-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren digitaler Straßenkartendaten.
-
Stand der Technik
-
Digitale Straßenkarten werden vielfach zum Navigieren eines Fahrzeuges verwendet. Die von den Kartenanbietern über eine Lizenzgebühr zur Verfügung gestellten Karten können dabei kleine Fehler aufweisen, bei denen beispielsweise ein neben einer Straße verlaufender Feldweg punktuell oder abschnittweise als Straße bezeichnet wird. Bei einem Navigationsgerät würde dementsprechend die Positionsanzeige neben der eigentlich befahrenen Straße liegen. Auch können Anschlussstellen bei einer Autobahn fälschlicherweise noch als Autobahn ausgezeichnet werden. Ebenso möglich ist es, dass unfertige Straßen im Nichts enden. Im Hinblick auf das autonome Fahren können solche fehlerhafte Kartendaten jedoch fatale Folgen haben. Wenn ein autonomes Fahrzeug dies aber erkennen sollte muss trotz alledem in solchen Fällen an den Fahrer übergeben werden. Daher werden im Stand der Technik Verfahren, mit welchen Kartenfehler korrigiert werden.
-
Die
EP 1 304 549 B1 offenbart eine Kartendatenbankvorrichtung, die in einem Navigationssystem verwendet wird, das eine Routenführung durchführt. Die Kartendatenbankvorrichtung verwaltet die Straßen, indem die Straßen als Verbindungsketten ausgedrückt werden, wobei jede der Verbindungsketten durch Verbinden einer Vielzahl von Verbindungen gebildet wird, wobei jede der Verbindungen Knoten an einem vorderen Ende bzw. hinteren Ende aufweist. Die Kartendatenbankvorrichtung weist bezüglich der Knoten Knoteninformationen auf, wobei die Knoteninformationen Führungsdaten enthalten, die zur Routenführung verwendet werden sollen.
-
In der
DE 10 2007 026 524 A1 ist ein Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren digitaler Straßenkartendaten offenbart. Abhängig von digitalen Straßenkartendaten dreier Punkte innerhalb eines vorgegebenen Straßenabschnitts der digitalen Straßenkarte wird eine Krümmung eines Umkreises eines Dreiecks ermittelt. Das Dreieck ist durch die drei Punkte vorgegeben. Abhängig von der ermittelten Krümmung des Umkreises werden die digitalen Straßenkartendaten der digitalen Straßenkarte korrigiert.
-
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Korrigieren von digitalen Straßenkarten anzugeben, mit welchem eine Korrektur schneller und fehlerfreier durchgeführt wird. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die Erfindung gibt ein Verfahren zum Korrigieren digitaler Straßenkartendaten einer digitalen Straßenkarte an. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Einlesens von Straßenkartendaten, bestehend aus einer Vielzahl an Straßen darstellenden Linien und einer Vielzahl an Punkten durch deren Verbindung die Linien gebildet sind, des Zuweisens eines Straßentyps der Linien auf die jeweiligen Punkte, und des Filterns der Punkte, die wenigstens einem vorbestimmten Straßentyp zugeordnet sind und löschen aller übrigen Punkte.
-
Weiter umfasst das Verfahren die Schritte des Bildens eines Graphen aus den übrigen Straßenkartendaten, so dass ein Straßennetz des wenigstens einen Straßentyps gebildet wird, des iterativen Löschens von Punkten, welche lediglich einen einzigen direkt benachbarten Punkt des gleichen Straßentyps aufweisen, des iteratives Bildens eines Dreiecks über drei benachbarte Punkte und berechnen eines Innenwinkels des Dreiecks an einem Punkt in einer Mitte der drei benachbarten Punkte, und des Löschens wenigstens eines der Punkte des Dreiecks, falls der Innenwinkel einen vorbestimmten Wert für den jeweiligen Straßentyp unterschreitet. Die sich daran anschließenden Verfahrensschritte sind die des iterativen Löschens von Punkten, welche zu einem gelöschten Punkt und lediglich zu einem einzigen Punkt des gleichen Straßentyps benachbart sind, und des Übertragens der Daten des bestimmten Straßentyps an ein Verarbeitungsgerät.
-
Entsprechend der Erfindung entspricht der Punkt einem geometrischen Punkt, dessen Position durch die geografische Breite und Länge bestimmt ist. Die Punkte können dabei Attribute aufweisen, wie beispielsweise die Höhe oder können auch einen Ort beschreiben, beispielsweise Sehenswürdigkeiten, Ortschaften, Städte, Punkte von besonderem Interesse, oder auch Straßentypen und Bezeichnungen davon.
-
Bei den Straßenkartendaten beschreiben Linien dahingegen Straßen, Flüsse, Eisenbahnlinien und vieles mehr. Linien können aus einer Vielzahl an Punkten bestehen. Bei der Linie werden den einzelnen Punkten normalerweise keine Attribute in Form von Werten oder Bezeichnungen zugewiesen. Gelegentlich kann es vorkommen, das Punkte eines Weges trotzdem Attribute haben. Solche Attribute werden den Punkten in dem zweiten Verfahrensschritt zugewiesen, so dass jeder Punkt die Informationen zu dem Straßentyp, wie beispielsweise Autobahn oder Kraftfahrtstraße, und der speziellen Beschreibung der Straße, wie beispielsweise eine Straßennummer, enthält.
-
Ein Graph im Sinne der Erfindung ist eine abstrakte Struktur, die eine Menge von Objekten zusammen mit den zwischen diesen Objekten bestehenden Verbindungen repräsentiert. Ein Graph ist dabei beispielsweise ein Straßennetz eines Straßentyps, bei welchem die Verbindung zwischen verschiedenen Straßen dargestellt ist.
-
Das Verfahren hat dabei den Vorteil, dass durch das Löschen der Straßenkartendaten, die nicht den gleichen Straßentyp aufweisen, die Menge an Daten erheblich reduziert wird. Entsprechend erhöht sich die Geschwindigkeit der Korrektur. Zusätzlich werden durch das Löschen von Punkten die lediglich einen benachbarten Punkt des gleichen Straßentyps aufweisen, viele Fehler auf einfache und schnelle Weise behoben. Dadurch wird die Datenmenge wiederrum reduziert. Mit dem darauf folgenden Verfahrensschritten werden zusätzlich noch die letzten Fehler behoben, so dass die Korrektur insgesamt fehlerfreier ist. Für diesen Verfahrensschritt sind die Daten dabei bereits reduziert, so dass dieser Verfahrensschritt schneller durchführbar ist.
-
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Filtern der Punkte für den Straßentyp Autobahn oder Kraftfahrtstraße durchgeführt. Der Verlauf dieser Straßen ist aufgrund des hohen Tempos der Kraftfahrzeuge linearer, so dass Kurven lediglich kleine Krümmungen aufweisen. Dadurch können Fehler in diesen Straßen mit höherer Sicherheit erkannt werden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird für den vorbestimmten Wert des Innenwinkels ein Wert von 120° angenommen wird. Bevorzugt ist der vorbestimmte Wert 140° und besonders bevorzugt liegt der vorbestimmte Wert bei 160°. Die Werte sind dabei abhängig von dem untersuchten Straßentyp, so dass für eine Autobahn ein Wert von 140° oder 160° gewählt werden kann. Bei diesen Werten kann für den Straßentyp davon ausgegangen werden, dass wenigstens ein fehlerhafter Punkt in dem untersuchten Dreieck vorliegt.
-
Vorzugsweise wird zusätzlich zu dem Löschen eines der Punkte des Dreiecks eine Fehlermeldung ausgegeben. Dadurch kann später nach dem Löschen des Punktes jeder gelöschte Punkt nachverfolgt werden, um mögliche Fehler feststellen zu können. Ebenso kann die Qualität der Straßenkartendaten beurteilt werden.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird eine manuelle Inspektion des entsprechend gelöschten Punktes des Dreiecks durchgeführt. Bei der manuellen Inspektion schaut ein Benutzer über die gelöschten Punkte, so dass mögliche Fehler des Verfahrens korrigiert werden können. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die ausgegebenen Daten manuell mit anderen Quellen (z.B. Daten anderer Kartenanbieter oder Satellitenbildern) verglichen wird. Zusätzlich kann die Zuverlässigkeit des Verfahrens überprüft werden. Dies hat den Vorteil, dass mögliche Fehler zusätzlich reduziert werden können.
-
Vorteilhafterweise wird zusätzlich beim Unterschreiten des vorbestimmten Werts des Innenwinkels ein Vergleich mit wenigstens einer anderen Straßenkarte durchgeführt. Entsprechend wird in den anderen Karten überprüft, wie die fragliche Stelle ausgeführt ist. Dadurch können manuelle Inspektionen eventuell entfallen. Trotz alledem können die Kartendaten fehlerfreier zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich kann das Verfahren durch eine wenigstens reduzierte manuelle Inspektion wirtschaftlicher durchgeführt werden.
-
Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Korrigieren digitaler Straßenkarten,
- 2 Darstellung eines Straßenausschnittes, und
- 3 Vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus 2.
-
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahren zum Korrigieren digitaler Straßenkarten dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt A werden die Straßenkartendaten, welche beispielsweise durch einen freien Anbieter zur Verfügung gestellt werden, eingelesen. Die Straßenkartendaten bestehen dabei, wie in 2 für einen Straßenausschnitt dargestellt ist, aus einer Vielzahl an Straßen 14 darstellenden Linien 18 und einer Vielzahl an Punkten P durch deren Verbindung die Linien 18 gebildet sind. Die Punkte P markieren auf der Straßenkarte dabei bestimmte Orte oder Sehenswürdigkeiten etc. oder den Verlauf der entsprechenden Straße 14.
-
Im Gegensatz zu den beispielsweise Sehenswürdigkeiten enthalten die Punkte P im Verlauf der Straße 14 keine Bezeichnung beziehungsweise Attribute. Daher wird in einem weiteren Schritt B die Straßenbezeichnung, welche unter anderem den Straßentyp wie beispielsweise Autobahn oder Kraftfahrtstraße umfasst, jedem einzelnen Punkt P von den Linie 18, die die Straßen 14 darstellt, zugeordnet. Jeder einzelne Punkt P einer Straße 14 enthält somit die Information über den Straßentyp.
-
In einem anschließenden Schritt C wird ausgehend davon, welcher Straßentyp untersucht werden soll, alle Punkte P nach dem gewünschten Straßentyp gefiltert und die übrigen Punkte P, die diesen Straßentyp nicht enthalten, werden gelöscht. Entsprechend werden alle Sehenswürdigkeiten gelöscht. Wird beispielsweise der Straßentyp Autobahn untersucht, werden zusätzlich alle übrigen Straßentypen, wie beispielsweise Kraftfahrtstraße gelöscht. Anschließend bleiben lediglich Punkte P übrigen, welche zum Straßentyp Autobahn gehören. Aus diesen Punkten P kann in einem folgenden Schritt D ein Graph gebildet werden, welcher ein Straßennetz der Autobahnen darstellt. In einem solchen Graph ist beispielsweise zu sehen, bei welchem Punkt P sich zwei verschiedene Autobahnen schneiden.
-
In einem weiteren Schritt E werden alle Punkte P untersucht, ob Punkte P vorhanden sind, welche lediglich einen benachbarten Punkt P des gleichen Straßentyps aufweisen. In einem normalen Verlauf einer Straße 14 sollte jeder Punkt P zwei benachbarte Punkte P des gleichen Straßentyps, d.h. Punkte P die direkt an diesem Anliegen, aufweisen. Sollte ein Punkt P gefunden werden, welcher lediglich einen benachbarten Punkt P des gleichen Straßentyps aufweist, wird dieser gelöscht. Dies kann beispielsweise vorkommen, wenn ein Straßenabschnitt im Nichts enden.
-
Ebenso kann es vorkommen, dass eine Anschlussstelle, welche eine Autobahn mit dem nachgeordneten Straßennetz, wie beispielsweise einer Kraftfahrstraße oder Landstraße, verbindet, fälschlicherweise noch als Autobahn ausgezeichnet ist. Nach einem letzten Punkt P dieser Anschlussstelle wechselt normalerweise der Straßentyp. Der letzte Punkt P der Anschlussstelle hat demnach lediglich einen benachbarten Punkt P des gleichen Straßentyps. Dieser Punkt P wird demnach gelöscht. Durch das Löschen dieses Punktes P hat der benachbarte Punkt P dazu lediglich noch einen benachbarten Punkt P des gleichen Straßentyps. Der Verfahrensschritt des Löschens E der Punkte P wird daher, so oft wiederholt, bis beim Nachprüfen keine Punkte P gefunden werden können, die lediglich einen benachbarten Punkt P des gleichen Straßentyps aufweisen. Entsprechend wird die gesamte Anschlussstelle gelöscht.
-
Durch dieses Verfahren können die meisten Ausführungen einer Anschlussstelle, wie beispielsweise Direktrampen oder Holländerrampen, entfernt werden. Manche Ausführungen die beispielsweise über einen Kreisverkehr mit dem nachgeordneten Straßennetz verbunden sind, können dabei nicht entfernt werden, da der Kreisverkehr selber noch als Autobahn ausgezeichnet ist. Auch können Kartenfehler nicht erkannt werden. In 2 ist ein solcher Kartenfehler dargestellt. Darin ist ein Feldweg 30 dargestellt, der neben der als Autobahn gezeigten Straße 14 verläuft. Hierbei ist ein Punkt P auf dem Feldweg 30 fälschlicherweise als Autobahn 14 ausgezeichnet ist.
-
In einem nächsten Schritt F wird daher, wie in 3 gezeigt, bei dem entsprechenden Ausschnitt aus 2 ein Dreieck 34 zwischen den drei benachbarten Punkten P gebildet. Dieser Schritt F wird iterativ bei allen Punkten P durchgeführt. Dabei werden die benachbarten Punkte P miteinander verbunden und die beiden Punkte P am Ende werden miteinander verbunden. Anschließend wird ein Innenwinkel β an einem Punkt P zwischen den beiden Punkten P am Ende bestimmt. Normalerweise ist der ermittelte Innenwinkel β näherungsweise 180°. In Kurven wird dieser dabei etwas kleiner. In Abhängigkeit von dem untersuchten Straßentyp ist für jeden Straßentyp ein Innenwinkel β definiert, welcher für den entsprechenden Straßentyp auch bei einer Kurve nicht unterschritten wird.
-
Für eine Autobahn ist beispielsweise ein Innenwinkel β unter 120° ungewöhnlich und würde nicht vorkommen. In einem nächsten Schritt G wird daher wenigstens ein Punkt P des entsprechenden Dreiecks 34 gelöscht, bei welchem der Innenwinkel β unter dem vorbestimmten Innenwinkel β liegt. Ein solcher Innenwinkel β würde daher auch bei einem fälschlich ausgezeichneten Punkt P auftreten. Ein Kreisverkehr bei einer Anschlussstelle, bei welchem durch den Kreisverkehr eher ein kleiner Innenwinkel β vorliegen würde, würde dementsprechend ebenso erkannt werden.
-
Anstelle eine automatischen Löschens der Punkte P, kann ebenso ein Benutzer bei bestimmten Fällen hinzugezogen werden, der bei Bedarf die entsprechenden Punkte P manuell löscht. Auch ist es möglich, dass der entsprechende fälschlich angenommene Punkt P mit anderen Straßenkarten verglichen wird. Dadurch kann die Zuverlässigkeit eines solchen Verfahrens verbessert werden.
-
In einem nächsten Schritt H werden iterativ Punkte P gelöscht, welche in dem vorangegangenen Verfahrensschritt G gelöschten Punkt P und lediglich zu einem einzigen Punkt P des gleichen Straßentyps benachbart sind. Dadurch kann eine Anschlussstelle mit Kreisverkehr vollständig entfernt werden. Die nach diesen vorangegangenen Schritten erhaltenen Straßenkartendaten für den entsprechenden Straßentyp werden in einem anschließenden Schritt I an ein Verarbeitungsgerät, wie beispielsweise einem Navigationsgerät übertragen. Dadurch kann eine Navigation insbesondere in einem autonomen Fahrmodus zuverlässiger durchführt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1304549 B1 [0003]
- DE 102007026524 A1 [0004]
