DE102018211326A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (100). Das Verfahren weist einen Schritt des Durchführens einer Eigenortung des Fahrzeugs (100) unter Verwendung einer Ortungseinrichtung (110) des Fahrzeugs (100) auf, um eine vorläufige Position (153) des Fahrzeugs (100) zu erzeugen. Auch weist das Verfahren einen Schritt des Einlesens eines Positionssignals (125) auf, wobei das Positionssignal (125) eine Position eines Fremdfahrzeugs repräsentiert. Ferner weist das Verfahren einen Schritt des Ermittelns einer Relativposition des Fahrzeugs (100) relativ zu dem Fremdfahrzeug unter Verwendung des Positionssignals (125) auf, um unter Verwendung der Eigenortung und der Relativposition die Position des Fahrzeugs (100) zu bestimmen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
  • Eine spurgenaue Ortung von Fahrzeugen kann insbesondere auf mehrspurigen Straßen von Bedeutung sein. Hierbei können beispielsweise Signale von Navigationssatelliten zum Einsatz kommen.
  • Die DE 10 2007 054 509 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs, bei dem erste Informationen, die von einem Positionsbestimmungssystem bereitgestellt werden, und zweite Informationen, die von mindestens einer stationär installierten Einrichtung bereitgestellt werden und von den ersten Informationen unabhängig sind, kombiniert werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
  • Gemäß Ausführungsformen kann eine Eigenposition eines Fahrzeugs insbesondere dadurch bestimmt werden, dass nicht nur eine über Satellitensignale ermittelte Eigenortung des Fahrzeugs durchgeführt wird, sondern auch eine anhand einer an das Fahrzeug übermittelten Position eines Fremdfahrzeugs ermittelte Relativposition des Fahrzeugs zur Positionsbestimmung verwendet werden. Anders ausgedrückt kann beispielsweise ein Verfahren zur spurgenauen Eigenortung eines Fahrzeuges auf einer Straße in einer digitalen Karte bereitgestellt werden. Spurgenau bedeutet in diesem Fall insbesondere, dass das Fahrzeug ermittelt, auf welcher Spur der aktuell befahrenen Straße es sich befindet. Dabei können fahrzeuginterne Erfassungseinrichtungen genutzt werden, wie beispielsweise bordeigene Satellitenempfänger bzw. GNSS-Empfänger (GNSS = Global Navigation Satellite System; Globales Navigationssatellitensystem), Video-Sensoren und Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation; V2V = Vehicle to Vehicle).
  • Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere eine Robustheit einer Eigenortung bis auf die Genauigkeit einer Fahrspur verbessert werden, ohne dass dazu kostenintensive Hardware, wie z. B. dGPS (Differential Global Positioning System; Differentielles Globales Positionierungssystem) oder dergleichen, zu verwenden wäre. Eine solche spurgenaue Eigenortung mittels GNSS und Video-Sensorik kann, je nachdem auf welcher Fahrspur sich ein Fahrzeug befindet und wie sich eine Verkehrssituation gestaltet, unterschiedlich schwierig sein und gemäß Ausführungsformen genau und zuverlässig realisiert werden. Hierbei können beispielsweise eine Weitergabe an und eine Nutzung von Eigenortungsinformationen anderer Verkehrsteilnehmer zur Bestimmung der Fahrspur genutzt werden, auf der sich das eigene Fahrzeug befindet. Dabei können insbesondere lediglich ein einfacher GNSS-Sensor, ein Video-Sensor, wie zum Beispiel eine Rückfahrkamera und zusätzlich oder alternativ eine Frontkamera, sowie ein V2V-Kommunikationsmodul genutzt werden. Zusätzlich kann auch Bordsensorik, wie z. B. Odometrie oder dergleichen, genutzt werden.
  • Es wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    • Durchführen einer Eigenortung des Fahrzeugs unter Verwendung einer Ortungseinrichtung des Fahrzeugs, um eine vorläufige Position des Fahrzeugs zu erzeugen;
    • Einlesen eines Positionssignals, wobei das Positionssignal eine Position eines Fremdfahrzeugs repräsentiert;
    • Ermitteln einer Relativposition des Fahrzeugs relativ zu dem Fremdfahrzeug unter Verwendung des Positionssignals, um unter Verwendung der Eigenortung und der Relativposition die Position des Fahrzeugs zu bestimmen.
  • Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein. Die Ortungseinrichtung kann ein GNSS-Empfänger (GNSS = Global Navigation Satellite System; Globales Navigationssatellitensystem) oder dergleichen sein. Im Schritt des Einlesens kann das Positionssignal über eine Schnittstelle zu mindestens einem Fremdfahrzeug und zusätzlich oder alternativ zu einer fahrzeugexternen Verarbeitungseinrichtung, wie beispielsweise einem über das Internet verbundenen Server oder dergleichen, eingelesen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Identifizierens des Fremdfahrzeugs in von einem Umfeldsensor des Fahrzeugs bereitgestellten Umfelddaten über ein Umfeld des Fahrzeugs aufweisen. Hierbei kann im Schritt des Ermittelns die Relativposition unter Verwendung des Positionssignals ermittelt werden, wenn im Schritt des Identifizierens das Fremdfahrzeug in dem Umfeld des Fahrzeugs identifiziert wird. Bei dem Umfeldsensor kann es sich um eine Fahrzeugkamera, insbesondere eine Frontkamera oder Rückfahrkamera des Fahrzeugs handeln. Die Fahrzeugkamera kann als eine Videokamera ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Zuordnung zwischen beispielsweise über Funk empfangenen Positionsdaten von Fremdfahrzeugen und über Kameradaten identifizierten zugehörigen Fremdfahrzeugen erfolgen kann, um eine zuverlässige und genaue Relativposition zu ermitteln.
  • Auch kann im Schritt des Einlesens ein weiteres Positionssignal eingelesen werden. Hierbei kann das weitere Positionssignal eine Position eines weiteren Fremdfahrzeugs repräsentieren. Dabei kann im Schritt des Ermittelns eine weitere Relativposition des Fahrzeugs relativ zu dem weiteren Fremdfahrzeug unter Verwendung des weiteren Positionssignals ermittelt werden, um die Position des Fahrzeugs unter Verwendung der Eigenortung, der Relativposition und der weiteren Relativposition zu bestimmen. Anders ausgedrückt kann im Schritt des Einlesens zumindest ein weiteres Positionssignal eingelesen werden, dass eine Position zumindest eines weiteren Fremdfahrzeugs repräsentieren kann, und kann im Schritt des Ermittelns zumindest eine weitere Relativposition des Fahrzeugs relativ zu dem zumindest einen weiteren Fremdfahrzeug unter Verwendung des zumindest einen weiteren Positionssignals ermittelt werden, um die Position des Fahrzeugs unter Verwendung der Eigenortung, der Relativposition und der zumindest einen weiteren Relativposition zu bestimmen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Gruppe oder Menge von Positionsdaten genutzt werden kann, um eine Genauigkeit der Positionsbestimmung weiter zu erhöhen.
  • Ferner kann im Schritt des Ermittelns eine Positionsmenge mit Positionen von identifizierten Fremdfahrzeugen gebildet werden, die in von einem Umfeldsensor des Fahrzeugs bereitgestellten Umfelddaten über ein Umfeld des Fahrzeugs identifiziert sein können. Hierbei können auch Relativpositionen des Fahrzeugs relativ zu den identifizierten Fremdfahrzeugen ermittelt werden. Zudem kann unter Verwendung der ermittelten Relativpositionen eine Ermittlungsmenge mit Schätzwerten für die Position des Fahrzeugs gebildet werden. Auch kann eine Aggregation der Elemente der Ermittlungsmenge durchgeführt werden und kann die Position des Fahrzeugs unter Verwendung der Eigenortung und der Aggregation bestimmt werden. Beim Durchführen der Aggregation kann ein gewichteter Schwerpunkt oder eine andere Art der Aggregation aller Elemente der Ermittlungsmenge zum Einsatz kommen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Eigenortung auf zuverlässige und präzise Weise korrigiert bzw. angepasst werden kann, um die Position zu bestimmen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die vorläufige Position des Fahrzeugs und zusätzlich oder alternativ die Position des Fremdfahrzeugs einen zugeordneten Spurwert hinsichtlich einer befahrenen Spur einer Fahrbahn und einen zugeordneten Konfidenzwert aufweisen. Auch die Relativposition kann einen zugeordneten Spurwert hinsichtlich einer befahrenen Spur einer Fahrbahn und einen zugeordneten Konfidenzwert aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass zusätzlich eine Aussage über eine Zuverlässigkeit und Genauigkeit einer spurgenauen Schätzung bzw. Annäherung einer Position berücksichtigt werden kann.
  • Zudem kann im Schritt des Einlesens ein Positionssignal eingelesen werden, das ein amtliches Kennzeichen des Fremdfahrzeugs, eine optisch identifizierbare Eigenschaft oder Nachricht des Fremdfahrzeugs und zusätzlich oder alternativ einen Betriebsparameter des Fremdfahrzeugs zum eindeutigen Identifizieren des Fremdfahrzeugs repräsentiert. Hierbei kann im Schritt des Identifizierens das Fremdfahrzeugs in den von einem Umfeldsensor des Fahrzeugs bereitgestellten Umfelddaten unter Verwendung eines solchen Positionssignals identifiziert werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine korrekte und zuverlässige Zuordnung zwischen beispielsweise über Funk empfangenen Positionsdaten von Fremdfahrzeugen und über Kameradaten identifizierten zugehörigen Fremdfahrzeugen erfolgen kann.
  • Auch kann das Verfahren einen Schritt des Ausgebens eines Positionssignals an eine Schnittstelle zu mindestens einem Fremdfahrzeug und zusätzlich oder alternativ zu einer fahrzeugexternen Verarbeitungseinrichtung aufweisen. Hierbei kann das Positionssignal die vorläufige Position des Fahrzeugs oder die bestimmte Position des Fahrzeugs repräsentieren. Somit kann ein Verfahren zur kooperativen, spurgenauen Eigenortung auf Grundlage von Videosensorik und Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder Kommunikation mit einer Datenwolke (Cloud) bereitgestellt werden. Ein kooperativer Charakter kann hierbei dadurch entstehen, dass beispielsweise mehrere Fahrzeuge eine aktuelle Schätzung bzw. Annäherung ihrer Eigenortung per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder über eine Datenwolke an umliegende Fahrzeuge verteilen können. Diese Fahrzeuge können somit beispielsweise im Besitz der Eigenortungen der umliegenden Fahrzeuge sein. Zusätzlich kann beispielsweise ein Fahrzeug für andere Fahrzeuge im Sichtbereich einer jeweiligen fahrzeuginternen Kamera dessen relative Position zu sich selbst bestimmen.
  • Solche kamerabasiert bestimmten, relativen Positionen zusammen mit den beispielsweise über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Positionen können insbesondere genutzt werden, um eine Robustheit und somit auch eine Qualität der Eigenortung und somit der Positionsbestimmung zu verbessern.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
  • Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Positionsbestimmung für ein Fahrzeug. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie Satellitensignale von einem Satellitenempfänger, Umfelddaten von einem Umfeldsensor, genauer gesagt insbesondere Bilddaten von einer Fahrzeugkamera, und Positionssignale von Fremdfahrzeugen zugreifen. Hierbei kann eine spurgenaue Positionsbestimmung durchgeführt werden. Die bestimmte Position des Fahrzeugs kann in Gestalt eines Eigenpositionssignals zur Ausgabe über eine Schnittstelle zu weiteren Fahrzeugeinrichtungen bereitgestellt werden. Solche weiteren Fahrzeugeinrichtungen können die bestimmte Position des Fahrzeugs benötigen und zusätzlich oder alternativ verwenden, um Fahrzeugfunktionen, Assistenzfunktionen etc. zu realisieren.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation;
    • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
    • 4 ein Ablaufdiagramm eines Positionsbestimmungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 150 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich um ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder ein anderes Nutzfahrzeug. Die Vorrichtung 150 ist ausgebildet, um eine Position des Fahrzeugs 100 zu bestimmen, insbesondere spurgenau zu bestimmen. Die Vorrichtung 150 wird nachfolgend auch als Bestimmungsvorrichtung 150 bezeichnet. Die Vorrichtung 150 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dem Fahrzeug 100 angeordnet.
  • Von dem Fahrzeug 100 sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der Bestimmungsvorrichtung 150 ferner eine Ortungseinrichtung 110, beispielsweise in Gestalt eines Satellitenempfängers für Satellitensignale, eine Schnittstelle 120, beispielhaft lediglich ein Umfeldsensor 130, beispielsweise in Gestalt einer Fahrzeugkamera, und beispielhaft lediglich eine Funktionseinrichtung 140 zum Umsetzen einer Fahrzeugfunktion, Assistenzfunktion und/oder dergleichen gezeigt. Dabei sind die Ortungseinrichtung 110, die Schnittstelle 120, der Umfeldsensor 130 und die Funktionseinrichtung 140 signalübertragungsfähig mit der Bestimmungsvorrichtung 150 verbunden. Die Bestimmungsvorrichtung 150 weist eine Durchführungseinrichtung 152, eine Einleseeinrichtung 154 und eine Ermittlungseinrichtung 156 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bestimmungsvorrichtung 150 zudem eine Identifizierungseinrichtung 158 und eine Ausgabeeinrichtung 160 auf.
  • Nachfolgend wird ein Betrieb der Bestimmungsvorrichtung 150 sowie weiterer beteiligter Einrichtungen des Fahrzeugs 100 zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs 100 erläutert.
  • Die Ortungseinrichtung 110 ist ausgebildet, um ein Satellitensignal 112 von einem Navigationssatelliten zu empfangen. Ferner ist die Ortungseinrichtung 110 ausgebildet, um unter Verwendung des Satellitensignals 112 ein Ortungssignal 114 zu erzeugen und an die Durchführungseinrichtung 152 der Bestimmungsvorrichtung 150 weiterzuleiten. Die Durchführungseinrichtung 152 ist ausgebildet, um unter Verwendung der Ortungseinrichtung 110, genauer gesagt unter Verwendung des Ortungssignals 114, eine Eigenortung des Fahrzeugs 100 durchzuführen, um eine vorläufige Position des Fahrzeugs 100 zu erzeugen. Ferner ist die Durchführungseinrichtung 152 ausgebildet, um ein provisorisches Eigenpositionssignal 153, welches die vorläufige Position des Fahrzeugs 100 repräsentiert, an die Ermittlungseinrichtung 156 weiterzuleiten.
  • Die Schnittstelle 120 ist beispielsweise als eine Funkschnittstelle zur bidirektionalen Übertragung von Signalen ausgeführt. Dabei ist die Schnittstelle 120 ausgebildet, um ein Positionssignal 125 zu empfangen, welches eine Position eines Fremdfahrzeugs repräsentiert. Genauer gesagt ist die Schnittstelle 120 ausgebildet, um das Positionssignal 125 von dem Fremdfahrzeug und/oder von einer fahrzeugexternen Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einem über das Internet verbundenen Server, zu empfangen. Ferner ist die Schnittstelle 120 ausgebildet, um das Positionssignal 125 der Einleseeinrichtung 154 der Bestimmungsvorrichtung 150 bereitzustellen. Die Einleseeinrichtung 154 ist ausgebildet, um das Positionssignal 125 einzulesen bzw. von der Schnittstelle 120 einzulesen. Ferner ist die Einleseeinrichtung 154 ausgebildet, um das Positionssignal 125 an die Ermittlungseinrichtung 156 weiterzuleiten.
  • Die Ermittlungseinrichtung 156 ist ausgebildet, um eine Relativposition des Fahrzeugs 100 relativ zu dem Fremdfahrzeug unter Verwendung des Positionssignals 125 zu ermitteln, um unter Verwendung des provisorischen Eigenpositionssignals 153 bzw. der Eigenortung und der Relativposition die Position des Fahrzeugs 100 zu bestimmen. Ferner ist die Ermittlungseinrichtung 156 ausgebildet, um ein Eigenpositionssignal 170 zu erzeugen und bereitzustellen, welches die Position des Fahrzeugs 100 repräsentiert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Umfeldsensor 130 ausgebildet, um ein Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen, insbesondere optisch zu erfassen. Hierbei ist der Umfeldsensor 130 ausgebildet, um Umfelddaten 135, welche ein erfasstes Umfeld des Fahrzeugs 100 repräsentieren, zu erzeugen und unter anderem an die Identifizierungseinrichtung 158 der Bestimmungsvorrichtung 150 weiterzuleiten. Die Identifizierungseinrichtung 158 ist hierbei ausgebildet, um das Fremdfahrzeug in den Umfelddaten 135 zu identifizieren. Dabei ist die Identifizierungseinrichtung 158 ausgebildet, um das Positionssignal 125 von der Einleseeinrichtung 154 zu empfangen und lediglich dann an die Ermittlungseinrichtung 156 weiterzuleiten, wenn das Fremdfahrzeug in den Umfelddaten 135 bzw. in dem Umfeld des Fahrzeugs 100 identifiziert ist bzw. wird. Somit ist die Ermittlungseinrichtung 156 hierbei ausgebildet, um die Relativposition unter Verwendung des Positionssignals 125 zu ermitteln, wenn das Fremdfahrzeug in dem Umfeld des Fahrzeugs 100 identifiziert wurde.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgabeeinrichtung 160 der Bestimmungsvorrichtung 150 ausgebildet, um das provisorische Eigenpositionssignal 153 oder das Eigenpositionssignal 170 an die Schnittstelle 120 zur Übertragung an das Fremdfahrzeug und/oder die fahrzeugexterne Verarbeitungseinrichtung auszugeben. Ferner ist die Ausgabeeinrichtung 160 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Eigenpositionssignal 170 an die Funktionseinrichtung 140 auszugeben. Die Funktionseinrichtung 140 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Eigenpositionssignals 170 die Fahrzeugfunktion, Assistenzfunktion und/oder dergleichen umzusetzen bzw. bereitzustellen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die vorläufige Position des Fahrzeugs 100, die in dem provisorischen Eigenpositionssignal 153 repräsentiert ist, die Position des Fremdfahrzeugs, die in dem Positionssignal 125 repräsentiert ist, und/oder die Position des Fahrzeugs 100, die in dem Eigenpositionssignal 170 repräsentiert ist, einen zugeordneten Spurwert hinsichtlich einer befahrenen Spur einer Fahrbahn und einen zugeordneten Konfidenzwert auf. So kann eine kooperative und spurgenaue Positionsbestimmung ermöglicht werden. Die jeweils bestimmten Positionen des Fahrzeugs 100 und des Fremdfahrzeugs können durch den Konfidenzwert auf einfache Weise hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit bewertet werden.
  • Auch wenn es in 1 nicht explizit dargestellt ist, so ist die Einleseeinrichtung 154 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ein weiteres Positionssignal 125 oder eine Mehrzahl von Positionssignalen 125 einzulesen. Jedes weitere Positionssignal 125 repräsentiert dabei eine Position eines weiteren Fremdfahrzeugs. Die Ermittlungseinrichtung 156 ist hierbei ausgebildet, um eine weitere Relativposition des Fahrzeugs 100 relativ zu dem weiteren Fremdfahrzeug unter Verwendung des weiteren Positionssignals 125 bzw. eine Mehrzahl von Relativpositionen des Fahrzeugs 100 relativ zu der Mehrzahl von Fremdfahrzeugen zu ermitteln, um die Position des Fahrzeugs 100 unter Verwendung der Eigenortung, der Relativposition und der weiteren Relativposition bzw. der Mehrzahl von Relativpositionen zu bestimmen.
  • Somit kann unter Verwendung eines oder mehrerer Satellitensignale 112, eines oder mehrerer Umfeldsensoren 130 und eines oder mehrerer Kommunikationssysteme eine spurgenaue Eigenortung des Fahrzeugs 100 durchführt werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt eine Übertragung der Signale 125, 153 und 170 zwischen dem Fahrzeug 100 und dem zumindest einen Fremdfahrzeug über eine lokale Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Alternativ kann die Signalübertragung über ein Backend-gestütztes System erfolgen, indem die entsprechenden Daten bzw. Daten z. B. per Mobilfunk an einen Server übertragen werden. Dieser verteilt die Daten dann weiter an die der Situation angemessenen anderen Verkehrsteilnehmer bzw. Fremdfahrzeuge weiter, beispielsweise wie beim sogenannten Geocast.
  • Eine Zuordnung von zumindest einem Fremdfahrzeug auf einem Kommunikationskanal zu den Umfelddaten 135, insbesondere einem Videobild, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel wie folgt erleichtert werden. Um Fremdfahrzeuge, die in den Umfelddaten 135 identifiziert worden sind, Fremdfahrzeugen zuzuordnen, die auf dem Kommunikationskanal gehört werden bzw. deren Positionssignale 125 empfangen werden, können unterschiedliche Zusatzverfahren angewendet werden. Fremdfahrzeuge können z. B. über einen Funkkanal ihr amtliches Kennzeichen mitteilen. Es könnte jedoch auch an einem Fremdfahrzeug eine Lichtquelle für sichtbares oder nicht sichtbares Licht angebracht sein, die periodisch eine Sequenz aussendet, mit der das Fremdfahrzeug identi⌷ziert werden kann. Die gleiche Sequenz kann auch auf dem Kommunikationskanal ausgesendet werden, damit eine Zuordnung erfolgen kann. Denkbar sind hierbei auch weitere Zusatzverfahren, bei denen Trajektorien und Beschleunigungswerte zumindest eines Fremdfahrzeugs über den Funkkanal übertragen werden und anschließend mit den über die Umfelddaten 135 geschätzten Werten verglichen werden, um so eine Zuordnung zu erreichen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation 200. An der Verkehrssituation 200 sind beispielhaft fünf Fahrzeuge 201, 202, 203, 204, 205 beteiligt, die auf einer Fahrbahn 210 mit lediglich beispielhaft fünf Spuren 211, 212, 213, 214, 215 bzw. Fahrspuren 211, 212, 213, 214, 215 angeordnet bzw. verteilt sind. Hierbei befahren ein erstes Fahrzeug 201, auch als Fahrzeug V1 bezeichnet, und ein drittes Fahrzeug 203 eine fünfte Spur 215 ganz rechts auf der Fahrbahn 210. Ein zweites Fahrzeug 202, auch als Fahrzeug V2 bezeichnet, befährt eine vierte Spur 214 links neben der fünften Spur 215. Ein viertes Fahrzeug 204 und ein fünftes Fahrzeug 205 befahren eine dritte Spur 213 links neben der vierten Spur 214.
  • Das zweite Fahrzeug 202 kann mit Hilfe seines Umfeldsensors, beispielsweise einer Kamera mit einem Blickfeld 222, nur andere Fahrzeuge, genauer gesagt das vierte Fahrzeug 204 und das erste Fahrzeug 201, auf der Fahrbahn 110 erkennen. Dies allein genügt jedoch nicht zur spurgenauen Ortung. Das erste Fahrzeug 201 hat freie Sicht über seinen Umfeldsensor, beispielsweise eine Kamera mit einem Blickfeld 221, und kann daher eine spurgenaue Eigenortung durchführen. Das erste Fahrzeug 201 kann mit seiner Kamera einen rechten Begrenzungsstreifen erkennen. Zusätzlich kann ggf. noch ein Bordstein, eine Leitplanke oder ein Zaun rechts neben der fünften Fahrspur 215 detektiert werden. Dies kann eine spurgenaue Eigenortung auf Basis der Kamera bzw. eines Video-Sensors in dieser Situation für das erste Fahrzeug 201 ermöglichen.
  • Angenommen, das zweite Fahrzeug 202 befände sich auf der mittleren Spur einer fünfspurigen Fahrbahn bei zäh Gießendem Verkehr. Durch den Video-Sensor kann dieses Fahrzeug links und rechts von sich nur weitere Fahrspuren und weitere Fahrzeuge erkennen, jedoch auf Basis dieser Informationen nicht robust ermitteln, ob es sich auf der zweiten, dritten oder vierten Spur befindet. Bei den Umfeldsensoren kann es sich um Frontkameras, Rückfahrkameras oder eine Kombination aus Front- und Rückfahrkameras handeln.
  • Wenn zumindest zwei der Fahrzeuge 201, 202, 203, 204, 205 dem Fahrzeuge aus 1 entsprechen oder ähneln, kann jedes derartige Fahrzeug eine spurgenaue Positionsbestimmung vornehmen.
  • Wenn beispielsweise das zweite Fahrzeug 202 eine Bestimmungsvorrichtung aufweist, wie sie anhand von 1 beschrieben ist, und das erste Fahrzeug 201 eine Einrichtung zum Übertragen seiner aktuellen Position an das zweite Fahrzeug 202 aufweist, so kann die Bestimmungsvorrichtung des zweiten Fahrzeugs 202, wie anhand von 1 beschrieben eine Positionsbestimmung durchführen.
  • Dies wird dadurch ermöglicht, dass das zweite Fahrzeug 202 das erste Fahrzeug 201 mit seinem Video-Sensor identifizieren kann. In der gezeigten Situation fährt das erste Fahrzeug 201 aus Sicht des zweiten Fahrzeugs 202 auf der zu dem zweiten Fahrzeug 202 rechten Fahrspur. Das erste Fahrzeug 201 kann dem zweiten Fahrzeug 202 beispielsweise über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mitteilen, dass das erste Fahrzeug 201 sich auf der rechtesten Fahrspur, der fünften Spur 215 befindet. So kann das zweite Fahrzeug 202 schlussfolgern, dass es sich auf der zweitrechtesten von fünf Spuren, der vierten Spur 214 befindet.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Bestimmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 300 ist ausführbar, um eine Position eines Fahrzeugs zu bestimmen. Dabei ist das Verfahren 300 zum Bestimmen in Verbindung mit bzw. unter Verwendung von der Vorrichtung bzw. Bestimmungsvorrichtung aus 1 oder einer ähnlichen Vorrichtung ausführbar. Ferner ist das Verfahren 300 zum Bestimmen in Verbindung mit dem Fahrzeug aus 1 oder einem ähnlichen Fahrzeug ausführbar.
  • Bei dem Verfahren 300 zum Bestimmen wird in einem Schritt 310 des Durchführens eine Eigenortung des Fahrzeugs unter Verwendung einer Ortungseinrichtung des Fahrzeugs durchgeführt, um eine vorläufige Position des Fahrzeugs zu erzeugen. Nachfolgend wird in einem Schritt 320 des Einlesens ein Positionssignal eingelesen. Das Positionssignal repräsentiert eine Position eines Fremdfahrzeugs. Wiederum nachfolgend wird ein Schritt 330 des Ermittelns unter Verwendung des Positionssignals eine Relativposition des Fahrzeugs relativ zu dem Fremdfahrzeug ermittelt, um unter Verwendung der Eigenortung und der Relativposition die Position des Fahrzeugs zu bestimmen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 300 zum Bestimmen auch einen Schritt 340 des Identifizierens des Fremdfahrzeugs in von einem Umfeldsensor des Fahrzeugs bereitgestellten Umfelddaten über ein Umfeld des Fahrzeugs auf. Der Schritt 340 des Identifizierens ist hierbei zwischen dem Schritt 320 des Einlesens und dem Schritt 330 des Ermittelns ausführbar. Dabei wird im Schritt 330 des Ermittelns die Relativposition unter Verwendung des Positionssignals ermittelt, wenn im Schritt 340 des Identifizierens das Fremdfahrzeug in dem Umfeld des Fahrzeugs identifiziert wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 300 zum Bestimmen ferner einen Schritt 350 des Ausgebens eines Positionssignals an eine Schnittstelle zu mindestens einem Fremdfahrzeug und/oder zu einer fahrzeugexternen Verarbeitungseinrichtung auf. Das Positionssignal repräsentiert die vorläufige Position des Fahrzeugs oder die bestimmte Position des Fahrzeugs. Der Schritt 350 des Ausgebens ist nach dem Schritt 310 des Durchführens und/oder nach dem Schritt 330 des Ermittelns ausführbar.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Positionsbestimmungsprozesses 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Positionsbestimmungsprozess 400 ist in Zusammenhang mit dem Verfahren aus 3 bzw. im Rahmen des Verfahrens aus 3 ausführbar. Bei dem Positionsbestimmungsprozess 400 wird im ersten Block 410 eine initiale Eigenortung PV o = (s, k) durchgeführt bzw. gefunden. Daraufhin wird in einem zweiten Block 450 die initiale Eigenortung PV o an umliegende Fahrzeuge bzw. Fremdfahrzeuge gesendet. Danach wird in einem dritten Block 420 zumindest eine Position bzw. Positionsschätzung PV i von zumindest einem Fremdfahrzeug empfangen bzw. eingelesen. Nachfolgend werden in einem vierten Block 440 umliegende Fremdfahrzeuge per Video erkannt bzw. identifiziert. Danach werden fünften Block 445 optisch bzw. visuell erkannte Fahrzeuge und Fahrzeuge auf dem Kommunikationskanal einander zugeordnet. Daraufhin wird in einem sechsten Block 432 eine Positionsmenge bzw. Menge P
    Figure DE102018211326A1_0001
    mit Positionen von identifizierten Fremdfahrzeugen gebildet. Danach wird in einem siebten Block 434 eine Ermittlungsmenge bzw. Menge ε berechnet, wobei für die Ermittlungsmenge bzw. Menge ε Relativpositionen des Fahrzeugs relativ zu den identifizierten Fremdfahrzeugen ermittelt werden und unter Verwendung der ermittelten Relativpositionen die Ermittlungsmenge bzw. Menge ε mit Schätzwerten für die Position des Fahrzeugs gebildet wird. Nachfolgend wird in einem achten Block 436 die initiale Eigenortung PV o durch Aggregation der Elemente aus der Ermittlungsmenge bzw. Menge ε verbessert.
  • Eine spurgenaue Positionsschätzung PV i = (s, k) eines Fahrzeugs Vi besteht jeweils aus der Spur s und einem KonDdenzwert k für die Schätzung. Der Operator spur gibt dabei zu einer Positionsschätzung die entsprechende Spur aus, der Operator konf die Kon⌷denz der Schätzung. Im ersten Block 410 wird auf Basis einer Bordsensorik des Fahrzeugs bzw. Ego-Fahrzeugs Vo eine initiale Eigenortung PV o = (s, k) auf Spur s durchgeführt und mit einem situationsabhängigen KonDdenzwert k annotiert. Anschließend wird im zweiten Block 450 PV o per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation an alle Fremdfahrzeuge im Sendebereich des Kommunikationssystems verteilt. Diese wiederum empfangen Positionsschätzungen PV i für alle umliegenden Fahrzeuge Vi.
  • Im dritten Block 420 werden die empfangenen Positionsschätzungen PV i mit den Fahrzeugen Vi abgeglichen, die sich im Sichtbereich der Kamera des Ego-Fahrzeugs V0 befinden. Alle Positionsschätzungen, die keinem visuell gesichteten Fremdfahrzeug zugeordnet werden können, werden an dieser Stelle verworfen. Die Menge der übrig gebliebenen Positionsschätzungen sei als Positionsmenge bzw. Menge P = { P V 1 ,   … ,   P V n }
    Figure DE102018211326A1_0002
    bezeichnet.
  • Es kann für jede übrig gebliebene Schätzung P V i ∈ P
    Figure DE102018211326A1_0003
    die relative Position P V i V 0 = ( s , k )
    Figure DE102018211326A1_0004
    von dem Fahrzeug bzw. Ego-Fahrzeug Vo zu einem Fremdfahrzeug Vi bestimmt werden, indem Umfelddaten bzw. Bilddaten bzw. Videobilder ausgewertet werden. Auch diese relativen Positionen bestehen aus einer Spurabweichung s und einem KonDdenzwert k. Für jedes Element aus der Positionsmenge P
    Figure DE102018211326A1_0005
    ist dem Fahrzeug bzw. Ego-Fahrzeug Vo somit sowohl die relative Position des entsprechenden Fahrzeuges bzw. Fremdfahrzeuges zu dem Fahrzeug bzw. Ego-Fahrzeug V0 als auch dessen Eigenortung samt Kon⌷denz bekannt.
  • Basierend auf der Positionsmenge P
    Figure DE102018211326A1_0006
    wird die Ermittlungsmenge ε = {e1 = (s1,k1),..., en = (sn,kn) } der neuen Schätzungen für die Eigenortung berechnet, indem für jede Schätzung P V i ∈ P
    Figure DE102018211326A1_0007
    ein neuer Kandidat für die Eigenortung e i = ( s p u r ( P V 0 ) + s p u r ( P V i V 0 ) ,   k o n f ( P V 0 ) ⋅ k o n f ( P V i V 0 ) )
    Figure DE102018211326A1_0008
    berechnet wird. Aus der Ermittlungsmenge ε ∪ {PV o } kann in dem achten Block 436 die neue spurgenaue Eigenortung PV o berechnet werden, indem z. B. der durch den KonDdenzwert gewichtete Gravitationspunkt aller Elemente der Menge berechnet wird. An dieser Stelle sind jedoch auch andere Methoden zur Aggregation der Elemente aus der Menge ε ∪ {PV o } denkbar.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007054509 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren (300) zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (300) folgende Schritte aufweist: Durchführen (310) einer Eigenortung des Fahrzeugs (100) unter Verwendung einer Ortungseinrichtung (110) des Fahrzeugs (100), um eine vorläufige Position (153) des Fahrzeugs (100) zu erzeugen; Einlesen (320) eines Positionssignals (125), wobei das Positionssignal (125) eine Position eines Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205) repräsentiert; Ermitteln (330) einer Relativposition des Fahrzeugs (100) relativ zu dem Fremdfahrzeug (201, 202, 203, 204, 205) unter Verwendung des Positionssignals (125), um unter Verwendung der Eigenortung und der Relativposition die Position des Fahrzeugs (100) zu bestimmen.
  2. Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, mit einem Schritt (340) des Identifizierens des Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205) in von einem Umfeldsensor (130) des Fahrzeugs (100) bereitgestellten Umfelddaten (135) über ein Umfeld des Fahrzeugs (100), wobei im Schritt (330) des Ermittelns die Relativposition unter Verwendung des Positionssignals (125) ermittelt wird, wenn im Schritt (340) des Identifizierens das Fremdfahrzeug (201, 202, 203, 204, 205) in dem Umfeld des Fahrzeugs (100) identifiziert wird.
  3. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (320) des Einlesens ein weiteres Positionssignal (125) eingelesen wird, wobei das weitere Positionssignal (125) eine Position eines weiteren Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205) repräsentiert, wobei im Schritt (330) des Ermittelns eine weitere Relativposition des Fahrzeugs (100) relativ zu dem weiteren Fremdfahrzeug (201, 202, 203, 204, 205) unter Verwendung des weiteren Positionssignals (125) ermittelt wird, um die Position des Fahrzeugs (100) unter Verwendung der Eigenortung, der Relativposition und der weiteren Relativposition zu bestimmen.
  4. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (330) des Ermittelns eine Positionsmenge mit Positionen von identifizierten Fremdfahrzeugen (201, 202, 203, 204, 205) gebildet wird, die in von einem Umfeldsensor (130) des Fahrzeugs (100) bereitgestellten Umfelddaten (135) über ein Umfeld des Fahrzeugs (100) identifiziert sind, Relativpositionen des Fahrzeugs (100) relativ zu den identifizierten Fremdfahrzeugen (201, 202, 203, 204, 205) ermittelt werden, unter Verwendung der ermittelten Relativpositionen eine Ermittlungsmenge mit Schätzwerten für die Position des Fahrzeugs (100) gebildet wird, eine Aggregation der Elemente der Ermittlungsmenge durchgeführt wird und die Position des Fahrzeugs (100) unter Verwendung der Eigenortung und der Aggregation bestimmt wird.
  5. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die vorläufige Position des Fahrzeugs (100) und/oder die Position des Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205) einen zugeordneten Spurwert hinsichtlich einer befahrenen Spur (211, 212, 213, 214, 215) einer Fahrbahn (210) und einen zugeordneten Konfidenzwert aufweist.
  6. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (320) des Einlesens ein Positionssignal (125) eingelesen wird, das ein amtliches Kennzeichen des Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205), eine optisch identifizierbare Eigenschaft oder Nachricht des Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205) und/oder einen Betriebsparameter des Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205) zum eindeutigen Identifizieren des Fremdfahrzeugs (201, 202, 203, 204, 205) repräsentiert.
  7. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (350) des Ausgebens eines Positionssignals (153, 170) an eine Schnittstelle (120) zu mindestens einem Fremdfahrzeug (201, 202, 203, 204, 205) und/oder zu einer fahrzeugexternen Verarbeitungseinrichtung, wobei das Positionssignal (153, 170) die vorläufige Position des Fahrzeugs (100) oder die bestimmte Position des Fahrzeugs (100) repräsentiert.
  8. Vorrichtung (150), die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in entsprechenden Einheiten (152, 154, 156, 158, 160) auszuführen und/oder anzusteuern.
  9. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen und/oder anzusteuern.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.
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