DE102019200423A1 - Method for providing an integrity area of a parameter estimate - Google Patents

Method for providing an integrity area of a parameter estimate Download PDF

Info

Publication number
DE102019200423A1
DE102019200423A1 DE102019200423.7A DE102019200423A DE102019200423A1 DE 102019200423 A1 DE102019200423 A1 DE 102019200423A1 DE 102019200423 A DE102019200423 A DE 102019200423A DE 102019200423 A1 DE102019200423 A1 DE 102019200423A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
integrity
area
information
motor vehicle
parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019200423.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael BAUS
Marco Limberger
Thomas Friederichs
Thomas Ulrich
Jens Strobel
Sebastian Roith
Mohamed Ben Tahar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102019200423.7A priority Critical patent/DE102019200423A1/en
Priority to KR1020217025396A priority patent/KR20210108484A/en
Priority to PCT/EP2020/050019 priority patent/WO2020148099A1/en
Priority to CN202080009614.XA priority patent/CN113302452A/en
Publication of DE102019200423A1 publication Critical patent/DE102019200423A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/20Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Integritätsbereichs (1, 11) einer Parameterschätzung, wobei der Integritätsbereich den Bereich beschreibt, in dem ein geschätzter Parameter mit einer Mindestwahrscheinlichkeit liegt, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst:a) Ermitteln mindestens einer Integritätsinformation,b) Auswerten der in Schritt a) ermittelten, mindestens einen Integritätsinformation,c) Bereitstellen des Integritätsbereichs durch Ausgeben von mindestens zwei Informationen (2, 3, 12, 13), die eine nicht-rotationsinvariante Form (5, 15) beschreiben.The invention relates to a method for providing an integrity area (1, 11) of a parameter estimate, the integrity area describing the area in which an estimated parameter with a minimum probability lies, the method comprising at least the following steps: a) determining at least one piece of integrity information, b ) Evaluating the at least one piece of integrity information determined in step a), c) Providing the integrity area by outputting at least two pieces of information (2, 3, 12, 13) that describe a non-rotationally invariant form (5, 15).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Integritätsbereichs einer Parameterschätzung, ein Computerprogramm, ein maschinenlesbares Speichermedium sowie ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung ist insbesondere geeignet beim autonomen Fahren zur Anwendung zu kommen.The invention relates to a method for providing an integrity area of a parameter estimate, a computer program, a machine-readable storage medium and a control device for a motor vehicle. The invention is particularly suitable for use in autonomous driving.

Stand der TechnikState of the art

Eine der wichtigsten Herausforderungen für ein autonomes Fahren ist die möglichst genaue und zuverlässige Bestimmung der Eigenposition des autonomen Fahrzeugs. Das autonome Fahrzeug verfügt in der Regel über Sensoren, wie beispielsweise Inertialsensoren, Radsensoren, Umgebungssensoren, GNSS-Sensoren, optische und/oder akustische Sensoren, mittels welcher das Fahrzeug seine Eigenposition schätzen kann. In diesem Zusammenhang ist es hilfreich, wenn zu einer ermittelten Eigenposition auch eine Information über deren (zu erwartende) Schätzgenauigkeit ausgegeben wird. In diesem Zusammenhang kann zum Beispiel die Konfidenz der ermittelten Eigenposition durch ein sogenanntes „Protection Level“ (kurz: „PL“) dargestellt werden. Das PL kann dabei eine statistische Fehlergrenze beschreiben, deren Berechnung in der Regel auf statistischen Überlegungen und ggf. zusätzlich auf einer geeigneten Abstimmung der Schätzalgorithmen basiert.One of the most important challenges for autonomous driving is the most accurate and reliable determination of the autonomous vehicle's own position. The autonomous vehicle generally has sensors, such as, for example, inertial sensors, wheel sensors, environmental sensors, GNSS sensors, optical and / or acoustic sensors, by means of which the vehicle can estimate its own position. In this context, it is helpful if information about its (expected) estimation accuracy is also output for a determined own position. In this context, for example, the confidence of the determined own position can be represented by a so-called "Protection Level" (short: "PL"). The PL can describe a statistical error limit, the calculation of which is generally based on statistical considerations and, if necessary, additionally on a suitable coordination of the estimation algorithms.

Insbesondere in der Luftfahrt ist das Konzept der Bereitstellung des Protection Levels verbreitet. Die dabei entwickelten Lösungen sind jedoch auf den Anwendungsbereich des autonomen Fahrens nicht ohne weiteres übertragbar. Insbesondere stellen zum Beispiel Häuserschluchten und deren Beeinflussung von Satellitensignalen Probleme dar, die bei Luftfahrtanwendungen nicht auftreten. Darüber hinaus spielt bei Luftfahrtanwendungen die Ausrichtung des Luftfahrzeugs (insbesondere die Ausrichtung des Luftfahrzeuges in einem globalen Koordinatensystem) für die Lokalisierung des Luftfahrzeugs in der Regel keine Rolle. Es sind daher verbesserte Methoden zur Berechnung eines möglichst zuverlässigen Protection Levels wünschenswert, die insbesondere auch in schwierigen Umgebungen, wie beispielsweise in städtischen Gebieten zuverlässige Ergebnisse liefern können.The concept of providing the protection level is particularly widespread in aviation. However, the solutions developed here are not readily transferable to the field of application of autonomous driving. In particular, house canyons and their influence on satellite signals represent problems that do not occur in aviation applications. In addition, in aircraft applications, the orientation of the aircraft (in particular the orientation of the aircraft in a global coordinate system) is generally not important for the location of the aircraft. Improved methods for calculating a protection level that is as reliable as possible are therefore desirable, which can deliver reliable results especially in difficult environments, such as in urban areas.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Hier vorgeschlagen wird gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Bereitstellen eines Integritätsbereichs einer Parameterschätzung, wobei der Integritätsbereich den Bereich beschreibt, in dem ein geschätzter Parameter mit einer Mindestwahrscheinlichkeit liegt, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst:

  1. a) Ermitteln mindestens einer Integritätsinformation,
  2. b) Auswerten der in Schritt a) ermittelten, mindestens einen Integritätsinformation,
  3. c) Bereitstellen des Integritätsbereichs durch Ausgeben von mindestens zwei Informationen, die eine nicht-rotationsinvariante Form beschreiben.
Here, according to claim 1, a method for providing an integrity area of a parameter estimate is proposed, the integrity area describing the area in which an estimated parameter with a minimum probability lies, the method comprising at least the following steps:
  1. a) determining at least one piece of integrity information,
  2. b) evaluating the at least one piece of integrity information determined in step a),
  3. c) Providing the integrity area by outputting at least two pieces of information that describe a non-rotation-invariant form.

Die Schritte a), b) und c) werden insbesondere in der angegebenen Reihenfolge nacheinander durchgeführt. Die hier vorgeschlagene Lösung erlaubt in vorteilhafter Weise, dass der Integritätsbereich richtungsabhängig, insbesondere in Abhängigkeit bzw. in Relation zu der Ausrichtung bzw. Orientierung eines Kraftfahrzeugs (für welches, zu dem oder in dem die Parameterschätzung durchgeführt wird) bereitzustellen. Mit der Ausrichtung bzw. der Orientierung ist hier insbesondere die Ausrichtung und/oder Orientierung in einem globalen Koordinatensystem gemeint. Dies bietet insbesondere eine merkliche Verbesserung gegenüber einem nur kreisförmig bereitgestellten Integritätsbereich.Steps a), b) and c) are carried out in particular in the order given. The solution proposed here advantageously allows the integrity area to be made available depending on the direction, in particular depending on or in relation to the orientation or orientation of a motor vehicle (for which, for or in which the parameter estimation is carried out). The alignment or orientation here means in particular the alignment and / or orientation in a global coordinate system. In particular, this offers a noticeable improvement over an integrity area that is only provided in a circle.

Der Integritätsbereich beschreibt den Bereich, in dem ein geschätzter Parameter(-wert) mit einer Mindestwahrscheinlichkeit (tatsächlich) liegt. Der geschätzte Parameter(-wert) beschreibt dabei grundsätzlich ein (einzelnes, insbesondere momentanes) Schätzergebnis der Parameterschätzung. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass der Integritätsbereich den Bereich beschreibt, in dem ein realer bzw. tatsächlicher Wert eines geschätzten Parameters mit einer Mindestwahrscheinlichkeit liegt. Ein solcher Integritätsbereich kann auch als sogenanntes „Protection Level“ bezeichnet werden.The integrity area describes the area in which an estimated parameter (value) with a minimum probability (actually) lies. The estimated parameter (value) basically describes an (individual, in particular momentary) estimation result of the parameter estimation. In other words, this means in particular that the integrity area describes the area in which a real or actual value of an estimated parameter lies with a minimum probability. Such an area of integrity can also be referred to as a so-called “protection level”.

Bei der Mindestwahrscheinlichkeit handelt es sich in der Regel um eine vordefinierte Mindestwahrscheinlichkeit. Bevorzugt beträgt die Mindestwahrscheinlichkeit 90 %, besonders bevorzugt 95 % oder sogar 99 %.The minimum probability is usually a predefined minimum probability. The minimum probability is preferably 90%, particularly preferably 95% or even 99%.

Vorzugsweise ist der Integritätsbereich ein Protection Level. Das Protection Leve beschreibt dabei in der Regel den (räumlichen, insbesondere zwei- oder dreidimensionalen) Bereich, in dem ein geschätzter Parameter(-wert) mit einer Mindestwahrscheinlichkeit (tatsächlich) liegt. Der geschätzte Parameter(-wert) beschreibt dabei grundsätzlich ein (einzelnes, insbesondere momentanes) Schätzergebnis der Parameterschätzung. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass das Protection Level den Bereich beschreibt, in dem ein realer bzw. tatsächlicher Wert eines geschätzten Parameters mit einer Mindestwahrscheinlichkeit liegt.The range of integrity is preferably a protection level. The protection level generally describes the (spatial, in particular two- or three-dimensional) area in which an estimated parameter (value) with a minimum probability (actually) lies. The estimated parameter (value) basically describes an (individual, in particular momentary) estimation result of the parameter estimation. In other words, this means in particular that the protection level describes the area in which there is a real or actual value of an estimated parameter with a minimum probability.

Mit noch anderen Worten ausgedrückt, beschreibt ein Protection Level insbesondere ein Konfidenzintervall oder einen (räumlichen) Konfidenzbereich, in dem sich der wahre Wert eines geschätzten Parameters mit einer Mindestwahrscheinlichkeit befindet. Dabei befindet sich der geschätzte Wert des Parameters üblicherweise in der Mitte bzw. dem Zentrum des Konfidenzintervalls bzw. Konfidenzbereichs. In other words, a protection level describes in particular a confidence interval or a (spatial) confidence range in which the true value of an estimated parameter is located with a minimum probability. The estimated value of the parameter is usually in the middle or the center of the confidence interval or confidence range.

Die Mindestwahrscheinlichkeit mit der ein realer bzw. tatsächlicher Wert eines geschätzten Parameters tatsächlich in einem Protection Level liegt ist noch sehr viel höher als bei „üblichen“ Integritätsbereichen. Die Mindestwahrscheinlichkeit liegt hier üblicherweise über 99.99 %, besonders bevorzugt über 99.999 % oder sogar über 99.9999 %. Die Mindestwahrscheinlichkeit kann bei dem Protection-Level auch nicht in Prozent sondern in möglichen Fehlern in einem bestimmten Zeitintervall ausgedrückt werden. Ein Protection Level kann beispielsweise so definiert sein, dass der fragliche Parameter maximal einmal in 10 Jahren außerhalb des Protection-Levels liegt. Das Protection Level kann beispielsweise entweder als einheitslose Wahrscheinlichkeit oder als Rate, d.h. als Fehlerauftrittswahrscheinlichkeit über einem Zeitintervall, ausgedrückt werden.The minimum probability with which a real or actual value of an estimated parameter is actually in a protection level is still much higher than with "usual" integrity areas. The minimum probability here is usually over 99.99%, particularly preferably over 99.999% or even over 99.9999%. The minimum probability at the protection level can also not be expressed in percent but in possible errors in a certain time interval. A protection level can, for example, be defined so that the parameter in question is outside the protection level at most once every 10 years. The protection level can, for example, either as a unitless probability or as a rate, i.e. as the probability of an error occurring over a time interval.

In Schritt a) erfolgt ein Ermitteln mindestens einer Integritätsinformation, insbesondere über die Parameterschätzung bzw. zu einem geschätzten Parameter. Dabei kann beispielsweise eine Kovarianzmatrix oder mindestens ein Wert aus einer Kovarianzmatrix zu der Parameterschätzung und/oder aus der Parameterschätzung bestimmt werden. Denkbar ist in diesem Zusammenhang insbesondere, dass Werte aus einer Kovarianzmatrix ausgelesen werden. Die Kovarianzmatrix kann beispielsweise von einem Filter-Modell, wie beispielsweise einem Kalman-Filter bestimmt werden und in diesem Zusammenhang zum Beispiel aus der mittels des Filter-Modells durchgeführten Parameterschätzung resultieren. Dem Filter-Modell können als Eingangsdaten Sensordaten der hier auch erwähnten Sensoren des Kraftfahrzeugs zugeführt werden. Als Alternative oder Ergänzung zu dem Filter-Modell sind grundsätzlich zustandsbeschreibende Funktionen denkbar, insbesondere so genannte „Zustandsbeobachter“, beispielsweiche umfassend Fuzzy-Methoden oder dergleichen.In step a), at least one piece of integrity information is ascertained, in particular via the parameter estimation or for an estimated parameter. For example, a covariance matrix or at least one value from a covariance matrix for the parameter estimation and / or from the parameter estimation can be determined. In this context, it is particularly conceivable that values are read from a covariance matrix. The covariance matrix can be determined, for example, by a filter model, such as a Kalman filter, and in this connection can result, for example, from the parameter estimation carried out using the filter model. Sensor data of the sensors of the motor vehicle, which are also mentioned here, can be supplied to the filter model as input data. As an alternative or supplement to the filter model, state-describing functions are fundamentally conceivable, in particular so-called “state observers”, for example extensive fuzzy methods or the like.

In Schritt b) erfolgt ein Auswerten der in Schritt a) ermittelten, mindestens einen Integritätsinformation. Hierzu können beispielsweise mathematische Methoden zur Auswertung einer Matrix, wie etwa einer Kovarianzmatrix zur Anwendung kommen.In step b), the at least one piece of integrity information determined in step a) is evaluated. For this purpose, for example, mathematical methods for evaluating a matrix, such as a covariance matrix, can be used.

In Schritt c) erfolgt ein Bereitstellen des Integritätsbereichs durch Ausgeben von mindestens zwei Informationen, die eine nicht-rotationsinvariante (geometrische) Form beschreiben. Bei der nicht-rotationsinvarianten (geometrischen) Form kann es sich beispielsweise um eine Ellipse, ein Rechteck, eine Raute oder dergleichen handeln. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Ellipse. Aus der Ellipse kann ggf. ein Rechteck abgeleitet werden. Bei den mindestens zwei Informationen kann es sich z.B. um (Stütz-)Vektoren handeln, welche die nicht-rotationsinvariante (geometrische) Form aufspannen und/oder (eindeutig) definieren. Soll der Integritätsbereich dreidimensional bestimmt werden, kann aus der Ellipse ein Ellipsoid und aus dem Rechteck ein Quader werden. Im Falle einer mehrdimensionalen Darstellung ist beispielsweise auch ein Hyperellipsoid denkbar.In step c) the integrity area is provided by outputting at least two pieces of information that describe a non-rotationally invariant (geometric) shape. The non-rotationally invariant (geometric) shape can be, for example, an ellipse, a rectangle, a diamond or the like. It is preferably an ellipse. If necessary, a rectangle can be derived from the ellipse. The at least two pieces of information may e.g. are (support) vectors that span and / or (unambiguously) define the non-rotationally invariant (geometric) shape. If the integrity area is to be determined three-dimensionally, the ellipse can become an ellipsoid and the rectangle a cuboid. In the case of a multidimensional representation, a hyperellipsoid is also conceivable, for example.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass es sich bei dem geschätzten Parameter um einen Fahrbetriebsparameter eines Kraftfahrzeugs handelt. Bei dem Fahrbetriebsparameter handelt es sich in der Regel um einen sicherheitskritischen bzw. sicherheitsrelevanten Parameter des Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrbetriebsparameter um einen (sicherheitskritischen bzw. sicherheitsrelevanten) Parameter des Fahrbetriebs eines zumindest teilweise automatisiert oder sogar autonom operierenden (bzw. betriebenen) Kraftfahrzeugs.According to an advantageous embodiment, it is proposed that the estimated parameter is a driving operation parameter of a motor vehicle. The driving mode parameter is usually a safety-critical or safety-relevant parameter of the driving mode of a motor vehicle. The driving operation parameter is preferably a (safety-critical or safety-relevant) parameter of the driving operation of an at least partially automated or even autonomously operating (or operated) motor vehicle.

Unter einem Fahrbetriebsparameter wird hier insbesondere ein solcher Parameter verstanden, der dazu beiträgt den räumlichen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs bzw. die Operation eines Kraftfahrzeugs im Raum zu beschreiben. Insbesondere trägt der Fahrbetriebsparameter zumindest dazu bei eine Eigenbewegung und/oder Eigenposition eines Kraftfahrzeugs zu beschreiben. Bei dem Fahrbetriebsparameter kann es sich beispielsweise um eine (Eigen-)Position, eine (Eigen-)Geschwindigkeit, (Eigen-)Beschleunigung oder eine Lage (bzw. Orientierung) des Kraftfahrzeugs handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrbetriebsparameter um eine Eigenposition des Kraftfahrzeugs.A driving operation parameter is understood here in particular to mean such a parameter which contributes to describing the spatial driving operation of a motor vehicle or the operation of a motor vehicle in space. In particular, the driving operation parameter helps at least to describe an own movement and / or own position of a motor vehicle. The driving operation parameter can be, for example, an (own) position, an (own) speed, (own) acceleration or a position (or orientation) of the motor vehicle. The driving operation parameter is preferably a self-position of the motor vehicle.

Weiterhin bevorzugt wird der Integritätsbereich in Echtzeit ermittelt bzw. bereitgestellt. In diesem Zusammenhang kann der Integritätsbereich beispielswiese während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ermittelt und/oder bereitgestellt werden.The integrity range is also preferably determined or provided in real time. In this context, the integrity range can be determined and / or provided, for example, while the motor vehicle is traveling.

Vorzugsweise dient das Verfahren zum Bereitstellen eines Integritätsbereichs, welcher die Integrität einer Schätzung einer Eigenposition eines Fahrzeugs beschreibt. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass es sich bei dem Parameter vorzugsweise um eine Eigenposition eines Fahrzeugs handelt. Das Verfahren kann (somit) beispielsweise zum Bereitstellen eines Integritätsbereichs einer Positionsschätzung einer Fahrzeugposition dienen. Dabei kann der Integritätsbereich den Bereich beschreiben, in dem eine geschätzte Eigenposition eines Fahrzeugs mit einer Mindestwahrscheinlichkeit (tatsächlich) liegt. Alternativ oder kumulativ zu der Schätzung der Eigenposition des Fahrzeugs kann das Verfahren auch zur Schätzung der Eigengeschwindigkeit, Orientierung, Eigenbewegung oder dergleichen des Fahrzeugs genutzt werden.The method is preferably used to provide an integrity area that describes the integrity of an estimate of a vehicle's own position. In other words, this means in particular that the parameter is preferably a self-position of a vehicle. The method can (thus) serve, for example, to provide an integrity range for a position estimate of a vehicle position. The area of integrity can be the area describe in which an estimated own position of a vehicle with a minimum probability (actually) lies. Alternatively or cumulatively to the estimation of the vehicle's own position, the method can also be used to estimate the vehicle's own speed, orientation, own movement or the like.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt a) die mindestens einer Integritätsinformation auf Basis von Daten von mindestens einem Sensor ermittelt wird, der vorzugsweise in oder an einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der Integritätsinformation zumindest auch auf Basis von GNSS-(Globales-Navigations-Satelliten-System)Daten (sowie beispielsweise zusätzlichen GNSS-Korrekturdaten oder Daten, umfassend sowohl GNSS-Positionsdaten als auch GNSS-Korrekturdaten) eines GNSS-Sensors eines Kraftfahrzeugs. Alternativ oder kumulativ kann die Ermittlung der Integritätsinformation zumindest auch auf Basis von Daten eines Umfeld-Sensors eines Kraftfahrzeugs erfolgen. Bei dem Umfeld-Sensor kann es sich beispielsweise um eine Kamera, einen RADAR-Sensor, einen LIDAR-Sensor und/oder einen Ultraschallsensor handeln.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that in step a) the at least one piece of integrity information is determined on the basis of data from at least one sensor, which is preferably arranged in or on a motor vehicle. The integrity information is preferably determined at least on the basis of GNSS (global navigation satellite system) data (and for example additional GNSS correction data or data comprising both GNSS position data and GNSS correction data) of a GNSS sensor of a motor vehicle . Alternatively or cumulatively, the integrity information can be determined at least on the basis of data from an environment sensor of a motor vehicle. The environment sensor can be, for example, a camera, a RADAR sensor, a LIDAR sensor and / or an ultrasonic sensor.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt b) eine Kovarianzmatrix ausgewertet wird. Die Kovarianzmatrix beinhaltet in der Regel die Unsicherheiten der vom System ermittelten Zustandsparameter, sowie deren Korrelationen untereinander. Diese Unsicherheiten (Varianzen und Kovarianzen) bilden das sogenannte „second central moment in statistics“ und repräsentieren die einzelnen Matrixelemente. Die somit entstandene Kovarianzmatrix ist symmetrisch und hat genauso viele Zeilen wie Spalten. Im Falle einer zweidimensionalen Positionsbestimmung ist daher die Kovarianzmatrix ebenso zweidimensional. Das heißt sie hat zwei Zeilen und zwei Spalten (insgesamt also 4 Matrixelemente). Die Inputparameter für die Matrix können beispielsweise die Unsicherheiten der Zustandsparameter selbst und/oder die Korrelationen untereinander, sprich Unsicherheiten zwischen den Zustandsparametern (= Zusammenhangsmaß für den Zusammenhang zweier Zustandsparameter) sein.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that a covariance matrix be evaluated in step b). The covariance matrix usually contains the uncertainties of the state parameters determined by the system, as well as their correlations with each other. These uncertainties (variances and covariances) form the so-called "second central moment in statistics" and represent the individual matrix elements. The resulting covariance matrix is symmetrical and has as many rows as there are columns. In the case of a two-dimensional position determination, the covariance matrix is therefore also two-dimensional. That means it has two rows and two columns (a total of 4 matrix elements). The input parameters for the matrix can be, for example, the uncertainties of the state parameters themselves and / or the correlations with one another, that is to say uncertainties between the state parameters (= relationship measure for the relationship between two state parameters).

Vorzugsweise wird die Kovarianz so ausgewertet, dass daraus eine Ellipse ermittelt wird. Mittels mathematischer Methoden, wie beispielsweise der Lösung des Eigenwertproblems der Matrix und dem Aufstellen des charakteristischen Polynoms der Matrix und Nullsetzen dieses Polynoms, lassen sich die Eigenwerte der Matrix bestimmen. Hierfür werden die einzelnen Matrixelemente als Inputparameter verwendet. Die dann berechneten Eigenwerte repräsentieren die Länge der beiden Halbachsen einer Ellipse, die zunächst einmal nur eine reine Fehlerellipse darstellt. Zu den bestimmten Eigenwerten der Matrix lassen sich die zugehörigen Eigenvektoren der Matrix ermitteln. Mithilfe dieser Eigenvektoren lässt sich ein Winkel bestimmen, der die Orientierung der Ellipse innerhalb eines definierten Koordinatensystems angibt. Somit kann man also zunächst die folgenden Output-Parameter aus der Kovarianzmatrix auswerten: Die Eigenwerte der Matrix, die zu den Eigenwerten zugehörigen Eigenvektoren und/oder den Orientierungswinkel in Bezug auf ein fest definiertes Koordinatensystem.The covariance is preferably evaluated such that an ellipse is determined from it. The eigenvalues of the matrix can be determined by means of mathematical methods, such as solving the eigenvalue problem of the matrix and setting up the characteristic polynomial of the matrix and zeroing this polynomial. The individual matrix elements are used as input parameters for this. The eigenvalues then calculated represent the length of the two semiaxes of an ellipse, which initially only represents a pure error ellipse. The associated eigenvectors of the matrix can be determined for the specific eigenvalues of the matrix. With the help of these eigenvectors, an angle can be determined that indicates the orientation of the ellipse within a defined coordinate system. So you can first evaluate the following output parameters from the covariance matrix: The eigenvalues of the matrix, the eigenvectors associated with the eigenvalues and / or the orientation angle with respect to a defined coordinate system.

Abgesehen vom Mittelpunkt der Ellipse (der hier vorzugsweise in den Mittelpunkt oder Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs gelegt werden kann) hat man damit nun alle Parameter, um eine Ellipse eindeutig zu beschreiben. Bis hierhin handelt es sich um eine sogenannte Fehlerellipse. Diese Fehlerellipse kann nun mittels eines Faktors (Skalar) aufgebläht/vergrößert werden, bis ein gewünschtes Vertrauensintervall bzw. Konfidenzintervall erreicht ist. Das heißt, dieser Faktor wird auf die Längen der Ellipsenhalbachsen angewendet. Die daraus resultierende Ellipse behält ihre Orientierung bei. Nur die Halbachsen werden entsprechend verlängert. Man spricht nun von einer Konfidenzellipse. Der Faktor, um den „aufgebläht“ wird, lässt sich beispielsweise mittels Quantil-Tabellen von zugehörigen statistischen Wahrscheinlichkeitsverteilungen ermitteln.Apart from the center point of the ellipse (which can preferably be placed here in the center point or center of gravity of the motor vehicle), you now have all the parameters for clearly describing an ellipse. Up to this point it is a so-called error ellipse. This error ellipse can now be inflated / enlarged using a factor (scalar) until a desired confidence interval or confidence interval is reached. This means that this factor is applied to the lengths of the ellipse half axes. The resulting ellipse maintains its orientation. Only the semiaxes are extended accordingly. One now speaks of a confidence ellipse. The factor by which it is “inflated” can be determined, for example, by means of quantile tables from the associated statistical probability distributions.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die in Schritt c) ausgegebenen mindestens zwei Informationen eine Ellipse beschreiben. Wie vorstehend ausgeführt, kann es sich bei diesen mindestens zwei Informationen zum Beispiel um zwei Eigenvektoren handeln. Die Ellipse kann dabei so angeordnet sein, dass der geschätzte Parameter in deren Zentrum liegt. Weiterhin kann die Ellipse dabei so ausgerichtet sein, dass sie in einer horizontalen Ebene liegt.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that the at least two items of information output in step c) describe an ellipse. As stated above, this at least two pieces of information can be, for example, two eigenvectors. The ellipse can be arranged so that the estimated parameter lies in its center. Furthermore, the ellipse can be oriented so that it lies in a horizontal plane.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Integritätsbereich um einen horizontalen Integritätsbereich. Dies bedeutet mit anderen Worten insbesondere, dass der Integritätsbereich einen Bereich betrifft, der in einer horizontalen Ebene liegt. Dementsprechend kann es sich bei der Ellipse auch um eine Ellipse handeln, die in einer horizontalen Ebene liegt.The integrity area is preferably a horizontal integrity area. In other words, this means in particular that the area of integrity relates to an area lying in a horizontal plane. Accordingly, the ellipse can also be an ellipse that lies in a horizontal plane.

Auf Basis der ggf. als Zwischenschritt ermittelten Ellipse kann darüber hinaus auch eine weitere bzw. andere nicht-rotationsinvariante Form ermittelt werden, die dann in Schritt c) bereitgestellt wird. Beispielswiese kann eine Box bzw. ein Rechteck ermittelt werden, welches die Ellipse umgibt bzw. einhüllt. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Rechteck mit kleinstmöglicher Fläche, welches die Ellipse jedoch vollständig umgibt.On the basis of the ellipse possibly determined as an intermediate step, a further or different non-rotation-invariant shape can also be determined, which is then provided in step c). For example, a box or a rectangle can be determined that surrounds or envelops the ellipse. This is, in particular, a rectangle with the smallest possible area, but which completely surrounds the ellipse.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass in Schritt c) mindestens eine weitere Information ausgegeben wird, die einen Orientierungswinkel der nicht-rotationsinvarianten Form in Bezug auf ein Kraftfahrzeug-Koordinatensystem beschreibt. Der Orientierungswinkel kann in diesem Zusammenhang insbesondere auf Basis der Eigenvektoren der Kovarianzmatrix ermittelt werden. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die nicht-rotationsinvariante Form in ein Kraftfahrzeug-Koordinatensystem transformiert wird. According to a further advantageous embodiment, it is proposed that in step c) at least one further item of information is output, which describes an orientation angle of the non-rotation-invariant form with respect to a motor vehicle coordinate system. In this context, the orientation angle can be determined in particular on the basis of the eigenvectors of the covariance matrix. In this context in particular, it is particularly advantageous if the non-rotationally invariant shape is transformed into a motor vehicle coordinate system.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass als Integritätsbereich ein Konfidenzbereich bereitgestellt wird. Der Konfidenzbereich kann beispielsweise durch Skalieren des Integritätsbereichs bereitgestellt werden. Die in Schritt c) bereitgestellte (geometrische) Form beschreibt und/oder umließt in der Regel den Integritätsbereich. Diese (geometrische) Form kann auch skaliert (insbesondere vergrößert) werden, etwa um die Mindestwahrscheinlichkeit zu erhöhen oder auf einen bestimmten Wert einzustellen. Der so skalierte Integritätsbereich bildet dann einen Konfidenzbereich. Insbesondere kann, wie oben beschrieben, auf diese Weise eine Konfidenzellipse bereitgestellt werden.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that a confidence area be provided as the integrity area. The confidence range can be provided, for example, by scaling the integrity range. The (geometric) shape provided in step c) generally describes and / or surrounds the area of integrity. This (geometric) shape can also be scaled (in particular enlarged), for example in order to increase the minimum probability or to set it to a specific value. The integrity area scaled in this way then forms a confidence area. In particular, as described above, a confidence ellipse can be provided in this way.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens vorgeschlagen. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.According to a further aspect, a computer program for performing a method presented here is proposed. In other words, this relates in particular to a computer program (product) comprising commands which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method described here.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das hier vorgeschlagene Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.According to a further aspect, a machine-readable storage medium is proposed, on which the computer program proposed here is stored. The machine-readable storage medium is usually a computer-readable data carrier.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei das Steuergerät zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet ist. Hierzu kann das Steuergerät einen Speicher aufweisen, auf dem ein Programm zur Durchführung des Verfahrens hinterlegt ist. Weiterhin kann das Steuergerät einen Prozessor aufweisen, das auf den Speicher zugreifen und das Programm ausführen kann.According to a further aspect, a control device for a motor vehicle is proposed, the control device being set up to carry out a method proposed here. For this purpose, the control device can have a memory on which a program for carrying out the method is stored. Furthermore, the control device can have a processor that can access the memory and execute the program.

Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgestellten Computerprogramm, dem Speichermedium und/oder dem Steuergerät auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.The details, features and advantageous configurations discussed in connection with the method can accordingly also occur in the computer program presented here, the storage medium and / or the control device and vice versa. In this respect, full reference is made to the explanations given there for the more detailed characterization of the features.

Die hier vorgestellte Lösung sowie deren technisches Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und/oder Erkenntnissen aus anderen Figuren und/oder der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Es zeigt schematisch:

  • 1: einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens,
  • 2: eine beispielhafte Veranschaulichung des hier vorgeschlagenen Verfahrens,
  • 3: ein Kraftfahrzeug mit einem hier vorgeschlagenen Steuergerät.
The solution presented here and its technical environment are explained in more detail below with reference to the figures. It should be pointed out that the invention is not intended to be limited by the exemplary embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and / or knowledge from other figures and / or the present description. It shows schematically:
  • 1 : a sequence of a procedure proposed here,
  • 2nd : an exemplary illustration of the method proposed here,
  • 3rd : a motor vehicle with a control unit proposed here.

1 zeigt schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Verfahren dient zum Bereitstellen eines Integritätsbereichs 1, 11 einer Parameterschätzung, wobei der Integritätsbereich den Bereich beschreibt, in dem ein geschätzter Parameter mit einer Mindestwahrscheinlichkeit liegt. 1 schematically shows a sequence of a method proposed here. The method is used to provide an integrity area 1 , 11 a parameter estimate, the area of integrity describing the area in which an estimated parameter with a minimum probability lies.

Die mit den Blöcken 110, 120 und 130 dargestellte Reihenfolge der Schritte a), b) und c) stellt sich in der Regel bei einem regulären Betriebsablauf ein. In Block 110 erfolgt gemäß Schritt a) ein Ermitteln mindestens einer Integritätsinformation. In Block 120 erfolgt gemäß Schritt b) ein Auswerten der in Schritt a) ermittelten, mindestens einen Integritätsinformation. In Block 130 erfolgt gemäß Schritt c) ein Bereitstellen des Integritätsbereichs durch Ausgeben von mindestens zwei Informationen 2, 3, 12, 13, die eine nicht-rotationsinvariante Form 5, 15 beschreiben.The one with the blocks 110 , 120 and 130 The sequence of steps a), b) and c) shown generally occurs in a normal operating sequence. In block 110 according to step a), at least one piece of integrity information is determined. In block 120 the at least one piece of integrity information determined in step a) is evaluated in accordance with step b). In block 130 according to step c), the integrity area is made available by outputting at least two pieces of information 2nd , 3rd , 12th , 13 which is a non-rotationally invariant form 5 , 15 describe.

2 zeigt schematisch eine beispielhafte Veranschaulichung des hier vorgeschlagenen Verfahrens. Die Bezugszeichen werden einheitlich verwendet, sodass auf die vorhergehenden Erläuterungen, insbesondere zur 1 vollumfänglich Bezug genommen werden kann. 2nd shows schematically an exemplary illustration of the method proposed here. The reference symbols are used uniformly, so that reference is made to the preceding explanations, in particular for 1 full reference can be made.

In 2 ist ein Integritätsbereich 1 um ein Kraftfahrzeug 30 gezeigt. Dieser Integritätsbereich 1 weist beispielhaft die Form einer Ellipse 5 auf. Diese Ellipse 5 liegt hier beispielhaft in einer horizontalen Ebene. Zum aufspannen der Ellipse 5 stehen mindestens zwei Informationen 2, 3 zur Verfügung. Bei der Information 2 handelt es sich hier beispielhaft um die Hauptachse der Ellipse 5 und bei der Information 3 beispielhaft um die Nebenachse 3 der Ellipse 5.In 2nd is an area of integrity 1 a motor vehicle 30th shown. This area of integrity 1 shows an example of the shape of an ellipse 5 on. This ellipse 5 is, for example, in a horizontal plane. To stretch the ellipse 5 there are at least two pieces of information 2nd , 3rd to disposal. At the information 2nd the main axis of the ellipse is an example 5 and information 3rd exemplary around the minor axis 3rd the ellipse 5 .

Weiterhin wird ein Orientierungswinkel 4 der Ellipse 5, insbesondere der Hauptachse 2 der Ellipse 5 gegenüber einem Kraftfahrzeug-Koordinatensystem 31 des Kraftfahrzeugs 30 als Information ermittelt und bereitgestellt. Die nicht-rotationsinvariante Form des Integritätsbereichs 1 erlaubt somit diesen in Abhängigkeit bzw. in Relation zur Fahrtrichtung 32 des Kraftfahrzeugs 30 bereitstellen zu können. Dies kann insbesondere bei Kurvenfahrten zu einer Verbesserung der Bestimmung der Eigenposition des Kraftfahrzeugs 30 beitragen. Dies stellt insbesondere eine merkliche Verbesserung gegenüber Integritätsbereichen dar, die lediglich über einen Radius 41 einen Kreis 40 beschreiben. Furthermore, an orientation angle 4th the ellipse 5 , especially the main axis 2nd the ellipse 5 compared to a motor vehicle coordinate system 31 of the motor vehicle 30th determined and provided as information. The non-rotation invariant form of the integrity area 1 thus allows this depending on or in relation to the direction of travel 32 of the motor vehicle 30th to be able to provide. This can improve the determination of the own position of the motor vehicle, in particular when cornering 30th contribute. In particular, this represents a noticeable improvement over areas of integrity that are only over a radius 41 a circle 40 describe.

In 2 ist darüber hinaus auch eine mögliche, weitere nicht-rotationsinvariante Form veranschaulicht, die den Integritätsbereich 11 beschreibt. Hierbei handelt es sich um eine Box 15. Die Box 15 kann beispielhaft durch zwei Informationen 12, 13 beschrieben werden. Die Information 12 stellt dabei beispielhaft die (maximale) Abweichung entlang der Fahrtrichtung 32 und die Information 13 beispielhaft die (maximale) Abweichung quer zur Fahrtrichtung 32 dar.In 2nd In addition, a possible, further non-rotationally invariant form is illustrated, which represents the area of integrity 11 describes. This is a box 15 . The box 15 can be exemplified by two pieces of information 12th , 13 to be discribed. The information 12th provides an example of the (maximum) deviation along the direction of travel 32 and the information 13 the (maximum) deviation across the direction of travel is an example 32 represents.

3 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 30 mit einem hier vorgeschlagenen Steuergerät 20. Das Steuergerät 20 ist zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet. Das Kraftfahrzeug 30 weist ferner einen Sensor 33 auf, welcher dem Steuergerät 20 Daten übermitteln kann. 3rd schematically shows a motor vehicle 30th with a control unit proposed here 20 . The control unit 20 is set up to carry out a method presented here. The car 30th also has a sensor 33 on which the control unit 20 Can transmit data.

Die hier vorgestellte Lösung kann mit anderen Worten insbesondere wie folgt zusammengefasst werden: Für Sicherheitskonzepte auf dem Gebiet des autonomen Fahrens ist das sogenannte Protection Level ein kritischer Faktor. Das Protection Level beschreibt einen Konfidenzbereich in welchem die tatsächliche Position eines Objektes, dessen Position bestimmt werden soll, mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit liegt. Die Möglichkeit das die tatsächliche Position außerhalb des Protection Levels liegt ist außerordentlich gering. Diese hohe Sicherheit ist für Anwendungen im Bereich des autonomen Fahrens existentiell.In other words, the solution presented here can be summarized in particular as follows: The so-called protection level is a critical factor for safety concepts in the field of autonomous driving. The protection level describes a confidence range in which the actual position of an object whose position is to be determined is very likely. The possibility that the actual position is outside the protection level is extremely low. This high level of safety is essential for applications in the field of autonomous driving.

Diese ermittelte vermutete Position befindet sich üblicherweise im Zentrum des Protection Levels. Für Anwendungen in der Fläche (beispielsweise die Positionsbestimmung in einer Ebene) wird das Protection Level normalerweise als Kreis in einer Ebene beschrieben. Ein Kreis als Protection Level hat den Vorteil, dass dieser mit nur einem Parameter (dem Radius) beschrieben werden kann. Allerdings ist ein solches Protection Level nicht sehr exakt. Der Kreis ist nur eine sehr ungefähre Annahme der Unsicherheit der bestimmten Position. Tatsächlich sind aufgrund der verfügbaren Daten häufig in bestimmte Richtungen in der Ebene sehr viel genauere Einschätzungen möglich. Die Richtungen in denen diese genaueren Einschätzungen möglich sind, decken sich häufig mit den Richtungen, in denen genaue Fahrzeugpositionen für Anwendungen des autonomen Fahrens bekannt sein müssen. Beispielsweise ist für das autonome Fahren regelmäßig sehr wichtig, genau zu wissen welche Unsicherheit in der Positionsbestimmung senkrecht zur Fahrtrichtung existiert. Eine Unsicherheit in der Positionsbestimmung parallel zur Fahrrichtung ist demgegenüber häufig in größerem Maße hinnehmbar. Tatsächlich ermöglichen es die vorhandenen Daten häufig in Richtung senkrecht zur Fahrrichtung eine exaktere Positionsbestimmung zu gewährleisten. Dies wird beispielsweise anhand von Fahrbahnmarkierungen gewährleistet, die eine besonders genaue Positionserkennung ermöglichen, wenn die Position der Fahrbahnmarkierungen selbst bekannt ist. In solchen Fällen lassen sich die tatsächlichen Genauigkeiten der Positionsbestimmung mit einem klassischen, kreisförmigen Protection Level aus technischen Gründen nicht abbilden. Hier beschrieben worden ist nun die Lösung, diese Unsicherheiten durch ein elliptisches Protection Level sehr viel besser abzubilden. Dies ist insbesondere für Sicherheitsaspekte im Bereich des hoch automatisierten oder autonomen Fahrens ausgesprochen relevant.This determined presumed position is usually in the center of the protection level. For applications in the area (for example, determining the position in a plane), the protection level is usually described as a circle in a plane. A circle as a protection level has the advantage that it can be described with just one parameter (the radius). However, such a protection level is not very precise. The circle is just a very rough assumption of the uncertainty of the particular position. In fact, based on the available data, much more precise assessments are often possible in certain directions in the plane. The directions in which these more precise assessments are possible often coincide with the directions in which exact vehicle positions must be known for applications in autonomous driving. For example, it is very important for autonomous driving to know exactly what uncertainty exists when determining the position perpendicular to the direction of travel. An uncertainty in determining the position parallel to the direction of travel, on the other hand, is often more acceptable. In fact, the existing data often make it possible to ensure a more precise position determination in the direction perpendicular to the direction of travel. This is ensured, for example, on the basis of road markings which enable particularly precise position detection if the position of the road markings themselves is known. In such cases, the actual accuracy of the position determination cannot be represented with a classic, circular protection level for technical reasons. The solution has now been described to map these uncertainties much better with an elliptical protection level. This is particularly relevant for safety aspects in the field of highly automated or autonomous driving.

Neben der Form des Protection Levels (Ellipse) können auch Eigenschaften wie die Raumrichtung in einem Koordinatensystem berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang soll das Protection Level Intervall in ein anderes Koordinatensystem, beispielsweise in ein Körperkoordinatensystem des Kraftfahrzeuges angegeben werden. Eine Transformation des Protection Levels zwischen einem Fahrzeugkoordinatensystem und einem globalen Koordinatensystem ist mit einer Matrixtransformation möglich. Dieser Ansatz ist bei klassischer Definition des Protection Levels (angegeben mit einem Radius), zum Beispiel angewendet im Luft- und Raumfahrtbereich, nicht möglich und auch nicht erforderlich, weil ein kreisförmiger oder auch kugelförmiger Integritätsbereich nicht ausgerichtet werden kann.In addition to the shape of the protection level (ellipse), properties such as the spatial direction can also be taken into account in a coordinate system. In this context, the protection level interval is to be specified in another coordinate system, for example in a body coordinate system of the motor vehicle. A transformation of the protection level between a vehicle coordinate system and a global coordinate system is possible with a matrix transformation. This approach is not possible with the classic definition of the protection level (specified with a radius), for example used in the aerospace sector, and also not necessary because a circular or spherical integrity area cannot be aligned.

Wie beschrieben wird die tatsächliche Unsicherheit der Positionsbestimmung normalerweise besser mit der Form einer in einer Ausrichtung eines Fahrzeugkoordinatensystems angeordneten Ellipse beschrieben. Dann können Unsicherheiten in verschiedenen Raumrichtungen relativ zu dem Fahrzeug gut abgebildet werden. Das hier beschriebene Protection Level kann daher zwischen einer Kraftfahrzeug-Längsrichtung-Unsicherheit und einer Querrichtung-Unsicherheit quer zur Fahrzeuglängsrichtung unterscheiden. Insbesondere bei Kurvenfahrten eines Kraftfahrzeuges kann noch eine weitere Rotation relativ zu dem Fahrzeugkoordinatensystem erfolgen, welche beispielsweise den Kurvenradius berücksichtigt.As described, the actual uncertainty of the position determination is normally better described with the shape of an ellipse arranged in an orientation of a vehicle coordinate system. Then uncertainties in different spatial directions can be mapped well relative to the vehicle. The protection level described here can therefore differentiate between a vehicle longitudinal direction uncertainty and a transverse direction uncertainty transverse to the vehicle longitudinal direction. In particular, when a motor vehicle is cornering, a further rotation can take place relative to the vehicle coordinate system, which takes into account, for example, the curve radius.

Alle - bis auf einen oder mehrere Skalierungsfaktoren - notwendigen Parameter, um die Ellipse des Protection Levels zu beschreiben, können aus einer Kovarianzmatrix mit Komponenten in einer diagonalen Achse der Matrix sowie diese Komponenten verknüpfende weitere Komponenten in den weiteren Freistellen der Matrix entnommen werden. Die Komponenten in der Diagonalen der Matrix beschreiben - neben einem oder mehreren Skalierungsfaktoren - in erster Linie die Ausdehnung des Ellipsenförmigen Protection Levels. Die weiteren Komponenten in den Freistellen der Matrix beschreiben insbesondere die Drehung der Ellipse. Die Matrix kann in einer Transformation in ein Kraftfahrzeug-Koordinatensystem so umgewandelt werden, dass nur noch die Komponenten in der Achsdiagonalen existieren (dann Hauptkomponenten genannt), wobei die weiteren Komponenten der Matrix zu Null werden.All - apart from one or more scaling factors - necessary to describe the ellipse of the protection level can be taken from a covariance matrix with components in a diagonal axis of the matrix as well as further components linking these components in the further free spaces of the matrix. In addition to one or more scaling factors, the components in the diagonal of the matrix primarily describe the extent of the elliptical protection level. The other components in the cutouts of the matrix describe in particular the rotation of the ellipse. The matrix can be transformed into a motor vehicle coordinate system in such a way that only the components in the axis diagonal still exist (then called main components), the other components of the matrix becoming zero.

Claims (10)

Verfahren zum Bereitstellen eines Integritätsbereichs (1, 11) einer Parameterschätzung, wobei der Integritätsbereich den Bereich beschreibt, in dem ein geschätzter Parameter mit einer Mindestwahrscheinlichkeit liegt, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst: a) Ermitteln mindestens einer Integritätsinformation, b) Auswerten der in Schritt a) ermittelten, mindestens einen Integritätsinformation, c) Bereitstellen des Integritätsbereichs durch Ausgeben von mindestens zwei Informationen (2, 3, 12, 13), die eine nicht-rotationsinvariante Form (5, 15) beschreiben.Method for providing an integrity area (1, 11) of a parameter estimate, the integrity area describing the area in which an estimated parameter with a minimum probability lies, the method comprising at least the following steps: a) determining at least one piece of integrity information, b) evaluating the at least one piece of integrity information determined in step a), c) Providing the integrity area by outputting at least two pieces of information (2, 3, 12, 13) that describe a non-rotationally invariant form (5, 15). Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem geschätzten Parameter um einen Fahrbetriebsparameter eines Kraftfahrzeugs (30) handelt.Procedure according to Claim 1 , wherein the estimated parameter is a driving operation parameter of a motor vehicle (30). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Schritt a) die mindestens einer Integritätsinformation auf Basis von Daten von mindestens einem Sensor (33) ermittelt wird, der vorzugsweise in oder an einem Kraftfahrzeug (30) angeordnet ist.Procedure according to Claim 1 or 2nd , wherein in step a) the at least one piece of integrity information is determined on the basis of data from at least one sensor (33) which is preferably arranged in or on a motor vehicle (30). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) eine Kovarianzmatrix ausgewertet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a covariance matrix is evaluated in step b). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in Schritt c) ausgegebenen mindestens zwei Informationen eine Ellipse (5) beschreiben.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least two items of information output in step c) describe an ellipse (5). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) mindestens eine weitere Information ausgegeben wird, die einen Orientierungswinkel (4) der nicht-rotationsinvarianten Form (5) in Bezug auf ein Kraftfahrzeug-Koordinatensystem (31) beschreibt.Method according to one of the preceding claims, wherein in step c) at least one further item of information is output which describes an orientation angle (4) of the non-rotation-invariant form (5) with respect to a motor vehicle coordinate system (31). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Integritätsbereich (1, 11) ein Konfidenzbereich bereitgestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a confidence area is provided as the integrity area (1, 11). Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Computer program for performing a method according to one of the Claims 1 to 7 . Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program is based Claim 8 is saved. Steuergerät (20) für ein Kraftfahrzeug (30), wobei das Steuergerät (20) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingerichtet ist.Control device (20) for a motor vehicle (30), the control device (20) for carrying out a method according to one of the Claims 1 to 7 is set up.
DE102019200423.7A 2019-01-16 2019-01-16 Method for providing an integrity area of a parameter estimate Pending DE102019200423A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019200423.7A DE102019200423A1 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Method for providing an integrity area of a parameter estimate
KR1020217025396A KR20210108484A (en) 2019-01-16 2020-01-02 Methods of providing integrity coverage of parameter estimates
PCT/EP2020/050019 WO2020148099A1 (en) 2019-01-16 2020-01-02 Method for providing an integrity range of a parameter estimation
CN202080009614.XA CN113302452A (en) 2019-01-16 2020-01-02 Method for providing an integrity range for parameter estimation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019200423.7A DE102019200423A1 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Method for providing an integrity area of a parameter estimate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019200423A1 true DE102019200423A1 (en) 2020-07-16

Family

ID=69063813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019200423.7A Pending DE102019200423A1 (en) 2019-01-16 2019-01-16 Method for providing an integrity area of a parameter estimate

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20210108484A (en)
CN (1) CN113302452A (en)
DE (1) DE102019200423A1 (en)
WO (1) WO2020148099A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022063713A1 (en) * 2020-09-24 2022-03-31 Robert Bosch Gmbh Method for providing information on the reliability of a parametric estimation of a parameter for the operation of a vehicle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2387772T3 (en) * 2008-03-11 2012-10-01 Gmv Aerospace And Defence S.A. Map georeferencing procedure ("map matching") with guaranteed integrity
DE102016212195A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 Robert Bosch Gmbh Method for performing an automatic intervention in the vehicle guidance of a vehicle
DE102016212326A1 (en) * 2016-07-06 2018-01-11 Robert Bosch Gmbh Method for processing sensor data for a position and / or orientation of a vehicle
KR101738384B1 (en) * 2016-12-01 2017-05-22 한국해양과학기술원 System for integrity checking of measured location of DGNSS and method for integrity checking using for thereof
CN108519104B (en) * 2018-02-11 2020-12-18 北京航天控制仪器研究所 Estimation method and system for describing navigation drop point precision by three-parameter ellipse probability error
CN108548537B (en) * 2018-02-11 2020-09-18 北京航天控制仪器研究所 Estimation method and system for describing navigation drop point precision by six-parameter ellipsoid probability error

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022063713A1 (en) * 2020-09-24 2022-03-31 Robert Bosch Gmbh Method for providing information on the reliability of a parametric estimation of a parameter for the operation of a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020148099A1 (en) 2020-07-23
KR20210108484A (en) 2021-09-02
CN113302452A (en) 2021-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017118401B4 (en) METHOD AND SYSTEM FOR PERFORMING AUTONOMOUS OPERATION OF A VEHICLE
DE102017105305B4 (en) METHOD FOR AUTOMATIC DETERMINATION OF A SENSOR POSITION
EP3740738B1 (en) Method for determining the position of a vehicle
DE102014223733A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OF A VEHICLE
DE112014001807T5 (en) Integrated slope and slope estimation using a three axis inertial measurement device
DE102018207421A1 (en) Method and system for determining an expected device contour
EP3117183B1 (en) Method and device for determining navigation data
DE102018205430A1 (en) Method for satellite-based determination of a vehicle position
WO2020126795A1 (en) Method for adaptive determining of an integrity range of a parameter estimation
DE102019200423A1 (en) Method for providing an integrity area of a parameter estimate
EP3155454B1 (en) Method and system for adapting a navigation system
DE102018128535A1 (en) Training an artificial neural network with data captured by sensors of a vehicle
DE102018220581A1 (en) Method and device for checking a trajectory for a vehicle
DE102021125773A1 (en) METHOD OF SIMULTANEOUSLY ESTIMATING MOTION AND SHAPE OF A TARGET VEHICLE USING A PREDISTRIBUTION MODEL OF A TRACKLET
EP0207521B1 (en) Target measurement system
WO2022179794A1 (en) Method for determining at least one system state by means of a kalman filter
DE102017201886B3 (en) Method for determining accuracy information of a position vector
DE102019132151A1 (en) Method for calibrating an environment sensor of a vehicle on the basis of data from a reference environment sensor, taking into account occupancy cards, computing device and sensor system
EP3404364B1 (en) Method for estimating a condition of a mobile platform
WO2019219356A1 (en) Method and positioning system for transforming a position of a vehicle
DE102020212042A1 (en) Method for providing information about the reliability of a parameter estimation of a parameter for the operation of a vehicle
DE102017121950A1 (en) A method of estimating a state of a mobile platform
DE102022207090A1 (en) Method for determining an integrity range of a parameter estimate for localizing a vehicle
WO2022012826A1 (en) Method and device for determining a collision probability of a vehicle with an object in a three-dimensional space
DE102021207830A1 (en) Method for steering assistance of a vehicle