DE102021208892B3 - Kraftfahrzeug, Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Kraftfahrzeugs und digitale Karte - Google Patents

Kraftfahrzeug, Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Kraftfahrzeugs und digitale Karte Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) derart ausgebildet ist, teil- oder vollautomatisiert zu fahren, wobei das Kraftfahrzeug (1) mindestens eine Umfeldsensorik (2, 4) und eine digitale Karte (DK) aufweist, wobei in der digitalen Karte (DK) Landmarken (15) abgelegt sind, wobei das Kraftfahrzeug (1) weiter derart ausgebildet ist, mittels der Umfeldsensorik (2, 4) Landmarken (15) zu erfassen, mit den in der digitalen Karte (DK) abgelegten Landmarken (15) zu vergleichen und anhand des Vergleichs eine Selbstlokalisierung vorzunehmen, wobei in der digitalen Karte (DK) Landmarken (15) aus Parkhäusern abgelegt sind, wobei die Landmarken (15) mindestens teilweise metallische Gegenstände in den Parkhäusern sind, wobei die Umfeldsensorik (2) mindestens eine Radarsensorik (3) ist, wobei die Landmarken (15) jeweils mindestens drei Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) aufweisen, wobei die mindestens drei Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) einen Bereich (B) bilden, wobei in dem Bereich (B) mindestens eine weitere metallische Struktur (14) angeordnet ist, wobei in der digitalen Karte (DK) die Abstände der metallischen Struktur (14) zu den Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegeln (13) abgelegt sind, sowie ein Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Kraftfahrzeugs (1) in einem Parkhaus.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug derart ausgebildet ist, teil- oder vollautomatisiert zu fahren, ein Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Kraftfahrzeugs und eine digitale Karte.
  • Kraftfahrzeuge, die teil- oder vollautomatisiert fahren, müssen sich zu ihrer Umgebung lokalisieren. Hierzu dienen beispielsweise GNSS-Daten. Des Weiteren findet eine Lokalisierung anhand von Landmarken statt, die in einer digitalen Karte verortet sind. Erfasst dann eine Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs eine solche Landmarke, kann durch Vergleich der erfassten Landmarke mit der abgelegten Landmarke eine Position des Kraftfahrzeugs in der digitalen Karte ermittelt werden. Typischerweise umfasst die Umfeldsensorik mindestens eine Kamera.
  • Problematisch ist die Eigenlokalisierung in Parkhäusern, was verschiedene Ursachen hat. Unter anderem ist häufig der Satellitenempfang unterbrochen. Ein weiteres Problem ist, dass viele Parkhäuser sehr ähnlich aufgebaut sind, sodass sich diese untereinander nur wenig unterscheiden und viele Bereiche eines Parkhauses ähnlich strukturiert sind, wobei zusätzlich viele Verdeckungen durch parkende Kraftfahrzeuge auftreten können.
  • Aus der DE 10 2018 218 182 A1 ist ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs bekannt, wobei von einem Radarsensor des Fahrzeugs ein Radarsignal in das Umfeld des Fahrzeugs ausgesandt wird und ein an einem Umgebungsobjekt im Umfeld des Fahrzeugs reflektiertes Radarsignal mittels des Radarsensors erfasst wird, wobei durch eine Auswertung des reflektierten Radarsignals eine Information über das Material des Umgebungsobjekts ermittelt wird und die Information über das Material des Umgebungsobjekts zur Positionsbestimmung des Fahrzeugs verwendet wird.
  • Aus der DE 10 2018 221 142 A1 ist ein Verfahren zum Durchführen einer Lokalisierung mindestens eines Fahrzeugs durch ein fahrzeugseitiges Steuergerät bekannt, wobei Messdaten von mindestens einem Sensor empfangen werden und mindestens eine Markierung aus den Messdaten ermittelt wird. Zum Bestimmen einer Position wird die ermittelte Markierung mit einer in einer digitalen Karte eingetragenen Markierung assoziiert. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass in einem sicherheitsrelevanten Bereich mindestens vier Markierungen durch den mindestens einen Sensor detektiert werden. Die Markierung kann dabei jeweils einen aktiven und/oder passiven Radarreflektor aufweisen, z.B. einen Tripelspiegel.
  • Aus der DE 10 2014 002 150 B3 ist ein Verfahren zur Ermittlung der absoluten Position einer mobilen Einheit, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bekannt, die wenigstens einen optischen, einen Erfassungsbereich des Umfelds der mobilen Einheit aufnehmenden Sensor aufweist. Dabei werden optische Marker aufgenommen. Das Verfahren kann auch in einem Parkhaus ausgeführt werden. Dabei ist vorgesehen, dass im Einfahrtsbereich des Parkhauses ein QR-Tag als Informationsträger angeordnet ist, in dem ein Kartendatensatz mit den Markern eincodiert ist.
  • Aus der DE 10 2016 100 730 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Unterstützen einer autonomen Fahrt eines Kraftfahrzeugs auf einer Parkfläche bekannt, wobei eine Infrastrukturkarte in Form eines QR-Codes am Eingang der Parkfläche vorgesehen sein kann, der dann über eine Kamera des Fahrzeugs eingelesen werden kann.
  • Aus der DE 10 2012 208 132 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen der Position einer Vorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einer Aufnahmevorrichtung und einer Verarbeitungsvorrichtung bekannt, wobei eine Markierung erfasst wird und eine relative Position in Bezug auf die Markierung bestimmt wird. Weiter wird eine Informationsvorrichtung erfasst, die eine der Markierung zugeordnete Information umfasst. Die Informationsvorrichtung ist beispielsweise ein Schild mit einem QR-Code. Die Information wird erfasst und die Position mit Hilfe der relativen Position und der Information bestimmt.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem die Eigenlokalisierung in Parkhäusern verbessert ist. Ein weiteres technisches Problem ist ein geeignetes Verfahren zur Verfügung zu stellen und eine geeignete digitale Karte zu schaffen.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und eine digitale Karte mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Das Kraftfahrzeug ist derart ausgebildet, teil- oder vollautomatisiert zu fahren, wobei das Kraftfahrzeug mindestens eine Umfeldsensorik und eine digitale Karte aufweist. In der digitalen Karte sind Landmarken abgelegt. Weiter ist das Kraftfahrzeug derart ausgebildet, mittels der Umfeldsensorik Landmarken zu erfassen, mit den in der digitalen Karte abgelegten Landmarken zu vergleichen und anhand des Vergleichs eine Selbstlokalisierung vorzunehmen, wobei in der digitalen Karte Landmarken aus Parkhäusern abgelegt sind.
  • Dabei sind die Landmarken in den Parkhäusern mindestens teilweise metallische Gegenstände bzw. sonstige gut Radar-detektierbare Gegenstände, wobei die mindestens eine Umfeldsensorik mindestens eine Radarsensorik ist. Weiter weisen die Landmarken mindestens drei Winkelreflektoren oder Tripelspiegel auf, wobei die mindestens drei Winkelreflektoren oder Tripelspiegel einen Bereich bilden. Der Bereich wir dabei von den Winkelreflektoren oder Tripelspiegeln aufgespannt. In dem Bereich ist mindestens eine weitere metallische Struktur angeordnet, wobei in der digitalen Karte die Abstände der metallischen Struktur zu den Winkelreflektoren oder Tripelspiegeln abgelegt sind. Dies erlaubt eine verbesserte Selbstlokalisierung in einem Parkhaus. Dabei wird ausgenutzt, dass die Radarechos an den Winkelreflektoren oder Tripelspiegeln sehr groß sind und sehr gut detektierbar, wobei durch die mindestens eine weitere metallische Struktur dann eine Ortsinformation kodiert werden kann. Dabei wird unter einem Winkelreflektor eine Struktur verstanden, bei der zwei metallische Flächen senkrecht aufeinanderstoßen, wobei bei einem Tripelspiegel drei metallische Flächen senkrecht aufeinanderstoßen. Dabei können die Punkte nur Winkelreflektoren sein oder nur Tripelspiegel oder beliebige Kombinationen von Winkelreflektoren und Tripelspiegeln. Die Winkelreflektoren und Tripelspiegel sind verbaute Stahlträger im Parkhaus. Dabei umfasst der Begriff metallische Struktur auch andere gut Radar-detektierbare Materialien, wobei Metall jedoch bevorzugt zur Anwendung kommt. Weiter sei angemerkt, dass nicht alle Landmarken derart ausgebildet sein müssen.
  • Die Stahlträger können dabei freistehend sein oder aber in Beton eingebettet sein oder andersartig verkleidet sein. Die mindestens eine weitere metallische Struktur kann dabei ebenfalls ein ohnehin verbautes Bauteil sein. Vorzugsweise ist dies jedoch eine speziell verbaute Struktur, beispielsweise ein Metallschild, das zwischen den Winkelreflektoren oder Tripelspiegeln angeordnet ist (z.B. an einer Wand befestigt ist oder angehängt ist).
  • In einer Ausführungsform weist die Landmarke mindestens vier Winkelreflektoren oder Tripelspiegel auf, was die sichere Erkennung weiter verbessert.
  • In einer weiteren Ausführungsform liegen die mindestens vier Winkelreflektoren oder Tripelspiegel in einer Ebene, was die Erkennbarkeit und eindeutige Zuordnung weiter verbessert.
  • Dabei liegt die mindestens eine weitere Struktur vorzugsweise in dieser Ebene.
  • Weiter vorzugsweise sind mehrere weitere metallische Strukturen vorhanden, die dann eine eindeutige Kodierung ergeben, ähnlich einem QR-Code. Dadurch lassen sich sehr viele unterschiedliche Landmarken erzeugen, sodass sich, wenn gewünscht, beliebig viele Orte eines Parkhauses eindeutig bestimmen lassen bzw. es lassen sich identische Orte in verschiedenen Parkhäusern eindeutig unterscheiden.
  • In einer alternativen Ausführungsform sind die metallischen Strukturen in verschiedenen Ebenen angeordnet, sodass deren Lage zu einer Bezugsebene als weitere Codierung verwendet werden kann.
  • Das Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Kraftfahrzeugs in einem Parkhaus erfolgt mittels einer Radarsensorik und einer digitalen Karte, wobei in der digitalen Karte Landmarken des Parkhauses abgelegt sind, wobei die Landmarken mindestens drei Winkelreflektoren oder Tripelspiegel sind, wobei die mindestens drei Winkelreflektoren oder Tripelspiegel einen Bereich bilden bzw. definieren. In dem Bereich ist mindestens eine weitere metallische Struktur angeordnet, wobei in der digitalen Karte die Abstände der metallischen Struktur zu den mindestens drei Winkelreflektoren oder Tripelspiegeln abgelegt sind, wobei anhand der Radarsignale eine Landmarke ermittelt wird und mit den abgelegten Landmarken verglichen wird und daraus eine Position des Kraftfahrzeugs in der digitalen Karte ermittelt wird. Hinsichtlich weiterer möglicher Ausgestaltungen wird auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen. Weiter sei angemerkt, dass zusätzlich noch optische Landmarken, die beispielsweise mittels einer Kamera erfasst werden, zusätzlich zur Eigenlokalisierung im Parkhaus verwendet werden können.
  • In der digitalen Karte sind Landmarken von Parkhäusern abgelegt, wobei die Landmarken mindestens teilweise metallische Gegenstände in den Parkhäusern sind, wobei die Landmarken mindestens drei Winkelreflektoren oder Tripelspiegel sind, die einen Bereich bilden, in dem mindestens eine weitere metallische Struktur angeordnet ist, wobei in der digitalen Karte die Abstände der metallischen Struktur zu den Winkelreflektoren oder Tripelspiegeln abgelegt sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:
    • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Kraftfahrzeugs,
    • 2 eine schematische Darstellung einer Landmarke mit vier Tripelspiegeln und
    • 3 eine schematische Darstellung einer Landmarke mit vier Winkelreflektoren.
  • In der 1 ist schematisch ein Blockschaltbild eines Kraftfahrzeugs 1 dargestellt, das derart ausgebildet ist, mindestens teilweise teil- oder vollautomatisiert zu fahren. Das Kraftfahrzeug 1 weist mindestens eine erste Umfeldsensorik 2, die als Radarsensorik 3 ausgebildet ist, und mindestens eine zweite Umfeldsensorik 4, die als Kamera 5 ausgebildet ist, auf. Weiter weist das Kraftfahrzeug 1 eine Auswerte- und Steuereinheit 6 sowie einen Speicher 7 auf, in dem eine digitale Karte DK mit Landmarken aus Parkhäusern abgelegt sind. Schließlich weist das Kraftfahrzeug 1 eine Aktorik 8 auf, um die teil- oder vollautomatisierte Fahrt durchzuführen. Dabei muss die digitale Karte DK nicht permanent im Speicher 7 abgelegt sein. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass jeweils für einen befahrenen Bereich die entsprechende digitale Karte DK vorab von einem Server oder aus einer Cloud vom Kraftfahrzeug 1 heruntergeladen wird. Dabei weisen mindestens einige Landmarken der Parkhäuser mindestens drei, vorzugsweise vier, Winkelreflektoren oder Tripelspiegel auf, wobei in dem durch die Winkelreflektoren oder Tripelspiegel definierten Bereich mindestens eine weitere metallische Struktur angeordnet ist.
  • Dies soll zunächst anhand der 2 und 3 näher erläutert werden. Dabei ist in 2 stark vereinfacht eine Stahlträgerkonstruktion 10 dargestellt mit vier vertikalen Längsträgern 11 und acht Querträgern 12, wobei die Längsträger 11 und Querträger 12 freistehend sein können oder aber auch in Beton eingebettet sein können. So können beispielsweise die unteren Querträger 12 in einem Betonfußboden eingelassen sein und die oberen Querträger 12 in einer Betondecke. Dabei stoßen jeweils drei Stahlträger 11, 12 senkrecht aufeinander. Die Längs- und Querträger 11, 12 weisen jeweils Flächen auf, die aufeinanderstoßen und so Tripelspiegel 13 bilden, wobei die hinteren vier Tripelspiegel 13 gekennzeichnet sind. Die vier Tripelsiegel 13 liegen in einer Ebene E, die gleichzeitig der durch die Tripelspiegel 13 definierte Bereich B ist. In der Ebene E bzw. in dem Bereich B liegen weitere metallische Strukturen 14, die beispielsweise als Metallplatten ausgebildet und an einer Wand befestigt sind. Die metallischen Strukturen 14 können dabei unterschiedlich groß sein. Tripelspiegel 13 und metallische Strukturen 14 bilden zusammen eine Landmarke 15. Fährt nun das Kraftfahrzeug 1 im Parkhaus im Bereich der Landmarke 15, so sendet die Radarsensorik 3 Radarstrahlen aus und empfängt Radarechos, die von der Auswerte- und Steuereinheit 6 ausgewertet werden. Dabei liefern die vier Tripelspiegel 13 besonders starke Echos, die sehr gut detektiert werden können. Ebenso werden die Radarechos von den metallischen Strukturen 14 empfangen. Durch die Anordnung der metallischen Strukturen 14 relativ zu den Tripelspiegeln 13 kann eine Position im Parkhaus ähnlich einem QR-Code codiert werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 6 kann dann durch Vergleich mit den abgelegten Landmarken in der digitalen Karte DK eine Selbstlokalisierung durchführen. Dabei können die metallischen Strukturen 14 oder andere Strukturen zusätzlich als optische Landmarken in der digitalen Karte DK abgelegt sein, sodass hierdurch die Selbstlokalisierung noch weiter verbessert werden kann.
  • In der 3 ist eine alternative Stahlträgerkonstruktion 10 dargestellt, die zwei Längsträger 11 und zwei Querträger 12 aufweist. Dabei stoßen jeweils nur zwei Träger senkrecht aufeinander, sodass sich Winkelreflektoren 16 ausbilden. Die Winkelreflektoren 16 erzeugen ebenfalls sehr ausgeprägte Radarechos, sodass die Eckpunkte der Landmarke 15 gut detektiert werden können. Dabei können die vier Winkelreflektoren 16 auch wieder eine Ebene E aufspannen, wobei die metallischen Strukturen 14 in der Ebene E liegen können. Es ist aber auch möglich, einzelne Strukturen 14 vor oder hinter der Ebene E anzuordnen, wobei dann diese Tiefeninformation auch zur Codierung der Position verwendet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    erste Umfeldsensorik
    3
    Radarsensorik
    4
    zweite Umfeldsensorik
    5
    Kamera
    6
    Auswerte- und Steuereinheit
    7
    Speicher
    8
    Aktorik
    10
    Stahlträgerkonstruktion
    11
    Längsträger
    12
    Querträger
    13
    Tripelspiegel
    14
    metallische Struktur
    15
    Landmarke
    16
    Winkelreflektor
    DK
    digitale Karte
    E
    Ebene
    B
    Bereich

Claims (8)

  1. Kraftfahrzeug (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) derart ausgebildet ist, teil- oder vollautomatisiert zu fahren, wobei das Kraftfahrzeug (1) mindestens eine Umfeldsensorik (2, 4) und eine digitale Karte (DK) aufweist, wobei in der digitalen Karte (DK) Landmarken (15) abgelegt sind, wobei das Kraftfahrzeug (1) weiter derart ausgebildet ist, mittels der Umfeldsensorik (2, 4) Landmarken (15) zu erfassen, mit den in der digitalen Karte (DK) abgelegten Landmarken (15) zu vergleichen und anhand des Vergleichs eine Selbstlokalisierung vorzunehmen, wobei in der digitalen Karte (DK) Landmarken (15) aus Parkhäusern abgelegt sind, wobei die Landmarken (15) mindestens teilweise metallische Gegenstände in den Parkhäusern sind, wobei die Umfeldsensorik (2) mindestens eine Radarsensorik (3) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Landmarken (15) jeweils mindestens drei Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) aufweisen, wobei die mindestens drei Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) einen Bereich (B) bilden, wobei in dem Bereich (B) mindestens eine weitere metallische Struktur (14) angeordnet ist, wobei in der digitalen Karte (DK) die Abstände der metallischen Struktur (14) zu den Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegeln (13) abgelegt sind, wobei die Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) verbaute Stahlträger (11, 12) im Parkhaus sind.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Landmarke (15) mindestens vier Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) aufweist.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) in einer Ebene (E) liegen.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Struktur (14) in der Ebene (E) der Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) liegt.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere metallische Strukturen (14) vorhanden sind, die einen QR-Code bilden.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine metallische Struktur (14) in einer unterschiedlichen Ebene vor oder hinter der Ebene (E) der Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) angeordnet ist.
  7. Verfahren zur Eigenlokalisierung eines Kraftfahrzeugs (1) in einem Parkhaus, mittels einer Radarsensorik (3) und einer digitalen Karte (DK), wobei in der digitalen Karte (DK) Landmarken (15) des Parkhauses abgelegt sind, wobei die Landmarken (15) jeweils mindestens drei Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) aufweisen, wobei die mindestens drei Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) einen Bereich (B) bilden, wobei in dem Bereich (B) mindestens eine weitere metallische Struktur (14) angeordnet ist, wobei in der digitalen Karte (DK) die Abstände der metallischen Struktur (14) zu den Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegeln (13) abgelegt sind, wobei anhand der Radarsignale eine Landmarke (15) erfasst wird und mit den abgelegten Landmarken (15) verglichen wird und daraus eine Position des Kraftfahrzeugs (1) in der digitalen Karte (DK) ermittelt wird, wobei die Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) verbaute Stahlträger (11, 12) im Parkhaus sind.
  8. Digitale Karte (DK), wobei in der digitalen Karte (DK) Landmarken (15) von Parkhäusern abgelegt sind, wobei die Landmarken (15) mindestens teilweise metallische Gegenstände in den Parkhäusern sind, wobei die Landmarken (15) jeweils mindestens drei Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) aufweisen, die einen Bereich (B) bilden, in dem mindestens eine weitere metallische Struktur (14) angeordnet ist, wobei in der digitalen Karte (DK) die Abstände der metallischen Struktur 14) zu den Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegeln (13) abgelegt sind, wobei die Winkelreflektoren (16) oder Tripelspiegel (13) verbaute Strahlträger (11, 12) im Parkhaus sind.
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