DE102020105313A1

DE102020105313A1 - Verfahren, Recheneinrichtung und System zum Kartographieren von Landmarken eines Straßennetzes in einer Straßenkarte

Info

Publication number: DE102020105313A1
Application number: DE102020105313.4A
Authority: DE
Inventors: David Pannen; Martin Liebner; Wolfgang Hempel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kartographieren von Landmarken (24) eines Straßennetzes (S'), wobei durch eine Recheneinrichtung (25) gemäß einer vorbestimmten Einteilungsvorschrift (V) mittels einer Initialstraßenkarte (30), gemäß welcher jede Straße (S) eine Verbindung zweier Knoten (K) darstellt, jede der Straßen (S) in individuelle Straßenabschnitte (32) unterteilt wird und zu jeder Fahrtrajektorie (20) von Kraftfahrzeugen (12) eine geographische Lage (23) der Fahrtrajektorie (20) ermittelt wird und anhand der ermittelten Lage (23) die Fahrtrajektorie (20) in mehrere Trajektorienabschnitte (42) unterteilt wird, von denen jeder in einem der Straßenabschnitte (32) liegt, und der jeweilige Trajektorienabschnitt (42) diesem Straßenabschnitt (32) zugeordnet wird und aktualisierte Kartendaten (28) für diesen Straßenabschnitt (32) auf der Grundlage von Messdatensätzen (22) der diesem Straßenabschnitt (32) zugeordneten Trajektorienabschnitte (42) mittels eines jeweiligen vorbestimmten Berechnungsprozesses (26) berechnet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kartographieren von Landmarken eines Straßennetzes. Die Erfindung umfasst auch eine Recheneinrichtung, die zum Berechnen der Straßenkarte verwendet werden kann, sowie ein System, das mittels zumindest eines Kraftfahrzeugs die besagten Messpunkte erfassen und mittels der besagten Recheneinrichtung auf Grundlage der Messpunkte die besagte Straßenkarte berechnen kann.
Um die Straßen eines Straßennetzes in einer Straßenkarte zu kartographierten, kann anstelle von Messungen dedizierter Meßfahrzeuge auf solche Messdaten zurückgegriffen werden, die aus ohnehin im Straßennetz fahrende Kraftfahrzeuge, beispielsweise private Kraftfahrzeuge oder Dienstfahrzeuge, ausgelesen werden können. Solche Messdaten werden auch als FCD (Floating Car Data) bezeichnet.
Aus einer Veröffentlichung im Internet (https://www.volkswagenag.com/en/news/2017/02/Swarm_data.html) ist bekannt, dass solche Kraftfahrzeuge mittels einer Kamera den Verlauf von Straßen sowie die Position sogenannter Landmarken, wie beispielsweise Verkehrszeichen oder Ampeln, erfassen und durch Messdatensätze an eine zentrale Recheneinrichtung melden können, die daraufhin aus den Messdatensätzen eine Straßenkarte berechnen kann.
Aus einer wissenschaftlichen Veröffentlich von Pannen et al. (D. Pannen, M. Liebner, and W. Burgard, „Lane marking learning based on crowdsourced data," in Intelligent Robots and Systems, 2019. IROS 2019. IEEE/RSJ International Conference on. IEEE, 2019) ist bekannt, dass beim Berechnen der Kartendaten einer Straßenkarte immer dann, wenn Messdatensätze neuer Messpunkte zur Verfügung stehen, nicht die gesamte Straßenkarte neu berechnet werden muss, sondern stattdessen das von der Straßenkarte abgedeckte Gebiet in Kacheln eingeteilt werden kann, auf welche die durch Kraftfahrzeuge bereitgestellten Messpunkte anhand der Geokoordinaten der Messpunkte aufgeteilt werden können. Sodann kann für jede Kachel ein separater Berechnungsprozess auf Grundlage der in das jeweilige Gebiet der Kachel fallenden Messpunkte ausgeführt werden. Innerhalb eines Gebiets einer Kachel fallen allerdings die Messpunkte nicht gleichmäßig auf die in dem Gebiet vorhandenen Straßen. Vielmehr gibt es öfter befahrene Straßen und weniger befahrene Straßen. Möchte man also ein Gebiet kartographieren, in dem Straßen unterschiedlicher Befahrungshäufigkeit oder Befahrungsdichte vorhanden sind, so kann man daran interessiert sein, den Berechnungsprozess zum Ermitteln neuer Kartendaten in Abhängigkeit von der Anzahl der verfügbaren Durchfahrungen oder Beobachtungen pro Straße zu konfigurieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Grundlage von Messpunkten, die aus einem oder mehreren Kraftfahrzeugen empfangen werden, Kartendaten für eine Straßenkarte zu berechnen, durch welche Landmarken eines Straßennetzes kartographiert oder beschrieben sind.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, um Landmarken eines Straßennetzes in einer Straßenkarte zu kartographieren. Die Erfindung geht davon aus, dass Messdatensätze mit Messpunkten aus einem Kraftfahrzeug oder aus mehreren Kraftfahrzeugen empfangen werden. Die Messdatensätze werden durch das jeweilige Kraftfahrzeug während einer jeweiligen Fahrt auf Straßen des Straßennetzes an den jeweiligen Messpunkten ermittelt und beschreiben eine jeweilige Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeugs. Die Messdatensätze können von dem jeweiligen Kraftfahrzeug an eine Recheneinrichtung ausgesendet werden, die die Messdatensätze empfängt. Bevorzugt werden Messdatensätze aus mehreren Kraftfahrzeugen empfangen, wodurch die Anzahl der Messdatensätze, die pro Zeiteinheit generiert werden kann, entsprechend vergrößert ist. Messdatensätze der beschriebenen Art sind beispielsweise aus privaten Kraftfahrzeugen oder Unternehmensflotten als sogenannte FCD (floating car data) verfügbar.
Der jeweilige Messdatensatz eines Messpunkts kann beispielsweise zu dem Messpunkt folgendes angeben: einen Messzeitpunkt (beispielsweise einen Zeitstempel) und/oder einen Messort (beispielsweise eine Geoposition, wie sie mittels eines Empfängers für ein Positionssignal eines GNSS (global navigation satellite system), wie beispielsweise des GPS (global positioning system) ermittelt werden kann) und/oder eine aktuelle Pose des Kraftfahrzeugs (beispielsweise eine 6D-Pose mit beispielsweise einer 3D Position und einer Fahrtrichtung oder Ausrichtungen bezüglich Himmelsrichtung und/oder einen Rollwinkel und/oder Nickwinkel und/oder Gierwinkel) und/oder eine zeitliche Änderung der Pose, falls sensorisch eine Änderung der Fahrzeugpose im Fahrzeugkoordinatensystem, also Nick-, Roll- und/oder Gierraten sowie, je nach Messprinzip, translatorische Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen in den drei Raumrichtungen gemessen werden. Insbesondere kann ein Messdatensatz Beobachtungsdaten betreffend eine am Messpunkt beobachtete oder ermittelte Landmarke enthalten. Ein jeweiliges Beispiel für eine Landmarke ist ein Verkehrsschild, eine Verkehrsampel, ein Verlauf oder Abschnitt einer Straßenmarkierung oder Fahrstreifenmarkierung, ein Bordstein, eine Leitplanken, ein Pfosten, allgemein ein statisches Objekt.
Nun gilt es, anhand der empfangenen Messdatensätze Kartendaten für die Straßenkarte zu berechnen. Eine Straße wird hierzu als Verbindung zweier Kreuzungen oder allgemein zweier „Knoten“ eines Graphen aufgefasst. Durch die Recheneinrichtung wird entsprechend eine Initialstraßenkarte bereitgestellt, welche das Straßennetz als Graph mit Knoten (Englisch: Vertices) und dazwischen liegenden Verbindungen (Englisch: Links), d.h. Straßen, modelliert. Dabei ist jede der Straßen in individuelle Straßenabschnitte unterteilt. Jede Straße wird also dahingehend aufgefasst, dass sie aus mehreren Verbindungsabschnitten (Englisch: Linklets) zusammengesetzt ist.
Durch die Recheneinrichtung wird also eine Initialstraßenkarte bereitgestellt, gemäß welcher jede der Straßen eine Verbindung zweier Knoten darstellt und in welcher jede der Straßen in individuelle Straßenabschnitte unterteilt ist. Zu jeder Fahrtrajektorie wird anhand von deren Messpunkten oder Messdatensätzen eine geographische Lage der Fahrtrajektorie ermittelt, also der Verlauf der Fahrtrajektorie in der Initialstraßenkarte nachvollzogen. Anhand der ermittelten Lage und anhand der Initialstraßenkarte wird die Fahrtrajektorie hierdurch in mehrere Trajektorienabschnitte unterteilt, von denen jeder in einem der Straßenabschnitte liegt. Der jeweilige Trajektorienabschnitt wird dann diesem Straßenabschnitt zugeordnet. Nun können aktualisierte Kartendaten für diesen Straßenabschnitt auf der Grundlage der Messdatensätze der diesem Straßenabschnitt zugeordneten Trajektorienabschnitte mittels eines jeweiligen vorbestimmten Berechnungsprozesses berechnet werden. Dies geschieht insbesondere unabhängig von den übrigen Straßenabschnitten, d.h. die berechneten Kardendaten stellen eine Subkarte für den jeweiligen Straßenabschnitt dar.
Die für das Verfahren genutzte Recheneinrichtung kann beispielsweise ein Server oder ein Serververbund sein. Die Übertragung der Messdatensätze von den Kraftfahrzeugen zu der Recheneinrichtung kann beispielsweise über das Internet erfolgen. Jedes Kraftfahrzeug kann hierzu beispielsweise eine Funkverbindung betreiben, beispielsweise auf der Grundlage eines Mobilfunkmoduls oder eines WLAN-Funkmoduls (WLAN - wireless local area network).
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass auch bei unterschiedlichen Durchfahrungsdichten zwischen den einzelnen Straßen dennoch die Berechnungsprozesse betrieben werden können. Denn es kann zuverlässiger entschieden werden, ob eine von einem Fahrzeug gemeldeten Landmarke, bspw. ein Schild, tatsächlich existiert, oder ob es sich um eine Falschmeldung des Sensors handelt. Diese Entscheidung wird nämlich anhand der Anzahl einander zugeordneter Beobachtungen des gleichen Objekts gefällt, also bei wie vielen Fahrten dieses Objekt oder diese Landmarke gesehen oder signalisiert wurde. Bei einer festen Falschmelderate führt dies bei wachsender Anzahl Fahrten aber dazu, dass zufällig mehrere Falschmeldungen nahe beieinander auftreten und so fälschlicherweise als tatsächlich existierende Landmarke bestätigt werden. Deshalb ist es erforderlich, die Anzahl der für eine Bestätigung notwendigen Sichtungen auf die Gesamtzahl der Fahrten zu beziehen. Wenn es jetzt aber Straßenabschnitte mit wenigen Fahrten und welche mit vielen Fahrten gibt, brauchen diese eigentlich unterschiedliche Schwellwerte, da sonst, bspw. bei der Unterteilung des zu lernenden Gebiets nach Kacheln, keine der Landmarken auf den Straßenabschnitten mit wenigen Durchfahrungen gelernt werden, weil ihnen die aufgrund der Gesamtzahl der Fahrten sehr hohe Zahl der notwendigen Bestätigungen fehlt. Dies ist es, was die Unterteilung des Lernverfahrens nach Straßenabschnitten nun möglich macht: Schwellwerte für eine Landmarkenbestätigung in Abhängigkeit von der Anzahl der Durchfahrungen des jeweiligen Straßenabschitts festzulegen. Somit kann eine unterschiedliche Behandlung je nach Durchfahrungsdichte gesteuert werden.
Optional kann eine Einschränkung auf bestimmte Straßenabschnitte gemacht werden, indem die Einschränkung umfassen kann, ob der Straßenabschnitt aktuell ist und/oder weitere Attribute wie die Straßenklasse (Autobahn im Gegensatz zu Landstraße) berücksichtigt werden. Es kann eine entsprechende Überprüfungsvorschrift zum Aktualisieren der Kartendaten abgeprüft werden. Dies ist im Weiteren noch näher beschrieben.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist durch die Möglichkeit der Parallelisierung gegeben. Durch die Recheneinrichtung können zum Berechnen der Kartendaten mehrere Prozessoreinheiten betrieben werden. Bei einer solchen Prozessoreinheit kann es sich beispielsweise jeweils um einen Rechenkern eines Mehrkern-Prozessors oder um einen Mikroprozessor oder um eine GPU (graphical processing unit) handeln, um nur Beispiele zu nennen. Jeder Straßenabschnitt kann einer der Prozessoreinheiten zugeordnet werden, sodass die Berechnungsprozesse für die einzelnen Straßenabschnitte auf die Prozessoreinheiten aufgeteilt sind. Das Berechnen der Kartendaten erfolgt somit für die Straßenabschnitte unabhängig von den jeweils anderen Straßenabschnitten. Das Zuordnen eines Straßenabschnitts zu einer Prozessoreinheit kann dynamisch in Abhängigkeit davon erfolgen, welche Prozessoreinheit aktuell für das Durchführen eines Berechnungsprozesses verfügbar ist. Somit ergibt sich der Vorteil, dass das Berechnen der Straßenkarte parallelisiert erfolgen kann, das heißt auf mehrere Prozessoreinheiten verteilt werden kann, ohne dass zwischen den Prozessoreinheit Abhängigkeiten in Bezug auf die benötigten Daten bestehen. Hierdurch kann durch Hinzufügen von Prozessoreinheiten die Berechnungsgeschwindigkeit beim Berechnen der Straßenkarte skaliert oder eingestellt werden.
Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
In einer Ausführungsform wird jede Straße in mehrere Straßenabschnitte eingeteilt, wobei eine Ziellänge L_soll für die Straßenabschnitte festgelegt wird und anhand dieser und einer Gesamtlänge der Straße eine Anzahl der für diese Straße zu verwendenden Straßenabschnitte berechnet wird und durch Division der Gesamtlänge durch die Anzahl die tatsächliche Länge der Straßenabschnitte zu ermittelt wird. Es wird also berücksichtigt, ob die Straße kurvig oder gewunden ist oder ob sie gerade ist, indem die Gesamtlänge der Straße, also die Länge Ihrer Form, zugrunde gelegt wird. Je mehr Krümmungen die Straße aufweist, desto mehr Straßenabschnitte werden festgelegt, also desto größer ist die Anzahl der Straßenabschnitte. Durch die beschriebenen Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, dass pro Straßenabschnitt ungefähr gleich viele Landmarken zu ermitteln sind, wenn für diesen Straßenabschnitt der Berechnungsprozess gestartet wird. Mit anderen Worten ist der Berechnungsaufwand zum Berechnen der Kartendaten pro Straßenabschnitt bis auf einen vorbekannten Toleranzwert für die Straßenabschnitte gleich oder ähnlich. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass insbesondere bei der parallelisierten Bearbeitung mittels der mehreren Prozessoreinheiten ein gleichverteilter Durchsatz der Prozessoreinheiten (Straßenabschnitte pro Zeiteinheit) sichergestellt ist.
Die Einteilung kann in vorteilhafter Weise noch differenzierter erfolgen. In einer Ausführungsform sind nämlich pro Fahrtrichtung und Straße ein oder mehrere Straßenabschnitte vorgesehen. D.h. die Kartendaten der Straßenabschnitte, die für eine der Fahrtrichtungen vorgesehen sind, werden getrennt berechnet von den Kartendaten der Straßenabschnitte, die für die andere Fahrtrichtung vorgesehen sind. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, unterschiedliche Messzeiten für jede Fahrtrichtung zugrunde zu legen. So kann beispielsweise morgens die Fahrtrichtung für den Berufsverkehr (beispielsweise stadt-einwärts) genutzt werden, um Messpunkte zu erhalten, und abends die Fahrtrichtung für den Feierabendverkehr (beispielsweise Stadtauswärts). Es ist dann nicht notwendig, dass für beide Fahrtrichtungen zur selben Messzeit Messdatensätze für Trajektorienabschnitte verfügbar gemacht werden. Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass die unterschiedlichen Durchfahrungshäufigkeiten pro Fahrtrichtung bei der Konfiguration des Berechnungsprozesses berücksichtigt werden können, um so wiederum besser zwischen Existenz und Nichtexistenz der jeweiligen Landmarke zu unterscheiden.
Das Unterscheiden der Fahrtrichtungen kann noch weiter spezialisiert werden. Eine Ausführungsform berücksichtigt, dass mehrere Straßen über eine Kreuzung verbunden sein können und an einer solchen Kreuzung Kraftfahrzeuge unterschiedliche Durchfahrtsrichtungsverläufe wählen können, also die Kombination aus Eintrittsstraße und Austrittsstraße (hinführende Straße und wegführende Straße für das die Fahrtrajektorie des jeweiligen Kraftfahrzeugs) und Fahrtrichtung können unterschiedliche Kombinationen ergeben, je nachdem, ob das Kraftfahrzeug links abbiegt, rechts abbiegt oder geradeaus fährt, um nur Beispiele für mögliche Durchfahrtsrichtungsverläufe auf einer Kreuzung zu nennen. Pro Durchfahrtsrichtungsverlauf (Kombination aus Eintrittsstraße und Austrittsstraße und bevorzugt auch Fahrtrichtung) ist gemäß einer Ausführungsform pro Durchfahrungsrichtungsverlauf von möglichen, über die Kreuzung führenden Fahrwegen jeweils ein Straßenabschnitt definiert. Fahren beispielsweise ausreichend viele Kraftfahrzeuge geradeaus über eine Kreuzung und biegen nur sehr wenige Kraftfahrzeuge an der Kreuzung links oder rechts ab, so kann der Straßenabschnitt für den Geradeausverkehr mittels eines Berechnungsprozesses aktualisiert werden, also neue Kartendaten generiert werden, während für den Straßenabschnitt für das Links-Abbiegen oder Rechts-Abbiegen beispielsweise weiter gesammelt werden können, bis auch hier eine vorbestimmte Mindestanzahl der verfügbaren Trajektorienabschnitte erreicht oder überschritten ist, oder es kann zumindest die Anzahl der verfügbaren Trajektorienabschnitte bei der Berechnung der Kartendaten berücksichtigt werden. Zudem besteht der Vorteil, dass die unterschiedlichen Durchfahrungshäufigkeiten pro Fahrweg und Durchfahrungsrichtung bei der Konfiguration der pro Fahrweg und Durchfahrungsrichtung getrennt durchgeführten Berechnungsprozesse berücksichtigt werden können, um so besser zwischen Existenz und Nichtexistenz der jeweiligen Landmarken zu unterscheiden.
In einer Ausführungsform überschneiden sich die besagten Straßenabschnitte einer Straße. Mit anderen Worten überlappen sich die Straßenabschnitte, und das bevorzugt an beiden Enden. Jeder einem Straßenabschnitt zugeordnete Trajektorienabschnitt wird hierzu erweitert um die Messpunkte seiner zugehörigen Fahrtrajektorie, die innerhalb einer definierten Fahrstrecke oder Entfernung (z.B. in einem Bereich von 10 Meter bis 500 Meter) jeweils vor dem Eintritt und/oder nach dem Austritt der Fahrtrajektorie in bzw. aus dem Straßenabschnitt liegen, wobei diese Messpunkte ebenfalls bei der Berechnung der Kartendaten des Straßenabschnitts verwendet werden, so dass die berechneten Kartendaten des Straßenabschnitts dazu ausgelegt sind, auch Landmarken zu beinhalten, die ihrer Lage nach nicht im Straßenabschnitt liegen, und/oder dass dieselben Messpunkte für die Berechnung der Kartendaten von mehreren unterschiedlichen Straßenabschnitten verwendet werden. Nach dem Berechnen der Kartendaten von sich überschneidenden Straßenabschnitten können somit die zu diesen Straßenabschnitten berechneten Kartendaten anhand zumindest einer in einem jeweiligen Überschneidungsbereich der Straßenabschnitte enthaltenen gemeinsamen Landmarken zusammengefügt werden. Mit anderen Worten wird überprüft, ob im Überschneidungsbereich für Straßenabschnitte in den Kartendaten die gleiche oder gemeinsame Landmarke vorhanden ist, beispielsweise ein Straßenschild oder eine Ampel. Anhand dieser Landmarke werden dann die Kartendaten zusammengefügt. Beispielswiese kann eine Koordinatentransformation auf die Kartendaten angewendet werden, sodass die Koordinaten der Landmarke in den Kartendaten beider Straßenabschnitte übereinstimmen. Indem Straßenabschnitte überlappend ausgestaltet sind, ergibt sich der Vorteil, dass keine Landmarke übersehen wird, wie es der Fall sein könnte, wenn eine Landmarke genau auf der Grenze zwischen zwei nichtüberschneidenden Straßenabschnitten liegt. Somit erfolgt also eine zuverlässige Vermessung des Straßennetzes. Mittels überlappender Straßenabschnitte werden zudem auch dann Landmarken zuverlässig erfasst, wenn diese ausgehend von der Geoposition des sichtenden Kraftfahrzeugs mit einem räumlichen Versatz erkannt werden, weil der erfassende Sensor, z.B. eine Kamera, einen vom Kraftfahrzeug weg z.B. nach vorne weisenden Erfassungsbereich aufweist. Es können aber auch nicht-überlappende Straßenabschnitte vorgesehen werden.
Die berechneten Kartendaten der einzelnen Straßenabschnitte werden also zu Gesamtkartendaten der gesamten Straßenkarte zusammengefasst und können dann z.B. an ein jeweiliges Navigationssystem von Kraftfahrzeugen ausgesendet werden. Das zusammenfassen der Kartendaten zu den Gesamtkartendaten kann in der beschriebenen Weise mittels der in Überschneidungsbereichen detektierten oder erkannten gemeinsamen Landmarken erfolgen. Die Gesamtkartendaten stellen eine Neuberechnung oder aktuelle Version der Straßenkarte dar. Im Zusammenhang mit dem Kombinieren der Kartendaten der einzelnen Straßenabschnitte zu den Gesamtkartendaten der Gesamtstraßenkarte ergeben sich ebenfalls mehrere vorteilhafte Ausführungsformen.
In einer Ausführungsform werden die berechneten Kartendaten der Straßenabschnitte zu Gesamtkartendaten der Straßenkarte zusammengefasst werden, indem für jede Landmarke in den Kartendaten eines Straßenabschnitts anhand eines vorbestimmten Äquivalenzkriteriums geprüft wird, welche Landmarken der Kartendaten von zumindest einem anderen Straßenabschnitt der gleichen tatsächlichen Landmarke entsprechen, und durch die Recheneinrichtung wird für einander entsprechende Landmarken mit Hilfe eines vorbestimmten Fusionsverfahrens jeweils eine einzige gemeinsame Repräsentation dieser Landmarken ermittelt.
In Bezug auf das Äquivalenzkriterium sieht eine Ausführungsform vor, dass die räumliche Nähe der Landmarken, ihre Orientierung (in welche Fahrtrichtung es ausgerichtet ist), ihr Typ (z.B. Stoppschild, Geschwindigkeitsbegrenzung, Ampel) und/oder zumindest ein bei der Berechnung der Landmarken aus den Messpunkten ermitteltes Attribut, insbesondere der Typ (z.B. Schild, Ampel oder Fahrstreifenmarkierung), die Anzahl, eine Art und Ausrichtung von Lampen (bei Ampeln, z.B. 3 Lampen mit Linksabbiegerpfeilen horizontal), eine einschränkende Bedingung (bei Schildern, z.B. 22-6 Uhr oder für 3 km oder nur LKW) und/oder eine Farbe (bei Fahrstreifenmarkierungen, z.B. weiß, gelb, blau) berücksichtigt wird.
In Bezug auf das Fusionsverfahren sieht eine Ausführungsform vor, dass das Fusionsverfahren die Bestimmung eines Mittelwerts oder eines Median für die Position und/oder die Orientierung der gemeinsamen Repräsentation der Landmarke aus den einzelnen, in den Kartendaten beschriebenen Landmarken beinhaltet.
Zusätzlich oder alternativ dazu sieht das Fusionsverfahren gemäß einer Ausführungsform vor, dass zumindest ein vorbestimmtes Attribut der gemeinsamen Repräsentation der Landmarke, insbesondere der Typ (z.B. Schild, Ampel oder Fahrstreifenmarkierung), die Anzahl, eine Art und Ausrichtung von Lampen (bei Ampeln, z.B. 3 Lampen mit Linksabbiegerpfeilen horizontal), eine einschränkende Bedingung (bei Schildern, z.B. 22-6 Uhr oder für 3 km oder nur LKW) und/oder eine Farbe (bei Fahrstreifenmarkierungen, z.B. weiß, gelb, blau), jeweils auf einen Wert festlegt, der am häufigsten für die ihr zugehörigen Landmarken aus den diesen jeweils zugeordneten Messpunkten ermittelt wurde.
Mehrere Ausführungsformen betreffen die Ausgestaltung einer Überprüfungsvorschrift, mittels welcher überprüft wird, ob für einen Straßenabschnitt überhaupt signifikante Trajektorienabschnitte vorhanden sind, um die Berechnung von Kartendaten für diesen Straßenabschnitt auszulösen.
In einer Ausführungsform werden die Kartendaten nur für diejenigen Straßenabschnitte berechnet, die ein vorbestimmtes Kriterium erfüllen.
Mehrere Ausführungsformen betreffen hierbei besonders vorteilhafte Definitionen des Kriteriums.
In einer Ausführungsform umfasst das Kriterium, dass Kartendaten nur für diejenigen Straßenabschnitte berechnet werden, denen eine Mindestanzahl von Durchfahrungen oder Trajektorienabschnitten zugeordnet sind. Der Berechnungsprozess kann hierdurch numerisch stabilisiert werden, und vereinzelt auftretende Falsch- oder Fehlerkennungen können als solche erkannt werden.
In einer Ausführungsform werden zusätzlich oder alternativ dazu nur Straßenabschnitte berücksichtigt, die einer bestimmten Straßenklasse, insbesondere Autobahn oder Landstraße, zugehörig sind. Hierdurch können Kartendaten gezielt für zumindest eine vorbestimmte Straßenklasse vorrangig aktuell gehalten werden.
In einer Ausführungsform werden zusätzlich oder alternativ nur Straßenabschnitte berücksichtigt, für die anhand eines vorbestimmten Aktualisierungssignals bekannt ist, dass die zugehörigen Kartendaten nicht mehr aktuell sind. Das Aktualisierungssignal kann z.B. durch eine Meldung eines Straßenbauamts ausgelöst sein, durch welche eine bauliche Veränderung einer Straße signalisiert wird. Es kann auch anhand eines Vergleichs der Messdatensätze der Trajektorienabschnitte mit bereits vorhandenen Kartendaten oder Gesamtkartendaten ein Wahrscheinlichkeitswert dafür berechnet werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit der in der Straßenkarte bereits kartographierte Straßenabschnitt aktuell ist. Es wird also überprüft, ob sich der Trajektorienabschnitt (also die Messdatensätze der Messpunkte des Trajektorienabschnitts) so ergeben haben könnten, wenn die Fahrt des Kraftfahrzeugs auf einer Straße stattgefunden hat, wie sie durch den kartographierten Straßenabschnitt der Straßenkarte beschrieben ist. Hat sich nämlich eine Veränderung im Verlauf der Straße oder eine Veränderung bei den Landmarken ergeben, weil beispielsweise aufgrund einer Baustelle der Verlauf der Straße verändert ist oder zumindest eine Landmarke im Vergleich zu den Kartendaten nicht mehr vorhanden ist und/oder neu hinzugekommen ist, so wird der Trajektorienabschnitt zumindest einen Messdatensatz aufweisen und sich ein entsprechend geringer Wahrscheinlichkeitswert ergeben. Es handelt sich bei der Überprüfungsvorschrift also um eine Änderungserkennung. Diese erfolgt aber bevorzugt auf Basis einer Wahrscheinlichkeitsbetrachtung. Beispielsweise kann in einem Verfahren des maschinellen Lernens ein statistisches Verhalten von Sensorschaltungen anhand von Trainingsdaten mit Ground-Truth-Informationen ermittelt werden. Beispielsweise kann eine Hidden-Markov-Modell verwendet werden. Ein Algorithmus zum Berechnen eines Wahrscheinlichkeitswerts für eine Abweichung eines tatsächlich gemessenen Trajektorienabschnitts von einem bereits kartographierten Straßenabschnitt kann beispielsweise aus einer wissenschaftlichen Veröffentlichung von Friedmann (J. H. Friedman, „Stochastic gradient boosting," Computational statistics & data analysis, vol. 38, no. 4, pp. 367-378, 2002) beschrieben ist (sogenannter „trained gradient boosted tree regressor“) entnommen werden.
In einer Ausführungsform werden die neu berechneten Kartendaten und/oder Gesamtkartendaten mit den Kartendaten der nicht neu berechneten Straßenabschnitte mittels eines vorbestimmten Verfahrens, wie es beispielsweise bereits beschrieben wurde, zu aktualisierten Gesamtkartendaten zusammengeführt. Somit bleibt die Straßenkarte trotz abschnittsweiser Veränderung als Gesamtheit verfügbar.
In einer Ausführungsform wird für das Berechnen der Kartendaten höchstens eine maximale Anzahl von Trajektorienabschnitten in den Berechnungsprozess eingegeben. Mit anderen Worten wird bei einem „Überangebot“ von Trajektorienabschnitten, wie es sich beispielsweise während des Berufsverkehrs und/oder auf einer Autobahn ergeben kann, verhindert, dass der Berechnungsprozess zu viele Messpunkte oder Messdatensätze als Input oder Eingabewerte erhält. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine Prozessoreinheit nicht beim Berechnen der Kartendaten eines Straßenabschnitts mehr als eine vorbestimmte Höchstzeit benötigt. Hierdurch kann ein Berechnungsaufwand und/oder eine Berechnungsdauer in den Berechnungsprozessen angeglichen werden.
In einer Ausführungsform werden aus den für das Berechnen der Kartendaten in einem jeweiligen Straßenabschnitt zur Verfügung stehenden Trajektorienabschnitten nur solche Trajektorienabschnitte als Eingabe für den Berechnungsprozess ausgewählt, deren Messdatensätze ein vorbestimmtes Qualitätskriterium erfüllen, wobei das Qualitätskriterium insbesondere eine der folgenden Eigenschaften umfasst: Zeitpunkt, Tageszeit, Wetter, Sensordatengüte, Sensormodell und Softwareversion, Zugehörigkeit zu den aktuellsten N Trajektorienabschnitten. Mit anderen Worten werden also aus den Trajektorienabschnitten einige ausgefiltert oder ausgesondert, wenn sie nicht das Qualitätskriterium erfüllen. Beispielsweise kann als Qualitätskriterium zugrunde gelegt sein, dass die Trajektorienabschnitte bei vorbestimmten Lichtverhältnissen und/oder bei einem vorbestimmten Wetter und/oder mittels eines vorbestimmten Sensortyps erfasst sein müssen. Durch Festlegen eines Qualitätskriteriums steht dem Fachmann die Möglichkeit zur Verfügung, den Berechnungsprozess mit solchen Messpunkten zu versorgen oder zu betreiben, durch welche Kartendaten mit einer vorbestimmten Mindestgüte durch den Berechnungsprozess erzeugt werden können. Hierdurch kann die Genauigkeit der Kartendaten sichergestellt werden. Das Qualitätskriterium kann insbesondere eine der folgenden Eigenschaften umfassen: den Zeitpunkt, die Tageszeit, das Wetter, die Sensordatengüte (z.B. bewertet durch GPS Residuen), das Sensormodell und/oder es werden nur die aktuellsten N Trajektorienabschnitte verwendet, z.B. die letzten 100 Durchfahrungen. Insbesondere die Verwendung der letzten N Durchfahrungen eines Straßenabschnitts ist bevorzugt.
Zusätzlich oder alternativ ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine Überprüfungsvorschrift zum Aktualisieren der Kartendaten des jeweiligen Straßenabschnitts umfasst, dass eine Gesamtanzahl der Durchfahrungen, wie sie sich aus den dem Straßenabschnitt zugeordneten Trajektorienabschnitten ergibt, größer als ein vorbestimmter Mindestwert ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der jeweilige Straßenabschnitt mit einer ausreichend großen Messpunktdichte gesampelt oder abgetastet ist.
Mittels einer Überprüfungsvorschrift kann also immer dann der Berechnungsprozess für die Kartendaten eines Straßenabschnitts gestartet oder ausgelöst werden, wenn Trajektorienabschnitte mit ausreichend großer Güte vorliegen (Anzahl und/oder Qualität). Allgemein ist es damit gemäß einer Ausführungsform möglich, durch wiederholtes Durchführen des Berechnungsprozesses mit jeweils neuen Messdatensätzen die Kartendaten der Straßenabschnitte iterativ zu aktualisieren. Immer dann, wenn wieder neue Trajektorienabschnitte vorliegen, kann der Berechnungsprozess für den jeweiligen Straßenabschnitt wieder gestartet werden.
In einer Ausführungsform werden die durch die Messdatensätze gegebenen Fahrtrajektorien der Kraftfahrzeuge noch vor der Bestimmung der den Straßenabschnitten zuzuordnenden Trajektorienabschnitte zunächst dahingehend angepasst, dass sie die tatsächlichen Fahrtrajektorien der Fahrzeuge genauer als vor der Anpassung wiedergeben, wofür insbesondere Messungen eines GNSS-Empfängers, Raddrehzahl-, Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren und/oder eine visuelle Odometrie miteinander fusioniert werden. Entsprechende Verfahren für eine Fusionierung von Sensordaten sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Die Anwendung bei der Kartographierung bringt den Vorteil, dass eine Varianz oder Streuung der Messdatensätze reduziert werden kann.
Zusätzlich oder alternativ zu den Sensordaten aus dem jeweiligen Kraftfahrzeug kann auch eine bereits vorhandene Version der Straßenkarte zum Korrigieren der Fahrtrajektorien verwendet werden. In einer Ausführungsform werden dazu in dem jeweiligen Messdatensatz von vorbestimmten Messpunkten enthaltene Relativpositionen zu Landmarken genutzt, um die Fahrtrajektorien an den Landmarkenpositionen in bereits vorhandenen Gesamtkartendaten auszurichten.
Dies kann in vorteilhafter Weise iterativ angewendet werden, indem gemäß einer Ausführungsform im jeweiligen Berechnungsprozess zunächst nur ein Teil der Landmarken für die Gesamtkartendaten ermittelt wird und die daraus gewonnenen Gesamtkartendaten verwendet werden, um in einer weiteren Iteration des Verfahrens zunächst die Fahrtrajektorien an den in den Gesamtkartendaten enthaltenen Landmarken auszurichten, um so die genauere Wiedergabe der tatsächlichen Fahrtrajektorien der Fahrzeuge zu erreichen, wobei die beiden Schritte bis zum Erreichen eines vorbestimmten Abbruchkriteriums iteriert werden, wobei die Wahl der im Berechnungsprozess zu ermittelnden Landmarken insbesondere anhand der Anzahl der bisher durchgeführten Iterationen, des Landmarkentyps und der Wahrscheinlichkeit, dieser Landmarke irrtümlich den Messpunkt einer anderen Landmarke zuzuordnen, erfolgen kann. Als Abbruchkriterium kann z.B. das Erreichen einer maximalen Anzahl Iterationen zugrunde gelegt werden und/oder es kann überprüft werden, ob sich vorbestimmtes Änderungsmaß (z.B. ein Betrag der sich ergebenden Änderung der Koordinaten) einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
Die berechnete Straßenkarte kann an das jeweilige Navigationssystem mehrerer Kraftfahrzeuge ausgesendet werden, wo dann auf Grundlage der Gesamtkartendaten der Straßenkarte eine Navigationsfunktion in dem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann. Die Navigationsfunktion kann für eine autonome Fahrfunktion des jeweiligen Kraftfahrzeugs und/oder für eine Navigationsassistenz für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. In einer Ausführungsform werden somit die Gesamtkartendaten an ein jeweiliges Navigationssystem von Kraftfahrzeugen ausgesendet.
In einer weiteren Ausführungsform wird aus den Gesamtkartendaten ein davon abgeleitetes Datenprodukt gewonnen. Beispielsweise können zur Realisierung einer Fahrerassistenzfunktion aus den ermittelten Landmarkenpositionen und den ursprünglichen Fahrtrajektorien Aussagen über die Beschaffenheit von Kreuzungen generiert werden, die als Teil der Navigationskarte z.B. bei Werkstattterminen im Kraftfahrzeug aktualisiert werden und z.B. das Verhalten des Fahrerassistenzsystems bei Kreuzungsannäherung festlegen können. Eine solche Fahrerassistenzfunktion nutzt ein von den Landmarkenpositionen abgeleitetes Datenprodukt. Weitere Beispiele für die Verwendung abgeleiteter Datenprodukte sind: ein Fahrerinformationssystem, eine automatisierte Fahrfunktion, und andere Fahrzeugfunktionen (z.B. Motor- oder Getriebesteuerung durch entsprechende Steuergeräte).
Um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können, ist durch die Erfindung auch eine Recheneinrichtung bereitgestellt, die dazu eingerichtet ist, aus einem Kraftfahrzeug oder aus mehreren Kraftfahrzeugen jeweils Messdatensätze zu empfangen, von denen jeder in der beschriebenen Weise während einer jeweiligen Fahrt des Kraftfahrzeugs an jeweils einem Messpunkt erzeugt wird, und auf der Grundlage der Messdatensätze eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Recheneinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor aufweisen und mit einem Datenspeicher Programminstruktionen gespeichert halten, die bei Ausführen durch die Recheneinrichtung diese veranlassen, die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise als ein Server oder Serververbund des Internets ausgestaltet sein. Die Messdatensätze können über eine jeweilige Internetverbindung aus dem zumindest einen Kraftfahrzeug empfangen werden. Die Recheneinrichtung kann die Gesamtkartendaten der fertigberechneten Straßenkarte dann beispielsweise an ein jeweiliges Navigationssystem zumindest eines Kraftfahrzeugs aussenden, damit dort in der beschriebenen Weise eine Navigation durchgeführt wird. Ein messendes Kraftfahrzeug, das Messdatensätze erzeugt, kann auch als Kraftfahrzeug genutzt werden, das die Gesamtkartendaten empfängt. Die messenden Kraftfahrzeuge und die navigierenden Kraftfahrzeuge können sich aber auch unterscheiden. Auch eine Mischform kann vorgesehen sein.
Die Kombination aus der Recheneinrichtung und dem zumindest einen Kraftfahrzeug ergibt ein System, das ebenfalls Bestandteil der Erfindung ist. Das jeweilige Kraftfahrzeug dieses Systems ist also dazu eingerichtet, während einer jeweiligen Fahrt auf Straßen eines Straßennetzes an mehreren Messpunkten einen jeweiligen Messdatensatz zu ermitteln und die Messdatensätze an die Recheneinrichtung auszusenden. Ein Messdatensatz kann pro Messpunkt beispielsweise den Messort (z.B. Geopositionsdaten) und/oder den Messzeitpunkt (z.B. Zeitstempel) und/oder eine aktuelle Fahrzeugpose (6D-räumliche Ausrichtung des Kraftfahrzeugs) und/oder Beobachtungsdaten zu zumindest einer Landmarke enthalten.
In einer Ausführungsform ist bei dem System vorgesehen, dass zumindest ein Kraftfahrzeug bereitgestellt ist, welches ein Navigationssystem aufweist, das dazu eingerichtet ist, aus der Recheneinrichtung die beschriebenen Gesamtkartendaten der Straßenkarte zu empfangen, die durch die Recheneinrichtung mittels des beschriebenen Verfahrens berechnet worden ist. Das Navigationssystem ist des Weiteren dazu eingerichtet, diese Gesamtkartendaten bei einer Navigationsassistenz und/oder in einer autonomen Fahrfunktion zu nutzen, sodass das Kraftfahrzeug durch die Gesamtkartendaten oder auf Grundlage der Gesamtkartendaten navigiert wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems;
2 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Berechnung von Straßenabschnitten zu einem Straßennetz.

1 zeigt ein System 10, in welchem eine stationäre Rechenanlage 11 aus einem oder mehreren Kraftfahrzeugen 12 Sensordaten 13 empfangen kann, um daraus Gesamtkartendaten 14 einer Straßenkarte 15 zu berechnen, die dann an nutzende Kraftfahrzeuge 16 vollständig oder anteilig ausgesendet werden können, sodass in den Kraftfahrzeugen 16 ein jeweiliges Navigationssystem 17 auf Grundlage der empfangenen Gesamtkartendaten 14 eine Navigationsassistenz für einen Fahrer ausführen kann und/oder eine autonome Fahrfunktion und/oder eine Fahrerassistenzfunktion betreiben kann.
Die Sensordaten 13 können in den Kraftfahrzeugen 12 mittels einer jeweiligen Sensorschaltung 18 erzeugt werden, die während einer jeweiligen Fahrt 19 des jeweiligen Kraftfahrzeugs 12 entlang einer Fahrroute oder Fahrtrajektorie 20 auf einer Straße S eines Straßennetzes S' an unterschiedlichen Messpunkten 21 einen jeweiligen Messdatensatz 22 erzeugen kann, welcher beispielsweise die aktuelle Geoposition als Messort 23 und/oder einen Messzeitpunkt beispielsweise als Zeitstempel und/oder eine Fahrtrichtung F der Fahrt 19 entlang der Straße S oder allgemein eine Pose (räumliche Ausrichtung) des Kraftfahrzeugs 12 angeben kann. Zusätzlich können in den Messdatensätzen 22 Beobachtungsdaten enthalten sein, die von der Sensorschaltung 18 in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 12 detektierte oder erkannte Landmarken 24, beispielsweise jeweils ein Straßenschild oder eine Ampel oder eine Fahrbahnmarkierung, beschreiben. Die Beobachtungsdaten können auch Ergebnisdaten einer Datenprozessierung sein, z.B. Erkennungsdaten einer Objekterkennung.
Um aus den Messdatensätzen die Gesamtkartendaten 14 zu berechnen, kann in der Rechenanlage 11 eine Recheneinrichtung 25 vorgesehen sein, bei der es sich beispielsweise um einen Server des Internets oder einen Serververbund des Internets handeln kann. Die Recheneinrichtung 25 kann die Messdatensätze 22 aus den Kraftfahrzeugen 12 über eine jeweilige Kommunikationsverbindung K empfangen, die beispielsweise auf einer Internetverbindung und/oder einer Mobilfunkverbindung beruhen kann.
Das Berechnen der Gesamtkartendaten 14 aus den Messdatensätzen 22 kann sehr speicherintensiv und/oder rechenintensiv sein, weshalb man daran interessiert sein kann, das Berechnen der Gesamtkartendaten 14 für eine gesamte Straßenkarte 15 auf mehrere Berechnungsprozesse 26 aufgeteilt werden kann, die jeweils durch eine eigene Prozessoreinheit 27 ausgeführt und dabei unabhängig von den Berechnungsprozessen 26 der übrigen Prozessoreinheiten 27 betrieben werden können. Damit lässt sich das Erzeugen der Gesamtkartendaten 14 parallelisieren.
Hierzu kann durch die Recheneinrichtung 25 aus den empfangenen Messdatensätze 22 eine Auswahl und/oder Einteilung der Messdatensätze 22 getroffen werden, um jeweils einen Anteil der Messdatensätze 22 an eine der Prozessoreinheiten 27 zu übermitteln oder dieser bereitzustellen, damit diese mittels ihres Berechnungsprozesses 26 auf Grundlage der empfangenen Messdatensätze 22 Kartendaten 28 berechnet, die der Recheneinrichtung 25 bereitgestellt werden können, damit diese aus den Kartendaten 28 die Gesamtkartendaten 14 bildet oder zusammensetzt. Die Prozessoreinheiten 27 können beispielsweise Bestandteil eines Rechenzentrums oder eines Racks mit sogenannten Blades sein. Die Recheneinrichtung 25 kann mit den Prozessoreinheiten 27 über eine jeweilige Kommunikationsschnittstelle 29 gekoppelt sein, über welche die Messdatensätze 22 an die Prozessoreinheiten 27 versendet und aus den Prozessoreinheiten 27 die berechneten Kartendaten 28 empfangen werden können.
Die Messdatensätze werden nicht einzeln prozessiert, sondern die zu einer Fahrtrajektorie 20 gehörenden Messdatensätze 22 werden als zusammengehörige Menge betrachtet.
Zusätzlich werden die Messdatensätze 22 einer jeweiligen Fahrtrajektorie 20 in mehrere Teilmengen aufgeteilt. Die Recheneinrichtung 25 kann hierzu eine Initialstraßenkarte 30 bereithalten, bei der es sich beispielsweise um eine sogenannte SD-Straßenkarte (SD - standard definition) handeln kann, in welcher die jeweilige Straße S in der in 2 beschriebenen Weise kartographiert oder beschrieben sein kann.
2 zeigt ein Beispiel für eine Initialstraßenkarte 30, wie sie durch die Recheneinrichtung 25 zum Einteilen oder Zuteilen der empfangenen Messdatensätze 22 der Fahrtrajektorien 20 in Daten für die zu den Prozessoreinheiten 27 genutzt werden kann. In der Initialstraßenkarte 30 können Straßen S jeweils als eine Verbindung oder ein Link 31 zwischen zwei Kreuzungen oder Knoten K angesehen werden, an welchem jeweils mehr als zwei Straßen S oder Links 31 zusammentreffen. Die über die Knoten K verbundenen Straßen S repräsentieren zusammen das Straßennetz S'.
Jede Straße S oder jeder Link 31 kann in mehrere Straßenabschnitte 32 oder sogenannte Linklets L eingeteilt sein, die in 2 durch Nummern 1, 2, ..., 5 pro Straße S oder Link 31 voneinander unterschieden sind. Jeder Straßenabschnitt 32/ jedes Linklet L kann eine Teilstrecke oder einen Teilabschnitt der jeweiligen Straße S repräsentieren. 2 veranschaulicht, wie pro Streckenabschnitt einer Straße S auch zwei Straßenabschnitte 32' oder Linklets L definiert sein können, wenn zusätzlich zur geographischen Lage auch die Fahrtrichtung F, F' berücksichtigt wird, die vorgelegen hat, während ein Messdatensatz 22 gemessen wurde.
In 2 sind zudem zwei Möglichkeiten dargestellt, wie ein jeweiliger Straßenabschnitt 32 oder jedes Linklet L mit dem vorangehenden und/oder nachfolgenden Straßenabschnitt 32 eine gemeinsame Begrenzung oder ein gemeinsames Ende 33 aufweisen kann. Alternativ dazu können die Straßenabschnitte 32 oder Linklets L auch in der bereits beschriebenen Weise überlappend ausgestaltet sein, sodass sich die Grenzen 34 zweier aufeinanderfolgender Straßenabschnitte 32 oder Linklets L überschneiden und sich ein Überschneidungsbereich 35 ergibt.
Es kann zudem pro Fahrtrichtung F ein eigene Straßenabschnitt 32' oder Linklet L' definiert sein.
Im Bereich einer Kreuzung oder eines Knotens K kann pro Einfahrtsstraße und Ausfahrtsstraße ein eigener Straßenabschnitt 32 oder ein eigener Linklet L definiert sein, sodass sich in dem in 2 dargestellten Beispiel mit einer Drei-Straßen-Kreuzung 36 insgesamt sechs Linklets oder Straßenabschnitte 37 ergeben können.
In 1 des Weiteren ist dargestellt, wie durch die Recheneinrichtung 25 in der Initialstraßenkarte 30 die empfangenen Messdatensätze 22 anhand der jeweiligen geographischen Lage 23 der Messpunkte 21 jeder Messdatensatz 22 einen Straßenabschnitt 32/ Linklet L oder zwei sich überschneidenden Straßenabschnitten 32/ Linklets L zugeordnet werden kann. Das Zuordnen kann mittels eines sogenannten Map Matching erfolgen, wie es beispielsweise aus der wissenschaftlichen Veröffentlichung von Newson und Krumm (P. Newson and J. Krumm, „Hidden Markov map matching through noise and sparseness," in Proceedings of the 17th ACM SIGSPATIAL international conference on advances in geographic information systems. ACM, 2009, pp. 336-343) beschrieben ist.
Hiermit kann jede Fahrtrajektorie 20 auf die Initialstraßenkarte 30 abgebildet werden. Wird eine ganze Fahrtrajektorie 20 abgebildet, so kann im Nachhinein anhand der bekannten Grenzen der Straßenabschnitte 32 die gemappte oder abgebildete Fahrtrajektorie 20 in Trajektorienabschnitte 41 eingeteilt werden, von denen jeder einem Straßenabschnitt 32 zugeordnet werden kann. Die Initialstraßenkarte 30 und das Zuteilen der Messdatensätze 22 der Fahrtrajektorien 20 zu den Straßenabschnitten 32 stellt ein Beispiel für eine Einteilungsvorschrift V dar.
Ein jeder Straßenabschnitt 32 kann dann einer Prozessoreinheit 27 zugeordnet werden, beispielsweise einer aktuelle verfügbaren Prozessoreinheit 27, und die in den Straßenabschnitt 32 fallenden oder liegenden Messdatensätze 22 der Trajektorienabschnitte 41 können zum Berechnen der Kartendaten 28, die den jeweiligen Straßenabschnitt 32 beschreiben, zugrunde gelegt werden.
Hierbei kann aber durch die Recheneinrichtung 25 optional sichergestellt werden, dass nur dann Messdatensätze 22 zum Berechnen der Kartendaten 28 eines einzelnen Straßenabschnitts 32 an die zugeordnete Prozesseinheit 27 übermittelt oder ausgesendet werden, wenn für den Straßenabschnitt 32 sichergestellt ist, dass die diesem aktuell verfügbaren Messdatensätze 22 der zugeordneten Trajektorienabschnitte 41 gemäß einer Überprüfungsvorschrift 38 geeignet sind, Kartendaten 28 für diesen Straßenabschnitt 32 zu berechnen.
Bei der Recheneinrichtung 25 kann die Zuteilung der empfangenen Messdatensätze 22 auf die Prozessoreinheiten 27 zum Beispiel derart systematisiert oder gezielt erfolgen, dass immer nur dann zu einer Straße S die Neuberechnung oder Berechnung von Kartendaten 28 erfolgt, wenn die verfügbaren Messdatensätze 22 eine vorgeschriebene Mindestanzahl und/oder Mindestqualität erreicht haben oder überschreiten.
Beispielsweise kann die Überprüfungsvorschrift 38 umfassen, dass eine Gesamtanzahl 40 der verfügbaren Trajektorienabschnitte 41 für den jeweiligen Straßenabschnitt 32 vorliegt und ob die Gesamtanzahl 40 größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Überprüfungsvorschrift 38 umfassen, dass ermittelt wird, welcher geometrische Verlauf sich gemäß den Trajektorienabschnitten 41, die in dem jeweiligen Straßenabschnitt 32 liegen oder diesem zugeordnet wurden, sich durch deren Messdatensätze 22 beschrieben ist und es kann dann überprüft werden, ob es bei dem durch der aktuellen Version der Gesamtkartendaten 14 beschriebenen Verlauf der Straßen S wahrscheinlich ist, dass sich diese Trajektorienabschnitte 41 bei gegebenem, kartographiertem Verlauf der Straßen S ergeben kann. Zum Berechnen eines solchen Wahrscheinlichkeitswerts 42 kann auf einen Algorithmus zurückgegriffen werden, wie er in der bereits genannten wissenschaftlichen Veröffentlichung von Friedmann (J. H. Friedman, „Stochastic gradient boosting," Computational statistics & data analysis, vol. 38, no. 4, pp. 367-378, 2002) beschrieben ist (sogenannter „trained gradient boosted tree regressor“).
Ergibt die Überprüfungsvorschrift 38, dass eine Neuberechnung der Kartendaten 28 durchgeführt werden muss, so kann die Recheneinrichtung 25 die zu dem Straßenabschnitt 32 verfügbaren Messdatensätze 22 in der beschriebenen Weise an den jeweiligen Berechnungsprozess 26 einer Prozessoreinheit 27 weiterleiten. Ein solcher Berechnungsprozess 26, mittels welchem aus den Messdatensatz 22 Kartendaten 28 für einen einzelnen Straßenabschnitt 32 berechnet werden können, kann aus dem Stand der Technik entnommen sein. Die resultierenden Kartendaten 28 stellen dann eine Mikrokarte oder Subkarte dar, in welcher lediglich der einzelne Straßenabschnitt 32 kartographiert ist.
Welche Messdatensätze 22 überhaupt für die Anwendung der Überprüfungsvorschrift 38 zugrunde gelegt werden, kann durch ein Qualitätskriterium 43 festgelegt sein, welches beispielsweise angeben kann, dass die Messdatensätze unter vorbestimmten Messbedingungen, beispielsweise bei einer bestimmten Witterung, erfasst worden sein müssen.
Die Kartendaten 28 für die einzelnen Straßenabschnitte 32 können dann zu den Gesamtkartendaten 14 kombiniert oder zusammengesetzt werden. Bei Straßenabschnitten 32 oder Linklets L mit Überschneidungsbereich 35 (siehe 2) kann ein im Überschneidungsbereich 35 durch die Kartendaten 28 beider Straßenabschnitte 32 beschriebene Landmarke 24 dazu genutzt werden, die Koordinaten der Kartendaten 28 aufeinander abzubilden oder ineinander zu überführen. Zusätzlich oder alternativ kann eines oder es können mehrere der bereits beschriebenen Verfahren zum Kombinieren der Kartedaten 28 angewendet werden. Beispielsweise können die berechneten Kartendaten 28 der Straßenabschnitte 32 zu den Gesamtkartendaten 14 der Straßenkarte 15 zusammengefasst werden, indem für jede erkannte Landmarke 24 in den Kartendaten 28 eines Straßenabschnitts 32 anhand eines vorbestimmten Äquivalenzkriteriums X1 geprüft wird, welche Landmarken 24 der Kartendaten 28 von zumindest einem anderen Straßenabschnitt 32 der gleichen tatsächlichen Landmarke entsprechen, und für einander entsprechende Landmarken 24 mit Hilfe eines vorbestimmten Fusionsverfahrens X2 jeweils eine einzige gemeinsame Repräsentation dieser Landmarken 24 ermittelt wird, wie dies bereits beschrieben wurde.
Der hier vorgestellte Ansatz stellt insofern eine Erweiterung und Verbesserung dar, als dass er durch ein neues Skalierungskonzept die massive Parallelisierung der Berechnung von sogenannten HD-Karten (Straßenkarten mit kartographierten Landmarken) ermöglicht und somit das Lernen oder Berechnen einer größeren Straßenkarte in einer akzeptablen Zeitspanne überhaupt erst erlaubt. Dabei löst er das Problem unterschiedlicher Durchfahrungsdichten auf Straßen, die sich in räumlich naher Umgebung befinden (z.B. Autobahn und parallel verlaufende Landstraße), indem er eine logische Partitionierung nach Straßenabschnitten anstelle einer geometrischen Partitionierung nach Kacheln verwendet.
Es kann somit eine kontinuierliche Bereitstellung einer HD-Karte ermöglicht werden. Die Anforderungen an die Aktualität machen eine hohe Messfrequenz für Messdatensätze erforderlich, was mit konventionellen Kartierungsfahrzeugen nicht möglich ist. Dafür werden stattdessen Flottendaten genutzt, deren Daten aufgrund von Sensor- und Bandbreiten-Limitierungen jedoch deutlich ungenauer und spärlicher sind, als die in bestehenden Lösungsansätzen verwendeten Eingangsdaten von dedizierten Messfahrzeugen.
Es kann die Limitierung auf kleine Kartierungsgebiete und eine limitierte Anzahl an Eingangsdaten aufgehoben werden. Es kann ermöglicht werden, praktisch beliebig große Gebiete und beliebig große Mengen an Eingangsdaten effizient und parallelisiert zu verarbeiten. Mit der vorliegenden Lösung wird dabei eine ausreichend große Anzahl an Durchfahrungen für jede Art von Straße individuell bereitgestellt. Gleichzeitig können nicht mehr Durchfahrungen als benötigt verwendet werden, um die Effizienz zu steigern und eine skalierte Anwendung überhaupt erst zu ermöglichen.
Zum skalierten Lernen (Berechnungsprozesse 26) der HD-Straßenkarte 15 sowie der Verarbeitung von großen Mengen an Eingangsdaten (Sensordaten 13 mit den Messdatensätzen 22) kann ein Parallelisierungskonzept genutzt werden, das auf der Straßentopologie aufsetzt (Initialstraßenkarte 30) und eine zusätzliche Partitionierung auf Link-Ebene vorsieht. Jeder Link wird in „Linklets“ L gleicher Länge zerschnitten, wobei die Länge möglichst nah an einer definierten Ziellänge L_soll (z.B. L_soll = 40m) liegt.
Eine Anzahl N der Straßenabschnitte 32, in die eine gegebene Straße S eingeteilt wird, kann berechnet werden als N = argmin | |SHP|/n - L soll |, wobei SHP die Form (Englisch: Shape) des Straßenabschnitts, |SHP| die Fahrweglänge oder Länge der Form ist und L_soll ein Ziellängenwert ist, der im Bereich von 10 Meter bis 100 Meter, sowie argmin über die Menge der möglichen Anzahlwerte der Anzahl n (d.h. alle natürlichen Zahlen) gesucht wird.
Des Weiteren kann für jede Durchfahrungsrichtung oder Fahrtrichtung F ein separates Linklet L definiert werden. Diese Linklets sind die Basis für das skalierte und parallelisierte Lernen oder Berechnen der HD-Karte (Straßenkarte 15). Denn das Lernen einer Karte für ein Linklet ist zunächst ein abgeschlossenes Teilproblem. Da dieses Teilproblem für jedes Linklet unabhängig lösbar ist, kann bei der Berechnung beliebig parallelisiert werden. Schlussendlich müssen die Ergebnisse der einzelnen Linklets lediglich in einem Fusionierungsschritt zusammengebracht werden um eine global konsistente Karte zu erhalten.
Im Gegensatz zu der beschriebenen geometrischen Partitionierung (rechteckige Kacheln) des zu kartographierenden Gebiets bringt die vorgeschlagene Partitionierung (Straßenabschnitte) anhand der Linklets viele Vorteile mit sich:

1.) Stark unterschiedliche Durchfahrungsdichten auf unterschiedlichen Straßen stellen kein Problem mehr dar, da jede Straße als für sich abgeschlossenes Teilproblem bestimmt werden kann
2.) Die Bereitstellung der Eingangsdaten ist leicht zu realisieren, indem jede empfangene Fahrtrajektorie zunächst mittels eines Map-Matching-Verfahrens der Straßentopologie und damit den Linklets zugeordnet wird. Dadurch ist es umgekehrt auch möglich für jedes zu bearbeitende Linklet die entsprechenden Eingangsdaten zu erhalten. Dabei können optional:
1. a. Die maximale Anzahl der verwendeten Eingangsdaten (Messpunkte oder Fahrtrajektorien) beschränkt werden, beispielsweise auf 150 Durchfahrungen pro Linklet, um die Effizienz der Berechnung zu erhöhen.
2. b. Eine Vorauswahl der Durchfahrungen pro Linklet erfolgen. Es können beispielsweise immer die neuesten Durchfahrungen gewählt werden um eine möglichst hohe Aktualität der gelernten Karte zu gewährleisten. Alternativ kann auch eine Auswahl nach anderen Meta-Daten erfolgen. Beispielsweise können Wetterinformationen (Schnee, Starkregen, um nur Beispiele zu nennen) oder auch Tageszeiten (Nachtfahrten, tief stehende Sonne, um nur Beispiele zu nennen) verwendet werden um Daten mit möglicherweise geringerer Qualität gar nicht erst als Input zu verwenden.
3. c. Bei dem Schneiden der Durchfahrungen auf Linklet-Länge eine parametrisierbare Überlappungslänge am Anfang und Ende jeder Durchfahrung hinzugezogen werden, um die Fusion der Lernergebnisse im letzten Schritt zu vereinfachen und zu verhindern, dass Landmarken die genau auf der Grenze zwischen zwei Linklets liegen nicht gelernt werden.
3.) Einfache Parametrisierung der Lernalgorithmen, da für jedes Linklet die Anzahl der Durchfahrungen in den Eingangsdaten bekannt ist und die Linklet-Länge näherungsweise konstant ist. Dies ist ein großer Vorteil gegenüber der Verwendung von Straßenlink bei denen die Link-Länge mitunter stark variiert.
4.) Die separate Definition von Linklets je Fahrtrichtung bringt den Vorteil mit sich, dass nicht nur für den entsprechenden Straßenabschnitt eine gewisse Durchfahrungsdichte garantiert werden kann, sondern eine hinreichende Durchfahrungsdichte je Straßenabschnitt und Richtung. Dies ist insbesondere bei stark befahrenen Straßen von Vorteil. Beispielsweise auf Straßen die morgens bevorzugt Stadt-einwärts befahren werden und abends Stadt-auswärts kann diese Linklet-Definition garantieren, dass trotzdem Daten aus beiden Durchfahrungsrichtungen in das Endergebnis eingehen. In der praktischen Umsetzung ist die Straßentopologie beispielsweise in Form einer SD-Karte (Initialstraßenkarte 30) verfügbar. Über einen Map-Matching Algorithmus aus dem Stand der Technik (z.B. HMM-basiert, wie beschrieben in P. Newson and J. Krumm, „Hidden Markov map matching through noise and sparseness," in Proceedings of the 17th ACM SIGSPATIAL international conference on advances in geographic information systems. ACM, 2009, pp. 336-343) können die Fahrzeugtrajektorien zu jedem Zeitpunkt einem Straßenlink und einem Offset entlang des Links zugeordnet werden. Über die Linklet-Unterteilung eines jeden Links kann über Link und Offset leicht die Zuordnung zu einem Linklet erfolgen. Soll nun eine Karte gelernt werden, kann jedes Linklet unabhängig gelernt werden. Das Ergebnis ist eine Menge kleiner Subkarten für jedes Linklet mit Überlappungen. Diese müssen in einem letzten Schritt lediglich fusioniert werden. Dies kann für einzelne Landmarken beispielsweise anhand gemeinsamer Observationen der zu Grunde liegenden Durchfahrungen oder aufgrund geometrischer Nähe erfolgen. Insgesamt ergibt sich durch die vorgestellte Idee die Möglichkeit auch größere Karten (sowohl Punktlandmarken als auch Fahrspurmarkierungen) effizient und vor allem parallelisiert zu berechnen. Dadurch wird die Erstellung solcher Karten in einer akzeptablen Rechenzeit mit heutiger Hardware überhaupt erst möglich.

Das Ausführungsbeispiel zeigt, wie ein Verfahren zum skalierten und parallelisierten Lernen oder Neuberechnen einer Straßenkarte, insbesondere einer sogenannten HD-Straßenkarte mit kartographierten Landmarken, bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: System
11: Rechenanlage
12: Kraftfahrzeugs
13: Sensordaten
14: Gesamtkartendaten
15: Straßenkarte
16: Kraftfahrzeuge
17: Navigationssystem
18: Sensorschaltung
19: Fahrt
20: Fahrtrajektorie
21: Messpunkte
22: Datensätzen
22: Messdatensatz
23: Messort
24: Landmarke
25: Recheneinrichtung
26: Berechnungsprozess
27: Prozesseinheit
28: Kartendaten
29: Kommunikationsschnittstelle
30: Initialstraßenkarte
31: Link
32: Straßenabschnitt
33: Ende
34: Grenzen
35: Überschneidungsbereich
36: Drei-Straßen-Kreuzung
37: Straßenabschnitte
38: Überprüfungsvorschrift
39: Signifikanzwert
40: Gesamtanzahl
41: Trajektorienabschnitte
42: Wahrscheinlichkeitswerts
43: Qualitätskriterium
F: Fahrtrichtung
K: Knoten
L: Linklet
L_soll: Ziellänge
V: Einteilungsvorschrift
S: Straße
S': Straßennetz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

D. Pannen, M. Liebner, and W. Burgard, „Lane marking learning based on crowdsourced data,“ in Intelligent Robots and Systems, 2019. IROS 2019. IEEE/RSJ International Conference on. IEEE, 2019 [0004]
J. H. Friedman, „Stochastic gradient boosting,“ Computational statistics & data analysis, vol. 38, no. 4, pp. 367-378, 2002 [0030, 0064]
P. Newson and J. Krumm, „Hidden Markov map matching through noise and sparseness,“ in Proceedings of the 17th ACM SIGSPATIAL international conference on advances in geographic information systems. ACM, 2009, pp. 336-343 [0058, 0074]

Claims

Verfahren zum Kartographieren von Landmarken (24) eines Straßennetzes (S') in einer Straßenkarte (15), wobei als Landmarken insbesondere Fahrstreifenmarkierungen, Bordsteine, Leitplanken, Verkehrsschilder, Ampeln, Pfosten und/oder statische Objekte berücksichtigt werden und wobei das Kartographieren vorsieht, dass durch eine Recheneinrichtung (25) aus einem Kraftfahrzeug (12) oder aus mehreren Kraftfahrzeugen (12) jeweils Messdatensätze (22) empfangen werden, die durch das jeweilige Kraftfahrzeug (12) während einer jeweiligen Fahrt (19) auf Straßen (S) des Straßennetzes (S') an jeweiligen Messpunkten (21) ermittelt wurden und eine jeweilige Fahrtrajektorie (20) des Kraftfahrzeugs (12) beschreiben und von dem Kraftfahrzeug (12) an die Recheneinrichtung (25) ausgesendet wurden, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Recheneinrichtung (25) eine Initialstraßenkarte (30), gemäß welcher jede der Straßen (S) eine Verbindung zweier jeweiliger Knoten (K) darstellt und in welcher jede der Straßen (S) in individuelle Straßenabschnitte (32) unterteilt ist, bereitgestellt wird und zu jeder Fahrtrajektorie (20) anhand von deren Messpunkten (21) eine geographische Lage (23) der Fahrtrajektorie (20) ermittelt wird und anhand der ermittelten Lage (23) und anhand der Initialstraßenkarte (30) die Fahrtrajektorie (20) in mehrere Trajektorienabschnitte (42) unterteilt wird, von denen jeder in einem der Straßenabschnitte (32) liegt, und der jeweilige Trajektorienabschnitt (42) diesem Straßenabschnitt (32) zugeordnet wird und aktualisierte Kartendaten (28) für den jeweiligen Straßenabschnitt (32) auf der Grundlage der Messdatensätze (22) der diesem Straßenabschnitt (32) zugeordneten Trajektorienabschnitte (42) mittels eines jeweiligen vorbestimmten Berechnungsprozesses (26) berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Ziellänge (L_soll) für die Straßenabschnitte (32) festgelegt wird und anhand der Ziellänge (L_soll) und anhand einer Gesamtlänge der Straße (S) eine Anzahl der für diese Straße (S) zu verwendenden Straßenabschnitte (32) berechnet wird und durch Division der Gesamtlänge durch die Anzahl die tatsächliche Länge der Straßenabschnitte (32) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei pro Fahrtrichtung (F) und Straße (S) ein oder mehrere Straßenabschnitte (32) vorgesehen sind und die Kartendaten (28) der Straßenabschnitte (32), die für eine der Fahrtrichtungen (F) vorgesehen sind, getrennt berechnet werden von den Kartendaten der Straßenabschnitte (32), die für die andere Fahrtrichtung (F) vorgesehen sind, und/oder wobei mehrere der Straßen (S) über eine Kreuzung (K) verbunden sind und pro Durchfahrungsrichtungsverlauf von möglichen, über die Kreuzung (K) führenden Fahrwegen (37) jeweils ein Straßenabschnitt (32) definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder einem Straßenabschnitt (32) zugeordnete Trajektorienabschnitt (42) erweitert wird um die Messpunkte (21) seiner zugehörigen Fahrtrajektorie (20), die innerhalb einer definierten Fahrstrecke oder Entfernung jeweils vor dem Eintritt und/oder nach dem Austritt der Fahrtrajektorie (20) in bzw. aus dem Straßenabschnitt (32) liegen, und diese Messpunkte (21) ebenfalls bei der Berechnung der Kartendaten (28) des Straßenabschnitts (32) verwendet werden, so dass die berechneten Kartendaten (28) des Straßenabschnitts (32) dazu ausgelegt sind, auch Landmarken (24) zu beinhalten, die ihrer Lage nach nicht im Straßenabschnitt (32) liegen, und/oder dass dieselben Messpunkte (21) für die Berechnung der Kartendaten (28) von mehreren unterschiedlichen Straßenabschnitten (32) verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die berechneten Kartendaten (28) der Straßenabschnitte (32) zu Gesamtkartendaten (14) der Straßenkarte (15) zusammengefasst werden, wobei für jede Landmarke (24) in den Kartendaten (28) eines Straßenabschnitts (32) anhand eines vorbestimmten Äquivalenzkriteriums (X1) geprüft wird, welche Landmarken (24) der Kartendaten (28) von zumindest einem anderen Straßenabschnitt (32) der gleichen tatsächlichen Landmarke entsprechen, und für einander entsprechende Landmarken (24) mit Hilfe eines vorbestimmten Fusionsverfahrens (X2) jeweils eine einzige gemeinsame Repräsentation dieser Landmarken (24) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Äquivalenzkriterium (X1) die räumliche Nähe der Landmarken, ihre Orientierung, ihren Typ und/oder zumindest ein bei der Berechnung der Landmarken (24) aus den Messpunkten (21) ermitteltes Attribut berücksichtigt, und/oder das Fusionsverfahren (X2) die Bestimmung eines Mittelwerts oder eines Median für die Position und/oder die Orientierung der gemeinsamen Repräsentation der Landmarke (24) aus den einzelnen, in den Kartendaten (28) beschriebenen Landmarken (24) beinhaltet und/oder das Fusionsverfahren (X2) zumindest ein vorbestimmtes Attribut der gemeinsamen Repräsentation der Landmarke, insbesondere der Typ, die Anzahl/Art/Ausrichtung von Lampen, eine einschränkende Bedingung und/oder eine Farbe, jeweils auf einen Wert festlegt, der am häufigsten für die ihr zugehörigen Landmarken (24) aus den diesen jeweils zugeordneten Messpunkten (21) ermittelt wurde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kartendaten (28) nur für diejenigen Straßenabschnitte (32) berechnet werden, die ein vorbestimmtes Kriterium erfüllen, wobei dieses Kriterium insbesondere vorsieht, dass dem jeweiligen Straßenabschnitt (32) eine Mindestanzahl von Durchfahrungen oder Trajektorienabschnitten (32) zugeordnet sind und/oder dass der jeweilige Straßenabschnitt (32) einer bestimmten Straßenklasse, insbesondere Autobahn oder Landstraße, zugehörig ist, und/oder dass für den jeweiligen Straßenabschnitt (32) anhand eines Aktualisierungssignals bekannt ist, dass die zugehörigen Kartendaten (28) nicht mehr aktuell sind.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die neu berechneten Kartendaten (28) und/oder Gesamtkartendaten (14) mit den Kartendaten (28) der nicht neu berechneten Straßenabschnitte (32) mittels eines vorbestimmten Verfahrens, insbesondere mittels eines Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7, zu aktualisierten Gesamtkartendaten (14) zusammengeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Berechnen der Kartendaten (28) höchstens eine maximale Anzahl (40) von Trajektorienabschnitten (42) in den Berechnungsprozess (26) eingegeben wird und/oder wobei aus den für das Berechnen der Kartendaten (28) in einem jeweiligen Straßenabschnitt (32) zur Verfügung stehenden Trajektorienabschnitten (42) nur solche Trajektorienabschnitte (42) als Eingabe für den Berechnungsprozess (26) ausgewählt werden, deren Messdatensätze (22) ein vorbestimmtes Qualitätskriterium (43) erfüllen, wobei das Qualitätskriterium (43) insbesondere eine der folgenden Eigenschaften umfasst: Zeitpunkt, Tageszeit, Wetter, Sensordatengüte, Sensormodell und Softwareversion, Zugehörigkeit zu den aktuellsten N Trajektorienabschnitten (42).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durch die Messdatensätze (22) gegebenen Fahrtrajektorien (20) der Kraftfahrzeuge (12) noch vor der Bestimmung der den Straßenabschnitten (32) zuzuordnenden Trajektorienabschnitte (42) zunächst dahingehend angepasst werden, dass sie die tatsächlichen Fahrtrajektorien (20) der Fahrzeuge (12) genauer als vor der Anpassung wiedergeben, wofür insbesondere Messungen eines GNSS-Empfängers, Raddrehzahl-, Beschleunigungs- und/oder Drehratensensoren und/oder eine visuelle Odometrie miteinander fusioniert werden und/oder wofür in dem jeweiligen Messdatensatz von vorbestimmten Messpunkten (21) enthaltene Relativpositionen zu Landmarken (24) genutzt werden, um die Fahrtrajektorien (20) an den Landmarkenpositionen in bereits vorhandenen Gesamtkartendaten (14) auszurichten.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei im jeweiligen Berechnungsprozess (26) zunächst nur ein Teil der Landmarken (24) für die Gesamtkartendaten (14) ermittelt wird und die daraus gewonnenen Gesamtkartendaten (14) verwendet werden, um in einer weiteren Iteration des Verfahrens zunächst die Fahrtrajektorien (20) an den in den Gesamtkartendaten (14) enthaltenen Landmarken auszurichten, um so die genauere Wiedergabe der tatsächlichen Fahrtrajektorien (20) der Fahrzeuge (12) zu erreichen, wobei die beiden Schritte bis zum Erreichen eines vorbestimmten Abbruchkriteriums iteriert werden, wobei die Wahl der im Berechnungsprozess (26) zu ermittelnden Landmarken (24) insbesondere anhand der Anzahl der bisher durchgeführten Iterationen, des Landmarkentyps und der Wahrscheinlichkeit, dieser Landmarke irrtümlich den Messpunkt einer anderen Landmarke zuzuordnen, erfolgen kann.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Gesamtkartendaten (14) an ein jeweiliges Navigationssystem (17) von Kraftfahrzeugen (16) ausgesendet und/oder daraus zumindest ein Datenprodukt gewonnen wird.
Recheneinrichtung (25), die dazu eingerichtet ist, aus einem Kraftfahrzeug (12) oder aus mehreren Kraftfahrzeugen (12) jeweils Messdatensätze (22) zu empfangen und auf der Grundlage der Messdatensätze (22) ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
System (10) mit einem Kraftfahrzeug (12) oder mehreren Kraftfahrzeugen (12) und mit einer Recheneinrichtung (25) nach Anspruch 13, wobei das jeweilige Kraftfahrzeug (12) dazu eingerichtet ist, während einer jeweiligen Fahrt (19) auf Straßen (S) eines Straßennetzes (S') an mehreren Messpunkten (21) einen jeweiligen Messdatensatz (22) zu ermitteln und die Messdatensätze (22) an die Recheneinrichtung (25) auszusenden.
System (10) nach Anspruch 14, wobei zumindest ein Kraftfahrzeug (16) bereitgestellt ist, welches ein Navigationssystem (17) aufweist, das dazu eingerichtet ist, aus der Recheneinrichtung (25) Gesamtkartendaten (14) einer durch die Recheneinrichtung (25) mittels des Verfahrens berechneten Straßenkarte (15) zu empfangen und bei einer Navigationsassistenz und/oder in einer autonomen Fahrfunktion zu nutzen.