DE102019104716A1

DE102019104716A1 - Lokalisierungstechnikauswahl

Info

Publication number: DE102019104716A1
Application number: DE102019104716.1A
Authority: DE
Inventors: Siddharth Agarwal; Ankit Girish Vora; Jakob Nikolaus HOELLERBAUER; Peng-Yu Chen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2019-08-29
Also published as: US10852146B2; CN110203192A; US20190265046A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Lokalisierungstechnikauswahl bereit. Ein System beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher speichert durch den Prozessor ausführbare Anweisungen zum Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet, zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik; und zum Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen die Fahrzeugnavigation und insbesondere das Bestimmen einer Fahrzeugposition unter Verwendung von Sensor- und Kartendaten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug, wie etwa ein autonomes oder halbautonomes Fahrzeug, kann zur Unterstützung der Navigation Daten von einem LIDAR-Sensor (Light Imaging Detection And Ranging sensor) verwenden. LIDAR-Sensoren können dazu verwendet werden, Punktwolkendaten zu generieren, d. h. eine Sammlung von Daten, die Punkte in drei Dimensionen beschreiben. Ferner kann ein autonomes Fahrzeug seine im Wesentlichen Echtzeit-LIDAR-Punktwolkendaten mit einer Karte eines Gebietes vergleichen, in welchem das Fahrzeug betrieben wird, um das Fahrzeug in diesem Gebiet zu orten und das Fahrzeug basierend auf der bestimmten Fahrzeugposition zu navigieren. Es sind verschiedene Techniken zum Orten des Fahrzeugs basierend auf den Kartendaten verfügbar. Das Problem besteht darin, diejenige Technik auszuwählen, die wahrscheinlich den effektivsten und/oder effizientesten Betrieb des Fahrzeugs bereitstellt.
KURZDARSTELLUNG
EINLEITUNG
Hierin ist ein System offenbart, das einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet. Der Speicher speichert durch den Prozessor ausführbare Anweisungen zum Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet, zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik und zum Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position.
Die Anweisungen können ferner Anweisungen beinhalten, um für jede Technik ein Verhältnis einer Anzahl von detektierten Merkmalen in dem Gebiet für die jeweilige Technik zu einer Anzahl von verfügbaren Merkmalen in der Karte des Gebietes für die jeweiligen Techniken zu bestimmen.
Die Anweisungen können ferner Anweisungen zum Auswählen der Technik mit einem höchsten Verhältnis beinhalten.
Die verfügbaren Merkmale können detektierbare Kanten auf einer Erdbodenfläche beinhalten, einschließlich einer Straßenbegrenzung, einer Form, eines Gradienten, eines Musters, eines Gebäudes, einer Brücke, einer Ampel, eines Leitpfostens und einer erhöhten Fahrbahnmarkierung.
Die Anweisungen können ferner Anweisungen zum Detektieren der Merkmale basierend auf empfangenen Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor beinhalten.
Die Vielzahl von Techniken kann ferner eine Intensitätskartographierung und eine Belegungsgitterkartographierung beinhalten.
Die Anweisungen können ferner Anweisungen zum Empfangen von Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor, zum Empfangen von Kartendaten gemäß der ausgewählten Technik und zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der empfangenen Karte und den empfangenen Daten beinhalten.
Die Anweisungen können ferner Anweisungen zum Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte und zum Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte, zum Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist, sowie zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten beinhalten.
Jede der Techniken kann Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten und einer Karte des Gebietes beinhalten.
Ferner ist in dieser Schrift ein Verfahren offenbart, das Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet, Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik sowie Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position beinhaltet.
Das Verfahren kann ferner für jede Technik Bestimmen eines Verhältnisses einer Anzahl von detektierten Merkmalen in dem Gebiet für die jeweilige Technik zu einer Anzahl von verfügbaren Merkmalen in der Karte des Gebietes für die jeweiligen Techniken beinhalten.
Das Verfahren kann ferner Auswählen der Technik mit einem höchsten Verhältnis beinhalten.
Die verfügbaren Merkmale können detektierbare Kanten auf einer Erdbodenfläche beinhalten, einschließlich einer Straßenbegrenzung, einer Form, eines Gradienten, eines Musters, eines Gebäudes, einer Brücke, einer Ampel, eines Leitpfostens und einer erhöhten Fahrbahnmarkierung.
Das Verfahren kann ferner Detektieren der Merkmale basierend auf empfangenen Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor beinhalten.
Die Vielzahl von Techniken kann ferner eine Intensitätskartographierung und eine Belegungsgitterkartographierung beinhalten.
Das Verfahren kann ferner Empfangen von Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor, Empfangen von Kartendaten gemäß der ausgewählten Technik und Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der empfangenen Karte und den empfangenen Daten beinhalten.
Das Verfahren kann ferner Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte und Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte, Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist, sowie Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten beinhalten.
Eine Technik kann Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten und einer Karte des Gebietes beinhalten.
Ferner ist in dieser Schrift ein System offenbart, das Mittel zum Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet, Mittel zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik sowie Mittel zum Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position beinhaltet.
Das System kann ferner Mittel zum Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte und Mittel zum Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte, Mittel zum Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist, sowie Mittel zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten beinhalten.
Ferner wird eine Rechenvorrichtung offenbart, die dazu programmiert ist, beliebige der vorstehenden Verfahrensschritte auszuführen.
Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt offenbart, das ein computerlesbares Medium umfasst, das durch einen Computerprozessor ausführbare Anweisungen speichert, um beliebige der vorstehenden Verfahrensschritte auszuführen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Gebietes.
2 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug.
3 zeigt eine Intensitätskarte des Gebietes aus 1.
4 zeigt eine Belegungsgitterkarte des Gebietes aus 1.
5 zeigt das Fahrzeug aus 1 in einer ersten Zone des Gebietes.
6 zeigt das Fahrzeug aus 1 in einer zweiten Zone des Gebietes.
7 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Auswählen einer Lokalisierungstechnik und zum Navigieren des Fahrzeugs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
SYSTEMELEMENTE
Die Navigation eines Landfahrzeugs kann auf Daten von einer dreidimensionalen (3D-)Karte eines Gebietes, in welchem das Fahrzeug betrieben wird, basieren. Ein Fahrzeugcomputer kann eine von mehreren Arten von Karten auswählen, um eine Fahrzeugposition in einem Gebiet zu bestimmen. Eine Technik zum Bestimmen der Fahrzeugposition wird gemäß einer Art der ausgewählten Karte ausgewählt. Das Fahrzeug 180 kann innerhalb des Gebietes gemäß der bestimmten Position navigiert werden. Der Fahrzeugcomputer kann die Kart und die Technik basierend auf von (einem) Fahrzeugsensor(en) empfangenen Daten und in der Karte bei einer aktuellen Fahrzeugposition verfügbaren Informationen auswählen. Zum Beispiel wählt der Computer in Abhängigkeit einer Überlappung zwischen einer Art von Informationen, welche die Fahrzeugsensoren bei dem aktuellen Gebiet des Fahrzeugs bereitstellen, und einer Art von Informationen, die in jeder der Karten für das aktuelle Gebiet beinhaltet sind, eine Karte zum Bestimmen der Fahrzeugposition aus.
1 veranschaulicht ein Fahrzeug 180, das in einem beispielhaften geographischen Gebiet 100 fährt. 1 ist eine Draufsicht auf das Gebiet 100, z. B. eine Darstellung eines Bildes, das durch eine Kamera über dem Erdboden aufgenommen wurde. Um ein Luft- oder Draufsichtbild eines Gebietes 100 aufzunehmen, kann eine Kamera an einem Satelliten, einem Flugzeug, einem Helikopter, unbemannten Luftfahrzeugen (oder Drohnen), einem Ballon, einem freistehenden Mast usw. montiert sein. Im Kontext dieser Offenbarung ist mit einem geografischen Gebiet 100 (oder einfach Gebiet 100) ein zweidimensionaler Bereich auf der Oberfläche der Erde gemeint. Begrenzungen oder Ränder eines Gebietes 100 können durch Koordinaten eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) definiert sein, z. B. als Scheitelpunkte eines dreieckigen oder rechteckigen Gebietes 100, eine Mitte eines kreisförmigen Gebietes 100 usw. Ein Gebiet 100 kann beliebige Abmessungen und/oder eine beliebige Form aufweisen, z. B. rechteckig, oval, kreisförmig, eine nicht geometrische Figur usw. Zum Beispiel kann ein Gebiet 100 eine Wohngegend, eine Ortschaft, einen Flughafen usw. beinhalten.
Ein Gebiet 100 kann Merkmale beinhalten, d. h. physische Kennzeichen, wie etwa (eine) Straße(n) 130, (einen) Kreisverkehr(e) 140, (ein) Gebäude 150, Straßenmarkierungen 160, Bäume oder andere Strukturen 170 und (eine) Kreuzung(en) 195. Eine Straße 130 kann von einer beliebigen Art von unbefestigter Straße 130 oder befestigter Straße 130, z. B. mit Beton, Asphalt, Teer usw. bedeckt, sein. Eine Straße 130 kann eine oder mehrere Fahrstreifen aufweisen. Eine Straße 130 kann in eine oder zwei Richtungen verlaufen. Ein Kreisverkehr 140 kann eine kreisförmige oder ovale Form aufweisen. Bei einer Kreuzung 195 kann es sich um eine Stelle handeln, an der sich zwei oder mehr Straßen kreuzen. Bei einer Straßenmarkierung 160 kann es sich um eine aus Metall, Kunststoff usw. gebildete erhöhte und/oder bündige Fahrbahnmarkierung, die auf einer Oberfläche der Straße 130 montiert und/oder darin eingebettet ist, und/oder um eine auf die Oberfläche der Straße 130 gemalte Markierung handeln. Eine Begrenzung (oder ein Rand) einer Straße 130 befindet sich dort, wo das Oberflächenmaterial einer Straße 130, z. B. Asphalt, endet. Im vorliegenden Kontext kann die Begrenzung 190 zusätzlich oder alternativ dazu ein oder mehrere physische Fahrbahnmerkmale, wie etwa eine Verkehrsschranke einschließlich Leitplankenbegrenzungen 190 aus Metall, eine oder mehrere Straßenmarkierungen 160, wie etwa (eine) aufgemalte Linie oder Linien usw., beinhalten. Ein Gebiet 100 kann eine beliebige Art von Strukturen 170 beinhalten, wie etwa (eine) Ampel(n), (eine) Brücke(n), usw., und/oder (eine) Vegetation(en), (einen) Hügel, (einen) Berg(e) usw.
1 zeigt beispielhafte Zonen 110A und 110B. Eine Zone 110A, 110B bezieht sich auf einen Abschnitt eines geographischen Gebietes 100, welcher der aktuellen Position des Fahrzeugs 180 zugeordnet ist, z. B. einen rechteckigen Bereich, dessen Mittelpunkt an der Position des Fahrzeugs 180 ausgerichtet ist. Somit bewegt sich eine Zone 110A, 110B, während sich das Fahrzeug 180 bewegt. Die Zonen 110A, 110B können feste Abmessungen, z. B. 100×100 Meter, und eine rechteckige, kreisförmige und/oder eine unregelmäßige Form usw. aufweisen. Somit zeigt 1 zwei beispielhafte Zonen 110A, 110B, bei denen die Begrenzungen der Zonen 110A, 110B basierend auf zwei unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs 180 innerhalb des Gebietes 100 veranschaulicht sind. Die Abmessungen oder Begrenzungen der entsprechenden Zonen 110A, 110B können basierend auf einem Sichtfeld von Sensoren 230 des Fahrzeugs 180 definiert sein, wie nachstehend unter Bezugnahme auf 5-6 erörtert. Im vorliegenden Kontext kann es sich bei einem Gebiet 100 um eine Wohngegend usw. handeln, wohingegen es sich bei einer Zone 110A, 110B um einen Abschnitt des Gebietes 100 handelt, der das Fahrzeug 180 umgibt und sich innerhalb eines Sichtfeldes der Sensoren 230 des Fahrzeugs 180 befindet, wie unter Bezugnahme auf 5-6 erörtert.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet ein beispielhaftes Fahrzeug 180 einen Computer 210, (einen) Aktor(en) 220, Sensoren 230, wie etwa einen (Light-Detection-and-Ranging-)LIDAR-Sensor 230, GPS-Sensor 230 usw., und andere Komponenten, wie etwa die hierin nachstehend erörterten. Ein Fahrzeug 180 kann auf eine Reihe von Arten angetrieben werden, z. B. einschließlich mit einem Elektromotor und/oder einer Brennkraftmaschine.
Der Computer 210 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher beinhaltet eine oder mehrere Formen von computerlesbaren Medien und speichert durch den Computer 210 ausführbare Anweisungen, um verschiedene Vorgänge durchzuführen, einschließlich solcher, die hierin offenbart sind.
Der Computer 210 kann das Fahrzeug 180 in einem autonomen, halbautonomen oder nicht autonomen Modus betreiben. Für die Zwecke dieser Offenbarung ist ein autonomer Modus als einer definiert, in dem jedes von Antrieb, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 180 durch den Computer 210 gesteuert wird; in einem halbautonomen Modus steuert der Computer 210 eines oder zwei von Antrieb, Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 180; in einem nicht autonomen Modus steuert ein menschlicher Fahrzeugführer den Antrieb, das Bremsen und das Lenken des Fahrzeugs.
Der Computer 210 kann Programmierung beinhalten, um eines oder mehrere von Bremsen, Antrieb (z. B. Steuerung der Beschleunigung in dem Fahrzeug 180 durch Steuern von einem oder mehreren von einer Brennkraftmaschine, einem Elektromotor, einem Hybridmotor usw.), Lenkung, Klimasteuerung, Innen- und/oder Außenleuchten usw. des Fahrzeugs zu betreiben, sowie um zu bestimmen, ob und wann der Computer 210 im Gegensatz zu einem menschlichen Fahrzeugführer derartige Vorgänge steuern soll.
Der Computer 210 kann mehr als einen Prozessor, z. B. Steuerungen oder dergleichen, die in dem Fahrzeug zum Überwachen und/oder Steuern unterschiedlicher Fahrzeugsteuerungen, z. B. einer Antriebsstrangsteuerung, einer Bremssteuerung, einer Lenkungssteuerung usw., beinhaltet sind, beinhalten oder kommunikativ mit diesen verbunden sein, z. B. über einen Fahrzeugkommunikationsbus, wie ausführlich nachstehend beschrieben. Der Computer 210 ist im Allgemeinen für Kommunikationen in einem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk, wie etwa einem Bus im Fahrzeug, wie etwa einem Controller Area Network (CAN) oder dergleichen, angeordnet.
Über das Fahrzeugnetzwerk kann der Computer 210 Nachrichten an verschiedene Vorrichtungen in dem Fahrzeug 180 übertragen und/oder Nachrichten von den verschiedenen Vorrichtungen, z. B. dem LIDAR-Sensor 230, den Aktoren 220 usw., empfangen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann in Fällen, bei denen der Computer 210 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, das Fahrzeugkommunikationsnetzwerkwerk für Kommunikationen zwischen Vorrichtungen verwendet werden, die in dieser Offenbarung als der Computer 210 dargestellt sind. Ferner können, wie nachstehend erwähnt, verschiedene Steuerungen und/oder Sensoren 230 dem Computer 210 Daten über das Kommunikationsnetzwerk des Fahrzeugs 180 bereitstellen.
Die Aktoren 220 des Fahrzeugs 180 können über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt sein, die unterschiedliche Fahrzeugteilsysteme gemäß geeigneten Steuersignalen, wie bekannt, betätigen können. Die Aktoren 220 können verwendet werden, um Bremsen, Beschleunigung und Lenkung des ersten Fahrzeugs 180 zu steuern. Als ein Beispiel kann der Computer 210 des Fahrzeugs 180 Steueranweisungen ausgeben, um die Aktoren 220 zu steuern.
Das Fahrzeug 180 kann einen oder mehrere LIDAR-Sensor(en) 230 beinhalten, der/die Daten bereitstellt/bereitstellen, die mindestens einen Teil eines Außenbereichs des Fahrzeugs 180 umschließen. Der LIDAR-Sensor 230 kann einen Prozessor beinhalten, der dazu programmiert ist, LIDAR-Daten über das Netzwerk des Fahrzeugs 180 zu übertragen. Die LIDAR-Daten können durch den Computer 210 des Fahrzeugs 180 von LIDAR-Sensoren 230 auf eine bekannte Weise empfangen werden, z. B. über ein Netzwerk des Fahrzeugs 180, wodurch die LIDAR-Daten in einem Speicher des Computers 210 gespeichert werden können. Die LIDAR-Daten können Koordinaten beinhalten, z. B. in einem 3-dimensionalen kartesischen Koordinatensystem. Die LIDAR-Daten können ferner andere Daten beinhalten, die zu anderen Objekten gehören, wie etwa Größe, relative Geschwindigkeit zu dem Host-Fahrzeug 180 usw. In einem in 2 gezeigten Beispiel kann ein LIDAR-Sensor 230 ein Gebiet 100 im Sichtfeld des LIDAR-Sensors 230, z. B. ein Gebiet 100 im Umkreis des Fahrzeugs 180, durch Aussenden von LIDAR-Strahlen, z. B. Laserstrahlen, abtasten und Reflexionen von den ausgesendeten LIDAR-Strahlen empfangen. Der LIDAR-Sensor 230 tastet ein Gebiet im Umkreis des Fahrzeugs 180 mit Lichtstrahlen ab und empfängt Reflexionen der ausgestrahlten Lichtstrahlen von Außenflächen der Merkmale, wie etwa der Strukturen 170 usw., und/oder von der Oberfläche der Straße 130. Somit können die LIDAR-Daten Positionskoordinaten von Punkten auf Außenflächen von Merkmalen, die eine Reflexion der emittierten Lichtstrahlen verursachen, beinhalten. Anders ausgedrückt können die Daten des LIDAR-Sensors 230 3D-Positionskoordinaten einer Vielzahl von Punkten innerhalb des Sichtfeldes des LIDAR-Sensors 230 beinhalten.
Darüber hinaus kann der Computer 210 dazu programmiert sein, über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk z. B. mit einem entfernten Computer zu kommunizieren. Das drahtlose Kommunikationsnetzwerk, zu dem ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug(F-zu-F)- und/oder ein Fahrzeug-zu-Infrastruktur(F-zu-I)-Kommunikationsnetzwerk gehören können, beinhaltet eine oder mehrere Strukturen, anhand derer die Fahrzeuge 180, der entfernte Computer usw. miteinander kommunizieren können, einschließlich einer beliebigen gewünschten Kombination aus drahtlosen (z. B. Mobilfunk-, drahtlosen, satellitgestützten, auf Mikrowellen und Funkfrequenz basierenden) Kommunikationsmechanismen und (einer) beliebigen gewünschten Netzwerktopologie (oder -topologien, wenn eine Vielzahl von Kommunikationsmechanismen genutzt wird). Zu beispielhaften F-zu-F- oder F-zu-I-Kommunikationsnetzwerken zählen Mobilfunk-, Bluetooth-, IEEE 802.11-, dedizierte Nahbereichskommunikations(Dedicated Short Range Communications - DSRC)- und/oder Weitverkehrsnetzwerke (Wide Area Networks - WAN), einschließlich des Internets, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
Die Navigation des Fahrzeugs 180 kann auf Kartendaten eines Gebietes 100, in welchem das Fahrzeug 180 betrieben wird, basieren. Ein Computer 210 des Fahrzeugs 180 kann eine Karte des Gebietes 100 dazu nutzen, eine Position des Fahrzeugs 180 zu bestimmen und/oder das Fahrzeug 180 innerhalb des Gebietes 100 zu navigieren. 3-4 veranschaulichen zwei unterschiedliche Arten von Karten für das beispielhafte Gebiet 100 aus 1. Wie nachstehend erörtert, können unterschiedliche Arten von Karten eines Gebietes 100 generiert werden, und der Computer 210 kann dazu programmiert sein, die Position des Fahrzeugs 180 unter Verwendung einer von einer Vielzahl von Techniken zu bestimmen, die mit der zum Lokalisieren des Fahrzeug 180 ausgewählten Art der Karte des Gebietes 100 übereinstimmt. Wie nachstehend erörtert, kann der Computer 210 dazu programmiert sein, unterschiedliche Berechnungstechniken basierend auf einer zum Lokalisieren des Fahrzeugs 180 ausgewählten Kartenart zu verwenden.
Bei einer Intensitätskarte 300, wie in 3 gezeigt, handelt es sich um eine Karte, die ein Gebiet 100 in einer zweidimensionalen (2D-)Ebene darstellt. Die Intensitätskarte 300 beinhaltet mehrere Zellen, die z. B. ein Gitter aus gleichgroßen Zellen bilden, und beinhaltet eine durchschnittliche Intensität für jede Zelle der Karte. Eine Zelle der Intensitätskarte 300 stellt einen Abschnitt der Erdbodenfläche dar. In einem Beispiel können die Zellenabmessungen einem Quadrat von 10×10 Zentimeter (cm) auf der Erdbodenfläche zugeordnet sein. Eine „Intensität“ einer Zelle kann durch einen numerischen Wert spezifiziert sein, z. B. als prozentualer Anteil, der eine physikalische Messung einer Helligkeit eines durch die jeweilige Zelle umschlossenen Gebietes darstellt. In einem Beispiel spezifiziert eine Intensität von 0 (null) % einen dunklen Punkt und bei einer Intensität von 100 % handelt es sich um eine helle Zelle auf der Intensitätskarte 300. Zusätzlich dazu kann eine Intensitätskarte 300 einen Standardabweichungswert für jede Zelle der Karte beinhalten. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, Merkmale basierend auf dem Intensitätswert und/oder der Standardabweichung von Zellen zu identifizieren.
Bei einer Belegungskarte 400, wie in 4 gezeigt, handelt es sich um eine Karte, die ein Gebiet 100 in einer 2D-Ebene darstellt. Die Belegungskarte 400 beinhaltet mehrere Zellen, z. B. in Form eines Gitters aus gleichgroßen Zellen, und jede Zelle ist einer Wahrscheinlichkeit, dass sie belegt ist, zugeordnet. „Belegt“ bedeutet im vorliegenden Kontext, dass ein Volumen oberhalb einer Zelle des Gebietes 100 auf der Erdbodenfläche durch ein physisches Objekt, z. B. ein Gebäude 150, eine Struktur oder einen Baum 170, eine Leitplankenbegrenzung 190, eine erhöhte Fahrbahnmarkierung 160 usw., belegt ist.
Wie vorstehend erörtert, kann der Computer 210 dazu programmiert sein, die Position des Fahrzeugs 180 basierend auf von dem/den Sensor(en) 230 des Fahrzeugs 180, z. B. dem LIDAR-Sensor 230, empfangenen Daten und einer Karte des Gebietes 100 unter Verwendung einer Lokalisierungstechnik zu bestimmen. „Lokalisierung“ des Fahrzeugs 180 bedeutet im vorliegenden Kontext Bestimmen der Position des Fahrzeugs 180. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 180 basierend auf unterschiedlichen Berechnungstechniken und den empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 zu lokalisieren. Wie vorstehend erörtert, gibt es unterschiedliche Arten von Karten, z. B. eine Intensitätskarte 300, eine Belegungskarte 400 usw. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 180 unter Verwendung einer Technik gemäß einer zur Lokalisierung ausgewählten Kartenart zu lokalisieren. Bei einer „Technik“, d. h. Lokalisierungstechnik, handelt es sich im vorliegenden Kontext um mindestens einen Satz von computerausführbaren Schritten zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs 180 basierend auf in der ausgewählten Karte 300, 400 beinhalteten Merkmalen und den von dem LIDAR-Sensor 230 empfangenen Daten.
Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, eine Lokalisierungstechnik aus einer Vielzahl von Techniken auszuwählen, um eine Position des Fahrzeugs 180 durch den Sensor 230 und Kartendaten zu identifizieren, die auf Merkmalen basieren, welche in den Daten des Sensors 230 von einem Gebiet 100, in dem sich das Fahrzeug 180 befindet, detektiert wurden. Der Computer 210 kann ferner dazu programmiert sein, die Position des Fahrzeugs 180 basierend auf der ausgewählten Technik zu bestimmen und das Fahrzeug 180 mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position zu navigieren.
Im vorliegenden Kontext beinhaltet ein „Merkmal“ physische Kennzeichen, wie etwa Kanten (z. B. eine Straßenbegrenzung 190, einen Blechschutz 190 usw.) auf einer Erdbodenfläche, eine Form (z. B. einer Struktur 170), eine Steigung (oder Neigung), ein Muster (z. B. eines Kreisverkehrs), ein Gebäude 150, eine Brücke, eine Ampel, einen Leitpfosten und eine erhöhte Fahrbahnmarkierung 160.
Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, Daten von einem Sensor 230 des Fahrzeugs 180, z. B. einem LIDAR-Sensor 230, einem Kamerasensor 230 usw., zu empfangen, Kartendaten gemäß einer ausgewählten Technik zu empfangen und die Position des Fahrzeugs 180 basierend auf der empfangenen Karte und den empfangenen Daten zu bestimmen. Eine Lokalisierungstechnik beinhaltet Bestimmen der Position des Fahrzeugs 180 basierend auf von einem Sensor 230 des Fahrzeugs 180 empfangenen Daten und einer Karte des Gebietes, z. B. einer Intensitätskarte 300, einer Belegungskarte 400 usw. Eine Lokalisierungstechnik mittels Intensitätskarte kann das Fahrzeug 180 basierend auf empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 und einer Intensitätskarte 300 des Gebietes 100 lokalisiert werden, wohingegen eine Lokalisierungstechnik mittels Belegungskarte das Fahrzeug 180 basierend auf dem empfangenen LIDAR-Sensor 230 und einer Belegungskarte 400 des Gebietes 100 lokalisieren kann. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, Kartendaten der aktuellen Zone gemäß der ausgewählten Lokalisierungstechnik zu empfangen durch (i) Empfangen von Daten einer Intensitätskarte 300 nach Auswahl der Lokalisierung basierend auf Daten der Intensitätskarte 300 oder (ii) Empfangen von Daten einer Belegungskarte 400 nach Auswahl der Lokalisierung basierend auf der Belegungskarte 400.
Wie nachstehend unter Bezugnahme auf 3-6 erörtert, kann jede der Lokalisierungstechniken auf einer unterschiedlichen Art von Merkmalen zum Lokalisieren des Fahrzeugs 180 basieren. Eine Technik lokalisiert das Fahrzeug 180 typischerweise basierend auf Merkmalen, die typischerweise in einer jeweiligen Kartenart detektierbar sind; z. B. lokalisiert eine Lokalisierung unter Verwendung einer Intensitätskarte 300 das Fahrzeug 180 basierend auf denjenigen Arten von Merkmalen, die sich typischerweise in einer Intensitätskarte 300 finden, z. B. runde Begrenzungen 190, Formen, Gradienten usw.
Unter Bezugnahme auf 3-6 wird eine Auswahl einer Lokalisierungstechnik für zwei beispielhafte Zonen 110A, 110B erörtert. 5-6 veranschaulichen beispielhafte Sichtfelder 500, 600 des Fahrzeugs 180. Zum Beispiel kann/können der/die LIDAR-Sensor(en) 230 des Fahrzeugs 180 Sichtfelder 500, 600 aufweisen, z. B. kreisförmige Bereiche mit einem Radius von 200 Meter, die an der Position des Fahrzeugs 180 mittig ausgerichtet sind. 5-6 veranschaulichen graphische Darstellungen von Daten, die von dem LIDAR-Sensor 230 des Fahrzeugs 180 empfangen wurden, in jedem der beispielhaften Sichtfelder 500, 600. In einem Beispiel können die Abmessungen der Zonen 110A, 110B basierend auf einer Form und/oder Abmessungen der Sichtfelder 500, 600 definiert sein. Zum Beispiel kann die Zone 110A, 110B des Fahrzeugs 180 im Wesentlichen dieselbe wie das Sichtfeld 500, 600 des Fahrzeugs 180 sein oder sich im Wesentlichen mit diesem überlappen. „Im Wesentlichen dieselbe oder sich überlappen“ bedeutet im vorliegenden Kontext, dass mindestens 70 % der Zone 110A, 110B durch das Sichtfeld 500, 600 abgedeckt sind.
Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, die Merkmale, z.B. die Strukturen 170, Straßenbegrenzungen 190, Muster usw., basierend auf den empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 und den Daten der ausgewählten Karte 300, 400 zu identifizieren. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, Merkmale, wie etwa die Straßenbegrenzungen 190 (siehe 5), z. B. Leitplanken, und Straßenmarkierungen 160, z.B. erhöhte Fahrbahnmarkierungen, zu detektieren. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, eine Belegungskarte 400 (siehe 4) basierend auf der Bestimmung, dass die in den empfangenen LIDAR-Daten detektierten Merkmale in der Belegungskarte 400 verfügbar sind, auszuwählen. Anders ausgedrückt kann der Computer 210 die Belegungskarte 400 auswählen, weil die Belegungskarte 400 Daten für die Merkmale bereitstellt, die auch durch die Sensoren 230 des Fahrzeugs 180 identifiziert werden können. In einem Beispiel kann der Computer 210 dazu programmiert sein, eine Karte 300, 400 auszuwählen, welche die höchste Anzahl von verfügbaren Merkmalen aufweist, die auch in den empfangenen Daten des Sensors 230 detektiert wurden. Verschiedene Auswahlverfahren werden hier im Anschluss erörtert.
Dass ein Merkmal in der Karte „verfügbar“ ist, bedeutet im vorliegenden Kontext, dass die Karte das Merkmal betreffende Daten, wie etwa Position, Abmessungen usw., beinhaltet. Zum Beispiel beinhaltet die Intensitätskarte 300 unter Umständen keine Position einer erhöhten Fahrbahnmarkierung 160. Somit können die Merkmale von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 160 in den Daten der Intensitätskarte 300 unter Umständen nicht verfügbar sein. In einem anderen Beispiel beinhaltet die Belegungskarte 400 unter Umständen keinen Gradienten, keine Muster usw. von Merkmalen einer Straße 130 und von Straßenbegrenzungen 190. Der Computer 210 bestimmt verfügbare Merkmale in der Karte 300, 400 basierend auf Informationen, die mindestens annähernde Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180 angeben, z.B. basierend auf Daten eines GPS-Sensors 230, Koppelungsdaten usw. Im vorliegenden Kontext bedeutet „annähernde Position“ Positionskoordinaten innerhalb eines Fehlerbereichs von bis zu 50 Meter. Unter Verwendung der Koppelung kann der Computer 210 dazu programmiert sein, die Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180 basierend auf kürzlich bestimmten Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180 und Änderungen der Geschwindigkeit und der Richtung des Fahrzeugs 180 seit der letzten Bestimmung einer Position des Fahrzeugs 180 zu bestimmen. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, ein Merkmal in einer Karte 300, 400 als „verfügbar“ zu bestimmen, nachdem das Merkmal basierend auf den in der Karte 300, 400 beinhalteten Daten detektiert wurde. Zum Beispiel kann der Computer 210 eine Brückenstruktur 170 als ein verfügbares Merkmal bestimmen, nachdem die Brückenstruktur 170 in den empfangenen Daten der Karte 300, 400 z. B. unter Verwendung von Erkennungstechniken detektiert wurde. Der Computer 210 kann die Brückenstruktur 170 basierend auf den empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 detektieren.
In einem anderen Beispiel, wie in 6 gezeigt, kann der Computer 210 dazu programmiert sein, ein Muster, z. B. eine Kurve der Straße 130, durch Detektieren von Straßenbegrenzungen 190 z. B. basierend auf einem Gradienten von Intensitätsänderungen zu detektieren und den Kreisverkehr 140 zu identifizieren. Ein Gradient von Intensitätsänderungen kann sich in dieser Schrift z. B. auf eine Änderung der Helligkeit beziehen, die sich aus einer Neigung des Erdbodens um und/oder in einer Mitte des Kreisverkehrs 140 ergibt. Unter Bezugnahme auf 3, 4 und 6 kann der Computer 210 dazu programmiert sein, die Intensitätskarte 300 auszuwählen, weil die in den Daten des LIDAR-Sensors 230 detektierten Merkmale in der Intensitätskarte 300 verfügbar sind. Der Computer 210 kann ferner dazu programmiert sein, das Fahrzeug 180 basierend auf den empfangenen Daten des Sensors 230 und der Intensitätskarte 300 zu lokalisieren.
Nun werden Beispiele dafür erörtert, wie der Computer 210 eine Karte 300, 400 auswählen kann, um das Fahrzeug 180 innerhalb einer Zone 110A, 110B zu lokalisieren. Als ein Beispiel kann der Computer 210 dazu programmiert sein, für jede Lokalisierungstechnik ein Verhältnis einer Anzahl von detektierten Merkmalen in dem Gebiet 100 für die jeweilige Technik zu einer Anzahl von verfügbaren Merkmalen in der Karte des Gebietes 100 für die jeweiligen Techniken zu bestimmen. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, eine aktuelle Zone 110A, 110B des Fahrzeugs 180 basierend auf z.B. Koppelung, Daten eines GPS-Sensors 230 usw. zu bestimmen und eine erste und eine zweite Anzahl af_i , af_o von jeweiligen verfügbaren Merkmalen in der Intensitätskarte 300 und der Belegungskarte 400 innerhalb einer aktuellen Zone 110A, 110B zu bestimmen. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, eine dritte und eine vierte Anzahl df_i , df_o von jeweiligen detektierten Merkmalen in der aktuellen Zone 110A, 110B, die in einer entsprechenden Intensitäts- und Belegungskarte 400 verfügbar sind, zu bestimmen. Somit bestimmt der Computer ein erstes und ein zweites Verhältnis r_i , r_o für die Intensitäts- und Belegungskartentechniken. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, eine Technik mit einem höchsten Verhältnis r_i , r_o auszuwählen. $r_{i} \frac{d f_{i}}{a f_{i}}$
$r_{o} \frac{d f_{o}}{a f_{o}}$
Im vorliegenden Kontext kann eine Anzahl von Merkmalen einer Anzahl von Zellen in der Karte, welche das Merkmal beinhalten, und/oder einer Anzahl von Zellen in den empfangenen Daten des Sensors 230, welche das Merkmal beinhalten, entsprechen. Zum Beispiel kann unter Bezugnahme auf 5 eine erhöhte Fahrbahnmarkierung 160 in 40 Zellen in der Karte und/oder den empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 unterteilt werden. Die Leitplankenstraßenmarkierung 190 innerhalb der Zone 110A kann in der Belegungskarte 400 beinhaltet sein und kann in 500 Zellen unterteilt werden. Anders ausgedrückt beinhaltet die Belegungskarte 400 40 Merkmale, die der erhöhten Fahrbahnmarkierung 160 zugeordnet sind, und 500 Merkmale, die der Straßenmarkierung 190 zugeordnet sind. Somit gilt $a f_{o} = 40 + 500 = 540$
Die empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 können 30 belegte Zellen bei der erhöhten Fahrbahnmarkierung 160 und 400 belegte Zellen bei der Leitplankenstraßenmarkierung 190 beinhalten. Unter Bezugnahme auf die Belegungskarte 400 kann es sich bei einer „belegten“ Zelle um eine Zelle handeln, bei der eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass sie belegt ist, einen Wahrscheinlichkeitsschwellenwert, z.B. 80 %, überschreitet. Der Computer 210 kann 30 Merkmale, die der erhöhten Fahrbahnmarkierung 160 zugeordnet sind, und 400 Merkmale, die der Straßenmarkierung 190 zugeordnet sind, detektieren. Somit gilt $d f_{o} = 30 + 400 = 430$
Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, das Verhältnis r_o wie nachstehend zu bestimmen: $r_{o} = \frac{d f_{o}}{a f_{o}} = \frac{430}{540} = 0,8$
Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, die Belegungskarte 400 nach dem Bestimmen, dass das Verhältnis r_o an der Position des Fahrzeugs 180 größer als das Verhältnis r_i ist, auszuwählen.
Typischerweise beinhalten die Daten des LIDAR-Sensors 230 dreidimensionale Positionskoordinaten von Punkten auf Flächen, z. B. einer Außenfläche eines Merkmals, wie etwa eines Baumes, einer Brücke, einer erhöhten Fahrbahn, eines Straßenbelags usw., wohingegen die empfangenen Daten der Intensitäts- und Belegungskarte 400 zweidimensionale Daten beinhalten. In einem Beispiel kann der Computer 210 dazu programmiert sein, eine Intensitäts- und/oder Belegungsdarstellung der aktuellen Zone 110A, 110B des Fahrzeugs 180 basierend auf den empfangenen dreidimensionalen Daten von dem LIDAR-Sensor 230 unter Verwendung bekannter Techniken zu generieren. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Computer 210 dazu programmiert sein, Daten von dem LIDAR-Sensor 230 in Form von zweidimensionalen Intensitäts- und/oder Belegungskarten 300, 400 zu empfangen.
Das Verhältnis r_i kann basierend auf der Intensitätskarte 300 und den empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 bestimmt werden. Im Kontext der Intensitätskarte 300 handelt es sich bei einer belegten Zelle um eine Zelle, bei der eine Intensität einen Intensitätsschwellenwert, z. B. 80 %, überschreitet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Computer 210 dazu programmiert sein, eine Anzahl von Merkmalen basierend auf der Gesamtheit des jeweiligen Merkmals zu bestimmen; z. B. zählt eine Brücke, ein Baum usw. als ein Merkmal, d. h. als ein einzelnes Merkmal.
Als ein anderes Beispiel kann der Computer 210 dazu programmiert sein, ein erstes Verhältnis einer ersten Anzahl von detektierten Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte und ein zweites Verhältnis einer zweiten Anzahl von detektierten Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte zu bestimmen. Der Computer 210 kann ferner dazu programmiert sein, die erste Lokalisierungstechnik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist, auszuwählen und die Position des Fahrzeugs 180 basierend auf der ersten Karte und den von einem Sensor 230 des Fahrzeugs 180 empfangenen Daten zu bestimmen.
In einem Beispiel beinhalten alle jeweiligen der Kartendaten eine Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren einer Position, die z. B. in einem Speicher des Computers 210 gespeichert ist. Somit kann der Computer 210 dazu programmiert sein, eine erste Mindestanzahl von verfügbaren Punkten (z. B. Zellen) in einer Intensitäts- und Belegungskarte 400 für eine aktuelle Zone 110A, 110B des Fahrzeugs 180 zu bestimmen. Wie vorstehend erörtert, kann der Computer 210 dazu programmiert sein, die Anzahl von detektieren Punkten basierend auf den empfangenen LIDAR-Daten zu bestimmen. Im vorliegenden Kontext können sich Punkte auf Zellen beziehen, z. B. auf Quadrate von 10×10 cm auf der Erdbodenfläche.
Nach der Auswahl einer Lokalisierungstechnik kann der Computer 210 dazu programmiert sein, die Position des Fahrzeugs 180 basierend auf der ausgewählten Technik zu bestimmen. Im vorliegenden Kontext wird die Technik zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs 180 basierend auf einer Intensitätskarte als „Intensitätskartographierung“ bezeichnet, wohingegen die Technik zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs 180 basierend auf einer Belegungsgitterkarte 400 als „Belegungsgitterkartographierung“ bezeichnet wird. Im vorliegenden Kontext beinhaltet eine Lokalisierungstechnik mathematische Techniken zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs 180 gemäß der ausgewählten Karte, z. B. der Intensitätskarte 300. Anders ausgedrückt kann der Computer 210 die Position des Fahrzeugs 180 basierend auf Merkmalen, die in den empfangenen Daten des Sensors 230 detektiert wurden, und den in der ausgewählten Karte beinhalteten Daten, welche den detektierten Merkmalen entsprechen, bestimmen. In einem Beispiel kann der Computer 210 dazu programmiert sein, drei oder mehr Merkmale in den empfangenen Daten des Sensors 230 zu identifizieren, die in den Daten der ausgewählten Karte beinhaltet sind. Zum Beispiel kann der Computer 210 dazu programmiert sein, Abstände zwischen dem Fahrzeug 180 und den detektierten Merkmalen basierend auf den empfangenen Daten des Sensors 230 zu bestimmen. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, Abstände zwischen den detektierten Merkmalen basierend auf Daten, die in den Daten der ausgewählten Karte beinhaltet sind, zu bestimmen. Der Computer 210 kann die Position des Fahrzeugs 180 z. B. unter Verwendung von Triangulationstechniken basierend auf den Abständen von dem Fahrzeug 180 zu den Merkmalen und den Abständen zwischen den Merkmalen bestimmen.
Zusätzlich dazu kann der Computer 210 dazu programmiert sein, eine Ausrichtung, z. B. Neigung, Wankbewegung usw., des Fahrzeugs 180 basierend auf den empfangenen Daten des Sensors 230 und den Kartendaten zu bestimmen. Die Neigung und Wankbewegung können jeweilige Winkel der Longitudinal- und Lateralachse A1, A2 des Fahrzeugs 180 relativ zum Erdboden beinhalten. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, Informationen zu speichern, die eine Ausrichtung der Sensoren 230, z. B. des LIDAR-Sensors 230, relativ zu dem Fahrzeug 180 beinhalten. Somit kann der Computer 210 dazu programmiert sein, eine Ausrichtung der Merkmale relativ zu dem Fahrzeug 180 z. B. basierend auf einem kartesischen zweidimensionalen Koordinatensystem mit einem Referenzpunkt innerhalb des Fahrzeugs 180 zu detektieren.
VERARBEITUNG
7 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 700 zum Auswählen einer Lokalisierungstechnik und zum Navigieren des Fahrzeugs 180. Der Computer 210 des Fahrzeugs 180 kann dazu programmiert sein, die Blöcke des Prozesses 700 auszuführen.
Der Prozess 700 beginnt in einem Block 710, in dem der Computer 210 annähernde Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180 empfängt. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, annähernde Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180 von einem GPS-Sensor 230 des Fahrzeugs 180 zu empfangen und/oder die annähernden Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180 unter Verwendung einer Koppelungstechnik zu bestimmen.
Als Nächstes empfängt der Computer 210 in einem Block 720 Daten der Karte 300, 400. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, Daten der Karte 300, 400 zu empfangen, die einem Gebiet 100 zugeordnet sind, das die annähernden Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180 umgibt, z. B. einem Gebiet 100 mit einem Radius von 500 Meter um die annähernden Positionskoordinaten.
Als Nächstes empfängt der Computer 210 in einem Block 730 Daten eines Sensors 230 des Fahrzeugs 180, z. B. Daten des LIDAR-Sensors 230.
Als Nächstes detektiert der Computer 210 in einem Block 740 Merkmale, z.B. Straßenbegrenzungen 190, Strukturen 170 usw., basierend auf den empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230.
Als Nächstes wählt der Computer 210 in einem Block 750 eine Lokalisierungstechnik basierend auf den von dem/den Sensor(en) 230 des Fahrzeugs 180 empfangenen Daten und den in den Karten 300, 400 verfügbaren Informationen aus. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, eine Karte 300, 400 auszuwählen, welche die höchste Anzahl von verfügbaren Merkmalen aufweist, die auch in den empfangenen Daten des Sensors 230 detektiert wurden.
Als Nächstes lokalisiert der Computer 210 in einem Block 760 das Fahrzeug 180 basierend auf der ausgewählten Lokalisierungstechnik. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 180 basierend auf den detektierten Merkmalen in den empfangenen Daten des LIDAR-Sensors 230 und der Karte 300, 400, die der ausgewählten Lokalisierungstechnik zugeordnet ist, zu lokalisieren, d. h. dessen Positionskoordinaten zu bestimmen.
Als Nächstes navigiert der Computer 210 in einem Block 770 das Fahrzeug 180 basierend auf den Positionskoordinaten des Fahrzeugs 180, die über die Lokalisierung des Fahrzeugs 180 bestimmt wurden. Der Computer 210 kann dazu programmiert sein, das Fahrzeug 180 durch Betätigen des Antriebs-, Lenkungs- und/oder Bremsbetriebs des Fahrzeugs 180 zu navigieren.
Im Anschluss an Block 770 endet der Prozess 700 oder kehrt alternativ dazu zu Block 710 zurück, auch wenn dies in 7 nicht gezeigt ist.
Rechenvorrichtungen, wie sie in dieser Schrift erörtert wurden, beinhalten im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehend identifizierten, und zum Ausführen von Blöcken oder Schritten vorstehend beschriebener Prozesse ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder ausgewertet werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt worden sind, einschließlich unter anderem und entweder für sich oder in Kombination Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch einer oder mehrere Prozesse, einschließlich eines oder mehrerer der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse, durchgeführt werden. Derartige Anweisungen und andere Daten können unter Verwendung einer Vielfalt an computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden. Eine Datei in der Rechenvorrichtung ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw., gespeichert ist.
Ein computerlesbares Medium beinhaltet ein beliebiges Medium, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch einen Computer ausgelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtiger Medien, flüchtiger Medien usw. Nichtflüchtige Medien beinhalten beispielsweise optische und magnetische Platten und anderen dauerhaften Speicher. Flüchtige Medien beinhalten dynamischen Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory - DRAM), der typischerweise einen Hauptspeicher darstellt. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten beispielsweise eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das von einem Rechner gelesen werden kann.
In Bezug auf die in dieser Schrift beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. versteht es sich, dass die Schritte derartiger Prozesse usw. zwar als gemäß einer bestimmten Abfolge erfolgend beschrieben wurden, derartige Prozesse jedoch so durchgeführt werden könnten, dass die beschriebenen Schritte in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden als in der in dieser Schrift beschriebenen Reihenfolge. Es versteht sich außerdem, dass bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte in dieser Schrift beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Anders ausgedrückt sind die Beschreibungen von Systemen und/oder Prozessen in der vorliegenden Schrift zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und sollten keinesfalls dahingehend ausgelegt werden, dass sie den offenbarten Gegenstand einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung, einschließlich der vorstehenden Beschreibung und der begleitenden Figuren und nachstehenden Patentansprüche, veranschaulichenden und nicht einschränkenden Charakters ist. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, bei denen es sich nicht um die bereitgestellten Beispiele handelt, werden dem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Der Schutzumfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung bestimmt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf Patentansprüche, die hier beigefügt sind und/oder in einer hierauf beruhenden, nicht vorläufigen Patentanmeldung enthalten sind, gemeinsam mit dem vollständigen Schutzumfang von Äquivalenten, zu denen derartige Patentansprüche berechtigt sind. Es wird erwartet und ist beabsichtigt, dass es hinsichtlich der in dieser Schrift erörterten Fachgebiete künftige Entwicklungen geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in derartige künftige Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt versteht es sich, dass der offenbarte Gegenstand modifiziert und variiert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System bereitgestellt, das einen Prozessor und einen Speicher aufweist, wobei der Speicher durch den Prozessor ausführbare Anweisungen zu Folgendem speichert: Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet; Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik; und Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen, um für jede Technik ein Verhältnis einer Anzahl von detektierten Merkmalen in dem Gebiet für die jeweilige Technik zu einer Anzahl von verfügbaren Merkmalen in der Karte des Gebietes für die jeweiligen Techniken zu bestimmen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen zum Auswählen der Technik mit einem höchsten Verhältnis.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die verfügbaren Merkmale detektierbare Kanten auf einer Erdbodenfläche, einschließlich einer Straßenbegrenzung, einer Form, eines Gradienten, eines Musters, eines Gebäudes, einer Brücke, einer Ampel, eines Leitpfostens und einer erhöhten Fahrbahnmarkierung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen zum Detektieren der Merkmale basierend auf empfangenen Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Vielzahl von Techniken eine Intensitätskartographierung und eine Belegungsgitterkartographierung.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen zu Folgendem: Empfangen von Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor; Empfangen von Kartendaten gemäß der ausgewählten Technik; und Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der empfangenen Karte und den empfangenen Daten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die Anweisungen ferner Anweisungen zu Folgendem: Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte; und Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte; Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist; sowie Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet jede der Techniken Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten und einer Karte des Gebietes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren: Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet; Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik; sowie Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen für jede Technik eines Verhältnisses einer Anzahl von detektierten Merkmalen in dem Gebiet für die jeweilige Technik zu einer Anzahl von verfügbaren Merkmalen in der Karte des Gebietes für die jeweiligen Techniken.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Auswählen der Technik mit einem höchsten Verhältnis.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die verfügbaren Merkmale detektierbare Kanten auf einer Erdbodenfläche, einschließlich einer Straßenbegrenzung, einer Form, eines Gradienten, eines Musters, eines Gebäudes, einer Brücke, einer Ampel, eines Leitpfostens und einer erhöhten Fahrbahnmarkierung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Detektieren der Merkmale basierend auf empfangenen Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Vielzahl von Techniken ferner eine Intensitätskartographierung und eine Belegungsgitterkartographierung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Empfangen von Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor; Empfangen von Kartendaten gemäß der ausgewählten Technik; und Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der empfangenen Karte und den empfangenen Daten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte; und Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte; Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist; sowie Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet eine Technik Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten und einer Karte des Gebietes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein System offenbart, das Folgendes aufweist: Mittel zum Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet; Mittel zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik; sowie Mittel zum Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte; und Mittel zum Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte; Mittel zum Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist; sowie Mittel zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten.

Claims

Verfahren, umfassend: Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet; Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik; und Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend für jede Technik Bestimmen eines Verhältnisses einer Anzahl von detektierten Merkmalen in dem Gebiet für die jeweilige Technik zu einer Anzahl von verfügbaren Merkmalen in der Karte des Gebietes für die jeweiligen Techniken.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Auswählen der Technik mit einem höchsten Verhältnis.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die verfügbaren Merkmale detektierbare Kanten auf einer Erdbodenfläche beinhalten, einschließlich einer Straßenbegrenzung, einer Form, eines Gradienten, eines Musters, eines Gebäudes, einer Brücke, einer Ampel, eines Leitpfostens und einer erhöhten Fahrbahnmarkierung.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Detektieren der Merkmale basierend auf empfangenen Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Techniken eine Intensitätskartographierung und eine Belegungsgitterkartographierung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Empfangen von Daten von mindestens einem von einem Fahrzeug-LIDAR-Sensor und einem Fahrzeugkamerasensor; Empfangen von Kartendaten gemäß der ausgewählten Technik; und Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der empfangenen Karte und den empfangenen Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte; und Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte; Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist, und Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Technik Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten und einer Karte des Gebietes beinhaltet.
Rechenvorrichtung, die dazu programmiert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 auszuführen.
Computerprogrammprodukt, umfassend ein computerlesbares Medium, in dem durch einen Computerprozessor ausführbare Anweisungen gespeichert sind, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 auszuführen.
Bodenfahrzeug, umfassend eine Rechenvorrichtung, die dazu programmiert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9 auszuführen.
System, umfassend: Mittel zum Auswählen einer Technik aus einer Vielzahl von Techniken zum Identifizieren einer Fahrzeugposition durch Sensor- und Kartendaten basierend auf Merkmalen, die in den Sensordaten eines Gebietes detektiert werden, in dem sich das Fahrzeug befindet; Mittel zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs basierend auf der ausgewählten Technik; und Mittel zum Navigieren des Fahrzeugs mindestens teilweise basierend auf der identifizierten Position.
System nach Anspruch 13, ferner umfassend: Mittel zum Bestimmen eines ersten Verhältnisses einer ersten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer ersten Karte basierend auf einer ersten Technik geteilt durch eine erste Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der ersten Karte; und Mittel zum Bestimmen eines zweiten Verhältnisses einer zweiten Anzahl von verfügbaren Punkten in einer zweiten Karte basierend auf einer zweiten Technik geteilt durch eine zweite Mindestanzahl von Punkten zum Detektieren der Position basierend auf der zweiten Karte; Mittel zum Auswählen der ersten Technik nach dem Bestimmen, dass das erste Verhältnis größer als das zweite Verhältnis ist; und Mittel zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs basierend auf der ersten Karte und den von einem Fahrzeugsensor empfangenen Daten.