DE102019133316A1

DE102019133316A1 - Determining a position of a vehicle

Info

Publication number: DE102019133316A1
Application number: DE102019133316.4A
Authority: DE
Inventors: Pascal Minnerup; Stephan Behrendt; Maxi Winter; Bernd Spanfelner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-10

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs umfasst Schritte des Abtastens mehrerer Quellen, die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs hinweisen; des Bestimmens einzelner Positionen jeweils auf der Basis einer der Quellen; des Bestimmen der Position des Fahrzeugs auf der Basis der einzelnen Positionen; des Bestimmens einer Abweichung der Informationen einer der Quellen von der bestimmten Position des Fahrzeugs; und des Bereitstellens eines Warnsignals, falls die Abweichung ein vorbestimmtes Maß übersteigt.A method for determining a position of a vehicle includes steps of sampling a plurality of sources each providing information indicative of the position of the vehicle; determining individual positions, each based on one of the sources; determining the position of the vehicle based on the individual positions; determining a deviation of the information from one of the sources from the determined position of the vehicle; and providing a warning signal if the deviation exceeds a predetermined amount.

Description

Die Erfindung betrifft die Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Absicherung der Bestimmung gegen mögliche Fehler.The invention relates to the determination of a position of a vehicle. In particular, the invention relates to the protection of the determination against possible errors.

Ein Fahrzeug kann einen Fahrassistenten aufweisen, der dazu eingerichtet ist, eine Längs- oder Quersteuerung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Beispielsweise kann ein Fahrspurassistent dazu eingerichtet sein, das Fahrzeug zwischen Fahrbahnmarkierungen zu halten. Die Markierungen können mittels einer Kamera abgetastet und automatisch erkannt werden.A vehicle can have a driver assistant that is set up to influence longitudinal or lateral control of the vehicle. For example, a lane assistant can be set up to hold the vehicle between lane markings. The markings can be scanned by a camera and recognized automatically.

Viele Fahrassistenten erfordern die Kenntnis einer genauen Position des Fahrzeugs. Die Position kann in Längs- und/oder Querrichtung bestimmt und bezüglich eines vorbestimmten Referenzpunkts ausgedrückt werden. Eine absolute geographische Position kann beispielsweise bezüglich eines vorbestimmten geodätischen Referenzsystems wie dem WGW84 bestimmt werden. Eine relative Position des Fahrzeugs kann beispielsweise in Querrichtung bezüglich einer erkannten Fahrspurmarkierung angegeben werden.Many driver assistants require knowledge of the exact location of the vehicle. The position can be determined in the longitudinal and / or transverse direction and expressed with respect to a predetermined reference point. An absolute geographical position can be determined, for example, with reference to a predetermined geodetic reference system such as the WGW84. A relative position of the vehicle can, for example, be specified in the transverse direction with respect to a recognized lane marking.

Die Bestimmung der Position des Fahrzeugs unterliegt üblicherweise einer Reihe von Fehlern und Ungenauigkeiten. Sensoren stellen beispielsweise verrauschte und/oder verfälschte Informationen bereit oder können gelegentlich ganz ausfallen. Unterschiedliche Messbedingungen oder komplexe Verarbeitungsheuristiken führen zu unterschiedlich genauen oder verlässlichen Bestimmungen. Wird das Fahrzeug auf der Basis einer solchermaßen bestimmten Position gesteuert, kann die Sicherheit des Fahrzeugs oder eines Insassen gefährdet sein.The determination of the position of the vehicle is usually subject to a number of errors and inaccuracies. For example, sensors provide noisy and / or falsified information or can occasionally fail completely. Different measurement conditions or complex processing heuristics lead to different precise or reliable determinations. If the vehicle is controlled on the basis of a position determined in this way, the safety of the vehicle or an occupant may be endangered.

Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Positionsbestimmung für ein Fahrzeug bereitzustellen. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.One object of the invention is to provide an improved position determination for a vehicle. The invention solves the problem by means of the subjects of the independent claims. Subclaims reproduce preferred embodiments.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs Schritte des Abtastens mehrerer Quellen, die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs hinweisen; des Bestimmens einzelner Positionen jeweils auf der Basis einer der Quellen; des Bestimmen der Position des Fahrzeugs auf der Basis der einzelnen Positionen; des Bestimmens einer Abweichung der Informationen einer der Quellen von der bestimmten Position des Fahrzeugs; und des Bereitstellens eines Warnsignals, falls die Abweichung ein vorbestimmtes Maß übersteigt.According to a first aspect of the present invention, a method for determining a position of a vehicle comprises steps of scanning a plurality of sources, each of which provides information indicative of the position of the vehicle; determining individual positions, each based on one of the sources; determining the position of the vehicle based on the individual positions; determining a deviation of the information from one of the sources from the determined position of the vehicle; and providing a warning signal if the deviation exceeds a predetermined amount.

Verfahrensgemäß kann die Bestimmung der Position unabhängig von der Bestimmung ihrer Plausibilität erfolgen. Die Plausibilität der Position oder einer einzelnen Position kann bestimmt werden, ohne eine Annahme über die Art der Bestimmung einer zu Grunde liegenden einzelnen Position zu machen. Dadurch können beliebige Arten der Bestimmung für die einzelnen Positionen oder die Position des Fahrzeugs verwendet werden. Insbesondere können auch Techniken angewandt werden, die nicht formal validiert werden können, beispielsweise weil sie Erfahrungswerte verwenden, eine Näherungslösung bereitstellen oder eine experimentelle Heuristik umfassen. Mittels der Erfindung kann bestimmt werden, ob die bestimmte Position einer vorbestimmten Qualitätsbedingung entspricht oder nicht. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob die bestimmte Position mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit in einem vorbestimmten Bereich um die tatsächliche Position liegt oder nicht. Das Signal kann darauf hinweisen, dass die vorbestimmte Wahrscheinlichkeit unterschritten wurde.According to the method, the position can be determined independently of the determination of its plausibility. The plausibility of the position or of an individual position can be determined without making an assumption about the type of determination of an underlying individual position. As a result, any type of determination can be used for the individual positions or the position of the vehicle. In particular, techniques can also be used that cannot be formally validated, for example because they use empirical values, provide an approximate solution or include an experimental heuristic. By means of the invention it can be determined whether or not the determined position corresponds to a predetermined quality condition. For example, it can be determined whether the determined position lies with a predetermined probability in a predetermined range around the actual position or not. The signal can indicate that the predetermined probability has not been exceeded.

Die Abweichung von Informationen von der bestimmten Position des Fahrzeugs kann erfolgen, indem die auf der Basis der Informationen bestimmte einzelne Position mit der Position des Fahrzeugs verglichen wird. In einer anderen Ausführungsform kann bestimmt werden, ob in wie weit die Informationen mit der bestimmten Position vereinbar sind, etwa in Form eines statistischen Parameters wie eines Residuums.The deviation of information from the determined position of the vehicle can take place in that the individual position determined on the basis of the information is compared with the position of the vehicle. In another embodiment it can be determined whether to what extent the information is compatible with the determined position, for example in the form of a statistical parameter such as a residual.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Informationen mehrerer Quellen bestimmt und das Warnsignal wird bereitgestellt, falls wenigstens eine der bestimmten Abweichungen ein ihr zugeordnetes vorbestimmtes Maß übersteigt. Dabei kann jeder Informationsquelle ein individuell vorbestimmtes Maß zugeordnet sein. Das Maß kann einen euklidischen Abstand zwischen einer bestimmten Position und einer Position des Kraftfahrzeugs umfassen. Es kann aber auch anders gebildet sein, beispielsweise auf der Basis einer Anzahl Fehlmessungen. Mittels eines LiDAR-Sensors können Messpunkte in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs abgetastet werden. Das Maß kann eine Anzahl oder einen Anteil bestimmter Messpunkte umfassen, die nicht mit vorliegenden Kartendaten vereinbar sind. Sollte beispielsweise ein Messpunkt an einer Stelle bestimmt werden, an der laut Kartendaten kein Objekt steht, so sind die Informationen miteinander unvereinbar. Zur Bestimmung dieses Maßes für eine Abweichung muss eine Position des Kraftfahrzeugs nicht bestimmt werden oder vorliegen. Andere Abweichungsmaße, die keine Positionsbestimmung erfordern, sind ebenfalls möglich.In a preferred embodiment, the information from a plurality of sources is determined and the warning signal is provided if at least one of the determined deviations exceeds a predetermined amount assigned to it. An individually predetermined amount can be assigned to each information source. The measure can include a Euclidean distance between a specific position and a position of the motor vehicle. However, it can also be formed differently, for example on the basis of a number of incorrect measurements. Using a LiDAR sensor, measuring points in the surroundings of the motor vehicle can be scanned. The measure can include a number or a proportion of specific measurement points that are not compatible with the available map data. If, for example, a measuring point is determined at a point where, according to the map data, there is no object, the information is incompatible with one another. To determine this measure for a deviation, a position of the motor vehicle does not have to be determined or available. Other deviation dimensions that do not require a position determination are also possible.

Durch die Absicherung der einzelnen bestimmten Positionen kann die bestimmte Position des Fahrzeugs praktisch beliebig sicher in einem vorbestimmten Fehlerbereich liegen. Wird die Position des Fahrzeugs etwa auf der Basis dreier einzelner Positionen bestimmt, und sind Maße für die Abweichungen einzelnen Positionen derart bestimmt, dass jeweils in nur einem von 100 Fällen eine einzelne Position bestimmt wird, die außerhalb eines vorbestimmten Fehlerbereichs liegt, aber nicht als fehlerhaft erkannt wird, so kann die bestimmte Position des Fahrzeugs in nur einem von 100 * 100 * 100 = 1 000 000 Fällen unerkannt außerhalb der vorbestimmten Genauigkeit liegen. Für diese Bestimmung wurde angenommen, dass Bestimmungen der Validität der einzelnen Positionen voneinander unabhängig sind. Insgesamt kann die Wahrscheinlichkeit für eine unbemerkte Fehlbestimmung so unwahrscheinlich gemacht werden, dass die Position mit einer Sicherheit bestimmt werden kann, die einer geforderten Gebrauchssicherheit genügt.By safeguarding the individual specific positions, the specific position of the vehicle can be practically as safe in a predetermined error range. If the position of the vehicle is determined on the basis of three individual positions, for example, and dimensions for the deviations in individual positions are determined in such a way that in only one out of 100 cases a single position is determined that is outside a predetermined error range, but not as defective is recognized, the determined position of the vehicle can lie outside of the predetermined accuracy in only one of 100 * 100 * 100 = 1,000,000 cases undetected. For this determination it was assumed that determinations of the validity of the individual positions are independent of one another. Overall, the probability of an unnoticed incorrect determination can be made so improbable that the position can be determined with a degree of certainty that satisfies a required safety of use.

Das Verfahren kann weiter verbessert werden, indem Posen anstelle von Positionen verwendet werden. Eine Pose umfasst eine Position und eine Ausrichtung. Die Position kann beispielsweise in kartesischen Koordinaten entlang eines Rechtssystems zweier oder dreier Achsen angegeben werden und die Ausrichtung als Drehwinkel um diese Achsen. Bevorzugt stellt wenigstens eine der Quellen Informationen bereitstellt, die auf eine Pose des Fahrzeugs hinweisen; wobei auf der Basis der bereitgestellten Informationen eine Pose des Fahrzeugs bestimmt wird; und die Abweichung der Informationen von der bestimmten Pose bestimmt wird.The method can be further improved by using poses instead of positions. A pose includes a position and an orientation. The position can, for example, be specified in Cartesian coordinates along a right system of two or three axes and the orientation as an angle of rotation around these axes. Preferably, at least one of the sources provides information that indicates a pose of the vehicle; wherein a pose of the vehicle is determined on the basis of the information provided; and the deviation of the information from the determined pose is determined.

Ein Maß, das zur Beurteilung einer Abweichung verwendet wird, kann in Abhängigkeit einer Fahrsituation des Fahrzeugs vorbestimmt sein. Die Fahrsituation kann beispielsweise eine Umgebung, eine befahrene Straßenklasse, einen Abstand zu einer Kreuzung oder Einmündung, eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Fahrzeugs betreffen. Das Maß kann auch in Abhängigkeit einer Fahrfunktion vorbestimmt sein, die auf der Basis der bestimmten Position des Fahrzeugs erfolgt. Die Fahrfunktion kann insbesondere eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs bewirken, etwa in Form eines Geschwindigkeitsassistenten oder eines Spurhalteassistenten.A measure that is used to assess a deviation can be predetermined as a function of a driving situation of the vehicle. The driving situation can relate, for example, to an environment, a road class being traveled on, a distance to an intersection or junction, a speed or acceleration of the vehicle. The amount can also be predetermined as a function of a driving function that takes place on the basis of the determined position of the vehicle. The driving function can in particular cause longitudinal and / or lateral control of the vehicle, for example in the form of a speed assistant or a lane departure warning assistant.

Beispielsweise kann das Maß für eine tolerierbare seitliche Abweichung der bestimmten Position des Fahrzeugs von einer tatsächlichen Position ca. 50 cm betragen, wenn das Fahrzeug im Bereich einer Autobahn gesteuert werden soll, und ca. 10 cm, wenn es sich zusätzlich im Bereich einer Autobahnausfahrt befindet. Das vorbestimmte Maß kann jeweils so groß wie die zulässige Abweichung sein oder auch kleiner.For example, the measure for a tolerable lateral deviation of the specific position of the vehicle from an actual position can be approx. 50 cm if the vehicle is to be controlled in the area of a motorway, and approx. 10 cm if it is also located in the area of a motorway exit . The predetermined dimension can in each case be as large as the permissible deviation or else smaller.

Die Bestimmung der Position kann auf der Basis von Informationen aus nur einer Quelle in Abhängigkeit von der bestimmten Abweichung der Informationen erfolgen. So kann die Bestimmung die zusätzliche Information berücksichtigen, wie gut die bestimmte Position (oder Pose) von einer mittels der anderen Quellen bestimmten Position (oder Pose) passt. Beispielsweise kann eine Messfrequenz erhöht werden, falls die Abweichung ansteigt. Die Bestimmung kann insbesondere neu initialisiert werden, wenn die Abweichung einen vorbestimmten Schwellenwert, insbesondere das vorbestimmte Maß, übersteigt.The position can be determined on the basis of information from only one source as a function of the determined deviation of the information. Thus, the determination can take into account the additional information as to how well the specific position (or pose) fits from a position (or pose) determined by means of the other sources. For example, a measurement frequency can be increased if the deviation increases. The determination can in particular be reinitialized if the deviation exceeds a predetermined threshold value, in particular the predetermined amount.

Eine Fahrfunktion des Fahrzeugs kann in Abhängigkeit der bestimmten Position und des Signals gesteuert werden. Die bestimmte Position kann dabei ein sicherheitsrelevanter Parameter des Fahrzeugs sein und sich in Längs- und/oder Querrichtung des Fahrzeugs bemessen. Das Fahrzeug umfasst bevorzugt einen Antriebsmotor und ist ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug kann in Längsrichtung zum Beispiel durch Beeinflussen des Antriebsmotors oder einer Bremseinrichtung gesteuert werden.A driving function of the vehicle can be controlled as a function of the specific position and the signal. The specific position can be a safety-relevant parameter of the vehicle and can be measured in the longitudinal and / or transverse direction of the vehicle. The vehicle preferably includes a drive motor and is a motor vehicle. The motor vehicle can be controlled in the longitudinal direction, for example, by influencing the drive motor or a braking device.

Eine einzelne Position kann auf der Basis einer der Quellen mittels maschinellem Lernen bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Bestimmung einer der einzelnen Positionen oder auch der Position des Fahrzeugs mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks oder einer anderen maschinell lernfähigen Systems erfolgen. Obwohl die Bestimmung in diesem Fall nicht formal validiert werden kann, kann die Erfindung eine Absicherung gegen Fehlbestimmung ermöglichen, welche den Einsatz des maschinellen Lernens auch in einem sicherheitsrelevanten Umfeld ermöglicht. Auch die Position des Fahrzeugs kann mittels maschinellen Lernens aus den einzelnen Positionen bestimmt werden.A single position can be provided based on one of the sources using machine learning. For example, one of the individual positions or the position of the vehicle can be determined by means of an artificial neural network or another machine-learning system. Although the determination cannot be formally validated in this case, the invention can provide protection against incorrect determination, which enables machine learning to be used even in a safety-relevant environment. The position of the vehicle can also be determined from the individual positions by means of machine learning.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs: mehrere Quellen, die jeweils Informationen bereitstellen, die auf die Position des Fahrzeugs hinweisen; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, einzelne Positionen jeweils auf der Basis einer der Quellen zu bestimmen, die Position des Fahrzeugs auf der Basis der einzelnen Positionen zu bestimmen, eine Abweichung der Informationen einer der Quellen von der bestimmten Position des Fahrzeugs zu bestimmen; und ein Warnsignal bereitzustellen, falls die Abweichung ein vorbestimmtes Maß übersteigt.According to a second aspect of the invention, an apparatus for determining a position of a vehicle comprises: a plurality of sources, each of which provides information indicative of the position of the vehicle; and a processing device. The processing device is set up to determine individual positions in each case on the basis of one of the sources, to determine the position of the vehicle on the basis of the individual positions, to determine a discrepancy between the information of one of the sources and the determined position of the vehicle; and provide a warning signal if the deviation exceeds a predetermined amount.

Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung 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.The processing device can be set up to carry out a method described herein in whole or in part. For this purpose, the processing device can comprise a programmable microcomputer or microcontroller and the method can be in the form of a computer program product with program code means. The Computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.

Es können auch unterschiedliche Verarbeitungseinrichtungen für genannte Bestimmungen verwendet werden, etwa eine dedizierte Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung einer der einzelnen Positionen, oder eine weitere Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs auf der Basis der einzelnen Positionen.Different processing devices can also be used for said determinations, for example a dedicated processing device for determining one of the individual positions, or a further processing device for determining the position of the vehicle on the basis of the individual positions.

Im Allgemeinen ist wenigstens eine der Quellen dazu eingerichtet, Informationen aus dem Umfeld des Fahrzeugs zu erheben und bereitzustellen. Eine Quelle kann insbesondere eine Kamera, eine Tiefenkamera, einen Radarsensor, einen LiDAR-Sensor oder einen ähnlichen Sensor umfassen. Ein Sensor arbeitet bevorzugt berührungslos, insbesondere optisch, und kann bildgebend sein.In general, at least one of the sources is set up to collect and provide information from the surroundings of the vehicle. A source can in particular comprise a camera, a depth camera, a radar sensor, a LiDAR sensor or a similar sensor. A sensor preferably works without contact, in particular optically, and can be imaging.

Eine der Quellen kann Informationen über eine optisch erkannte Fahrspurbegrenzung, einen optisch erkannten Orientierungspunkt oder ein optisch erkanntes Objekt bereitstellen. Beispielsweise kann eine Kamera zur Abtastung eines Umfelds des Fahrzeugs vorgesehen sein. In einem von der Kamera bereitgestellten Bild kann mittels einer ersten Verarbeitung eine Fahrspurbegrenzung erkannt werden, mittels einer zweiten Verarbeitung einen Orientierungspunkt und/oder mittels einer dritten Verarbeitung ein Objekt.One of the sources can provide information about an optically recognized lane delimitation, an optically recognized landmark or an optically recognized object. For example, a camera can be provided for scanning the surroundings of the vehicle. In an image provided by the camera, a lane delimitation can be recognized by means of a first processing, an orientation point by means of a second processing and / or an object by means of a third processing.

Eine der Quellen kann Informationen auf der Basis von empfangenen Signalen eines satellitengestützten Navigationssystems bereitstellen.One of the sources can provide information on the basis of signals received from a satellite-based navigation system.

Die Bestimmung der einzelnen Positionen kann bestimmte Informationen erfordern, die für mehrere oder alle Ansätze gleich sein können. Insbesondere kann die Vorrichtung ein Odometer zur Bereitstellung von Odometriedaten umfassen, wobei wenigstens eine der einzelnen Positionen auf der Basis von Odometriedaten bestimmt wird. Die Odometriedaten können eine erfolgte Bewegung bezüglich eines früher eingenommenen Punkts ausdrücken und beispielsweise auf der Basis von Signalen bestimmt werden, die von Drehratensensoren an Rädern des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Die Vorrichtung kann auch einen Kartenspeicher zur Bereitstellung von Kartendaten umfassen, wobei wenigstens eine der einzelnen Positionen auf der Basis der Kartendaten bestimmt wird. Die Kartendaten können insbesondere eine Position oder Ausrichtung eines Objekts, eines Orientierungspunkts (auch Landmarke genannt) oder einer Fahrstraße umfassen, auf der das Fahrzeug fahren kann.The determination of the individual positions can require certain information that can be the same for several or all approaches. In particular, the device can comprise an odometer for providing odometry data, at least one of the individual positions being determined on the basis of odometry data. The odometry data can express a movement that has taken place in relation to a previously occupied point and can be determined, for example, on the basis of signals that are provided by rotation rate sensors on the wheels of the vehicle. The device can also comprise a map memory for providing map data, at least one of the individual positions being determined on the basis of the map data. The map data can in particular include a position or orientation of an object, an orientation point (also called a landmark) or a route on which the vehicle can travel.

Nach einem weiteren Aspekt umfasst ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, eine hierin beschriebene Vorrichtung.According to a further aspect, a vehicle, in particular a motor vehicle, comprises a device described herein.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:

1 ein System; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

illustriert.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 a system; and
2 a flow chart of a method

illustrated.

1 zeigt ein System 100, das ein Fahrzeug 105, insbesondere ein Kraftfahrzeug 105, und eine Vorrichtung 110 umfasst, die an Bord des Kraftfahrzeugs 105 angebracht ist. Die Vorrichtung 110 umfasst wenigstens eine Quelle 115 zur Bereitstellung von Informationen, die auf eine Position und/oder Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 105 hinweisen. Wie später noch genauer ausgeführt wird, sind bevorzugt mehrere Quellen 115 vorgesehen. Eine Quelle 115 kann einen Sensor umfassen, der insbesondere zur Abtastung eines Umfelds des Kraftfahrzeugs 105 eingerichtet sein kann. Mehrere Quellen 115 können auch einen gemeinsamen Sensor verwenden. Der Sensor kann insbesondere eine Kamera, einen Radarsensor oder einen LiDAR-Sensor umfassen. Auch ein Empfänger für Signale eines bevorzugt satellitengestützten Navigationssystems kann als Sensor dienen. Bekannte solche Systeme umfassen GALILEO, GPS und GLONASS. Bestimmungen können jeweils auf der Basis von differenziellen Messungen (DGPS: differential GPS) verbessert werden. 1 shows a system 100 that is a vehicle 105 , especially a motor vehicle 105 , and a device 110 includes those on board the motor vehicle 105 is appropriate. The device 110 includes at least one source 115 for providing information relating to a position and / or orientation of the motor vehicle 105 Clues. As will be explained in more detail later, several sources are preferred 115 intended. A source 115 can include a sensor that is used in particular for scanning the surroundings of the motor vehicle 105 can be set up. Multiple sources 115 can also use a common sensor. The sensor can in particular comprise a camera, a radar sensor or a LiDAR sensor. A receiver for signals from a preferably satellite-based navigation system can also serve as a sensor. Known such systems include GALILEO, GPS and GLONASS. Determinations can be improved on the basis of differential measurements (DGPS: differential GPS).

Es ist weiterhin bevorzugt, dass jede Quelle 115 nur einen Sensor umfasst. Eine Verarbeitungseinrichtung 120 ist zur Verarbeitung von Informationen vorgesehen, die von der Quelle 115 bereitgestellt werden. Weiter kann eine Referenz 125 vorgesehen sein, die Informationen bereitstellt, die mehreren oder allen Quellen 115 zugeordnet sein können. Beispielsweise kann die Referenz 125 einen Kartenspeicher zur Bereitstellung von Kartendaten oder ein Odometer zur Bereitstellung von Odometriedaten umfassen. Die Verarbeitungsvorrichtung 120 kann mit einer Schnittstelle 130 verbunden sein.It is further preferred that any source 115 includes only one sensor. A processing facility 120 is intended to process information received from the source 115 to be provided. Next can be a reference 125 be provided that provides information to multiple or all sources 115 can be assigned. For example, the reference 125 a map memory for providing map data or an odometer for providing odometry data. The processing device 120 can with an interface 130 be connected.

Es wird vorgeschlagen, dass die Verarbeitungseinrichtung 120 dazu eingerichtet ist, auf der Basis von Informationen, die von verschiedenen Quellen 115 bereitgestellt werden, jeweils eine einzelne Position des Kraftfahrzeugs 105 zu bestimmen. Dazu kann sie Informationen der Referenz 125 verwenden. Auf der Basis der einzelnen Positionen bestimmt sie eine Position des Kraftfahrzeugs 105. Die bestimmte Position kann mittels der Schnittstelle 130 bereitgestellt werden. Außerdem ist die Verarbeitungseinrichtung 120 bevorzugt dazu eingerichtet, für die einzelnen Quellen 115 jeweils zu bestimmen, wie gut die bereitgestellten Informationen zur bestimmten Position passen. Ein Ergebnis dieser Bestimmung kann an zur Bestimmung der zugeordneten einzelnen Position, der Position des Kraftfahrzeugs 105 und/oder einer weiteren Größe verwendet werden. Sollten die Informationen weniger gut als ein vorbestimmtes Maß zur bestimmten Position passen, so kann die Verarbeitungseinrichtung 120 ein Signal bereitstellen, das über die Schnittstelle 130 bereitgestellt werden kann. Das Signal kann ausgegeben werden, wenn die Informationen einer von mehreren Quellen 115 schlechter als vorbestimmt zur bestimmten Position passen.It is proposed that the processing device 120 is set up based on information obtained from various sources 115 are provided, each a single position of the motor vehicle 105 to determine. To do this, it can use information of the reference 125 use. On the basis of the individual positions, it determines a position of the motor vehicle 105 . The specific position can be determined by means of the interface 130 to be provided. In addition, the processing facility is 120 preferably set up for each source 115 each to determine how well the information provided fits the particular position. A result of this determination can be used to determine the assigned individual position, the position of the motor vehicle 105 and / or another size can be used. If the information does not fit the specific position as well as a predetermined amount, the processing device can 120 provide a signal through the interface 130 can be provided. The signal can be output if the information is from one of several sources 115 fit the particular position worse than predetermined.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200, das insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs und vorzugsweise mittels einer Vorrichtung 110 ausgeführt werden kann. Das Verfahren 200 umfasst mehrere Funktionsblöcke 205, die nebenläufig zueinander ausgeführt werden können. Dazu können die gleichen oder voneinander verschiedene Elemente der Vorrichtung 110 verwendet werden. Obwohl beliebig viele Funktionsblöcke 205 gebildet werden können, liegt ihre Zahl an einem üblichen Kraftfahrzeug 105 allgemein bei ca. 2-4. 2 shows a flow chart of a method 200 , in particular on board a motor vehicle and preferably by means of a device 110 can be executed. The procedure 200 comprises several function blocks 205 that can be carried out in parallel to each other. The same or different elements of the device can be used for this 110 be used. Although any number of function blocks 205 can be formed, their number is due to a conventional motor vehicle 105 generally at approx. 2-4.

In einem Funktionsblock 205 stellt eine Quelle 115 Informationen bereit, die auf eine Pose des Kraftfahrzeugs 105 hinweisen. Eine Pose umfasst allgemein eine Position und eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 105. Im dreidimensionalen Raum kann eine Pose beispielsweise sechs Angaben umfassen. Obwohl die Erfindung auch auf der Basis einer Position oder einer Ausrichtung anstelle einer Pose ausgeführt werden könnte, ist im Folgenden von Posen die Rede.In a function block 205 represents a source 115 Information ready on a pose of the motor vehicle 105 Clues. A pose generally includes a position and an orientation of the motor vehicle 105 . In three-dimensional space, a pose can include six items of information, for example. Although the invention could be carried out on the basis of a position or an orientation instead of a pose, the following discussion will refer to poses.

In einem Schritt 210 wird auf der Basis der von der Quelle 115 bereitgestellten Informationen eine einzelne Pose bestimmt. Vorliegend wird von einer „einzelnen“ Pose gesprochen, wenn sie auf der Basis nur einer Quelle 115 bestimmt ist. Die Pose des Kraftfahrzeugs 105 hingegen ist auf der Basis mehrerer „einzelnen“ Posen bestimmt. Der Schritt 210 kann auf eine beliebige Weise durchgeführt werden und beispielsweise eine Mittelwertbildung, einen adaptiven Filter, ein physikalisches Modell des Kraftfahrzeugs 105 oder ein trainiertes neuronales Netzwerk umfassen. Die Bestimmung kann auf der Basis noch weiterer Informationen erfolgen, die von der Referenz 125 bereitgestellt sind. Der Schritt 210 kann auch rückgekoppelt sein und eine zuvor selbst bereitgestellte einzelne Pose verarbeiten.In one step 210 will be based on the from the source 115 information provided determines a single pose. In the present case, a “single” pose is used when it is based on only one source 115 is determined. The pose of the motor vehicle 105 however, is determined on the basis of several “individual” poses. The step 210 can be carried out in any way and for example averaging, an adaptive filter, a physical model of the motor vehicle 105 or comprise a trained neural network. The determination can be made based on further information obtained from the reference 125 are provided. The step 210 can also be fed back and process a previously self-provided individual pose.

Auf der Basis einer bestimmten Pose oder Position kann eine grundlegende Überprüfung erfolgen. Beispielsweise kann bestimmt werden, ob sich das Kraftfahrzeug 105 auf einer Fahrstraße befindet, auf der eine zu steuernde Fahrfunktion überhaupt angeboten wird. Beispielsweise kann eine Voraussetzung für das Verfolgen einer Fahrspur sein, dass die Fahrstraße eine Autobahn oder eine Schnellstraße umfasst. Eine solche Überprüfung kann auch mittels eines separaten Funktionsblocks erfolgen. Ist eine erforderliche Voraussetzung nicht erfüllt, so kann das Verfahren 200 terminieren.A basic check can be made based on a particular pose or position. For example, it can be determined whether the motor vehicle 105 is located on a route on which a driving function to be controlled is offered at all. For example, a prerequisite for following a lane may be that the route includes a freeway or an expressway. Such a check can also be carried out using a separate function block. If a required requirement is not met, the procedure can 200 terminate.

In einem Schritt 215 werden die im Schritt 210 verwendeten Informationen der Quelle 115 bewertet, indem geprüft wird, wie gut sie zu einer Position oder Pose des Fahrzeugs 105 passen. Diese Bestimmung kann auch Validieren genannt werden; der Schritt 215 kann mittels eines Validators durchgeführt werden. Die Pose des Fahrzeugs 105 wird auf der Basis bestimmter einzelner Posen bestimmt, wie unten genauer ausgeführt ist. Zur Bewertung kann ein Abstand bestimmt werden, der zwischen der einzelnen Pose und der Pose des Kraftfahrzeugs 105 liegt. Der Abstand kann für jeweils enthaltene Positionen einen euklidischen Abstand und für jeweils enthaltene Ausrichtungen einen zwischen ihnen liegenden Winkel umfassen. Der Abstand und der Winkel können zur Bildung einer kombinierten Kennzahl verwendet werden, um einen späteren Vergleich mit einem vorbestimmten Maß zu erleichtern. Das vorbestimmte Maß kann einem maximal tolerierbaren Fehler bei der bestimmten Pose entsprechen oder kleiner sein. Für jeden Funktionsblock 105 kann ein individuelles Maß vorbestimmt sein. Übersteigt der Abstand das vorbestimmte Maß, so kann ein Signal, insbesondere ein Warnsignal, an einen Schritt 225 bereitgestellt werden.In one step 215 will be in the crotch 210 used information from the source 115 rated by checking how well they relate to a position or pose of the vehicle 105 fit. This determination can also be called validation; the step 215 can be carried out using a validator. The pose of the vehicle 105 is determined based on certain individual poses, as detailed below. For the evaluation, a distance can be determined between the individual pose and the pose of the motor vehicle 105 lies. The distance can comprise a Euclidean distance for the positions contained in each case and an angle between them for the orientations contained in each case. The distance and the angle can be used to form a combined index in order to facilitate a later comparison with a predetermined measure. The predetermined amount can correspond to a maximum tolerable error in the particular pose or be smaller. For each function block 105 an individual measure can be predetermined. If the distance exceeds the predetermined amount, a signal, in particular a warning signal, can be sent to a step 225 to be provided.

Das vorbestimmte Maß kann in Abhängigkeit eines Fahrzustands und/oder einer Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt sein. Die Fahrfunktion kann insbesondere einen Fahrassistenten umfassen, der dazu eingerichtet ist, einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 105 zu entlasten oder zu unterstützen. Der Fahrassistent kann eine Längssteuerung und/oder eine Quersteuerung des Fahrzeugs 105 durchführen oder in eine davon bei Bedarf eingreifen. In einer Ausführungsform ist der Fahrassistent zur automatischen oder autonomen Führung des Kraftfahrzeugs 105 eingerichtet.The predetermined amount can be a function of a driving state and / or a driving function of the motor vehicle 105 be determined. The driving function can in particular include a driver assistant that is set up to act as a driver of the motor vehicle 105 to relieve or support. The driving assistant can have a longitudinal control and / or a lateral control of the vehicle 105 perform or intervene in one of them if necessary. In one embodiment, the driver assistant is for automatic or autonomous guidance of the motor vehicle 105 set up.

Sollte die einzelne Pose schlechter als vorbestimmt zur bestimmten Pose des Kraftfahrzeugs 105 passen, beispielsweise indem der Abstand das vorbestimmte Maß übersteigt, so kann ein Signal bereitgestellt werden, das in einem Schritt 220 ausgewertet werden kann. Außerdem kann die Bestimmung der Pose im Schritt 210 in Abhängigkeit der bestimmten Qualität, des bestimmten Abstands oder des bestimmten Signals erfolgen. Beispielsweise kann im Schritt 210 ein adaptiver Filter berechnet werden, der neu initialisiert werden kann, falls die durch den Filter bereitgestellte einzelne Pose mehr als vorbestimmt von der Pose des Kraftfahrzeugs 105 abweicht.Should the individual pose be worse than predetermined for the specific pose of the motor vehicle 105 fit, for example by the distance exceeding the predetermined amount, a signal can be provided that in one step 220 can be evaluated. It can also determine the pose in the crotch 210 take place as a function of the specific quality, the specific distance or the specific signal. For example, in step 210 an adaptive filter can be calculated, which can be re-initialized if the individual pose provided by the filter is more than predetermined from the pose of the motor vehicle 105 deviates.

In einem Schritt 220 wird die Pose des Kraftfahrzeugs 105 bestimmt. Dazu werden bevorzugt die in den Funktionsblöcken 105, insbesondere den Schritten 210, bestimmten einzelnen Posen miteinander kombiniert. Die Kombination kann alle bestimmten einzelnen Posen in der gleichen Weise oder individuell berücksichtigen. Beispielsweise können so einzelne Posen berücksichtigt werden, die auf der Basis verschiedener Verarbeitungen von Informationen desselben Sensors bestimmt sind. Einzelne Posen, bzw. ihnen zugrunde liegende Daten, die von einem der Schritte 215 als nicht vertrauenswürdig bestimmt wurden, können bei der Bestimmung der Pose des Kraftfahrzeugs 105 verworfen werden. Die bestimmte Pose des Kraftfahrzeugs 105 kann nach Außen bereitgestellt werden.In one step 220 becomes the pose of the motor vehicle 105 certainly. For this purpose, those in the function blocks are preferred 105 , especially the steps 210 , certain individual poses combined with each other. The combination can take into account all particular individual poses in the same way or individually. For example, individual poses can be taken into account, which are determined on the basis of different processing of information from the same sensor. Individual poses or underlying data from one of the steps 215 determined to be untrustworthy can help determine the pose of the motor vehicle 105 be discarded. The particular pose of the motor vehicle 105 can be provided to the outside.

In einem Schritt 225 können Validationssignale der Funktionsblöcke 205 ausgewertet werden. An der Schnittstelle 130 kann ein Signal, das auf eine möglicherweise nicht vertrauenswürdige bestimmte Pose des Kraftfahrzeugs 105 hinweist, auf der Basis eines oder mehrerer Signale aus Schritten 215 der Funktionsblöcke 105 bestimmt und bereitgestellt werden.In one step 225 can validation signals of the function blocks 205 be evaluated. At the interface 130 can be a signal pointing to a possibly untrustworthy particular pose of the motor vehicle 105 indicates on the basis of one or more signals from steps 215 the function blocks 105 determined and provided.

In einer Ausführungsform wird ein solches Signal an der Schnittstelle 130 bereits ausgegeben, wenn mindestens eine der bestimmten einzelnen Posen um mehr als das zugeordnete vorbestimmte Maß von der bestimmten Pose abweicht. Dies kann gleichbedeutend mit dem Vorliegen mindestens eines Warnsignals in einem der Schritte 215 sein.In one embodiment, such a signal is provided at the interface 130 already issued when at least one of the specific individual poses deviates from the specific pose by more than the assigned predetermined amount. This can be equivalent to the presence of at least one warning signal in one of the steps 215 be.

In einer anderen Ausführungsform kann ein Schritt 215 ein Warnsignal nicht nur bereitstellen oder nicht bereitstellen, sondern hat auch die Möglichkeit, keine Aussage zu einer bestimmte Pose zu treffen. Beispielsweise kann ein LiDAR-Sensor im Umfeld ein weiteres Fahrzeug abtasten, das mit keinem in einem Kartenspeicher vermerkten Objekt korreliert. In diesem Fall kann eine auf der Basis anderer Abtastungen des LiDAR-Sensors bestimmte einzelne Pose weder bestätigt noch angezweifelt werden. Eine Beurteilung der bestimmten einzelnen Pose im Schritt 215 kann in einem solchen Fall unterbleiben. In der Folge kann im Schritt 225 das Warnsignal an der Schnittstelle 130 nicht auf der Basis des fehlenden Signals bestimmt werden. Allerdings kann das Warnsignal noch gegeben werden, falls ein anderer Validator 215 Zweifel an der Vertrauenswürdigkeit einer zugeordneten einzelnen Pose bestimmt, oder zu wenige Validatoren 215 die Pose beurteilen. Sollte in keinem der Schritte 215 der Funktionsblöcke 205 eine Aussage zur Vertrauenswürdigkeit der betrachteten Daten gemacht worden sein, kann im Schritt 225 ebenfalls das Warnsignal ausgegeben werden.In another embodiment, a step 215 not only to provide or not to provide a warning signal, but also has the option of not making a statement about a particular pose. For example, a LiDAR sensor can scan another vehicle in the vicinity that does not correlate with any object noted in a map memory. In this case, an individual pose determined on the basis of other scans of the LiDAR sensor can neither be confirmed nor questioned. An assessment of the particular individual pose in the crotch 215 can be omitted in such a case. As a result, in step 225 the warning signal at the interface 130 cannot be determined based on the missing signal. However, the warning signal can still be given if another validator 215 Doubts about the trustworthiness of an assigned individual pose determined, or too few validators 215 judge the pose. Shouldn't be in any of the steps 215 the function blocks 205 a statement on the trustworthiness of the data viewed can be made in step 225 the warning signal will also be issued.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100: Systemsystem
105105: KraftfahrzeugMotor vehicle
110110: Vorrichtungcontraption
115115: Quelle, InformationsquelleSource, source of information
120120: VerarbeitungseinrichtungProcessing facility
125125: Referenzreference
130130: Schnittstelle interface
200200: VerfahrenProcedure
205205: FunktionsblockFunction block
210210: Pose bestimmenDetermine the pose
215215: Signal auswerten, validierenEvaluate and validate the signal
220220: Pose bestimmenDetermine the pose
225225: Signal bereitstellenProvide signal

Claims

Method (200) for determining a position of a vehicle (105), the method (200) comprising the following steps: - Scanning a plurality of sources (115), each providing information indicating the position of the vehicle (105); - Determining (210) individual positions in each case on the basis of one of the sources (115); - Determining (220) the position of the vehicle (105) on the basis of the individual positions; - determining (215) a deviation of the information from one of the sources (115) from the determined position of the vehicle (105); and - Providing (215) a warning signal if the deviation exceeds a predetermined amount.

Method (200) according to Claim 1 wherein deviations are determined for the information from a plurality of sources (115) and the warning signal is provided if at least one of the determined deviations exceeds a predetermined amount assigned to it.

Method (200) according to Claim 1 or 2 wherein at least one of the sources (115) provides information indicative of a pose of the vehicle (105), a pose including a position and an orientation of the vehicle (105); a pose of the vehicle (105) being determined on the basis of the information provided; and the deviation of the information from the determined pose is determined.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein a measure is predetermined as a function of a driving situation of the vehicle (105).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the determination of the position takes place on the basis of information from only one source (115) as a function of the determined deviation of the information.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein a driving function of the vehicle (105) is controlled as a function of the determined position and the signal.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the individual position is determined on the basis of one of the sources (115) by means of machine learning.

Device (110) for determining a position of a vehicle (105), the device (110) comprising: - A plurality of sources (115), each of which provides information that indicates the position of the vehicle (105); - a processing device which is set up to determine individual positions in each case on the basis of one of the sources (115), to determine the position of the vehicle (105) on the basis of the individual positions, a discrepancy in the information from one of the sources (115) from the determined position of the vehicle (105) to determine; and provide a warning signal if the deviation exceeds a predetermined amount.

Device (110) according to one of the preceding claims, wherein one of the sources (115) provides information about an optically recognized lane delimitation, an optically recognized landmark or an optically recognized object.

Device (110) according to one of the preceding claims, wherein one of the sources (115) provides information on the basis of received signals of a satellite-based navigation system.

Device (110) according to one of the preceding claims, further comprising an odometer for providing odometry data, at least one of the individual positions being determined on the basis of odometry data.

Device (110) according to one of the Claims 8 to 11 , further comprising a map memory for providing map data, wherein at least one of the individual positions is determined on the basis of map data.

Vehicle (105) comprising a device (110) according to one of Claims 8 to 12th .