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Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren zum Erstellen einer Lokalisierungskarte mit einem Schritt des Empfangens von Umgebungsdatenwerten, einem Schritt des Aufteilens der Umgebungsdatenwerte in wenigstens zwei getrennte Datensätze, einem Schritt des Erstellens einer Mehrzahl von Teilkarten, einem Schritt des Erstellens der Lokalisierungskarte, ausgehend von der Mehrzahl von Teilkarten, und einem Schritt des Bereitstellens der Lokalisierungskarte.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen einer Lokalisierungskarte umfasst einen Schritt des Empfangens von Umgebungsdatenwerten, welche eine Umgebung wenigstens eines Fahrzeugs repräsentieren, einen Schritt des Aufteilens der Umgebungsdatenwerte in wenigstens zwei getrennte Datensätze und einen Schritt des Erstellens einer Mehrzahl von Teilkarten, ausgehend von den wenigstens zwei getrennten Datensätzen. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Erstellens der Lokalisierungskarte, ausgehend von der Mehrzahl von Teilkarten, abhängig von einer Konsistenzprüfung der Mehrzahl von Teilkarten, und einen Schritt des Bereitstellens der Lokalisierungskarte.
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Die Umgebungsdatenwerte werden beispielsweise mittels einer Umfeldsensorik eines Fahrzeugs erfasst und anschließend zum Empfangen (mittels eines Servers, etc.; hier: Vorrichtung) übertragen. Unter einer Umfeldsensorik ist wenigstens ein Video- und/oder wenigstens ein Radar- und/oder wenigstens ein Lidar- und/oder wenigstens ein weiterer Sensor zu verstehen, welcher dazu ausgebildet ist, eine Umgebung eins Fahrzeugs in Form von Umgebungsdatenwerten zu erfassen. In einer möglichen Ausführungsform umfasst die Umfeldsensorik dazu beispielsweise eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) mit einer geeigneten Software und/oder ist mit solch einer Recheneinheit verbunden.
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Unter Umgebungsdatenwerten sind beispielsweise Datenwerte zu verstehen, welche von mehr als einer Umfeldsensorik (von verschiedenen Fahrzeugen) und/oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden. In einer Ausführungsform umfassen die Umgebungsdatenwerte beispielsweise Video- und Radardaten einer (vergleichbaren) Umgebung, wobei die Video- und Radardaten von einer Umfeldsensorik eines Fahrzeugs oder von verschiedenen Fahrzeugen erfasst werden.
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Unter einer Umgebung ist hier beispielsweise ein Bereich zu verstehen, welcher mittels der Umfeldsensorik erfasst werden kann. In einer Ausführungsform ist unter einer Umgebung wenigstens eines Fahrzeugs ein wenigstens teilweise überlappender Bereich aus Teilbereichen zu verstehen, wobei jeder Teilbereich einer Umgebung eines Fahrzeugs entspricht.
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Unter einem Erstellen einer Karte (hier: einer Mehrzahl von Teilkarten und/oder einer Lokalisierungskarte) ist beispielsweise das Einfügen der Umgebungsdatenwerte in eine Basiskarte zu verstehen. In einer Ausführungsform umfasst das Erstellen beispielsweise das Einfügen von Umgebungsmerkmalen, welche von der Umgebung umfasst werden, in diese Basiskarte. Unter einer Basiskarte sind beispielsweise Kartenrohdaten und/oder eine bereits existierende (digitale) Karte zu verstehen.
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Unter einem Erstellen einer Mehrzahl von Teilkarten ist insbesondere zu verstehen, dass - ausgehend von den wenigstens zwei getrennten Datensätzen - wenigstens zwei Teilkarten erstellt werden, welche unterschiedliche Aspekte (unterschiedliche Sensoren [beispielsweise Video und Radar, etc.], unterschiedliche Erfassungszeitpunkte [Tag und Nacht, etc.], unterschiedliche Wetterbedingungen, unterschiedliche Verkehrsbedingungen und/oder Verkehrsdichten, etc.) der Umgebung repräsentieren.
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Unter einer Konsistenzprüfung der wenigstens zwei Teilkarten ist eine Überprüfung, ob die wenigstens zwei Teilkarten zu einer gemeinsamen Karte (hier: Lokalisierungskarte) fusioniert werden können, zu verstehen. Dabei wird beispielsweise überprüft, ob die wenigstens zwei Teilkarten - ausgehend von einzelnen Umgebungsmerkmalen - (innerhalb vorgegebener Toleranzbereiche) deckungsgleich sind und/oder in Deckung gebracht werden können. Es erfolgt eine Auswertung des Ergebnisses der Konsistenzprüfung zur Erkennung von Fehlern in der Kartenerstellung. Schlägt die Konsistenzprüfung fehl, ist auf einen Fehler bei der Kartierung zu schließen. Dieser Schritt ist damit Teil eines Safety Konzepts im Sinne der ISO 26262 / ISO/PAS 21448 und trägt auch im Rahmen nicht-Safety-kritischer anwendungen zu einer gestiegerten Fehlererkennungsrate und damit Qualität der erstellten Lokalisierungskarte bei.
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Unter einem Erstellen der Lokalisierungskarte, abhängig von einer Konsistenzprüfung der Mehrzahl von Teilkarten, ist zu verstehen, dass alle Teilkarten - welche ausgehend von der durchgeführten Konsistenzprüfung fusioniert werden können - zu der Lokalisierungskarte fusioniert werden. In einer Ausführungsform ist hierbei beispielsweise zu verstehen, dass alle Umgebungsmerkmale, welche von genaue diesen Teilkarten umfasst werden, in eine gemeinsame Karte - welche anschließend der Lokalisierungskarte entspricht - integriert werden.
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Unter einem Umgebungsmerkmal ist beispielsweise ein Objekt (Verkehrszeichen, Infrastrukturmerkmale [Leitplanke, Kurvenverlauf, Tunnel, Brücken, etc.], Gebäude, etc.) zu verstehen, welches mittels einer Umfeldsensorik eines Fahrzeugs erfasst und/oder klassifiziert bzw. zugeordnet werden kann. In einer Ausführungsform ist unter einem Umgebungsmerkmal zusätzlich oder alternativ beispielsweise ein Straßenverlauf (Anzahl der Spuren, Kurvenradius, etc.) und/oder ein Muster mehrerer - beispielsweise sich wiederholender - Objekte (zum Beispiel eine charakteristische Abfolge von Verkehrszeichen, etc.) zu verstehen.
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Unter einer Karte beispielsweise eine digitale Karte zu verstehen ist, welche in Form von (Karten-) Datenwerten auf einem Speichermedium vorliegt. Die Karte ist beispielsweise derart ausgebildet, dass eine oder mehrere Kartenschichten umfasst werden, wobei eine Kartenschicht beispielsweise eine Karte aus der Vogelperspektive (Verlauf und Position von Straßen, Gebäuden, Landschaftsmerkmalen, etc.) zeigt. Dies entspricht beispielsweise einer Karte eines Navigationssystems. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Radarkarte, wobei die Lokalisierungsmerkmale, welche von der Radarkarte umfasst werden, mit einer Radarsignatur hinterlegt sind. Eine weitere Kartenschicht umfasst beispielsweise eine Lidarkarte, wobei die Lokalisierungsmerkmale, welche von der Lidarkarte umfasst werden, mit einer Lidarsignatur hinterlegt sind.
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Die Lokalisierungskarte ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie sich zur Navigation eines Fahrzeugs, insbesondere eines automatisierten Fahrzeugs, eignet. Darunter ist beispielsweise zu verstehen, dass die Lokalisierungskarte dazu ausgebildet ist, mittels eine Abgleichs der Lokalisierungskarte mit erfassten Sensordatenwerten des (automatisierten) Fahrzeugs eine hochgenaue Position dieses (automatisierten) Fahrzeugs zu bestimmen. Dazu umfasst die Lokalisierungskarte beispielsweise Umgebungsmerkmale mit hochgenauen Positionsangaben (Koordinaten).
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Unter einem automatisierten Fahrzeug ist ein Fahrzeug, welches gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5 (siehe Norm SAE J3016) ausgebildet ist, zu verstehen.
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Unter einer hochgenauen Position ist eine Position zu verstehen, welche innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems, beispielsweise WGS84-Koordinaten, derart genau ist, dass diese Position eine maximal zulässige Unschärfe nicht überschreitet. Dabei kann die maximale Unschärfe beispielsweise von der Umgebung abhängen. Weiterhin kann die maximale Unschärfe beispielsweise davon abhängen, ob ein Fahrzeug manuell oder teil-, hoch- oder vollautomatisiert (entsprechend einem der SAE-Level 1 bis 5) betrieben wird. Grundsätzlich ist die maximale Unschärfe so gering, dass insbesondere ein sicheres Betreiben des (automatisierten) Fahrzeugs gewährleistet ist. Für ein vollautomatisiertes Betreiben eines automatisierten Fahrzeugs liegt die maximale Unschärfe beispielsweise in einer Größenordnung von etwa 10 Zentimeter.
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Unter einem Bereitstellen der Lokalisierungskarte ist beispielsweise zu verstehen, dass die Lokalisierungskarte abrufbar und/oder übertragbar gespeichert oder übertragen wird. In einer Ausführungsform ist unter einem Bereitstellen beispielsweise das Übertragen der Lokalisierungskarte an wenigstens ein (automatisiertes) Fahrzeug und/oder an einen weiteren Server und/oder in eine Cloud zu verstehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, ein Verfahren zum Erstellen einer Lokalisierungskarte bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, indem empfangene Umgebungsdatenwerte in wenigstens zwei getrennte Datensätze aufgeteilt und anschließend eine Mehrzahl von Teilkarten - ausgehend von den wenigstens zwei getrennten Datensätzen - sowie die Lokalisierungskarte - ausgehend von der Mehrzahl der Teilkarten - erstellt werden. Hierin zeigt sich der Vorteil, dass das Erstellen von Lokalisierungskarten mit einer vorteilhaften Beeinflussung der Zuverlässigkeit der Kartenerzeugung und der Fahrzeuglokalisierung erfolgt. Dies ist im Rahmen eines Safety-Konzepts für eine Feature-basierte Fahrzeuglokalisierung eine wichtige Safety-Maßnahme.
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Vorzugsweise erfolgt das Aufteilen abhängig von wenigstens einem Aufteilungskriterium. Eine Auswahl des wenigstens einen Aufteilungskriteriums erfolgt insbesondere abhängig von Umgebungseigenschaften der Umgebung.
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Unter einem Aufteilen - abhängig von wenigstens einem Aufteilungskriterium, wobei insbesondere eine Auswahl des wenigstens einen Aufteilungskriteriums abhängig von Umgebungseigenschaften der Umgebung erfolgt - ist beispielsweise zu verstehen, dass die Umgebungsdatenwerte nach vorgegebenen Kriterien (Umgebungseigenschaften) gefiltert bzw. durchsucht werden und anschließend, den Kriterien entsprechend, getrennt gespeichert werden. Mögliche Aufteilungskriterien sind beispielsweise die oben bereits beschriebenen unterschiedlichen Aspekte. Unter Aufteilungskriterien sind insbesondere Erfassungszeitpunkte (Tag oder Nacht; vorgegebene Erfassungszeiträume [morgens; 6-10 Uhr, ...], etc.) und/oder Wetterbedingungen (sonnig, klar, neblig, etc.) und/oder Sensortypen (ein Datensatz umfasst alle Videodaten, ein weiterer Datensatz alle Radardaten, etc.) und/oder Verkehrsbedingungen (ein Datensatz umfasst diejenigen Umgebungsdatenwerte, welche bei - nach vorgegebenen Kriterien - hoher Verkehrsdichte erfasst wurden, ein weiterer Datensatz umfasst diejenigen Umgebungsdatenwerte, welche bei - nach vorgegebenen Kriterien - geringer Verkehrsdichte erfasst wurden, etc.) und/oder weitere Kriterien zu verstehen.
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Vorzugsweise erfolgt die Auswahl des wenigstens einen Aufteilungskriteriums abhängig von einer Gewichtung der Umgebungseigenschaften, wobei die Gewichtung auf vorgegebenen Kriterien und/oder auf einem Machine-Learning-Ansatz basiert.
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Unter einer Gewichtung ist beispielsweise zu verstehen, dass bestimmte Aufteilungskriterien bevorzugt angewendet werden, wobei andere Aufteilungskriterien erst dann angewendet werden, wenn beispielsweise bestimmte Anforderungen an die Umgebungsdatenwerte erfüllt sind. Beispielsweise macht eine Aufteilung nach Tag und Nacht keinen Sinn, wenn keine Daten vorliegen, welche bei Nacht erfasst wurden.
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Unter einer Gewichtung nach vorgegebenen Kriterien ist beispielsweise zu verstehen, dass die Gewichtung vorab aus empirischen Daten - Untersuchungen, Analysen, Tests, etc. - abgeleitet wurde.
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Unter einer Gewichtung, welche auf einem Machine-Learning-Ansatz basiert, ist beispielsweise zu verstehen, dass die Gewichtung - insbesondere relativ zu vorgegebenen Ergebnissen - abhängig von der tatsächlichen Ausgestaltung der Umgebungsdatenwerte (beispielsweise Anzahl der Fahrzeuge, Häufigkeit einzelner Sensortypen, Häufigkeit einzelner Erfassungszeitpunkt bzw. -Zeiträume, etc.) mittels eines entsprechenden „Machine-Learning-Algorithmus“ vorgenommen wird.
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Vorzugsweise erfolgt die Konsistenzprüfung mittels einer Ähnlichkeitsmetrik, insbesondere mittels einer Ähnlichkeitsmetrik und einer darauf basierenden Erkennung und/oder Minimierung von Auswirkungen von Kartierungsfehlern.
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Unter einer Ähnlichkeitsmetrik sind beispielsweise die Hausdorff- und/oder OSPA-Metrik und/oder weitere Metriken zu verstehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere eine Recheneinheit, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen.
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In einer möglichen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) sowie eine geeignete Software um das Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. Dazu umfasst die Vorrichtung beispielsweise eine Sende- und/oder Empfangseinheit, welche dazu ausgebildet ist, Umgebungsdatenwerte und/oder eine Lokalisierungskarte - insbesondere mit einem Fahrzeug und/oder externen Server bzw. einer Cloud - zu übertragen und/oder zu empfangen oder ist mittels einer geeigneten Schnittstelle mit einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung verbunden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung als Server bzw. Cloud (also einem Verbund von Servern bzw. Recheneinheiten) - ausgebildet.
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Weiterhin wird ein Computerprogramm beansprucht, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. In einer Ausführungsform entspricht das Computerprogramm der von der Vorrichtung umfassten Software.
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Weiterhin wird ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung aufgeführt.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Ablaufdiagramms.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahren 300 zum Erstellen 340 einer Lokalisierungskarte.
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In Schritt 301 startet das Verfahren 300.
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In Schritt 310 werden Umgebungsdatenwerte, welche eine Umgebung wenigstens eines Fahrzeugs repräsentieren, empfangen.
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In Schritt 320 werden die Umgebungsdatenwerte in wenigstens zwei getrennte Datensätze aufgeteilt.
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In Schritt 330 wird eine Mehrzahl von Teilkarten, ausgehend von den wenigstens zwei getrennten Datensätzen, erstellt.
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In Schritt 340 wird die Lokalisierungskarte, ausgehend von der Mehrzahl von Teilkarten, abhängig von einer Konsistenzprüfung der Mehrzahl von Teilkarten, erstellt.
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In Schritt 350 wird die Lokalisierungskarte bereitgestellt.
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In Schritt 360 endet das Verfahren 300.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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