer Schnittstelle der Steuerungsvorrichtung 5 ausgegeben und dem Fahrer des Fahrzeugs auf der Anzeigevorrichtung 6 angezeigt werden kann.
Die derart erzeugte Navigationskarte weist einen gegenüber der ersten Karte erhöhten Detailgrad auf. D.h., dass etwa die Anzahl der Fahrspuren sowie die Position des Fahrzeugs auf diesen Fahrspuren durchgängig auf der Anzeigevorrichtung 6 angezeigt werden können. Ebenso können Straßen- und/oder Fahrspurbreiten in einer maßstabsgetreuen Darstellung und/oder Objekte, anhand derer der Fahrer insbesondere die relative Position des Fahrzeugs auf der Navigationskarte beurteilen kann, auf der Anzeigevorrichtung 6 angezeigt werden. Solche Objekte können etwa Randbebauungen wie Leitplanken, Straßenpfosten, Bepflanzungen, Schilder, Brücken, Landmarken, und/oder dergleichen der Straße bzw. Fahrbahn sein, welche vorzugsweise ebenfalls maßstabs- und wirklichkeitsgetreu dargestellt werden.
Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Systeme und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zur Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtlichen Äquivalenten abgewichen wird.
Bezugszeichenliste

1: System zum Bereitstellen einer Navigationskarte
2: Positionsermittlungsvorrichtung
3: erste Speichervorrichtung
4: zweite Speichervorrichtung
5: Steuerungsvorrichtung
6: Anzeigevorrichtung
7: Fahrzeugsteuerungseinheit
8: Kartenkomponentendatenbank
100: Verfahren zum Bereitstellen einer Navigationskarte
S1: erster Verfahrensschritt
S2: zweiter Verfahrensschritt
S3: dritter Verfahrensschritt
S4: vierter Verfahrensschritt
S5: fünfter Verfahrensschritt

Claims

Verfahren (100) zum Erzeugen einer elektronischen Navigationskarte für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, aufweisend die folgenden Schritte: Dynamisches Auslesen (S1) von ersten elektronischen Kartendaten aus einer ersten elektronischen Karte in Abhängigkeit von einer eine geographische Position des Fahrzeugs kennzeichnenden Positionsinformation, wobei sich die ersten Kartendaten auf einen anhand der Positionsinformation ausgewählten Ausschnitt der ersten elektronischen Karte beziehen; Dynamisches Auslesen (S2) von zweiten elektronischen Kartendaten aus einer zweiten elektronischen Karte in Abhängigkeit von der Positionsinformation und/oder von den ersten Kartendaten, wobei sich die zweiten Kartendaten auf einen Ausschnitt der zweiten elektronischen Karte beziehen, der bezüglich seiner geographischen Abdeckung zumindest teilweise mit dem ausgewählten Ausschnitt der ersten elektronischen Karte überlappt; Dynamisches Erzeugen (S4) einer elektronischen Navigationskarte mittels Kombinieren der ersten Kartendaten mit den zweiten Kartendaten, wobei die ersten und/oder zweiten Kartendaten in der Weise aufbereitet (S3) werden, dass sie in einem übereinstimmenden, der elektronischen Navigationskarte zugrundeliegenden, Kartenformat vorliegen; und Ausgeben (S5) der Navigationskarte an einer Schnittstelle.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei zum Erzeugen der elektronischen Navigationskarte wenigstens eine durch die ersten Kartendaten repräsentierte Kartenkomponente, die sich auf den geographischen Bereich des Überlapps zwischen der ersten und der zweiten elektronische Karte bezieht, durch eine oder mehrere Kartenkomponenten aus den zweiten Kartendaten attributiert wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zum Erzeugen der elektronischen Navigationskarte die durch die ersten Kartendaten repräsentierte erste Karte, zumindest bezüglich des geographischen Bereichs des Überlapps zwischen der ersten und der zweiten elektronischen Karte, durch eine oder mehrere Kartenkomponenten aus den zweiten Kartendaten ergänzt wird, wobei für jede dieser Kartenkomponenten eine ihr entsprechende Kartendarstellung aus einer Kartenkomponentendatenbank (8) entnommen wird.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ersten und/oder die zweiten Kartendaten in Abhängigkeit von einem erfassten Bewegungszustand des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Karte eine knotenbasierte Karte ist.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Karte eine hochauflösende Karte mit einer räumlichen Auflösung höher als 50 cm, vorzugsweise höher als 25 cm, insbesondere höher als 10 cm ist.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nur eine Auswahl aus den in dem Ausschnitt der zweiten Karte enthaltenen Daten als zweite Kartendaten bereitgestellt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 7, wobei die zweiten Kartendaten wenigstens eine der folgenden Eigenschaften und/oder eines der folgenden Objekte kennzeichnen: Fahrspurbreite, Fahrspuranzahl, Randbebauung einer Fahrbahn.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, zudem aufweisend den folgenden Schritt: Ermitteln einer Route auf Basis der erzeugten Navigationskarte.
Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zu Erzeugung der Navigationskarte zusätzlich zu den ersten und zweiten Kartendaten auch Fahrzeugumfeldinformationen, die auf einer sensorischen Erfassung des Fahrzeugumfelds beruhen, herangezogen werden.
System (1) zum Erzeugen einer elektronischen Navigationskarte für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, wobei das System eingerichtet ist, das Verfahren (100) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche auszuführen.
System (1) nach Anspruch 11, aufweisend: Eine Positionsermittlungsvorrichtung (2) zur Erzeugung der eine geographische Position des Fahrzeugs kennzeichnende Positionsinformation; Eine erste Speichervorrichtung (3) zur Speicherung der ersten elektronischen Karte; Eine zweite Speichervorrichtung (4) zur Speicherung der zweiten elektronischen Karte; und Eine Steuerungsvorrichtung (5), die eingerichtet ist, unter Zugriff auf die Positionsermittlungsvorrichtung (2), die erste Speichervorrichtung (3) und die zweite Speichervorrichtung (4) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem System (1) nach Anspruch 11 oder 12.
Computerprogramm, welches Anweisungen enthält, die bei ihrer Ausführung auf einem oder mehreren Prozessoren eines Systems zum Bereitstellen einer elektronischen Navigationskarte für ein Fahrzeug, insbesondere eines Systems (1) gemäß Anspruch 11 oder 12, dieses veranlassen, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausführen.