DE102019119002A1 - Bestimmen einer Fahrspurbegrenzung - Google Patents

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Martin Liebner
Thomas Schutzmeier
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Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrspurmarkierung einer Fahrspur auf einer Fahrstraße umfasst Schritte des Bereitstellens von Abtastungen einer Fahrspurmarkierung; des Bildens eines Clusters mit Abtastungen, die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen; und des Bestimmens der Fahrspurmarkierung auf der Basis der Abtastungen des Clusters.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Erstellung von digitalem Kartenmaterial. Insbesondere betrifft die Erfindung die Erstellung von hochgenauem Kartenmaterial, das beispielsweise für die automatisierte Steuerung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden kann.
  • Ein Kraftfahrzeug kann auf einer Fahrstraße automatisch gesteuert werden. Dazu ist eine geographische Karte erforderlich, welche die Fahrstraße ausreichend genau abbildet. Um eine solche Karte anzulegen, können Beobachtungen von Kraftfahrzeugen, die auf der Fahrstraße fahren, herangezogen werden.
  • DE 10 2013 208 521 A1 schlägt vor, ein hochgenaues Straßenmodell auf der Basis von Fahrinformationen einer Flotte von Kraftfahrzeugen zu bestimmen.
  • Allerdings sind Abtastungen von nicht speziell dafür ausgestatteten Kraftfahrzeugen häufig ungenau oder unbekannten Fehlern unterworfen, sodass eine Verarbeitung schwierig sein kann. Eine Bestimmung von genauem Kartenmaterial, das beispielsweise mehrere Fahrspuren auf einer Fahrstraße unterscheidet, kann daher schwierig sein.
  • Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur verbesserten Bestimmung einer Fahrspur einer Fahrstraße, insbesondere zum Zweck der Erstellung einer hochgenauen geographischen Karte. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrspurmarkierung einer Fahrspur auf einer Fahrstraße Schritte des Bereitstellens von Abtastungen der Fahrspurmarkierung; des Bildens eines Clusters mit Abtastungen, die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen; und des Bestimmens der Fahrspurmarkierung auf der Basis der Abtastungen des Clusters.
  • Erfindungsgemäß kann das Problem der Bestimmung der Fahrspurmarkierung auf der Basis einer Vielzahl von Abtastungen verbessert gelöst werden. Eine bestimmte Fahrspurmarkierung kann zur Lokalisierung des Fahrzeugs verwendet werden. Auf der Basis einer bestimmten Fahrspurmarkierung können die Fahrspurbegrenzung und optional anschließend auch die Fahrspur bestimmt werden. Die Fahrspurbegrenzung kann insbesondere geometrisch oder auch auf der Basis der Abtastungen bestimmt werden. Die Fahrspur kann auf der Basis einer oder mehreren Fahrspurbegrenzungen bestimmt werden.
  • Durch die Bildung von Clustern können Ausreißer, die durch einen Messfehler oder Rauschen verursacht sein können, verbessert eliminiert werden. Mittels der Cluster kann das ursprüngliche Problem in Teilprobleme partitioniert werden, die dann einfacher gelöst werden können. Das Verfahren kann praktisch eine beliebige Vielzahl Abtastungen verarbeiten. Dadurch kann die Fahrspurmarkierung verbessert aktuell bestimmt und gegebenenfalls einer Steuerung eines Fahrzeugs zu Grunde gelegt werden. Bevorzugt wird auf der Basis der bestimmten Fahrspurmarkierung eine hochgenaue geographische Karte angelegt, die den Verlauf der Fahrspurmarkierung, der Fahrspurbegrenzung oder der Fahrspur reflektiert. So kann eine Flotte von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, dazu verwendet werden, eine hochgradig aktuelle Informationen über den Verlauf der Fahrspur bereitzustellen.
  • Die Abtastungen können insbesondere berührungslos, beispielsweise optisch, mittels Radar oder LiDAR aufgenommen werden. Ein entsprechender Sensor kann an einem üblichen Fahrzeug angebracht sein und betrieben werden, während das Fahrzeug einem anderen Primärzweck dient, beispielsweise dem Transport eines Gegenstands oder einer Person.
  • Eine Abtastung kann einem Cluster zugeordnet werden, falls ein gewichteter euklidischer Abstand zwischen der Abtastung und wenigstens einer anderen Abtastung des Clusters einen ersten Schwellenwert unterschreitet. Der gewichtete euklidische Abstand kann mit einem geringen Gewicht in Richtung der mittleren Orientierung zweier Abtastungen versehen sein.
  • Die Gewichtung erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit einer mittleren Orientierung der zwei betrachteten Abtastungen. So können in der Richtung der mittleren Orientierung, also einer vermuteten Verlaufsrichtung der Linie, auch größere Abstände zwischen Abtastungen überwunden werden. Bestandteile einer unterbrochenen Linie kann verbessert demselben Cluster zugeordnet werden. In einer anderen Richtung als der Orientierung, insbesondere quer zur Orientierung, kann hingegen eine Abtastung mit einem geringeren Abstand von der mittleren Orientierung bereits von einem Cluster ausgeschlossen werden. Diese Abtastung kann einem anderen Cluster zugeordnet oder als Messrauschen identifiziert werden.
  • Ein Cluster repräsentiert allgemein eine Gruppe von Elementen, die bestimmte Eigenschaften aufweisen, vorliegend wenn sie eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen. Dazu kann jeder Abtastung eine geographische Position zugeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Cluster mittels eines Algorithmus bestimmt, der als DBSCAN bekannt ist. Dabei kann der erste Schwellenwert in horizontaler und vertikaler Richtung unterschiedlich gewählt sein, und in horizontaler Richtung können unterschiedliche erste Schwellenwerte für eine Längsrichtung und eine Querrichtung unterschieden werden. Der erste Schwellenwert kann außerdem in Abhängigkeit einer Straßenklasse gewählt sein. Beispielsweise kann für einen Einsatz des Verfahrens auf einer Autobahn der erste Schwellenwert in vertikaler Richtung ca. 2,5 m, in Längsrichtung ca. 2,5 m und in Querrichtung ca. 0,9 m betragen. Zur Benutzung des DBSCAN Algorithmus kann auch noch ein weiteres Kriterium („minPts“) passend festgelegt werden. Der Schwellenwert kann auch in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit angepasst werden, mit der ein die Abtastungen durchführendes Fahrzeug die Fahrstrecke befährt.
  • Jeder Abtastung kann eine Orientierung zugeordnet sein, wobei die Abtastung nur dann einem Cluster zugeordnet werden kann, falls ein Winkel zwischen wenigstens einer der Orientierungen der Abtastung und der anderen Abtastung einen zweiten Schwellenwert unterschreitet. Der zweite Schwellenwert kann nach Art des ersten Schwellenwerts gewählt bzw. angepasst werden. Die Orientierung kann auf der Basis der Bewegung des abtastenden Fahrzeugs bestimmt sein. Hierin angegebene Kriterien zur Aufnahme einer Abtastung in einen Cluster können nacheinander durchgeführt werden, wobei die Abtastung verworfen werden kann, sobald ein nicht erfülltes Kriterium gefunden wurde („lazy execution“). Zur Verwendung mit dem bekannten DBSCAN Algorithmus können die unterschiedlichen Kriterien auch mittels einer Treppenfunktion miteinander gebündelt werden, sodass formal nur eine Vergleichsfunktion verwendet werden kann.
  • Die Orientierung einer Abtastung kann bezüglich ihrer Position und der Position einer zeitlich versetzt erfassten Abtastung bestimmt wird. Die Position einer Abtastung entspricht bevorzugt einer geographischen Position, an der eine Fahrspurmarkierung festgestellt wurde. Die Position kann auch eine Begrenzung der Fahrspurmarkierung betreffen. Die Position der Abtastung kann mittels eines Sensors auf der Basis einer Position des Sensors oder eines den Sensor tragenden Fahrzeugs bestimmt werden. Die Abtastungen erfolgen bevorzugt in einem festen zeitlichen Abstand, wobei zur Bestimmung der Orientierung jeweils Positionen unmittelbar benachbarter oder mittelbar benachbarter Abtastungen eines Sensors verwendet werden können. Zu einer Abtastung kann eine zeitlich vorangehende oder nachfolgende Abtastung zur Bestimmung der Orientierung verwendet werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung werden ein Mittelpunkts des Clusters bestimmt; die Abtastungen des Clusters in Bereiche unterschiedlicher euklidischer Abstände vom Mittelpunkts eingeteilt; ein Untercluster mit Abtastungen eines Bereichs gebildet, die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen; und ein Punkt der Fahrspurmarkierung als Mittelpunkt des Unterclusters bestimmt. Die Fahrspurmarkierung kann dann auf der Basis des Punkts bestimmt werden.
  • Die Bereiche liegen dabei bevorzugt aneinander angrenzend und sind disjunkt. Graphisch können die Bereiche durch konzentrische Bereichsgrenzen um den bestimmten Mittelpunkt visualisiert werden. Dabei können benachbarte Bereichsgrenzen jeweils den gleichen Abstand aufweisen. Anders ausgedrückt können die Bereichsgrenzen ganzzahlige Vielfache eines vorbestimmten Abstands vom Mittelpunkt aufweisen. Der Untercluster kann im Wesentlichen auf die gleiche Weise und mit den gleichen Variationsmöglichkeiten wie der Cluster bestimmt werden.
  • Auf der Basis der miteinander verbundenen Punkte kann die Fahrspurmarkierung bestimmt werden. Der Graph kann als Repräsentation der Fahrspurmarkierung weiter bearbeitet werden.
  • Insbesondere kann die bestimmte Fahrspurmarkierung geglättet werden. Das Glätten kann insbesondere in horizontaler Richtung erfolgen, weiter bevorzugt in Querrichtung der Bewegung des abtastenden Fahrzeugs. Zum Glätten kann ein bestimmter Punkt versetzt werden. Das Polygon kann in eine andere Linie umgewandelt werden, beispielsweise eine Bezierkurve oder einen Spline.
  • Bevorzugt werden die Verbindungen bezüglich mittleren Orientierungen bestimmter Punkte zwischen bestimmt. Durch Berücksichtigen der Orientierungen können die Verbindungen verbessert korrekt bestimmt werden. Die Orientierung eines Punkts kann als mittlere Orientierung bestimmt werden. Der bestimmte Punkt kann dann mit einer mittleren Pose bestimmt sein, also mit einer Kombination aus einer mittleren Position und einer mittleren Orientierung. Für die Bestimmung von Verbindungen ist besonders bevorzugt, dass in einer Richtung abnehmender Abstände vom Mittelpunkt des Clusters vorgegangen wird. Die miteinander verbundenen Punkte können einen Graphen, insbesondere ein Polygon bilden, das die Begrenzungslinie repräsentiert.
    Die bestimmte Fahrspurmarkierung kann auf der Basis von Erfahrungen, vorbestimmten Voraussetzungen oder beispielsweise legalen Vorgaben noch verbessert werden.
  • Die bestimmte Fahrspur kann derart angepasst werden, dass zwei zusammenführende oder sich aufteilende Abschnitte der Fahrspurmarkierung in einem Bereich gleichmäßiger Krümmung liegen. Anders ausgedrückt können Abschnitte von Fahrspurmarkierungen zum Beispiel sternförmig, Y-, X- oder T-förmig aufeinandertreffen, wenn beide im Schnittpunkt eine kontinuierliche Krümmung aufweisen. Eine kontinuierliche Krümmung liegt üblicherweise vor, wenn sich eine Krümmung in einem vorbestimmten Abschnitt weniger als ein vorbestimmtes Maß ändert.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die bestimmte Fahrspur derart angepasst werden, dass zwei zusammenführende oder sich aufteilende Abschnitte der Fahrspurmarkierung in einem Bereich liegen, in welchem die Krümmung der Fahrspur einen vorbestimmten dritten Schwellenwert nicht übersteigt.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Fahrspurmarkierung einer Fahrspur auf einer Fahrstraße eine Schnittstelle zur Erfassung von Abtastungen einer Fahrspurmarkierung der Fahrstraße; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, einen Cluster mit Abtastungen zu bilden, die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen; und die Fahrspurmarkierung auf der Basis der Abtastungen des Clusters zu bestimmen.
  • Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Es können auch mehrere Verarbeitungseinrichtungen vorgesehen sein, die an unterschiedlichen Orten angebracht sind und jeweils einen Teil des Verfahrens ausführen. Beispielsweise kann eine erste Verarbeitungseinrichtung an Bord eines die Fahrstraße befahrenden Fahrzeugs mit einem Sensor angeordnet sein, während eine zweite Verarbeitungseinrichtung als entfernte und insbesondere zentrale Stelle realisiert sein kann, beispielsweise als Server oder Dienst, optional in einer Cloud. Die Verarbeitungseinrichtung kann einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
  • Die Verarbeitungseinrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, Abtastungen zu erfassen, die von einer Vielzahl auf der Fahrstraße fahrender Fahrzeuge aus erfasst sind. Das betrifft insbesondere eine extern zu den Fahrzeugen angeordnete, zentrale Verarbeitungseinrichtung.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
    • 1 ein System;
    • 2 beispielhafte Abtastungen einer Fahrspurmarkierung einer Fahrstraße; und
    • 3 verarbeitete Abtastungen von Fahrspurmarkierungen illustriert.
  • 1 zeigt ein System 100, das ein Fahrzeug 105 mit einer Steuervorrichtung 110 und eine außerhalb des Fahrzeugs 105 angebrachte Stelle 115 umfasst. Das Fahrzeug 105 umfasst bevorzugt ein Landfahrzeug, weiter bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen. Das Fahrzeug 105 ist dazu eingerichtet, auf einer Fahrstraße 120 zu fahren, auf der eine Fahrspurmarkierung 125 angebracht ist, insbesondere um eine Fahrspur 130 zu begrenzen. Auf der Fahrstraße 120 können mehrere Fahrspuren 130 vorgesehen sein, die gleichen oder unterschiedlichen Fahrtrichtungen zugeordnet sein können. Die Fahrspurmarkierung 125 kann eine Fahrspur 130 in einer Längs- oder Querrichtung begrenzen. Die Fahrspurmarkierung 125 kann insbesondere Linien umfassen, die von unterschiedlichen Arten sein können. Beispielsweise können eine durchgezogene oder eine unterbrochene Linie, eine breite, unterbrochene Linie unterschieden werden. Eine Linie kann üblicherweise eine erste vorbestimmte Farbe aufweisen, beispielsweise Weiß oder Gelb, die durch eine Linie in einer anderen vorbestimmten Farbe, beispielsweise Gelb oder Grün, außer Kraft gesetzt werden kann. Eine quer zur Fahrspur 130 verlaufende Linie kann eine Haltelinie umfassen; mehrere Linien in Längsrichtung können einen Fußgängerüberweg kennzeichnen. Eine Sperrfläche kann mit einem Pfeil- oder Zickzack-Muster von Linien versehen sein. Außerdem kann eine Fahrspurmarkierung 125 einen Richtungspfeil oder einen Text bilden. Weitere Möglichkeiten können in lokalen oder nationalen Vorschriften geregelt sein.
  • Die Fahrspur 130 ist seitlich (lateral) üblicherweise durch eine linke oder rechte Fahrspurmarkierung 125 begrenzt. Eine Fahrspurbegrenzung kann jeweils eine Folge von Fahrspurmarkierungen 125 umfassen, die auf einer Linie liegen. Die Fahrspurbegrenzung kann im Bereich einer Lücke zwischen Fahrspurmarkierungen 125, insbesondere in Längsrichtung, stellenweise nicht sichtbar sein.
  • Die Vorrichtung 110 umfasst einen Sensor 135, eine Verarbeitungseinrichtung 140 und bevorzugt eine insbesondere drahtlose Schnittstelle 145. Optional kann ein Positionssensor 150 zur Bestimmung einer geographischen Position des Fahrzeugs 105 vorgesehen sein. Der Sensor 135 ist dazu eingerichtet, einen Bereich um, insbesondere vor oder hinter den Fahrzeug 105 abzutasten und eine Abtastung 155. Das Abtasten erfolgt bevorzugt berührungslos, beispielsweise mittels Licht, Radar oder LiDAR.
  • Einer Abtastung 155 ist eine geographische Position zugeordnet, die beispielsweise auf der Basis einer mittels der Positioniereinrichtung 150 bestimmten Position auf der Basis der Abtastung bestimmt werden kann. Die Position kann Komponenten in bis zu drei Raumrichtungen umfassen. Außerdem kann der Abtastung 155 eine Orientierung 160 zugeordnet sein, die eine Richtung angibt, in der sich das Fahrzeug 105 zum Zeitpunkt des Abtastens bewegt hat. Der Abtastung 155 können außerdem weitere Informationen zugeordnet sein, wie eine Fahrgeschwindigkeit, eine Straßenklasse, ein Hinweis auf das Fahrzeug 105 oder einen Zeitpunkt des Abtastens. Die Abtastung 155 kann einen geographischen Ort angeben, an dem eine Fahrspurmarkierung 125 erfasst wurde, oder einen Ort, an dem eine Begrenzung einer Fahrspurmarkierung 125 liegt.
  • Die Verarbeitungseinrichtung 140 ist bevorzugt dazu eingerichtet, alle charakterisierenden Informationen einer Abtastung 155 bereitzustellen und die Abtastung 155 mittels der Schnittstelle 145 an die Einrichtung 115 zu übermitteln. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Funktion der Stelle 115 aber im Wesentlichen auch durch die Verarbeitungseinrichtung 140 erbracht werden.
  • Die Stelle 115 umfasst eine insbesondere drahtlose Schnittstelle 165 zur Kommunikation mit dem Fahrzeug 105, eine Verarbeitungseinrichtung 170 und optional eine Speichervorrichtung 175. Die Stelle 115 ist dazu eingerichtet, auf der Basis einer Vielzahl Abtastungen 155 die Repräsentation der Fahrspurmarkierung 125 zu erzeugen, und weiter bevorzugt die Fahrspur 130 zu bestimmen. Die bestimmte Fahrspur 130 kann in einer Karte abgelegt werden. Die Karte kann zur Navigation der Steuerung eines Fahrzeugs 105 verwendet werden. Dazu kann die Karte oder eine Aktualisierungsinformation in das Fahrzeug 105 übertragen werden. Das gesteuerte Fahrzeug 105 kann zum autonomen Fahren eingerichtet sein.
  • 2 und 3 zeigen Illustrationen von Schritten eines Verfahrens 200 zur Bestimmung einer Fahrspur 130 einer Fahrstraße 120. Teile des Verfahrens 200 können jeweils in den Verarbeitungseinrichtungen 140, 170 bearbeitet werden, wobei unterschiedliche Aufteilungen von Aufgaben vorstellbar sind.
  • In einem Schritt 205 werden Abtastungen 155 der Fahrstraße 120 bereitgestellt. Exemplarisch ist eine Auffahrt auf eine dreispurige Autobahn 120 gezeigt. Die Abtastungen 155 können von einem oder mehreren die Fahrstraße 120 befahrenden Fahrzeugen 105 aus bestimmt sein. Abtastungen 155, die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen, werden in Cluster 210 eingeteilt. Dazu kann insbesondere der DBSCAN-Algorithmus oder eine ähnliche Vorgehensweise verwendet werden. Dadurch kann sichergestellt sein, dass unterschiedlich und auch unbekannt geformte Fahrspurmarkierungen 125 voneinander und von einer Umgebung unterschieden werden können, auch bei stark unterschiedlichen Formen oder Ausdehnungen, und selbst wenn relativ viele Ausreißer unter den Abtastungen 155 zu finden sind.
  • Eine Abtastung 155 kann einem Cluster 210 zugeordnet werden, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind, die bevorzugt nacheinander überprüft werden. Eine erste Bedingung kann lauten, dass eine Position der Abtastung 155 zu wenigstens einer der anderen Abtastungen des Clusters 210 einen vorbestimmten Maximalabstand aufweisen muss. Dazu kann insbesondere ein gewichteter euklidischer Abstand zwischen den Abtastungen 155 bestimmt werden. Eine zweite Bedingung kann lauten, dass Winkel zwischen Orientierungen 160 eines Clusters 210 ein vorbestimmtes Maß nicht übersteigen soll. Diese Maß kann beispielsweise ca. 5° betragen.
  • Ein Cluster 210 kann eine vorbestimmte Mindestanzahl (minPts) Kernobjekte und eine Anzahl Dichte-erreichbare Objekte umfassen. Die Kernobjekte erfüllen paarweise die vorbestimmte Dichte-Bedingung. Die Dichte-erreichbaren Objekte können zwar von einem Kernobjekt des Clusters 210 erreicht werden, sind aber selbst nicht dicht. Anschaulich können diese den Rand eines Clusters 210 bilden.
  • Auf der Basis mehrerer Cluster 210 kann bereits eine Fahrspur 130 bestimmt werden. Bevorzugt werden die Cluster 210 aber noch weiter verarbeitet, um die Fahrspur 130 genauer zu bestimmen.
  • In einem Schritt 215 wird bevorzugt für einen der Cluster 210 ein Mittelpunkt 220 oder ein anderer charakteristischer Punkt bestimmt. Zur Bestimmung des Mittelpunkts kann insbesondere auf der Basis der Abtastungen 155 des Clusters 210 ein geometrischer Schwerpunkt („Zentroid“) bestimmt werden. Diejenige Abtastung 155, die dem Zentroid am nächsten ist, kann als Mittelpunkt 220 verwendet werden. Bezüglich des Mittelpunkts 220 können Bereiche 225 bestimmt werden, wobei jedem Bereich 225 ein Abstandsbereich zum Mittelpunkt 220 zugeordnet ist. Die Abtastungen 155 eines Bereichs 225 liegen daher jeweils in einem vorbestimmten Abstandsintervall vom Mittelpunkt 220. Die Bereiche 225 grenzen bevorzugt aneinander an, sodass ihre Begrenzungen oder Intervallgrenzen graphisch als konzentrische Kreislinien um den Mittelpunkt 220 dargestellt werden können. Die Bereiche 225 können gleich große Intervalle aufweisen, sodass Abstände zwischen benachbarten Kreislinien jeweils gleich sind.
  • In der Darstellung von Schritt 215 ist einer Abtastung 155 wie in 1 in Längsrichtung eine horizontale Orientierung 160 zugeordnet; zusätzlich ist in Querrichtung eine vertikale Orientierung 160 dargestellt. In der Praxis kann eine dreidimensionale Orientierung 160 verwendet werden, die einen horizontalen und einen vertikalen Aspekt abdecken kann.
  • Abtastungen eines Bereichs 225 können dann in einem Schritt 230 in Untercluster 235 eingeteilt werden. Dabei kann beispielsweise wieder ein DBSCAN-Algorithmus mit einer geeigneten Dichte-Bedingung eingesetzt werden (vgl. oben). Für einen bestimmten Untercluster 235 kann auf eine beliebige Weise ein Mittelpunkt 240 bestimmt werden. Als Mittelpunkt 240 kann beispielsweise der geometrische Mittelpunkt (Zentroid) des Unterclusters 235 direkt verwendet werden, auch wenn dieser nicht mit einer Abtastung 155 zusammenfällt. Ein bestimmter Mittelpunkt 240 kann als Punkt 240 der Fahrspurmarkierung 125 aufgefasst werden.
  • In einem Schritt 245 kann ein Initialgraph bestimmt werden, indem Beziehungen zwischen den bestimmten Mittelpunkten 240 bestimmt werden. Es ist bevorzugt, dass dabei in einer Reihenfolge von Bereichen 225 mit abnehmender Entfernung vom Mittelpunkt 220 vorgegangen wird, also in der Darstellung bereichsweise von 3 von links nach rechts.
  • Folgende Fälle können unterschieden werden:
    • - ein Punkt 240 hat keinen folgenden Punkt 240;
    • - ein Punkt 240 hat keinen vorangehenden Punkt 240;
    • - Punkte 240 benachbarter Bereiche 225 werden 1:1 verbunden
    • - Punkte 240 benachbarter Bereiche 225 werden 1:n verbunden
    • - Punkte 240 benachbarter Bereiche 225 werden n:1 verbunden.
  • Zur Bestimmung, welcher der Fälle vorliegt, kann beispielsweise der Ungarische Algorithmus verwendet werden, der 1955 von H. W. Kuhn unter dem Titel „The Hungarian Method for the Assignment Problem“ in Naval Research Logistics Quarterly, Vol. 2, Nr. 12, Seiten 83-97 veröffentlicht wurde. In 3 ist der Initialgraph als Polygon über die Mittelpunkte 240 erkennbar.
  • In einem Schritt 250 kann der Initialgraph auf der Basis zusätzlichen Wissens verbessert werden. Insbesondere kann der Graph geglättet werden. Außerdem kann eine Zusammenführung oder Aufteilung von Linien zu einer Fahrspurmarkierung 125 nur in einem Bereich bestimmt werden, in welchem die Fahrspur eine im Wesentlichen gleichmäßige und/oder nicht zu große Krümmung aufweist.
  • Ein Graph 255 zeigt das Ergebnis der Bestimmung der Fahrspurmarkierung 125 im vorliegenden Fall. Auf dieser Basis kann im Folgenden eine Fahrspur 130 bestimmt werden. Die bestimmte Fahrspur 130 kann in eine insbesondere elektronische Karte aufgenommen werden, die einen Verlauf der Fahrspur 130 wiedergibt. Die Karte kann zur Navigation und/oder Steuerung eines Kraftfahrzeugs 105 verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    System
    105
    Kraftfahrzeug
    110
    Steuervorrichtung
    115
    Stelle
    120
    Fahrstraße
    125
    Fahrspurmarkierung
    130
    Fahrspur
    135
    Sensor
    140
    Verarbeitungseinrichtung
    145
    Schnittstelle
    150
    Positioniereinrichtung
    155
    Abtastung
    160
    Orientierung
    165
    Schnittstelle
    170
    Verarbeitungseinrichtung
    175
    Speichervorrichtung
    200
    Verfahren
    205
    erster Schritt
    210
    Cluster
    215
    zweiter Schritt
    220
    Mittelpunkt
    225
    Bereich
    230
    dritter Schritt
    235
    Untercluster
    240
    Punkt der Fahrbahnbegrenzung, Mittelpunkt
    245
    vierter Schritt
    250
    fünfter Schritt
    255
    Graph
  • 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 102013208521 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Verfahren (200) zum Bestimmen einer Fahrspurmarkierung einer Fahrspur (130) auf einer Fahrstraße (120), wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst: - Bereitstellen (205) von Abtastungen (155) einer Fahrspurmarkierung (125); - Bilden (205) eines Clusters (210) mit Abtastungen (155), die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen; und - Bestimmen (250) der Fahrspurmarkierung auf der Basis der Abtastungen (155) des Clusters (210).
  2. Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei eine Abtastung (155) einem Cluster (210) zugeordnet wird, falls ein gewichteter euklidischer Abstand zwischen der Abtastung (155) und wenigstens einer anderen Abtastung (155) des Clusters (210) einen ersten Schwellenwert unterschreitet.
  3. Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei jeder Abtastung (155) eine Orientierung (160) zugeordnet ist und die Abtastung (155) nur dann einem Cluster (210) zugeordnet wird, falls ein Winkel zwischen wenigstens einer der Orientierungen (160) der Abtastung (155) und der anderen Abtastung (155) einen zweiten Schwellenwert unterschreitet.
  4. Verfahren (200) nach Anspruch 3, wobei die Orientierung (160) einer Abtastung (155) bezüglich ihrer Position und der Position einer zeitlich versetzt erfassten Abtastung (155) bestimmt wird.
  5. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine zeitliche Abfolge von Abtastungen (155) von einem auf der Fahrstraße (120) fahrenden Fahrzeug (105) aus erfasst ist.
  6. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner folgende Schritte umfassend: - Bestimmen (215) eines Mittelpunkts des Clusters (210); - Einteilen (215) der Abtastungen (155) des Clusters (210) in Bereiche (225) unterschiedlicher euklidischer Abstände vom Mittelpunkts; - Bilden (230) eines Unterclusters (235) mit Abtastungen (155) eines Bereichs (225), die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen; und - Bestimmen (245) eines Punkts (240) der Fahrspurmarkierung (125) (130) als Mittelpunkt (240) des Unterclusters (235).
  7. Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei die Fahrspurmarkierung (125) auf der Basis von miteinander verbundenen Punkten (240) bestimmt wird.
  8. Verfahren (200) nach Anspruch 7, wobei ein aus miteinander verbundenen Punkten (240) bestehender Graph geglättet wird.
  9. Verfahren (200) nach Anspruch 7 oder 8, wobei Verbindungen zwischen bestimmten Punkten (240) bezüglich mittleren Orientierungen bestimmter Punkte (240) bestimmt werden.
  10. Verfahren (200) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die bestimmte Fahrspurmarkierung (125) derart angepasst wird, dass zwei zusammenführende oder sich aufteilende Abschnitte der Fahrspurmarkierung (125) nur in einem Bereich gleichmäßiger Krümmungen liegen.
  11. Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die bestimmte Fahrspurmarkierung (125) derart angepasst wird, dass zwei zusammenführende oder sich aufteilende Abschnitte der Fahrspurmarkierung (125) nur in einem Bereich liegen, in dem die Krümmung der Fahrspurmarkierung (125) einen vorbestimmten dritten Schwellenwert nicht übersteigt.
  12. Vorrichtung (110, 115) zur Bestimmung einer Fahrspurmarkierung (125) einer Fahrspur (130) auf einer Fahrstraße (120), wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: - eine Schnittstelle zur Erfassung von Abtastungen (155) der Fahrspurmarkierung (125); und - eine Verarbeitungseinrichtung (140, 170), die dazu eingerichtet ist, einen Cluster (210) mit Abtastungen (155) zu bilden, die eine vorbestimmte räumliche Dichte aufweisen; und die Fahrspurmarkierung (125) auf der Basis der Abtastungen (155) des Clusters (210) zu bestimmen.
  13. Vorrichtung (110, 115) nach Anspruch 12, wobei die Verarbeitungseinrichtung (170) dazu eingerichtet ist, Abtastungen (155) zu erfassen, die von einer Vielzahl auf der Fahrstraße (120) fahrender Fahrzeuge (105) aus erfasst sind.
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