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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktualisierung von Kartendaten für ein Navigationsgerät eines autonom fahrenden Fahrzeuges, bei welchem die Kartendaten in Bereiche eingeteilt werden, aus denen einzelne Bereiche zur Aktualisierung ausgewählt werden.
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Bei autonom fahrenden Fahrzeugen werden hohe Anforderungen an die Korrektheit von Kartendaten gestellt, welche in Navigationssystemen dieser Fahrzeuge, insbesondere zur Routenführung, verarbeitet werden. Dazu müssen die Kartendaten häufig aktualisiert werden und bei jeder Aktualisierung auf ihre Korrektheit überprüft werden. Die verwendeten Prüfverfahren sind sehr aufwendig, was einen hohen Zeit- und Kostenrahmen erfordert.
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Aus der
DE 103 18 615 A1 ist ein Navigationssystem bekannt, dessen Kartendaten in Bereiche eingeteilt werden, wobei jeder Bereich spezifisch aktualisiert wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Aktualisierung von Kartendaten für ein Navigationsgerät eines autonom fahrenden Fahrzeuges anzugeben, welches mit einem begrenzten Zeit- und Kostenaufwand eine zuverlässige und korrekte Aktualisierung der Kartendaten ermöglicht.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
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Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass die Auswahl der Bereiche nach Daten, die für die autonome Fahrfunktion des Fahrzeuges elementar sind und/oder allgemeinen räumlichen Referenzdaten und/oder älteren Kartendaten erfolgt, wobei die neuen Kartendaten für jeden ausgewählten Bereich nach einer für jeden Bereich spezifischen Prüfung zur Aktualisierung freigegeben werden. Dies hat den Vorteil, dass durch die Verwendung von speziellen Prüfverfahren für die in Bereichen zusammengefassten ausgewählten Kartendaten eine Kritikalität der Kartendaten zuverlässig erfasst wird, wobei die aktualisierten Kartendaten erst zur Aktualisierung freigegeben werden, wenn deren Zuverlässigkeit belegt ist. Somit wird mit einem geringeren Rechenaufwand die Korrektheit der aktualisierten Daten ermittelt.
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Vorteilhafterweise wird eine Relevanz der auszuwählenden fahrfunktionsnotwendige Kartendaten nach Rückfallebenen und/oder umliegenden Kartenobjekten beurteilt. Das heißt, es erfolgt eine Einteilung der Karte in verschiedene Kartenobjekte, die für die entsprechende Fahrzeugfunktion, beispielsweise ein Tempolimit, von Bedeutung sind. Ein solches Tempolimit wird nicht immer durch Verkehrszeichen angezeigt, muss aber in den Kartendaten verortet sein.
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In einer Ausgestaltung wird eine Relevanz der allgemeinen räumlichen Referenzdaten nach einer räumlichen Verteilung von Umgebungsattributen beurteilt. Dabei werden bei der Relevanzbetrachtung räumliche Bereiche betrachtet, in welchen die ausgewählten Umgebungsattribute deutlich unterscheidbar sind und nicht von unwesentlichen Umgebungsattributen überlagert werden.
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In einer Variante wird bei der Prüfung der Umgebungsattribute deren räumliche Änderung berücksichtigt. Dadurch lässt sich einfach feststellen, ob Umgebungsattribute, wie Bauwerke oder Straßen, verändert wurden oder gar nicht mehr vorhanden sind.
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In einer Ausführungsform wird ein Vergleich der älteren Kartendaten mit aktuell bestimmten Kartendaten stichprobenartig ausgeführt, wobei Kartenbereiche einer gleichen Kartenregion betrachtet werden. Somit kann auch eine digitale Karte zuverlässig aktualisiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein.
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Zur Aktualisierung von Kartendaten, die in einem Navigationsgerät eines autonom fahrenden Fahrzeuges genutzt werden, werden die Kartendaten in Bereiche unterteilt. In jedem Bereich werden spezifische Prüfverfahren angewendet, um die Korrektheit der Kartendaten zu bestimmen. Die Einteilung der Bereiche kann sowohl nach örtlichen Gegebenheiten als auch nach Datenarten, wie beispielsweise zu lokalisierenden Objekten, Verkehrsregeln und ähnlichem erfolgen. Um eine zeit- und kostenoptimale Prüfung zu ermöglichen, werden die Bereiche so eingeteilt, dass nicht alle Prüfverfahren auf alle Kartendaten angewendet werden müssen, bei denen es möglich wäre. Die Bereiche und Prüfungen werden so eingeteilt, dass die Aussagekraft der Prüfverfahren bei vertretbarem Aufwand möglichst groß ist. Bei bestandener Prüfung wird die Karte für die Verwendung zum autonomen Fahren des Fahrzeuges freigegeben.
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In einem ersten Beispiel erfolgt die Unterteilung der Bereiche und Prüfverfahren nach einer Kritikalität der Kartenobjekte in den Fahrfunktionen, wobei die Kartenobjekte in Bereiche unterteilt werden, die für gewisse Fahrfunktionen verwendet werden. So dienen vertikal ausgedehnte Objekte im speziellen Sinne der Lokalisierung, während Vorfahrtsregeln einem Entscheidungsbaum des Fahrzeugverhaltens zugeordnet werden. Die Kritikalität wird entsprechend einer Relevanz des Kartenobjektes für die Gewährleistung der jeweiligen Fahrfunktion eingeteilt. Beispielsweise können in die Lokalisierung Integritätsmaße eingebaut werden, so dass es online möglich ist, festzustellen, ob kritische Fehler vorliegen. Bei Vorfahrtsregeln hingegen verlässt sich das Fahrzeugverhalten auf Einträge in der Karte.
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Weiterhin kann die Relevanz der Kartenobjekte auch anhand von Rückfallregeln beurteilt werden. Sollte eine Fahrfunktion, wie die Lokalisierung, das Fehlen von vertikal ausgedehnten Objekten nicht kompensieren können, so erreicht die Kritikalität des jeweiligen Kartenobjektes ein Maximum. Dies trifft beispielsweise bei dem Tempolimit zu, welches innerorts gilt. Dieses Tempolimit ist lediglich aus der Gesetzeslage bekannt und kann nicht an jeder Stelle mit Schildern angezeigt werden. Dieses Tempolimit muss in der Karte angezeigt werden.
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Darüber hinaus hängt die Relevanz der Kartenobjekte von den umliegenden Kartenobjekten ab. Aus den zuvor eingeteilten Bereichen für die Fahrfunktionen können nun entsprechende Redundanzen entnommen werden. Sollte sich die Lokalisierung auf Fahrbahnmarkierungen als vertikal ausgedehnte Objekte stützen, werden diese Kartenobjekte bei der Bestimmung der Kritikalität auch untereinander berücksichtigt. Für die Lokalisierung bedeutet das, dass bevorzugt Stichproben gewählt werden, in denen Fahrbahnmarkierungen nicht in Kombination mit einer hohen Dichte an stangenförmigen Objekten vorkommen. Es werden für die Stichproben Regionen ausgewählt, in denen beispielsweise kaum oder gar keine stangenförmigen Objekte vorhanden sind. Dadurch wird eine kritische Beurteilung der Fahrbahnmarkierungen unterstützt. Um eine homogene und abgerundete Stickprobe zu erhalten, werden einige Stichproben mit sehr wenigen anderen Objekten aber sehr reichhaltigen Fahrbahnmarkierungen gewählt.
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In einem weiteren Beispiel erfolgt die Unterteilung der Bereiche und Prüfverfahren durch eine räumliche Verteilung von Stichproben für Referenzmessungen. Die räumliche Unterteilung soll dabei so weitreichend sein, dass sämtliche Freiheitsgrade abgedeckt sind. Je dichter die Stichproben des gleichen Kartenobjekts verteilt sind, desto weniger Relevanz haben die darauffolgenden Stichproben in der Nähe dieses Kartenobjektes. Vorteilhafterweise werden Stichproben, die an Hauptfahrtrouten liegen, höher gewichtet als Proben auf Seitenstraßen.
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Die Unterteilung der Bereiche und Prüfverfahren erfolgt in einem weiteren Beispiel durch einen Vergleich zu einer vorhergehenden Kartenversion. Dabei wird die Karte iterativ aktualisiert. Es wird lediglich ein Unterschied zwischen zwei Karten einer gleichen Kartenregion betrachtet. Die ermittelten Unterschiede bilden eine neue Übermenge, die aus den Stichproben geschöpft wird und die Kritikalität der Änderung bestimmt. Beim Berechnen des Unterschiedes zwischen den beiden Karten werden der zu betrachtende Kartenbereich und die aktualisierte Version direkt miteinander verglichen und Änderungen in der Geometrie sowie Attribute extrahiert, die bildhaft bereitgestellt werden. Dabei wird die Schwere der jeweiligen Änderung betrachtet. Geometrisch bedeutet dies, wenn sich ein vertikal ausgedehntes Objekt um wenige Zentimeter verschiebt, hat dies keinen Einfluss auf die Lokalisierung. Sollten allerdings Objekte über einen vorgegebenen Schwellwert hinaus verschoben werden oder ganz verschwinden, so muss dies bei der Aktualisierung betrachtet werden.
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Neben geometrischen Änderungen werden auch andere Kartenattribute verglichen, die keine eigenständige Geometrie tragen. Diese werden als semantische Attribute bezeichnet. Der Unterschied zu geometrischen Änderungen liegt in der Bewertung der Schwere der Änderung. Beim geometrischen Vergleich trägt die Größenordnung der Verschiebung entscheidend zur Kritikalität bei. Für die Kritikalität einer Änderung eines semantischen Attributs zählt dagegen nur die Tatsache, dass das Attribut geändert wurde (zum Beispiel Relationen zwischen bestimmten Kartenattributen, oder Vorfahrtsregeln).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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