DE102020213133A1 - Method and device for evaluating a self-localization of a physical system using sensor data - Google Patents

Method and device for evaluating a self-localization of a physical system using sensor data Download PDF

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DE102020213133A1
DE102020213133A1 DE102020213133.3A DE102020213133A DE102020213133A1 DE 102020213133 A1 DE102020213133 A1 DE 102020213133A1 DE 102020213133 A DE102020213133 A DE 102020213133A DE 102020213133 A1 DE102020213133 A1 DE 102020213133A1
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Abstract

Vorrichtung (100) zum Durchführen einer Lokalisierung mittels Sensordaten, aufweisend:- eine erste Ermittlungseinrichtung (10) zum Ermitteln einer ersten Pose (P1) aus ersten Sensordaten;- eine zweite Ermittlungseinrichtung (20) zum Ermitteln einer zweiten Pose (P2) aus zweiten Sensordaten; und- eine Verifizierungseinrichtung (30) zum Verifizieren der von der ersten Ermittlungseinrichtung (10) ermittelten ersten Pose (P1), die Verifizierungseinrichtung (30) aufweisend:- eine erste Vergleichseinrichtung (31) zum Vergleichen der ersten Pose (P1) mit der zweiten Pose (P2), wobei in Abhängigkeit des durchgeführten Vergleichs mittels der Verifizierungseinrichtung (30) ein Konfidenzsignal (K) betreffend eine Konfidenz die durchgeführte Eigenlokalisierung ausgebbar ist.Device (100) for carrying out a localization using sensor data, comprising:- a first determination device (10) for determining a first pose (P1) from first sensor data;- a second determination device (20) for determining a second pose (P2) from second sensor data ; and- a verification device (30) for verifying the first pose (P1) determined by the first determination device (10), the verification device (30) having:- a first comparison device (31) for comparing the first pose (P1) with the second pose (P2), a confidence signal (K) relating to a confidence in the self-localization carried out being able to be output by means of the verification device (30) as a function of the comparison carried out.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewerten einer Eigenlokalisierung eines physikalischen Systems mittels Sensordaten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bewerten einer Eigenlokalisierung eines physikalischen Systems mittels Sensordaten. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a device for evaluating a self-localization of a physical system using sensor data. The invention also relates to a method for evaluating a self-localization of a physical system using sensor data. The invention also relates to a computer program product.

Stand der TechnikState of the art

DE 10 2017 221 691 A1 offenbart ein Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Fahrzeugs in seinem Umfeld. DE 10 2017 221 691 A1 discloses a method for self-localization of a vehicle in its environment.

DE 10 2015 211 279 A1 offenbart ein Verfahren zum Plausibilisieren von Positionssignalen eines globalen Satellitennavigationssystems in einem Signalempfänger, insbesondere Fahrzeugen bzw. Landfahrzeugen. DE 10 2015 211 279 A1 discloses a method for checking position signals of a global satellite navigation system for plausibility in a signal receiver, in particular vehicles or land vehicles.

EP 3 462 134 A1 offenbart autonome Fahrzeuge und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Korrigieren eines vorgenerierten Navigationspfads für ein autonomes Fahrzeug. EP 3 462 134 A1 discloses autonomous vehicles and, more particularly, a method and system for correcting a pre-generated navigation path for an autonomous vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Eigenlokalisierung mittels Sensordaten bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an improved device for self-localization using sensor data.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einer Vorrichtung zum Bewerten einer Eigenlokalisierung eines physikalischen Systems aus Sensordaten, aufweisend:

  • - eine erste Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer ersten Pose aus ersten Sensordaten;
  • - eine zweite Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer zweiten Pose aus zweiten Sensordaten; und
  • - eine Verifizierungseinrichtung zum Verifizieren der von der ersten Ermittlungseinrichtung ermittelten ersten Pose, die Verifizierungseinrichtung aufweisend:
  • - eine erste Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der ersten Pose mit der zweiten Pose, wobei in Abhängigkeit des durchgeführten Vergleichs mittels der Verifizierungseinrichtung ein Konfidenzsignal betreffend die durchgeführte Eigenlokalisierung ausgebbar ist.
According to a first aspect, the object is achieved with a device for evaluating a self-localization of a physical system from sensor data, having:
  • - a first determination device for determining a first pose from first sensor data;
  • - a second determination device for determining a second pose from second sensor data; and
  • - a verification device for verifying the first pose determined by the first determination device, the verification device having:
  • A first comparison device for comparing the first pose with the second pose, a confidence signal relating to the self-localization carried out being able to be output by means of the verification device as a function of the comparison carried out.

Im Ergebnis ist dadurch vorteilhaft eine verbesserte Lokalisierung eines physikalischen Systems aus Sensordaten unterstützt. Dadurch kann verbessert eine Aussage getroffen werden, mit welchem Konfidenzwert eine Lokalisierung durchgeführt wird. Im Ergebnis ist dadurch eine Varianz der Eigenlokalisierung kleiner, wodurch ein Vertrauen in die durchgeführte Lokalisierungslösung gestärkt sein kann. Vorteilhaft kann auf diese Weise eine Aussage getroffen werden, ob ein Sicherheitskriterium betreffend eine Lokalisierung aus Sensordaten erfüllt wird.As a result, improved localization of a physical system from sensor data is advantageously supported. As a result, a statement can be made in an improved manner as to the confidence value with which a localization is carried out. As a result, a variance in the self-localization is smaller, as a result of which trust in the localization solution carried out can be strengthened. In this way, a statement can advantageously be made as to whether a safety criterion relating to localization from sensor data is fulfilled.

Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Bewerten einer Eigenlokalisierung mittels Sensordaten, aufweisend die Schritte:

  1. a) Verwenden von Sensordaten einer ersten Sensormodalität zum Ermitteln einer ersten Pose;
  2. b) Verwenden von Sensordaten einer zweiten Sensormodalität zum Ermitteln einer zweiten Pose;
  3. c) Vergleichen der in den Schritten a) und b) ermittelten Posen; und
  4. d) Ermitteln eines Konfidenzwerts (K) aus dem in Schritt c) durchgeführten Vergleich.
According to a second aspect, the object is achieved with a method for evaluating self-localization using sensor data, having the steps:
  1. a) using sensor data of a first sensor modality to determine a first pose;
  2. b) using sensor data of a second sensor modality to determine a second pose;
  3. c) comparing the poses determined in steps a) and b); and
  4. d) determining a confidence value (K) from the comparison carried out in step c).

Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens, wenn es auf einer vorgeschlagenen elektronischen Vorrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand von jeweils abhängigen Ansprüchen.According to a third aspect, the object is achieved with a computer program product with program code means for carrying out the proposed method when it runs on a proposed electronic device or is stored on a computer-readable data carrier. Advantageous developments of the device and the method are the subject of the respective dependent claims.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die erste Pose und die zweite Pose aus auf unterschiedlichen Sensierprinzipien basierenden Sensordaten ermittelbar sind. Dadurch kann vorteilhaft eine Varianz der ermittelten Posen dadurch verringert werden, da sie mit unterschiedlichen Sensormodalitäten ermittelt wurden.A further advantageous development of the device provides that the first pose and the second pose can be determined from sensor data based on different sensing principles. As a result, a variance in the determined poses can advantageously be reduced because they were determined using different sensor modalities.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die erste Ermittlungseinrichtung eingerichtet ist, die erste Pose aus Lidardaten, und/oder Radardaten und/oder Inertialmessdaten und/oder Lenkwinkeldaten und/oder Odometriedaten und/oder satellitenbasierten GNSS-Daten zu ermitteln. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine Varianz der ermittelten Posen betreffend die Eigenlokalisierung verringert werden.A further advantageous development of the device provides that the first determination device is set up to determine the first pose from lidar data and/or radar data and/or inertial measurement data and/or steering angle data and/or odometry data and/or satellite-based GNSS data. In this way, a variance of the determined poses relating to self-localization can advantageously be reduced.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die zweite Ermittlungseinrichtung eingerichtet ist, die zweite Pose aus Lidardaten, und/oder Radardaten und/oder Inertialmessdaten und/oder Lenkwinkeldaten und/oder Odometriedaten und/oder satellitenbasierten GNSS-Daten zu ermitteln. Auch auf diese Weise kann vorteilhaft eine Varianz der ermittelten Posen verringert werden. Auch auf diese Weise kann vorteilhaft eine Varianz der ermittelten Posen betreffend die Eigenlokalisierung verringert werden.A further advantageous development of the device provides that the second determination device is set up to determine the second pose from lidar data and/or radar data and/or inertial measurement data and/or steering angle data and/or odometry data and/or satellite-based GNSS data. In this way, too, a variance of the determined poses can advantageously be reduced the. In this way, too, a variance of the determined poses relating to the self-localization can advantageously be reduced.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass für die Ermittlung der ersten Pose mittels der ersten Ermittlungseinrichtung und für die Ermittlung der zweiten Pose mittels der zweiten Ermittlungseinrichtung Sensorsignale verwendet werden, die definiert wenige Common-Cause-Fehler verursachen. Vorteilhaft werden auf diese Weise Sensordaten benutzt, die an jeweilige Umständen am besten geeignet sind. Zum Beispiel können zur Lokalisierung bei Schneefall Radarsensordaten besser geeignet sein als Lidarsensordaten, usw. A further advantageous development of the device provides that sensor signals are used to determine the first pose by means of the first determination device and for determination of the second pose by means of the second determination device, which sensor signals cause a defined few common cause errors. In this way, sensor data that are best suited to the respective circumstances are advantageously used. For example, for snowfall localization, radar sensor data may be better than lidar sensor data, etc.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass aus einer Kartendatenbank Daten einer Merkmalsschicht und Schwellwerte einer Schwellwertdatenschicht für die Bewertung des Vergleichs der Posen verwendbar sind. Auf diese Weise ist es vorteilhaft möglich, Verortungsgenauigkeiten an konkrete spezifische Umweltsituation anzupassen.A further advantageous development of the device provides that data from a feature layer and threshold values from a threshold data layer can be used from a map database for evaluating the comparison of the poses. In this way, it is advantageously possible to adapt localization accuracies to a concrete, specific environmental situation.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass mittels einer ersten Vergleichseinrichtung ein Statussignal betreffend eine definierte Lokalisierungsgüte aus einer merkmalbasierten Lokalisierung bereitstellbar ist.A further advantageous development of the device provides that a status signal relating to a defined localization quality from a feature-based localization can be provided by means of a first comparison device.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass mittels einer zweiten Vergleichseinrichtung ein Statussignal betreffend eine definierte Lokalisierungsgüte anhand der verglichenen Posen bereitstellbar ist. Auf diese Weise werden Ergebnisse unterschiedlicher Lokalisierungsprinzipien miteinander verglichen, wodurch eine Güte einer Lokalisierung effizient ermittelt werden kann.A further advantageous development of the device provides that a status signal relating to a defined localization quality based on the compared poses can be provided by means of a second comparison device. In this way, the results of different localization principles are compared with one another, as a result of which the quality of a localization can be determined efficiently.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass mittels einer dritten Vergleichseinrichtung aus einer vorherigen Position und einem Zustand des physikalischen Systems die erste Pose validierbar ist. Dadurch können vorteilhaft z.B. Diskontinuitäten, die bei der Lokalisierung durch regelmäßige Strukturen auftreten (z.B. Alleebäume) können, effizient eliminiert werden.A further advantageous development of the method provides that the first pose can be validated using a third comparison device from a previous position and a state of the physical system. As a result, e.g. discontinuities that can occur during localization due to regular structures (e.g. avenue trees) can be efficiently eliminated.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens sieht vor, dass beim Ermitteln der zweiten Pose die erste Pose mittels Sensordaten desselben Typs und/oder mittels Sensordaten eines anderen Typs plausibilisiert wird. Auch auf diese Art und Weise kann eine Varianz der ermittelten Posen betreffend die Eigenlokalisierung vorteilhaft minimiert werden.An advantageous development of the proposed method provides that when determining the second pose, the first pose is checked for plausibility using sensor data of the same type and/or using sensor data of a different type. In this way, too, a variance in the determined poses relating to self-localization can advantageously be minimized.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens sieht vor, dass das Ermitteln der ersten und der zweiten Pose voneinander unabhängig durchgeführt wird. Dadurch kann der Konfidenzwert der ermittelten ersten Pose (Leitpose) noch besser plausibilisiert werden.A further advantageous development of the proposed method provides that the first and the second pose are determined independently of one another. As a result, the confidence value of the determined first pose (leading pose) can be checked for plausibility even better.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens sieht vor, dass der Konfidenzwert zur Ansteuerung eines eigenlokalisierten physikalischen Systems, insbesondere eines wenigstens teilweise automatisierten Fahrzeugs verwendet wird. Dadurch kann auf vorteilhafte Weise je nach Konfidenzwert der Lokalisierung eine geeignete Aktion des physikalischen Systems initiiert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von zwei Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren.
A further advantageous development of the proposed method provides that the confidence value is used to control a self-localized physical system, in particular an at least partially automated vehicle. As a result, a suitable action of the physical system can be initiated in an advantageous manner depending on the confidence value of the localization.
The invention is described in detail below with further features and advantages based on two figures. All of the features described or illustrated form the subject matter of the invention, either alone or in any combination, regardless of how they are summarized in the patent claims or their back-reference, and regardless of their wording or representation in the description or in the figures.

Offenbarte Merkmale und Vorteile der vorgeschlagenen Vorrichtung ergeben sich in analoger Weise aus offenbarten Merkmalen und Vorteilen des vorgeschlagenen Verfahrens und umgekehrt.Disclosed features and advantages of the proposed device result in an analogous manner from disclosed features and advantages of the proposed method and vice versa.

In den Figuren zeigt:

  • 1 ein prinzipielles Blockschaltbild einer vorgeschlagenen Vorrichtung zum Bewerten einer Eigenlokalisierung mittels Sensordaten; und
  • 2 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens.
In the figures shows:
  • 1 a basic block diagram of a proposed device for evaluating a self-localization using sensor data; and
  • 2 a basic sequence of an embodiment of the proposed method.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

Nachfolgend wird der Begriff „automatisiertes Fahrzeug“ synonym mit den Begriffen „vollautomatisiertes Fahrzeug“, „autonomes Fahrzeug“ und „teilautonomes Fahrzeug“ verwendet.In the following, the term "automated vehicle" is used synonymously with the terms "fully automated vehicle", "autonomous vehicle" and "partially autonomous vehicle".

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere in einer Bewertung einer durchgeführten Eigenlokalisierung mittels Sensordaten, insbesondere einer Eigenlokalisierung eines physikalischen Systems, zum Beispiel eines wenigstens teilweise automatisierten Fahrzeugs. Dabei wird ein betreffend die Eigenlokalisierung zugeordneter Konfidenz- bzw. Vertrauens- bzw. Plausibilitätswert ermittelt und ausgegeben.A core idea of the present invention lies in particular in an evaluation of a self-localization that has been carried out using sensor data, in particular a self-localization of a physical system, for example an at least partially automated vehicle. A confidence or trust value or plausibility value associated with the self-localization is determined and output.

Aus Sicherheitssicht ist eine vertrauenswürdige Lokalisierung eines wenigstens teilweise automatisierten physikalischen Systems essentiell. Dafür muss möglichst jeder Fehler erkannt werden, um einen sicheren Betrieb des physikalischen Systems zu gewährleisten. Basierend auf gängigen Risiko- und Gefahrenanalysen im Bereich autonomer Mobilität wird von der Lokalisierung meist maximale funktionale Sicherheit und Integrität gefordert.From a security point of view, a trustworthy localization of an at least partially automated physical system is essential. For this purpose, every error must be recognized if possible, to ensure safe operation of the physical system. Based on current risk and hazard analyzes in the field of autonomous mobility, localization usually requires maximum functional safety and integrity.

Das vorgeschlagene Verfahren kann als redundante Erweiterung einer an sich bekannten funktionalen Eigenlokalisierung gesehen werden, wobei sich die Erweiterung eine Einführung mehrerer zusätzlicher Modalitäten zu Nutze macht. Hierbei kann eine funktionale Lokalisierung als ein Zusammenschluss aus dem Lokalisierungsalgorithmus und der zugehörigen Sensorik gesehen werden. Ziel der vorgeschlagenen Lokalisierungsplausibilisierung ist es insbesondere, die von den Lokalisierungen ermittelten Posen zu bestätigen, wobei nachfolgend unter einer „Pose“ eine örtliche Position (z.B. in x/y-Koordinaten) und vorzugsweise eine Orientierung bzw. Ausrichtung des zu lokalisierenden physikalischen Systems verstanden wird. Alle Funktionen, die auf eine Pose angewiesen sind (z.B. Bahnplanung, -regelung, usw.), verwenden die plausibilisierte Lokalisierungspose.The proposed method can be seen as a redundant extension of a functional self-localization that is known per se, with the extension taking advantage of the introduction of several additional modalities. A functional localization can be seen as a combination of the localization algorithm and the associated sensors. The aim of the proposed localization plausibility check is in particular to confirm the poses determined from the localizations, with a “pose” being understood below to mean a local position (e.g. in x/y coordinates) and preferably an orientation or alignment of the physical system to be localized . All functions that depend on a pose (e.g. path planning, control, etc.) use the plausible localization pose.

Denkbar ist zum Beispiel, eine lidarbasierte Lokalisierung entweder durch eine zusätzliche Lokalisierung mittels Radarsensoren oder durch eine GNSS-basierte Lokalisierung zu plausibilisieren. Eine Verifizierungseinrichtung ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass ein Sensorset zum Bereitstellen der Sensordaten skalierbar ist. Dies bedeutet insbesondere, dass ein zu verortendes physikalisches System (z.B. ein automatisiertes Fahrzeug), welches sich beispielsweise in einem Terrain bewegt, in dem ein Einsatz einer GNSS-basierten Lokalisierung nicht zielführend ist, nicht mit satellitenbasierter GNSS-Sensorik ausgestattet werden muss. Für entsprechende Anwendungsfälle ist es ohne Probleme möglich, sowohl die Radar-Sensorik, als auch die GNSS-basierte Sensorik für die Plausibilisierung zu verwenden.It is conceivable, for example, to validate a lidar-based localization either by additional localization using radar sensors or by GNSS-based localization. A verification device is preferably set up in such a way that a sensor set for providing the sensor data is scalable. In particular, this means that a physical system to be located (e.g. an automated vehicle), which is moving in terrain where the use of GNSS-based localization is not expedient, does not have to be equipped with satellite-based GNSS sensors. For corresponding applications, it is possible without any problems to use both the radar sensor system and the GNSS-based sensor system for the plausibility check.

Maßgeblich für ein Erfüllen von Sicherheits-Anforderungen ist, dass die in der Plausibilisierung verglichenen Lokalisierungen im Wesentlichen voneinander unabhängig sind, wobei dieses Prinzip gleichermaßen Sensorik und Algorithmen betrifft. Daher sollte darauf geachtet werden, dass mögliche Fehler nicht miteinander korrelieren. Entsprechend sollten sensorseitig unterschiedliche Messprinzipien angewendet werden.It is decisive for meeting safety requirements that the localizations compared in the plausibility check are essentially independent of one another, with this principle equally affecting sensors and algorithms. It should therefore be ensured that possible errors do not correlate with one another. Accordingly, different measuring principles should be used on the sensor side.

Sowohl die lidarbasierte Lokalisierung als auch die GNSS-basierte Lokalisierung können eine Inertialsensorik 1a (engl. inertial measurement unit, IMU), einen Lenkwinkelsensor 1d, 1h (engl. steering angle sensor, SAS) und einen Raddrehzahlsensor 1b, 1f (engl. wheel speed sensor, WSS) verwenden. Vorzugsweise werden dabei zur Ermittlung der ersten und zweiten Pose P1, P2 jeweils redundante Sensoren der genannten Typen, d.h. unterschiedlicher Sensormodalitäten verwendet.Both the lidar-based localization and the GNSS-based localization can use an inertial sensor system 1a (inertial measurement unit, IMU), a steering angle sensor 1d, 1h (steering angle sensor, SAS) and a wheel speed sensor 1b, 1f (wheel speed sensor, WSS). Redundant sensors of the types mentioned, i.e. different sensor modalities, are preferably used to determine the first and second poses P1, P2.

Die von der GNSS-basierten bzw. Radar-basierten Lokalisierung berechnete zweite Pose P2 kann als eine „cover pose“ bezeichnet werden, da sie zur Plausibilisierung der ersten Pose P1 („lead pose“) aus der lidar-basierten Lokalisierung verwendet wird.The second pose P2 calculated by the GNSS-based or radar-based localization can be referred to as a “cover pose” since it is used to check the first pose P1 (“lead pose”) from the lidar-based localization.

Überschreitet eine Differenz zwischen der ersten Pose P1 und der zweiten Pose P2 einen definierten Schwellwert, so schlägt die Verifizierungseinrichtung 30 an und klassifiziert die Lokalisierung als unsicher bzw. nicht vertrauenswürdig. Die genannten Daten bzw. Schwellwerte können z.B. in einer semantischen Kartendatenbank 200 hinterlegt sein und können abhängig von der Umgebung variieren.If a difference between the first pose P1 and the second pose P2 exceeds a defined threshold value, the verification device 30 responds and classifies the localization as uncertain or untrustworthy. The data or threshold values mentioned can be stored in a semantic map database 200, for example, and can vary depending on the environment.

Die verwendeten Algorithmen und Sensoren zur Lokalisierung sind beliebig ersetzbar, erweiterbar und skalierbar für das vorgeschlagene Plausibilisierungsmodul.The algorithms and sensors used for localization can be arbitrarily replaced, expanded and scaled for the proposed plausibility module.

1 zeigt ein stark vereinfachtes, prinzipielles Blockschaltbild einer vorgeschlagenen Vorrichtung 100 zum Bewerten einer Eigenlokalisierung mittels Sensordaten. 1 shows a greatly simplified, basic block diagram of a proposed device 100 for evaluating a self-localization using sensor data.

Man erkennt eine erste Ermittlungseinrichtung 10, die Sensordaten von unterschiedlichen Sensoren 1a... 1n einer zu verortenden physikalischen Einheit (z.B. wenigstens teilweise automatisiertes Fahrzeug) verarbeitet. Dabei können die Sensordaten von einer Inertialmesseinrichtung 1a, einer ersten Raddrehzahl-Erfassungseinrichtung (Odometer) 1b, einer Lidar-Einrichtung 1c, einem ersten Lenkwinkelsensor 1d, usw. während der Fahrt der physikalischen Einheit bereitgestellt werden. Mit der ersten Ermittlungseinrichtung 10 wird aus den genannten Sensordaten eine erste Pose P1 der zu lokalisierenden physikalischen Einheit ermittelt.A first determination device 10 can be seen, which processes sensor data from different sensors 1a . . . 1n of a physical unit to be located (e.g. at least partially automated vehicle). The sensor data can be provided by an inertial measuring device 1a, a first wheel speed detection device (odometer) 1b, a lidar device 1c, a first steering angle sensor 1d, etc. while the physical unit is driving. Using the first determination device 10, a first pose P1 of the physical unit to be localized is determined from the sensor data mentioned.

Hierfür wird vorzugsweise ein „Simultaneous Localization and Mapping“ (SLAM) Algorithmus verwendet, wobei sich der SLAM-Algorithmus insbesondere dadurch auszeichnet, dass er eine Vielzahl unterschiedlicher Sensordaten (z.B. Radardaten, Lidardaten, Kameradaten, usw.) verarbeiten kann.A "Simultaneous Localization and Mapping" (SLAM) algorithm is preferably used for this purpose, with the SLAM algorithm being characterized in particular by the fact that it can process a large number of different sensor data (e.g. radar data, lidar data, camera data, etc.).

Daten betreffend die ermittelte erste Pose P1 werden nachfolgend einer Verifizierungseinrichtung 30 zugeführt, insbesondere an eine erste Vergleichseinrichtung 31 und an eine zweite Vergleichseinrichtung 32 der Verifizierungseinrichtung 30. An die genannte erste Vergleichseinrichtung 31 werden ferner Sensordaten eines Radarsensors 1e zugeführt.Data relating to the ascertained first pose P1 is then fed to a verification device 30, in particular to a first comparison device 31 and to a second comparison device 32 of the verification device 30. Sensor data from a radar sensor 1e is also fed to the first comparison device 31 mentioned.

Eine Anbindung der Sensoren 1a... 1h an die Vorrichtung 100 kann vorzugsweise mittels definierter Schnittstellen (z.B. CAN, Ethernet, usw.) erfolgen.The sensors 1a . . . 1h can be connected to the device 100 preferably by means of defined interfaces (eg CAN, Ethernet, etc.).

Falls ein Vergleich der Posen P1, P2 mittels der zweiten Vergleichseinrichtung 32 einen definierten Grenzwert unterschreitet, die Posen P1, P2 somit hinreichend ähnlich sind, wird von der zweiten Vergleichseinrichtung 32 ein positives Statussignal S2, andernfalls ein negatives Statussignal S2 ausgegeben.If a comparison of the poses P1, P2 by the second comparison device 32 falls below a defined limit value, the poses P1, P2 are therefore sufficiently similar, the second comparison device 32 outputs a positive status signal S2, otherwise a negative status signal S2.

Sensordaten einer zweiten Raddrehzahl-Erfassungseinrichtung 1f, einer satellitenbasierten GNSS-Einrichtung 1g und eines zweiten Lenkwinkelsensors 1h werden an eine zweite Ermittlungseinrichtung 20 zugeführt, die z.B. eine Mikrorechnereinheit aufweisen kann. Mittels der zweiten Ermittlungseinrichtung 20 wird aus den zugeführten Sensordaten eine zweite Pose P2 des zu verortenden physikalischen Systems ermittelt. Daten betreffend die ermittelte zweite Pose P2 werden an die zweite Vergleichseinrichtung 32 der Verifizierungseinrichtung 30 zugeführt.Sensor data from a second wheel speed detection device 1f, a satellite-based GNSS device 1g and a second steering angle sensor 1h are fed to a second determination device 20, which can have a microcomputer unit, for example. A second pose P2 of the physical system to be located is determined from the supplied sensor data by means of the second determination device 20 . Data relating to the ascertained second pose P2 are supplied to the second comparison device 32 of the verification device 30 .

Man erkennt ferner eine Kartendatenbank 200, in der unterschiedliche Daten einer Merkmalsschicht 210 sowie Schwellwertdaten einer Schwellwertschicht 220 hinterlegt sind. Dabei umfassen die genannten Schwellwertdaten Schwellwerte für eine Genauigkeit einer durchgeführten Lokalisierung.A map database 200 can also be seen, in which different data of a feature layer 210 and threshold value data of a threshold value layer 220 are stored. In this case, the threshold value data mentioned include threshold values for the accuracy of a localization that has been carried out.

Die Schwellwertdaten der Schwellwertschicht 220 werden aus der Kartendatenbank 200 abgerufen und der ersten Vergleichseinrichtung 31 sowie der zweiten Vergleichseinrichtung 32 zugeführt. Dabei muss ein Anwender muss für eine zu befahrende Strecke jeweils einen Anwendungsfall definieren, wobei mittels der Schwellwertdaten spezifiziert wird, wie genau eine durchgeführte Lokalisierung sein soll (z.B. ca. 10cm genau, ca. 50 cm genau, usw.). Ein Schwellwert für eine Ausrichtung kann z.B. ca. 2°, ca. 5°, usw. betragen. Dies kann je nach Anforderung frei definiert werden. Die Schwellwertdaten umfassen zu diesem Zweck vorzugsweise georeferenzierte Daten.The threshold value data of the threshold value layer 220 are retrieved from the map database 200 and supplied to the first comparison device 31 and the second comparison device 32 . In this case, a user must define an application for a route to be traveled, with the threshold value data being used to specify how accurate a localization that is carried out should be (e.g. approximately 10 cm accurate, approximately 50 cm accurate, etc.). For example, a threshold for alignment may be about 2°, about 5°, and so on. This can be freely defined depending on the requirement. For this purpose, the threshold value data preferably comprise georeferenced data.

Als Eingangsdaten für die zweite Vergleichseinrichtung 32 dienen Grenzwerte bzw. Toleranzen der ermittelten Posen P1, P2, die mittels unterschiedlicher Sensormodalitäten ermittelt wurden.Limit values or tolerances of the determined poses P1, P2, which were determined using different sensor modalities, serve as input data for the second comparison device 32.

Die erste Vergleichseinrichtung 31 beruht hingegen auf einem anderen Ansatz als die zweite Vergleichseinrichtung 32. Dort werden von den Sensoren 1e... 1h ermittelte Merkmale mit Daten der Merkmalsschicht 210 betreffend Merkmalserkennung verglichen. Die Daten der Merkmalsschicht 210 können georeferenzierte Metadaten umfassen. Beispielsweise kann dann von der ersten Vergleichseinrichtung 31, die mit Radarsensordaten gespeist wird, eine Güte einer merkmalbasierten Lokalisierung festgestellt werden. Dies lässt sich dadurch begründen, dass metallische Dinge (z.B. Leitplanke, Verkehrsspiegel, usw.) in der Regel gut durch Radarsensordaten repräsentiert sein können.The first comparison device 31, on the other hand, is based on a different approach than the second comparison device 32. There, features determined by the sensors 1e . . . 1h are compared with data from the feature layer 210 relating to feature recognition. The feature layer 210 data may include georeferenced metadata. For example, a quality of a feature-based localization can then be determined by the first comparison device 31, which is fed with radar sensor data. This can be explained by the fact that metallic things (e.g. crash barriers, traffic mirrors, etc.) can usually be well represented by radar sensor data.

Zum Beispiel wird von der ersten Vergleichseinrichtung 31 ein positives erstes Statussignal S1 ausgegeben, wenn die mittels der Sensoreinrichtungen 1a, 1b, 1c, 1d ermittelte erste Pose P1 in einem definierten Ausmaß mit der mittels der Sensoreinrichtungen 1e, 1f, 1g, 1h und/oder mittels Daten der Merkmalsschicht 210 ermittelten zweiten Pose P2 übereinstimmt, andernfalls ein negatives erstes Statussignal S1.For example, first comparison device 31 outputs a positive first status signal S1 if the first pose P1 determined by sensor devices 1a, 1b, 1c, 1d corresponds to a defined extent with that by sensor devices 1e, 1f, 1g, 1h and/or second pose P2 ascertained using data from feature layer 210 matches, otherwise a negative first status signal S1.

Aufgrund der dadurch unterschiedlich realisierten Prinzipien der Vergleichseinrichtungen 31, 32 können unabhängig ermittelte Statussignale S1, S2 der Vergleichseinrichtungen 31, 32 mittels eines ODER-Elements 34 miteinander verglichen werden, wobei am Ausgang des ODER-Elements ein Statussignal S4 ausgegeben wird.Because the principles of the comparison devices 31, 32 are implemented differently as a result, independently determined status signals S1, S2 of the comparison devices 31, 32 can be compared with one another using an OR element 34, with a status signal S4 being output at the output of the OR element.

Auf diese Weise ist bekannt, an welchen örtlichen Positionen was von einem Radarsensor 1e des physikalischen Systems erkannt werden sollte. Beispielsweise weist ein Laternenmast der Merkmalsschicht 210 Metadaten mit einer definierten Georeferenz in Form von Latitude und Longitude auf. Mit diesen Daten werden die von den Radarsensoren 1e ermittelten Daten verglichen. Falls dies eine definierte Zuordnung ergibt, kann daraus ein Konfidenzwert betreffend den Standort abgeleitet werden.In this way it is known at which local positions what should be detected by a radar sensor 1e of the physical system. For example, a lamp post of the feature layer 210 has metadata with a defined georeference in the form of latitude and longitude. The data ascertained by the radar sensors 1e are compared with this data. If this results in a defined assignment, a confidence value regarding the location can be derived from it.

Die Merkmale der Merkmalsschicht 210 werden aus der Kartendatenbank 200 abgerufen, wobei diese Merkmale gemeinsam mit den eine Genauigkeit repräsentierende Schwellwertdaten der Schwellwertschicht 220 verwendet werden.The features of the feature layer 210 are retrieved from the map database 200 using these features together with the threshold data of the threshold layer 220 representing an accuracy.

Beispielweise kann auf diese Weise ermittelt werden, dass von drei ermittelten Merkmalen diese innerhalb einer geforderten Toleranzschwelle betreffend Lokalisierung liegen, wodurch im Ergebnis ein positives Statussignal ermittelt wird. Wie viele Merkmale dabei erkannt werden müssen, ist jeweils Definitionssache.For example, it can be determined in this way that three characteristics determined are within a required tolerance threshold regarding localization, as a result of which a positive status signal is determined. How many features have to be recognized is a matter of definition.

Schwellwertdaten der Schwellwertschicht 220 können z.B. Schwellwerte zwischen Differenzen der ermittelten Posen P1, P2 für unterschiedliche Terrains, in denen sich das zu lokalisierende physikalische System bewegt, definieren. Beispielsweise kann für einen geforderten Konfidenzwert K ein Schwellwert betreffend die Unterschiede der ermittelten Posen P1, P2 auf engen Straßen kleiner sein, als auf breiten Straßen, usw. Die genannten Schwellwertdaten der Schwellwertdatenschicht 220 und die Daten der Merkmalsschicht 210 können z.B. auch Anforderungen an eine Lokalisierungsgenauigkeit bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen definieren.Threshold value data of the threshold value layer 220 can, for example, define threshold values between differences in the determined poses P1, P2 for different terrains in which the physical system to be localized is moving. For example, for a required confidence value K, a threshold value relating to the differences between the determined poses P1, P2 can be smaller on narrow streets than on wide streets, etc. The threshold value data of threshold value data layer 220 and the Data of the feature layer 210 can, for example, also define requirements for localization accuracy under different weather conditions.

Mittels der genannten Daten kann somit spezifiziert werden, wie genau die Lokalisierung des physikalischen Systems aufgrund von äußeren Umständen erfolgen soll, in welchem Grad unterbrechungslos das physikalische System fahren soll, usw.The data mentioned can be used to specify how precisely the physical system should be localized based on external circumstances, the degree to which the physical system should run without interruption, etc.

Daten betreffend die ermittelte erste Pose P1 können optional noch einer dritten Vergleichseinrichtung 33 zugeführt werden, mittels derer Diskontinuitäten zwischen Kartendaten der Kartendatenbank 200 und Sensordaten ermittelt werden, zum Beispiel aufgrund von regelmäßigen Strukturen im Umfeld, wie z.B. Alleebäumen, usw.Data relating to the determined first pose P1 can optionally also be fed to a third comparison device 33, by means of which discontinuities between map data in the map database 200 and sensor data are determined, for example due to regular structures in the area, such as avenue trees, etc.

Eine Funktionsweise der dritten Vergleichseinrichtung 33 ist dabei wie folgt:The third comparison device 33 functions as follows:

Ein Fahrzeug befindet sich zu jeder Zeit in einem definierten Zustand, der aus Parametern (z.B. Lenkwinkel, Geschwindigkeit, Beschleunigung, usw.) definiert ist, wobei in Abhängigkeit von diesem definierten Zustand das Fahrzeug in einem bestimmten Zeitintervall eine definierte Strecke zurücklegen kann. Beispielsweise wird ein Lidar-SLAM-Algorithmus mit einer Frequenz von 10 Hz durchgeführt, was einem Zeitintervall von 0,1s entspricht, in dem jeweils eine neue Lokalisierung durchgeführt wird. Beispielsweise können in einer Allee allerdings Scans auch für einen anderen Ort passend sein, weil sich die Strukturänderung der Alleebäume regelmäßig wiederholt. Im Ergebnis könnte dadurch der Fall eintreten, dass der Lidar-Algorithmus Sprünge in der Lokalisierung macht.A vehicle is in a defined state at all times, which is defined by parameters (e.g. steering angle, speed, acceleration, etc.), and depending on this defined state, the vehicle can cover a defined distance in a specific time interval. For example, a lidar SLAM algorithm is performed with a frequency of 10 Hz, which corresponds to a time interval of 0.1s in which a new localization is performed. For example, in an avenue, scans can also be suitable for another location, because the structural change in the avenue trees is repeated regularly. As a result, it could happen that the lidar algorithm makes jumps in the localization.

In der dritten Vergleichseinrichtung 33 muss somit die jeweils zuvor ermittelte Pose P1 abgespeichert werden. Wenn dann festgestellt wird, dass die neu ermittelte Pose P1 nicht innerhalb eines Toleranzbereichs (aufgrund des definierten Fahrzeugzustands) liegt, kann mittels des Statussignals S3 signalisiert werden, dass dieser Fahrzeugzustand gar nicht möglich ist. Vorteilhaft können mittels der dritten Vergleichseinrichtung 33 derartige Diskontinuitäten abgefangen werden.The previously determined pose P1 must therefore be stored in the third comparison device 33 . If it is then determined that the newly determined pose P1 is not within a tolerance range (due to the defined vehicle state), the status signal S3 can be used to indicate that this vehicle state is not possible at all. Such discontinuities can advantageously be intercepted by means of the third comparison device 33 .

Im Ergebnis kann mit den Vergleichseinrichtungen 31, 32, 33 eine Aussage betreffend Lokalisierungsgüte des physikalischen Systems gemachen kann. Vorteilhaft lässt sich dies durch die Modularität des vorgeschlagenen Ansatzes begründen: Für ein positives Statussignal S4 braucht es entweder nur ein positives Statussignal S1 (Ergebnis der ersten Vergleichseinrichtung 31) oder ein positives Statussignal S2 (Ergebnis der zweiten Vergleichseinrichtung 32).As a result, the comparison devices 31, 32, 33 can be used to make a statement regarding the localization quality of the physical system. This can be advantageously justified by the modularity of the proposed approach: a positive status signal S4 requires either only a positive status signal S1 (result of the first comparison device 31) or a positive status signal S2 (result of the second comparison device 32).

Im Ergebnis bedeutet dies, dass für eine hohe Lokalisierungsgenauigkeit nicht unbedingt drei oder mehr Sensormodalitäten erforderlich sind, sondern diese bereits mit zwei Sensormodalitäten erreicht werden kann.As a result, this means that three or more sensor modalities are not absolutely necessary for a high localization accuracy, but this can be achieved with two sensor modalities.

In technischer Hinsicht lässt sich dies folgendermaßen erreichen:Technically, this can be achieved as follows:

Die erste Vergleichsrichtung 31 ermittelt ein erstes Statussignal S1 und die zweite Vergleichseinrichtung 32 ermittelt ein zweites Statussignal S2, wobei die Statussignale S1, S2 einem logischen ODER-Element 34 zugeführt werden. Ein Statussignal S3 der dritten Vergleichseinrichtung 33 wird an ein logisches UND-Element 35 zugeführt, an welches auch das Ergebnis des logischen ODER-Elements 34 zugeführt wird.The first comparison device 31 determines a first status signal S1 and the second comparison device 32 determines a second status signal S2, with the status signals S1, S2 being fed to a logical OR element 34. A status signal S3 from the third comparison device 33 is fed to a logical AND element 35, to which the result of the logical OR element 34 is also fed.

Im Ergebnis wird mittels des UND-Elements 35 ein Konfidenzsignal K betreffend die durchgeführte Lokalisierung generiert und ausgegeben. Nachgeschaltet an die Vorrichtung 100 können basierend auf dem Konfidenzsignal K (z.B. mittels eines elektronischen Steuergeräts) geeignete Maßnahmen getroffen werden, zum Beispiel ein Stillstand des eigenlokalisierten physikalischen Systems, ein definierter sicherer Zustand, usw. eingeleitet werden.As a result, a confidence signal K relating to the localization carried out is generated and output by means of the AND element 35 . Suitable measures can be taken downstream of the device 100 based on the confidence signal K (e.g. by means of an electronic control unit), for example a standstill of the self-localized physical system, a defined safe state, etc. can be initiated.

Falls das Konfidenzsignal K = 0 ist, wird dadurch festgestellt, dass die Eigenlokalisierung im Moment nicht brauchbar ist. Beispielsweise kann dadurch ein Not-Stop initiiert oder ein Befehl ausgegeben werden, dass mit der gerade vorliegenden Lokalisierungsgüte nicht weitergefahren werden kann. Vorteilhaft können auf diese Weise Gefahrensituation weitgehend vermieden werden.If the confidence signal K=0, this establishes that the self-localization is not usable at the moment. For example, an emergency stop can be initiated or a command can be issued that it is not possible to continue driving with the current localization quality. Advantageously, hazardous situations can be largely avoided in this way.

Vorzugsweise sind die Sensordaten der Sensoren 1a... 1f jeweils für die erste zu ermitteln ersten Pose P1 und zum Ermitteln der zweiten Pose P2 redundant ausgeführt. Vorzugsweise basieren die Ergebnisse der genannten ersten Pose P1 der genannten Pose auf Nicht-Common-Cause-Ursachen, wobei zum Beispiel denkbar ist, dass für eine Verortung bei Schnee Radardaten besser geeignet sind als Lidardaten, bei einer Verortung innerhalb eines Wüstengebiets satellitenbasierte GNSS-Daten besser geeignet sind als Radardaten, usw.The sensor data of the sensors 1a . . . 1f are preferably redundant in each case for the first pose P1 to be determined and for determining the second pose P2. The results of said first pose P1 of said pose are preferably based on non-common-cause causes, it being conceivable, for example, that radar data is better suited than lidar data for localization in snow, and satellite-based GNSS data for localization within a desert area are more suitable than radar data, etc.

Im Ergebnis können auf die geschilderte Art und Weise mit unterschiedlichen Sensierprinzipien ermittelte Posen P1, P2 verifiziert werden.As a result, poses P1, P2 determined with different sensing principles can be verified in the manner described.

Im Ergebnis kann damit ein Fahrzeug wenigstens teilautonom gesteuert werden, falls das Konfidenzsignal K = 1 ist.As a result, a vehicle can be controlled at least partially autonomously if the confidence signal is K=1.

Es versteht sich von selbst, dass die genannten Sensoren 1a... 1h lediglich beispielhaft sind, und dass zur Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens an die erste Ermittlungseinrichtung 10 bzw. an die zweite Ermittlungseinrichtung 20 auch andere und/oder zusätzliche Sensordaten zugeführt werden können.It goes without saying that the mentioned sensors 1a .

Durch die vorgeschlagene Plausibilisierungslösung muss nur der Plausibilisierungsalgorithmus, nicht aber der Lokalisierungsalgorithmus auf die beschriebene Art und Weise „sicher“ implementiert werden. Zu diesem Zweck müssen zwei unabhängige Lokalisierungen (mittels Sensorik und Algorithmus) innerhalb eines Plausibilisierungsmoduls verglichen werden, woraus sich folgende vorteilhafte Effekte ergeben:

  • - Anstatt die Lokalisierungsgenauigkeit durch die Fusion aller verfügbaren Sensordaten zu optimieren, wird die ausreichend genaue Lösung, die aus einem Teil der Sensoren berechnet wird, durch die Plausibilisierung aussagekräftiger und vertrauenswürdiger
  • - Hohe Verfügbarkeit des Systems bei sehr hoher Fehlerintegrität
  • - Flexibler Einsatz in unterschiedlichsten Terrains
Due to the proposed plausibility check solution, only the plausibility check algorithm, but not the localization algorithm, has to be implemented “safely” in the manner described. For this purpose, two independent localizations (using sensors and algorithms) must be compared within a plausibility module, which results in the following beneficial effects:
  • - Instead of optimizing the localization accuracy through the fusion of all available sensor data, the sufficiently accurate solution calculated from a part of the sensors becomes more meaningful and trustworthy through the plausibility check
  • - High availability of the system with very high error integrity
  • - Flexible use in different terrains

Wenigstens eine der Vergleichseinrichtungen 31, 32, 33, vorzugsweise alle Vergleichseinrichtungen 31, 32, 33 können als ein Softwareprogramm oder als jeweils verschiedene Softwareprogramme implementiert sein. Die gesamte Vorrichtung 100 ist vorzugsweise im zu lokalisierenden physikalischen System verbaut.At least one of the comparison devices 31, 32, 33, preferably all comparison devices 31, 32, 33, can be implemented as a software program or as different software programs in each case. The entire device 100 is preferably installed in the physical system to be localized.

2 zeigt stark schematisch einen prinzipiellen Ablauf eines vorgeschlagenen Verfahrens. 2 shows a basic sequence of a proposed method in a highly schematic manner.

In einem Schritt 300 erfolgt ein Verwenden von ersten Sensordaten zum Ermitteln einer ersten Pose P1.In a step 300, first sensor data is used to determine a first pose P1.

In einem Schritt 310 erfolgt ein Verwenden von zweiten Sensordaten zum Ermitteln einer zweiten Pose P1.In a step 310, second sensor data is used to determine a second pose P1.

In einem Schritt 320 erfolgt ein Vergleichen der in den Schritten a) und b) ermittelten Posen P1, P2.In a step 320, the poses P1, P2 determined in steps a) and b) are compared.

In einem Schritt 330 erfolgt ein Ermitteln eines Konfidenzwerts K aus dem in Schritt c) durchgeführten Vergleich.In a step 330, a confidence value K is determined from the comparison carried out in step c).

Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung eine Bewertung einer Lokalisierung (Positionsbestimmung) in einem fehlersicheren System (z.B. Fahrzeug darf im Falle eines Fehlers stehen bleiben, um einen sicheren Zustand zu erreichen) durchgeführt. Durch den Verzicht auf einen Safety-Fahrer ergeben sich hohe Sicherheitsanforderungen an die Lokalisierung die durch die vorgeschlagene Vorrichtung und das vorgeschlagene Verfahren erfüllt werden können. Vorteilhaft erfolgt ein Vergleich zweier Lokalisierungen anstatt einer herkömmlichen Fusionierung aller Sensordaten zu einer Lokalisierung. Im Ergebnis ist dadurch eine Verbesserung der Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit von performancelastigen Lokalisierungslösungen unterstützt.In summary, an evaluation of a localization (position determination) in a fail-safe system (e.g. vehicle may stop in the event of an error in order to reach a safe state) is carried out with the present invention. By doing without a safety driver, there are high safety requirements for localization, which can be met by the proposed device and the proposed method. Advantageously, two localizations are compared instead of a conventional merging of all sensor data into one localization. As a result, an improvement in the security and trustworthiness of performance-heavy localization solutions is supported.

Vorteilhaft lässt sich die erfindungsgemäße Verfahren als eine Software realisieren, die beispielsweise auf der vorgeschlagenen Vorrichtung 100 abläuft. Eine einfache Adaptierbarkeit des Verfahrens ist auf diese Weise unterstützt. Denkbar ist, dass die Software der Vorrichtung 100 wenigstens teilweise cloudbasiert ausgebildet ist.The method according to the invention can advantageously be implemented as software that runs on the proposed device 100, for example. A simple adaptability of the method is supported in this way. It is conceivable that the software of the device 100 is at least partially cloud-based.

Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.The person skilled in the art will modify and/or combine the features of the invention in a suitable manner without departing from the essence of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Claims (14)

Vorrichtung (100) zum Bewerten einer Eigenlokalisierung eines physikalischen Systems mittels Sensordaten, aufweisend: - eine erste Ermittlungseinrichtung (10) zum Ermitteln einer ersten Pose (P1) aus ersten Sensordaten; - eine zweite Ermittlungseinrichtung (20) zum Ermitteln einer zweiten Pose (P2) aus zweiten Sensordaten; und - eine Verifizierungseinrichtung (30) zum Verifizieren der von der ersten Ermittlungseinrichtung (10) ermittelten ersten Pose (P1), die Verifizierungseinrichtung (30) aufweisend: - eine erste Vergleichseinrichtung (31) zum Vergleichen der ersten Pose (P1) mit der zweiten Pose (P2), wobei in Abhängigkeit des durchgeführten Vergleichs mittels der Verifizierungseinrichtung (30) ein Konfidenzsignal (K) betreffend eine Konfidenz die durchgeführte Eigenlokalisierung ausgebbar ist.Device (100) for evaluating a self-localization of a physical system using sensor data, comprising: - A first determination device (10) for determining a first pose (P1) from first sensor data; - A second determination device (20) for determining a second pose (P2) from second sensor data; and - a verification device (30) for verifying the first pose (P1) determined by the first determination device (10), the verification device (30) having: - a first comparison device (31) for comparing the first pose (P1) with the second pose (P2), wherein a confidence signal (K) relating to a confidence in the self-localization carried out can be output by means of the verification device (30) depending on the comparison carried out. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pose (P1) und die zweite Pose (P2) aus auf unterschiedlichen Sensierprinzipien basierenden Sensordaten ermittelbar sind.Device (100) according to claim 1 , characterized in that the first pose (P1) and the second pose (P2) can be determined from sensor data based on different sensing principles. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ermittlungseinrichtung (10) eingerichtet ist, die erste Pose (P1) aus Lidardaten, und/oder Radardaten und/oder Inertialmessdaten und/oder Lenkwinkeldaten und/oder Odometriedaten und/oder satellitenbasierten GNSS-Daten zu ermitteln.Device (100) according to claim 1 or 2 , characterized in that the first determination device (10) is set up to determine the first pose (P1) from lidar data and/or radar data and/or inertial measurement data and/or steering angle data and/or odometry data and/or satellite-based GNSS data. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ermittlungseinrichtung (20) eingerichtet ist, die zweite Pose (P2) aus Lidardaten, und/oder Radardaten und/oder Inertialmessdaten und/oder Lenkwinkeldaten und/oder Odometriedaten und/oder satellitenbasierten GNSS-Daten zu ermitteln.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second determination device (20) is set up to determine the second pose (P2) from lidar data and/or radar data and/or inertial measurement data and/or steering angle data and/or odometry data and/or or to determine satellite-based GNSS data. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung der ersten Pose (P1) mittels der ersten Ermittlungseinrichtung (10) und für die Ermittlung der zweiten Pose (P2) mittels der zweiten Ermittlungseinrichtung (20) Sensorsignale verwendet werden, die definiert wenige Common-Cause-Fehler verursachen.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that sensor signals are used to determine the first pose (P1) using the first determination device (10) and to determine the second pose (P2) using the second determination device (20). , which define a few common-cause errors. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Kartendatenbank (200) Daten einer Merkmalsschicht (210) und Schwellwerte einer Schwellwertdatenschicht (220) für die Bewertung des Vergleichs der Posen (P1, P2) verwendbar sind.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that data from a feature layer (210) and threshold values from a threshold value data layer (220) can be used from a map database (200) for evaluating the comparison of the poses (P1, P2). Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer ersten Vergleichseinrichtung (31) ein Statussignal (S1) betreffend eine definierte Lokalisierungsgüte aus einer merkmalbasierten Lokalisierung bereitstellbar ist.Device (100) according to claim 6 , characterized in that a status signal (S1) relating to a defined localization quality from a feature-based localization can be provided by means of a first comparison device (31). Vorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zweiten Vergleichseinrichtung (32) ein Statussignal (S2) betreffend eine definierte Lokalisierungsgüte anhand der verglichenen Posen (P1, P2) bereitstellbar ist.Device (100) according to claim 6 or 7 , characterized in that a status signal (S2) relating to a defined localization quality based on the compared poses (P1, P2) can be provided by means of a second comparison device (32). Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer dritten Vergleichseinrichtung (33) aus einer vorherigen Position und einem Zustand des physikalischen Systems die erste Pose (P1) validierbar ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first pose (P1) can be validated from a previous position and a state of the physical system by means of a third comparison device (33). Verfahren zum Bewerten einer Eigenlokalisierung aus Sensordaten, aufweisend die Schritte: a) Verwenden von Sensordaten einer ersten Sensormodalität zum Ermitteln einer ersten Pose (P1); b) Verwenden von Sensordaten einer zweiten Sensormodalität zum Ermitteln einer zweiten Pose (P1); c) Vergleichen der in den Schritten a) und b) ermittelten Posen (P1, P2); und d) Ermitteln eines Konfidenzwerts (K) aus dem in Schritt c) durchgeführten Vergleich.Method for evaluating a self-localization from sensor data, comprising the steps: a) using sensor data of a first sensor modality to determine a first pose (P1); b) using sensor data of a second sensor modality to determine a second pose (P1); c) comparing the poses (P1, P2) determined in steps a) and b); and d) determining a confidence value (K) from the comparison carried out in step c). Verfahren nach Anspruch 10, wobei beim Ermitteln der zweiten Pose (P2) die erste Pose (P1) mittels Sensordaten desselben Typs und/oder mittels Sensordaten eines anderen Typs plausibilisiert wird.procedure after claim 10 , wherein when the second pose (P2) is determined, the first pose (P1) is checked for plausibility using sensor data of the same type and/or using sensor data of a different type. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Ermitteln der ersten und der zweiten Pose (P1, P2) voneinander unabhängig durchgeführt wird.procedure after claim 10 or 11 , wherein the first and the second pose (P1, P2) are determined independently of one another. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Konfidenzwert (K) zur Ansteuerung eines eigenlokalisierten physikalischen Systems, insbesondere eines wenigstens teilweise automatisierten Fahrzeugs verwendet wird.Procedure according to one of Claims 10 until 12 , wherein the confidence value (K) is used to control a self-localized physical system, in particular an at least partially automated vehicle. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wenn es auf einer elektronischen Vorrichtung (100) zum Bewerten einer Eigenlokalisierung eines physikalischen Systems mittels Sensordaten abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.Computer program product with program code means for carrying out the method according to one of Claims 10 until 13 , if it runs on an electronic device (100) for evaluating a self-localization of a physical system using sensor data or is stored on a computer-readable data carrier.
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