-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Magnetfeldkarte eines Parkhauses und eine Rechenvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen.
-
Navigationslösungen in Parkhäusern für Fußgänger und/oder Autofahrer werden kaum angeboten, da Parkhauskarten nicht flächendeckend verfügbar sind. Eine Vermessung der Parkhäuser mittels Positionierungssignalen, insbesondere GPS, ist oft nicht oder nur sehr unpräzise möglich, da das Parkhaus das Positionierungssignal abschirmt. Verfügbare Navigationslösungen in Parkhäusern basieren oft auf einem hohen Aufwand unter Verwendung kostspieliger Infrastrukturmaßnahmen des Parkhauses. Beispielsweise erfordern diese häufig den Verbau von Bluetooth Low Energy, WIFI Access Points oder RFID-Tags, die mit einer detaillierten Grundrisskarte kombiniert werden müssen. Diese Lösungen sind meist proprietär und nur sehr selten implementiert oder großflächig adaptiert.
-
Es sind Verfahren bekannt, wie mittels Erdmagnetfeld Karten innerhalb von Gebäuden eine Lokalisierung durchgeführt werden kann, da bauliche Maßnahmen, wie beispielsweise Stahlbetonwände und -säulen, das Erdmagnetfeld auf eine sehr charakteristische Art und Weise verzerrt. Da das Erdmagnetfeld über lange Zeit stabil ist, können die Verzerrungen innerhalb des Gebäudes kartiert und für eine Navigation als Landmarken verwendet werden.
-
Aus der
EP 2 615 420 B1 ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Magnetfeldkarte zur Innenpositionierung bekannt. Das Verfahren umfasst ein Erfassen von Informationen, die einen gemessenen Magnetfeldvektor an mindestens einem bekannten Ort innerhalb des Gebäudes anzeigen, wobei der gemessene Magnetfeldvektor die Größe und Richtung des Erdmagnetfelds darstellt, das von den lokalen Strukturen des Gebäudes beeinflusst wird, und wobei der mindestens einen bekannten Ort in einem Referenzrahmen eines Grundrisses des Gebäudes definiert wird. Des Weiteren umfasst das Verfahren ein Erzeugen der Innenraummagnetfeldkarte für mindestens einen Teil des Gebäudes auf Basis mindestens der erfassten Informationen, die den gemessenen Magnetfeldvektor an dem mindestens einen bekannten Ort innerhalb des Gebäudes anzeigen, und des Grundrisses, wobei die Innenraummagnetfeldkarte den gemessenen Magnetfeldvektor für den mindestens einen bekannten Ort innerhalb des Gebäudes umfasst.
-
Aus der
DE 10 2019 003 474 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer momentanen Position eines Fahrzeuges in einer baulichen Anlage mittels einer Erdmagnetfeldkarte bekannt.
-
Aus der
DE 10 2017 216 425 B3 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer geodätischen Positionsinformation eines Kraftfahrzeugs bekannt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Magnetfeldkarte eines Parkhauses bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
-
Die Erfindung basiert auf der Idee, dass Magnetfeldsensordaten des Erdmagnetfelds und Eigenbewegungsdaten eine navigierbare Parkhauskarte generieren. Durch die Eigenbewegungsdaten, die beispielsweise aus Odometriesensordaten eines Kraftfahrzeugs bestimmt werden können, kann eine Verknüpfung der Magnetfeldsensordaten zu einer jeweiligen Position im Parkhaus erreicht werden. Die Odometriesensordaten sind vorteilhaft, da in Parkhäusern oft kein GPS-Empfang vorhanden ist und somit dennoch eine Positionierung ermittelt werden kann. Vorzugsweise können die Magnetfeldsensordaten sowohl von Fußgängern als auch von Kraftfahrzeugen stammen. Die aufgezeichneten Daten können anschließend in einer Rechenvorrichtung, insbesondere einem Backend, geladen werden, wo ein Matching und die Kartenerstellung der Magnetfeldkarte stattfinden. Die erstellten Magnetfeldkarten können anschließend für eine Navigation innerhalb des Parkhauses verwendet werden. Mit anderen Worten entsteht eine Wegnetzkarte, die vollständig mit Geomagnetfeldsignaturen hinterlegt ist.
-
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen einer Magnetfeldkarte eines Parkhauses bereitgestellt, wobei durch zumindest ein Kraftfahrzeug in dem Parkhaus Odometriesensordaten und Magnetfeldsensordaten ermittelt werden, die von einer fahrzeugexternen Rechenvorrichtung empfangen werden, wobei die Rechenvorrichtung aus den Odometriesensordaten mittels eines Koppelnavigationsverfahrens Bewegungstrajektorien des Kraftfahrzeugs im Parkhaus bestimmt, wobei die Magnetfeldsensordaten jeweiligen Positionen der Bewegungstrajektorien zugeordnet werden, und wobei durch die den jeweiligen Positionen zugeordneten Magnetfeldsensordaten die Magnetfeldkarte des Parkhauses erzeugt wird.
-
Mit anderen Worten werden Odometriesensordaten ermittelt, die durch ein Koppelnavigationsverfahren in Bewegungstrajektorien umgerechnet werden, wobei den Bewegungstrajektorien entsprechende Magnetfeldsensordaten zugeordnet werden, um die Magnetfeldkarte des Parkhauses zu bestimmen. Die Odometriesensordaten können beispielsweise Positions- und Orientierungsbestimmungen des Kraftfahrzeugs derart miteinander verknüpfen, dass eine Bewegungstrajektorie erhalten wird. So können im Koppelnavigationsverfahren (sogenanntes „Dead Reckoning“) Geschwindigkeiten und Lenkwinkel miteinander verknüpft werden, um jeweilige Positionen des Kraftfahrzeugs im Parkhaus zu bestimmen. Diesen Positionen können dann die entsprechenden Magnetfeldsensordaten zugeordnet werden.
-
Die Rechenvorrichtung, die das Verfahren durchführt, kann ein Server sein, insbesondere in einer Rechnerwolke, an den die Odometriesensordaten und die Magnetfeldsensordaten über eine Datenverbindung, insbesondere über das Internet, gesendet werden können. Die Magnetfeldsensordaten können eine Magnetfeldstärke und/oder eine Magnetfeldrichtung an der jeweiligen Position bereitstellen, über die hinterher eine Navigation ermöglicht werden kann.
-
Vorzugsweise können zur Erzeugung der Magnetfeldkarten mehrere Kraftfahrzeuge in dem Parkhaus Odometriesensordaten und Magnetfeldsensordaten ermitteln, wobei die Magnetfeldkarte mittels des beschriebenen Verfahrens iterativ verbessert und aktualisiert werden kann. So kann insbesondere nach ausreichender Datensammlung durch ausreichend viele Durchfahrten eine vollständige Magnetfeldkarte des Parkhauses erreicht werden.
-
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Kartierung des Magnetfelds mithilfe des Kraftfahrzeugs mit hoher Qualität durchgeführt werden kann, da Koppelnavigationsverfahren auch bei fehlendem Positionierungssignal eine zuverlässige Ortsbestimmung ermöglicht. Insbesondere kann mittels des Verfahrens selbstständig eine Magnetfeldkarte erzeugt werden, wodurch für Parkhäuser schneller eine Magnetfeldkarte zur Navigation bereitgestellt werden kann.
-
Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
-
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Odometriesensordaten Zeitstempel, Geschwindigkeitsdaten, Radumdrehungsdaten, Nickwinkel und/oder Gierwinkel des zumindest einen Kraftfahrzeugs umfassen. Mit anderen Worten können die Odometriesensordaten eine indirekte Positionierungs- und Lagebestimmung des Kraftfahrzeugs ermöglichen, wobei durch das Koppelnavigationsverfahren aus diesen Odometriesensordaten die jeweiligen Bewegungstrajektorien bestimmt werden können. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass auch bei fehlenden aktiven Positionierungsmethoden, wie GPS, genaue Bewegungstrajektorien des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden können.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Bewegungstrajektorie an einer Parkhauseinfahrt und/oder einer Parkhausausfahrt ausgerichtet wird. Mit anderen Worten kann die Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs mit dem Parkhaus übereinandergelegt werden, indem die Bewegungstrajektorie an einer Parkhauseinfahrt und/oder einer Parkhausausfahrt ausgerichtet wird. Die Parkhauseinfahrt kann beispielsweise durch ein außerhalb des Parkhauses empfangbares Positionierungssignal, insbesondere GPS bestimmt werden, das nach Einfahrt in das Parkhaus unterbrochen wird. Das Positionierungssignal kann beispielsweise GPS, GLONASS, Galileo und/oder Beidou umfassen. Insbesondere eine zuletzt festgestellte Position außerhalb des Parkhauses mit anschließendem Verlust des GPS-Signals kann hierbei die Parkhauseinfahrt anzeigen, die so automatisch bestimmt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Parkhausausfahrt durch das außerhalb des Parkhauses empfangbare Positionierungssignal bestimmt werden, das nach Ausfahrt aus dem Parkhaus neu mit dem Kraftfahrzeug verbunden wird. So kann eine erste Position nach einem erneuten Verbinden mit dem Positionierungssignal anzeigen, an welcher Stelle sich die Parkhausausfahrt befindet. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Bewegungstrajektorie automatisiert mit dem Parkhaus ausgerichtet werden kann. Des Weiteren kann eine Verknüpfung zwischen einer Straßenkarte und der Magnetfeldkarte im Parkhaus über die Ein- und Ausfahrten bereitgestellt werden, was einen nahtlosen Übergang ermöglicht.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine Parkposition des Kraftfahrzeugs durch Motordeaktivierung erkannt wird, wobei die Parkposition als Referenzpunkt für eine nachfolgende Bestimmung von Magnetfeldsensordaten bereitgestellt wird. Als zusätzliche Bedingung zur Bestimmung der Parkposition kann vorzugsweise auch eine im Wesentlichen rechtwinklige Abweichung der Bewegungstrajektorie von einem Weg vorgesehen sein. Im Wesentlichen rechtwinklig kann hierbei bedeuten, dass ein Winkel von 90 Grad +/- 20 Grad mit anschließender Motordeaktivierung die Parkposition und damit einen Parkplatz anzeigen kann. Diese Parkposition kann anschließend als Referenzpunkt dienen, beispielsweise für eine Weiterfahrt aus dem Parkhaus, da der Ort und die Lage des Kraftfahrzeugs an der Parkposition bekannt sind. Die Parkposition kann aber beispielsweise auch für eine nachfolgende Bestimmung der Magnetfeldkarte mittels eines mobilen Endgeräts dienen. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass Parkplätze in der Magnetfeldkarte erkannt werden können, die als Ausgangspunkt für eine weitere Kartierung des Parkhauses dienen können.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass durch ein mobiles Endgerät Magnetfeldsensordaten und Bewegungssensordaten eines Fußgängers im Parkhaus ermittelt werden, wobei aus den Bewegungssensordaten Bewegungstrajektorien des Fußgängers im Parkhaus bestimmt werden, wobei die Magnetfeldsensordaten jeweiligen Positionen der Bewegungstrajektorien des Fußgängers zugeordnet werden, und wobei die Magnetfeldkarte des Parkhauses mit den Magnetfeldsensordaten, die den jeweiligen Positionen der Bewegungstrajektorien des Fußgängers zugeordnet sind, ergänzt wird. Mit anderen Worten kann die Magnetfeldkarte mittels eines mobilen Endgeräts, das beispielsweise ein Smartphone sein kann, durch Fußgänger ergänzt werden. Das mobile Endgerät weist vorzugsweise Sensoren zur Bestimmung des Magnetfelds und Bewegungssensoren zur Bestimmung der Bewegungssensordaten auf, wobei die Bewegungssensordaten vorzugsweise mittels des Koppelnavigationsverfahrens in Bewegungstrajektorien umgerechnet werden können. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Magnetfeldkarte auch mit Magnetfeldsensordaten, die durch einen Fußgänger aufgenommen wurden, ergänzt werden kann.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Referenzpunkt der Parkposition des Kraftfahrzeugs zur Ausrichtung der durch die Bewegungssensordaten des Fußgängers ermittelten Bewegungstrajektorien verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich können auch Ein- und Ausgänge des Parkhauses als Referenzpunkte zur Ausrichtung der Bewegungstrajektorie eines Fußgängers verwendet werden, wobei die Ein- und Ausgänge des Parkhauses durch Verlust beziehungsweise Wiederaufnahme eines Positionierungssignals des mobilen Endgeräts bestimmt werden können. Die Parkposition des Kraftfahrzeugs eignet sich hier in besonderer Weise als Referenzpunkt, da ein Fahrzeugstandort und eine Fahrzeugorientierung aufgrund der Odometriesensordaten bekannt ist und ausgehend von der Parkposition eine verbesserte Bewegungsbestimmung mittels der Bewegungssensordaten des mobilen Endgeräts ermöglicht wird.
-
Vorzugsweise können die Bewegungssensordaten des mobilen Endgeräts Gyroskopdaten, Beschleunigungsdaten, Schrittzählerdaten und/oder Barometerdaten umfassen. Diese Daten ermöglichen es, eine Ausrichtung und Bewegung, insbesondere ausgehend von der Parkposition, zu ermitteln. So kann beispielsweise durch die Gyroskopdaten eine Drehung des mobilen Endgeräts beziehungsweise des Fußgängers bestimmt werden, durch Beschleunigungsdaten und/oder Schrittzählerdaten kann eine Weglänge bestimmt werden und durch die Barometerdaten kann beispielsweise ein Etagenwechsel in dem Parkhaus ermittelt werden.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass durch eine Mehrzahl von Kraftfahrzeugen und/oder mobilen Endgeräten Magnetfeldsensordaten und Bewegungstrajektorien bestimmt werden, wobei die den jeweiligen Positionen zugeordneten Magnetfeldsensordaten und/oder die Bewegungstrajektorien durch einen Clusteralgorithmus, vorzugsweise einen dichtebasierten Clusteralgorithmus, gruppiert werden, insbesondere in rein befahrbare Wege, reine Fußgängerwege, sowie in von allen nutzbare Wege. Mit anderen Worten können für bestimmte Wegabschnitte mehrere Magnetfeldsensordaten und/oder Bewegungstrajektorien vorhanden sein, die von Kraftfahrzeugen und/oder mobilen Endgeräten gemessen wurden. Diese können durch einen Clusteralgorithmus gruppiert werden, was zu einer Genauigkeitserhöhung der Magnetfeldkarte beiträgt. Hierbei bieten sich insbesondere dichtebasierte Clusteralgorithmen an, bei denen aus mehreren Magnetfeldsensordaten und/oder Bewegungstrajektorien gleicher Wegabschnitte dicht beieinanderliegende Bewegungstrajektorien und/oder Magnetfeldsensordaten gruppiert werden und davon entfernt liegende Daten als „Rauschobjekte“ herausgefiltert werden. Insbesondere können rein durch das Kraftfahrzeug befahrbare Wege, rein durch Fußgänger begehbare Fußgängerwege, sowie Wege, die von Kraftfahrzeugen und Fußgängern benutzt werden können, gruppiert werden. Dies ermöglicht auch spätere Rückschlüsse auf eine Raumgeometrie, wie eine Wegbreite, mehrspurige Straßen, Fußgängerkorridore. Auch Positionen, an denen keine Bewegungstrajektorie vorhanden sind, können so beispielsweise als Wände identifiziert werden. Des Weiteren können beispielsweise Bewegungstrajektorien von Fußgängern, die über zuvor erkannte Parkplätze verlaufen, für die Kartierung von Fußgängerwegen ausgeschlossen werden. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Magnetfeldkarte verbessert werden kann und insbesondere Ausreißer herausgefiltert werden können.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Bewegungstrajektorien und/oder Magnetfeldsensordaten von Kraftfahrzeugen durch den Clusteralgorithmus höher gewichtet werden. Das heißt, dass die von den Kraftfahrzeugen gemessenen Sensordaten bei der Gruppierung bevorzugt werden und die Daten des mobilen Endgeräts eher als Ausreißer erkannt werden. Insbesondere die von Kraftfahrzeugen gemessenen Bewegungstrajektorien und/oder Magnetfeldsensordaten können genauer bestimmt werden als die von mobilen Endgeräten und Fußgängern. Das ergibt den Vorteil, dass eine Genauigkeit der Magnetfeldkarte verbessert werden kann.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Rechenvorrichtung zum Erzeugen einer Magnetfeldkarte eines Parkhauses, wobei die Rechenvorrichtung dazu ausgebildet ist, von Kraftfahrzeugen ermittelte Odometriesensordaten und Magnetfeldsensordaten zu empfangen, aus den empfangenen Odometriesensordaten mittels eines Koppelnavigationsverfahrens Bewegungstrajektorien des Kraftfahrzeugs im Parkhaus zu bestimmen, die Magnetfeldsensordaten jeweiligen Positionen der Bewegungstrajektorien zuzuordnen, und durch die den jeweiligen Positionen zugeordneten Magnetfeldsensordaten die Magnetfeldkarte des Parkhauses zu erzeugen. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren. Vorzugsweise kann die so erzeugte Magnetfeldkarte im Anschluss Kraftfahrzeugen und mobilen Endgeräten, die sich in dem Parkhaus befinden, bereitgestellt werden, um eine Navigation innerhalb des Parkhauses zu ermöglichen.
-
Die Rechenvorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
-
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rechenvorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rechenvorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
-
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
-
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
-
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein schematisch dargestelltes Parkhaus und eine Rechenvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 2 ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
-
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
-
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
-
In 1 ist ein schematisch dargestelltes Parkhaus 12 und eine Rechenvorrichtung 10 zum Erzeugen einer Magnetfeldkarte des Parkhauses 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt.
-
Um eine Navigation innerhalb des Parkhauses 12 bereitzustellen, sind Karten notwendig, die beispielsweise Fahrwege für ein Kraftfahrzeug 14 und/oder Fußgängerwege anzeigen. Jedoch sind diese Karten oftmals nicht vorhanden. Auch eine Kartierung mittels eines Positionssensors, wie beispielsweise GPS, ist für viele Parkhäuser schwierig, da ein GPS-Signal durch Wände des Parkhauses abgeschirmt wird und somit eine Kartierung erschwert. Eine weitere Möglichkeit der Navigation des Kraftfahrzeugs 14 ist über eine Magnetfeldkarte, die Erdmagnetfelddaten und deren charakteristische Verzerrung durch Wände und Strukturen des Parkhauses 12 aufweist, um eine Navigation und Lokalisation bereitzustellen.
-
Zur Bestimmung der Magnetfeldkarte kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug 14 Odometriesensordaten und Magnetfeldsensordaten innerhalb des Parkhauses 12 ermittelt, wobei die Odometriesensordaten beispielsweise Zeitstempel, Geschwindigkeitsdaten, Radumdrehungsdaten, Nickwinkel und/oder Gierwinkel umfassen können. Die Magnetfeldsensordaten können beispielsweise durch Hall-Sensoren, Förstersensoren oder weitere Magnetometer erfasst werden.
-
Die ermittelten Odometriesensordaten und Magnetfeldsensordaten können von dem Kraftfahrzeug 14 an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 10 gesendet werden, die ein Server im Internet sein kann. Die Rechenvorrichtung 10 kann dann aus den Odometriesensordaten Bewegungstrajektorien 16 des Kraftfahrzeugs 14 innerhalb des Parkhauses 12 berechnen. Des Weiteren können im Anschluss jeweilige Positionen der Bewegungstrajektorien 16 mit den gemessenen Magnetfeldsensordaten verknüpft werden, sodass für jede Position der Bewegungstrajektorien 16 eine Magnetfeldstärke und/oder ein Magnetfeldvektor vorliegt. Vorzugsweise kann die Rechenvorrichtung 10 so die Magnetfeldsensordaten und Bewegungstrajektorien einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen sammeln, um eine Magnetfeldkarte des Parkhauses 12 zu erzeugen.
-
Zur Ausrichtung der jeweiligen Bewegungstrajektorie an das Parkhaus 12 kann vorzugsweise eine Parkhauseinfahrt 18 und/oder eine Parkhausausfahrt 20 verwendet werden, die eindeutige Positionen des Parkhauses 12 darstellen. Hierbei kann beispielsweise das Kraftfahrzeug 14 außerhalb des Parkhauses 12 GPS-Daten empfangen, die nach Eintritt in das Parkhaus 12 abbrechen. Durch die letzten ermittelten GPS-Daten mit anschließendem Abbruch des GPS-Signals kann die Parkhauseinfahrt 18 zugordnet werden. In entsprechender Weise kann die Parkhausausfahrt 20 ermittelt werden, die nach Neuverbindung zu einem GPS-Signal erkannt werden kann, wobei der erste gemessene Positionswert als Parkhausausfahrt 20 zugeordnet werden kann.
-
Zusätzlich zu jeweiligen Bewegungstrajektorien 16 im Parkhaus 12 kann auch eine Parkposition 22 des Kraftfahrzeugs 14 und damit jeweilige Parkplätze für die Magnetfeldkarte bereitgestellt werden, indem die Parkposition 22 beispielsweise durch eine Motordeaktivierung des Kraftfahrzeugs 14 erkannt wird. Die Parkposition 22 kann insbesondere als Referenzpunkt für eine nachfolgende Bestimmung von Magnetfeldsensordaten bereitgestellt werden, wie beispielsweise eine Startposition für eine Ausfahrt aus dem Parkhaus 12, wobei ein Ort und eine Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 14 an der Parkposition 22 aus vorhergehenden Odometriesensordaten bekannt ist.
-
Des Weiteren können ausgehend von der Parkposition auch Bewegungssensordaten 24 und Magnetfeldsensordaten durch ein mobiles Endgerät 26, beispielsweise ein Smartphone, gemessen werden. Die durch das mobile Endgerät erfassten Sensordaten können beispielsweise Fußgängerwege in dem Parkhaus 12 anzeigen. Die Bewegungssensordaten 24 des mobilen Endgeräts 26 können beispielsweise Gyroskopdaten, Beschleunigungsdaten, Schrittzählerdaten und/oder Barometerdaten umfassen. Insbesondere Barometerdaten eignen sich hier, um einen Ebenenwechsel im Parkhaus 12 zu erkennen.
-
In diesem Ausführungsbeispiel kann beispielsweise ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 14 die Bewegungstrajektorie 16 zu der Parkposition 22 fahren, wobei ein Magnetfeldsensor des Kraftfahrzeugs 14 währenddessen für die jeweiligen Positionen der Bewegungstrajektorie 16 Magnetfeldsensordaten aufnimmt. Anschließend kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs 14 das Kraftfahrzeug verlassen und mit seinem mobilen Endgerät 26 Bewegungssensordaten bis zu einem Ausgang 28 des Parkhauses 12 aufnehmen. An dem Ausgang 28 kann beispielsweise das mobile Endgerät 26 erneut einen GPS-Empfang aufweisen, wodurch der Ausgang 28 als Fußgängerausgang markiert werden kann. Die jeweils vom Kraftfahrzeug 14 und dem mobilen Endgerät 26 gemessenen Daten können an die Rechenvorrichtung 10 gesendet werden, die die jeweiligen Bewegungstrajektorien 16 berechnet und deren Positionen zu den gemessenen Magnetfeldsensordaten zuordnet.
-
Des Weiteren kann die Rechenvorrichtung 10 dazu ausgebildet sein, Magnetfeldsensordaten und/oder Bewegungstrajektorien durch einen Clusteralgorithmus, insbesondere einen dichtebasierten Clusteralgorithmus, zu gruppieren, um Ausreißer herauszufiltern. Außerdem können Magnetfeldsensordaten für rein mit dem Kraftfahrzeug 14 befahrbare Wege, reine Fußgängerwege, die durch das mobile Endgerät 26 ermittelt wurden, und in von allen nutzbare Wege gruppiert und unterteilt werden. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass der Clusteralgorithmus die Magnetfeldsensordaten von dem Kraftfahrzeug 14 höher gewichtet als die des mobilen Endgerätes 26, da die Verknüpfung der Odometriesensordaten mittels des Koppelnavigationsverfahrens für das Kraftfahrzeug 14 mit höherer Auflösung durchgeführt werden kann.
-
In 2 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm zum Erzeugen einer Magnetfeldkarte eines Parkhauses 12 dargestellt. In einem Schritt S10 können durch ein oder mehrere Kraftfahrzeuge 14 und/oder mobile Endgeräte 26 in dem Parkhaus 12 Magnetfeldsensordaten, Odometriesensordaten und/oder Bewegungssensordaten 24 ermittelt werden. Diese Daten können in einem Schritt S12 an eine fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 10 gesendet werden, beispielsweise über eine mobile Datenkommunikation.
-
Die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 10 kann in einem Schritt S14 mittels eines Koppelnavigationsverfahrens aus den Odometriesensordaten des Kraftfahrzeugs 14 und den Bewegungssensordaten des mobilen Endgeräts 26 Bewegungstrajektorien 16 bestimmen und die gemessenen Magnetfeldsensordaten jeweiligen Positionen der Bewegungstrajektorien 16 zuordnen.
-
Anschließend kann ein Clusteralgorithmus der Rechenvorrichtung 10 in einem Schritt S16 die Magnetfeldsensordaten gruppieren, wobei durch die Gruppierung vorzugsweise Fahrzeugwege und Fußgängerwege voneinander unterschieden werden können, und wobei Fahrwege für die Erzeugung der Magnetfeldkarte von dem Clusteralgorithmus höher gewichtet werden können, was bedeutet, dass Fußgängerwege eher als Ausreißer erkannt werden.
-
Schließlich kann in einem Schritt S18 eine Magnetfeldkarte mit den Magnetfeldsensordaten, die den jeweiligen Positionen der Bewegungstrajektorien 16 zugeordnet sind und die durch den Clusteralgorithmus gruppiert wurden, erzeugt werden.
-
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht ein Aspekt darin, dass aus Magnetfeldmessungen und Eigenbewegungsdaten eine navigierbare Parkhauskarte generiert wird. Sowohl die Magnetfeldmessungen (Magnetfeldsensordaten) als auch die Eigenbewegungen (Bewegungstrajektorien 16) können dabei von Fußgängern und Fahrzeugen 14 gleichermaßen stammen.
-
Diese Karteninformationen können über einen Crowdsourcing-Ansatz erhoben werden, bei dem beauftragte Personen an vordefinierten Orten die begeh- und befahrbaren Wege kartieren. Alternativ können Benutzer, die eine bestimmte Applikation auf ihrem mobilen Endgerät installiert haben und ihre Einwilligung erteilt haben, automatisiert in definierten Bereichen ihre Eigenbewegung (Bewegungssensordaten) und das umgebende Geomagnetfeld (Magnetfeldsensordaten) kartieren, während sie ihre üblichen Wege durch das Parkhaus 12 nehmen.
-
Die aufgezeichneten Daten können anschließend in ein Backend (fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 10) geladen werden, wo nach ausreichend vielen Aufzeichnungen ein Matching und die Kartenerstellung der Magnetfeldkarte stattfindet. Die erstellten Magnetfeldkarten können anschließend für eine Indoor-Navigation verwendet werden. Es entsteht eine Wegnetzkarte, die vollständig mit Geomagnetfeldsignaturen hinterlegt ist.
-
Die Kartierung des Magnetfelds mithilfe des Fahrzeugs bringt den Vorteil mit sich, dass das Koppelnavigationsverfahren im Fahrzeug deutlich zuverlässiger funktioniert als zu Fuß und so die Qualität der kartierten Bereiche erhöht wird. Das zuverlässige Koppelnavigationsverfahren (Dead Reckoning) im Fahrzeug sorgt dafür, dass die Aufzeichnungen der Fußgängerdaten stets an einem bekannten Punkt, insbesondere einer Parkposition 22, gestartet werden kann. Außerdem können in der entstehenden Karte reine Fußgängerwege, rein befahrbare Wege sowie von allen benutzbare Wege unterschieden werden. Dasselbe gilt für die Verortung aller Ein- und Ausgänge 28 für Fußgänger und Parkhausein- und -ausfahrten 18, 20. Auch eine Ableitung einer groben Raumgeometrie kann dadurch auch schon mit wenigen erhobenen Bewegungstrajektorien bestimmt werden.
-
Ein Kraftfahrzeug, das die Daten erhebt, kann seine Aufnahme beispielsweise im Freien vor einer Parkhauseinfahrt 18 starten, die als Referenzpunkt dienen kann. Da GPS und die Bestimmung der Odometriesensordaten im Kraftfahrzeug 14 auch schon bei einer Fahrt zu dem Parkhaus 12 aktiv sind, ist keine zusätzliche Ausrichtung für das Kraftfahrzeug 14 nötig. Des Weiteren ist das Koppelnavigationsverfahren in modernen Kraftfahrzeugen gut genug, um eine letztliche Parkposition 22 und die Ausrichtung einer Parklücke als valide anzunehmen. Diese kann wiederum als Startreferenz für die Rückfahrt aus dem Parkhaus dienen.
-
Für Fußgänger mit einem mobilen Endgerät 26 kann eine Aufnahme entweder im Freien kurz vor dem Eintritt in das Parkhaus 12 durch einen Eingang 28 starten, der beispielsweise mittels GPS bestimmt werden kann, oder beim Aussteigen aus dem Kraftfahrzeug 14, wobei hier die Parkposition 22 als Referenzpunkt dienen kann und eine Orientierung des mobilen Endgeräts 26 an einer Fahrzeugstellung ausgerichtet werden kann.
-
Nach der Datensammlung, insbesondere nach ausreichend vielen Durchfahrten und Durchschreitungen aller Wege im Parkhaus 12, kann ein Backend (Rechenvorrichtung 10) eine Verarbeitung beginnen, wobei diese iterativ mit steigender Anzahl von Datenerhebungen eine Qualität der Magnetfeldkarte verbessern kann.
-
Da ein Verlust des GPS-Empfangs beziehungsweise eine Neuverbindung relativ zügig erkannt werden kann, können alle Ein- und Ausgänge beziehungsweise Parkhausein- und -ausfahrten identifiziert und geclustert werden. Die dadurch entstehende Verknüpfung zwischen einer Straßenkarte und einer Parkhauskarte kann über die Ein- und Ausgänge beziehungsweise Parkhausein- und -ausfahrten ermöglicht werden und einen nahtlosen Übergang von drinnen nach draußen bereitstellen. Ein Clustering der Magnetfeldsensordaten und/oder der Bewegungstrajektorien kann durch einen Clusteralgorithmus durchgeführt werden, der Bewegungsmuster der Fahrzeuge höher gewichtet als die der Fußgänger, da die Genauigkeit der Bewegungsmuster der Fahrzeuge in der Regel höher ist.
-
Außerdem können beim Clusteralgorithmus reine Fußgängerwege, rein befahrbare Wege sowie von allen nutzbare Wege unterschieden werden, was sowohl für eine spätere Navigation relevant sein kann als auch Rückschlüsse über eine Raumgeometrie zulässt, was eine optische Wiederauffindbarkeit in der Karte erhöhen kann. Stellen, über die nie ein Fußgänger mit seinem mobilen Endgerät 26 gegangen ist, können außerdem zum Beispiel als Wände kartiert werden.
-
Des Weiteren können Parkpositionen 22 geclustert und mit kartiert werden, um die entstehende Magnetfeldkarte mit Parkplätzen anzureichern. Fußgängerbewegungsmuster, die über Parkplätze führen, können damit gegebenenfalls herausgefiltert werden. Die Magnetfeldkarte macht es vor allem Fußgängern möglich, auf der erstellten Magnetfeldkarte des Parkhauses zu navigieren. Eine Anreicherung der Karte mit Barometerdaten hilft beispielsweise bei der Fußgängernavigation, verschiedene Stockwerke zu unterscheiden.
-
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein kollaboratives Kartieren für eine Indoor-Navigation bereitgestellt werden kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2615420 B1 [0004]
- DE 102019003474 A1 [0005]
- DE 102017216425 B3 [0006]
