DE102022003749A1

DE102022003749A1 - Method for determining lanes for vehicles, in particular for creating a digital map

Info

Publication number: DE102022003749A1
Application number: DE102022003749.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Monninger
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-10-12
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2022-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrspuren für Fahrzeuge, insbesondere zur Erstellung einer digitalen Karte, bei welchem Daten aus einem Fahrverhalten von einer Vielzahl von Fahrzeugen in einer vorgegebenen Umgebung genutzt werden. Bei einem Verfahren, bei welchem lokalisierte Fahrspuren ohne aufwendige Nachbearbeitung direkt zur Erstellung einer digitalen Karte verwendet werden können, werden die aus dem Fahrverhalten der Fahrzeuge ermittelten Daten und Daten, welche aus einer geometrischen Infrastruktur der vorgegebenen Umgebung gewonnen werden, mittels eines Flooding-Algorithmus zur Fahrspurermittlung miteinander kombiniert.The invention relates to a method for determining lanes for vehicles, in particular for creating a digital map, in which data from a driving behavior of a large number of vehicles in a predetermined environment are used. In a method in which localized lanes can be used directly to create a digital map without time-consuming post-processing, the data determined from the driving behavior of the vehicles and data obtained from a geometric infrastructure of the specified environment are used by means of a flooding algorithm Lane determination combined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrspuren, insbesondere zur Erstellung einer digitalen Karte, bei welchem Daten aus einem Fahrverhalten von einer Vielzahl von Fahrzeugen in einer vorgegebenen Umgebung genutzt werden.The invention relates to a method for determining lanes, in particular for creating a digital map, in which data from the driving behavior of a large number of vehicles in a predetermined environment are used.

Die US 2019/0271550 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung, Anpassung und Gebrauch von Karten, die durch ein Testfahrzeug ermittelt werden. Dabei wird ein Datenpool von auf betrachteten Straßen fahrenden Fahrzeugen erzeugt, die jeder ein Kamerasystem zur Erzeugung von Bildern der Fahrzeugumgebung und der befahrenen Straße aufweisen.the U.S. 2019/0271550 A1 discloses a method for creating, adapting and using maps determined by a test vehicle. In this case, a data pool is generated from vehicles driving on the roads under consideration, each of which has a camera system for generating images of the vehicle surroundings and the road being traveled on.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrspuren für Fahrzeuge anzugeben, bei welchem lokalisierte Fahrspuren ohne aufwendige Nachbearbeitung direkt zur Erstellung einer digitalen Karte verwendet werden können.The object of the invention is to specify a method for determining lanes for vehicles, in which localized lanes can be used directly to create a digital map without complex post-processing.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject matter of the dependent claims. Further features, possible applications and advantages of the invention result from the following description and the explanation of exemplary embodiments of the invention which are illustrated in the figures.

Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved with the subject matter of patent claim 1.

Bei dem eingangs beschriebenen Verfahren, bei welchem Daten aus einem Fahrverhalten von einer Vielzahl von Fahrzeugen in einer vorgegebenen Umgebung genutzt werden, werden die aus dem Fahrverhalten der Fahrzeuge ermittelten Daten und Daten, welche aus einer geometrischen Infrastruktur der vorgegebenen Umgebung gewonnen werden, mittels eines Flooding-Algorithmus zur Fahrspurermittlung miteinander kombiniert. In the method described at the outset, in which data from the driving behavior of a large number of vehicles in a specified environment are used, the data determined from the driving behavior of the vehicles and data obtained from a geometric infrastructure of the specified environment are flooded - Algorithm for lane determination combined.

Die kombinierte Verarbeitung von geometrischer Infrastruktur und Flottenfahrverhalten erlaubt eine vollautomatisierte Ableitung von Fahrspuren, ohne dass eine manuelle Nacharbeit notwendig wird. Die Anwendung des Flooding-Algorithmus stellt dabei einen nachvollziehbaren, klassischen Algorithmus zur Ableitung der Fahrspuren dar. Durch die Integration des Flottenfahrverhaltens wird die menschliche Fahrweise berücksichtigt.The combined processing of geometric infrastructure and fleet driving behavior allows a fully automated derivation of lanes without the need for manual rework. The application of the flooding algorithm represents a comprehensible, classic algorithm for deriving the lanes. The human driving style is taken into account by integrating the fleet driving behavior.

Vorteilhafterweise wird die geometrische Infrastruktur durch mittels Satellitennavigation georteter Posen ermittelt, wobei eine Überführung der georteten Posen relativ zu einem Fahrzeugkoordinatensystem in ein globales Koordinatensystem erfolgt. Die Verwendung des als GNSS-Trace bezeichneten Verfahrens ermöglicht es, Informationen über von Fahrzeugen befahrene Korridore zu erhalten.Advantageously, the geometric infrastructure is determined by poses located by means of satellite navigation, the located poses being converted relative to a vehicle coordinate system into a global coordinate system. The use of the method known as GNSS trace makes it possible to obtain information about corridors traveled by vehicles.

In einer Ausgestaltung werden aus dem beobachteten Fahrverhalten der Vielzahl der Fahrzeuge eine geometrische Karte erstellt und ermittelte lokalisierte Fahrspuren zu einer geometrischen Karte ausgerichtet. Dies ermöglicht die Ermittlung von spurgenauen Positionen.In one embodiment, a geometric map is created from the observed driving behavior of the large number of vehicles, and determined, localized lanes are aligned to form a geometric map. This enables the determination of lane-accurate positions.

In einer Variante wird vor Anwendung des Flooding-Algorithmus ein erster Satz von Potential-Linien basierend auf einer durch Beobachtung des Fahrverhaltens der Vielzahl von Fahrzeugen ermittelten Spurbegrenzungen bestimmt. Die Verwendung solcher geometrischer Informationen gewährleistet, dass modellierte Spuren sich an der gegebenen Infrastruktur orientieren. Dadurch können geometrische Gegebenheiten abstrahiert werden.In one variant, before the flooding algorithm is used, a first set of potential lines is determined based on lane boundaries determined by observing the driving behavior of the large number of vehicles. The use of such geometric information ensures that modeled tracks are oriented to the given infrastructure. As a result, geometric conditions can be abstracted.

In einer Ausführungsform wird vor Anwendung des Flooding-Algorithmus ein zweiter Satz von Potential-Linien, basierend auf den Befahrungen der lokalisierten Fahrspuren in der geometrischen Karte erstellt. Die Befahrungen in solchen generischen „Potential-Karten“ erlauben eine konsistente Prozessierung der Inhalte.In one embodiment, before the flooding algorithm is applied, a second set of potential lines is created based on the traffic on the localized lanes in the geometric map. The inspections in such generic "potential maps" allow a consistent processing of the content.

Es ist von Vorteil, wenn der Flooding-Algorithmus auf die kombinierten Sätze der Potential-Linien angewendet wird, aus denen kartierbare Fahrspuren abgeleitet werden. Durch die verschiedenen Sätze der Potential-Linien wird sichergestellt, dass für jeden geografischen Punkt eine Wert angegeben wird, welcher die Wahrscheinlichkeit angibt, ob der Punkt auf einer Fahrspur liegt. Jede Potential-Linie kennzeichnet dabei Punkte gleicher Wahrscheinlichkeit.It is beneficial if the flooding algorithm is applied to the combined sets of potential lines from which mappable lanes are derived. The different sets of potential lines ensure that a value is given for each geographic point, which indicates the probability of the point lying on a lane. Each potential line marks points of equal probability.

In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Prozessierung mit dem Algorithmus auf Kachelebene. Dabei wird jeder Punkt der Potential-Linien mit einer Kachel dokumentiert. Dadurch wird eine Zerlegung des Verfahrens in Teilprobleme ermöglicht, die vorzugsweise parallel bearbeitet werden können, wie beispielsweise die Erzeugung des ersten und des zweiten Satzes der Potential-Linien.In a further refinement, the processing takes place with the algorithm at the tile level. Each point of the potential lines is documented with a tile. This enables the method to be broken down into sub-problems that can preferably be processed in parallel, such as the generation of the first and second sets of potential lines.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details result from the following description, in which at least one exemplary embodiment is described in detail-if necessary with reference to the drawing. Described and/or illustrated features can form the subject matter of the invention on their own or in any meaningful combination, optionally also independently of the claims, and can in particular also be the subject of one or more separate applications. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.

Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel für die Lokalisierung möglicher Fahrspuren in einer geometrischen Karte,
2 ein Ausführungsbeispiel eines ersten Satzes von Potentiallinien in der geometrischen Karte,
3 ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Satzes von Potentiallinien in der geometrischen Karte,
4 ein Ausführungsbeispiel zur Erstellung einer Fahrspur mittels dem „Flooding-Algorithmus“

Show it:

1 an embodiment for the localization of possible lanes in a geometric map,
2 an embodiment of a first set of potential lines in the geometric map,
3 an embodiment of a second set of potential lines in the geometric map,
4 an exemplary embodiment for creating a lane using the "flooding algorithm"

Automatisiert oder autonom fahrende Fahrzeuge erfordern hochgenaue digitale Straßenkarten, deren Inhalte korrekt und aktuell sind. Diese digitalen Karten benötigen eine spurgenaue Modellierung der Topologie. In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für die Lokalisierung möglicher Fahrspuren in einer geometrischen Karte dargestellt. Zunächst wird aus Beobachtungen einer Vielzahl sich auf Straßen bewegender Fahrzeuge, auch als Flotten-Beobachtung bekannt, eine geometrische Karte erstellt, bei welcher Spurbegrenzungen 1 ermittelt werden. Solche Spurbegrenzungen 1 werden in verschiedenen aufeinander folgenden Schritten, wie der Erfassung einer single-trace Pose, eine multi-trace Anpassung und einer geometrischen Zusammenfassung erstellt. Anschließend werden die lokalisierten Fahrspuren 3 in der geometrischen Karte ausgerichtet.Automated or autonomous vehicles require high-precision digital road maps whose content is correct and up-to-date. These digital maps require a track-accurate modeling of the topology. In 1 an exemplary embodiment for the localization of possible lanes is shown in a geometric map. First, a geometric map is created from observations of a large number of vehicles moving on roads, also known as fleet observation, in which lane boundaries 1 are determined. Such trace boundaries 1 are created in various sequential steps, such as acquisition of a single-trace pose, multi-trace fitting, and geometric summarization. The localized lanes 3 are then aligned in the geometric map.

Anschließend wird ein erster Satz 5 von Potential-Linien 7 erfasst, der auch als erste Potential-Karte bezeichnet werden kann. Dieser erste Satz 5 basiert auf den erfassten geometrischen Spurbegrenzungen 1, welche in Form von Randsteinen, Leitplanken, durchgezogene oder gestrichelte Linien erfasst werden. Dieser Satz 5 wird in 2 mittels Kacheln 9, 11 dargestellt, wobei jede Kachel 9, 11 einen geografischen Punkt darstellt, welcher einer Wahrscheinlichkeit entspricht, dass dieser geografische Punkt der Spurbegrenzung 1 entspricht. Kacheln 9 entsprechen dabei den Punkten der Spurbegrenzung 1, während die Kacheln 11 abseits von Spurbegrenzungen 1 liegen. Der Wert der Kachel 9 ist dabei hoch, während der Wert der Kachel 11 Null entspricht.A first set 5 of potential lines 7 is then recorded, which can also be referred to as the first potential map. This first set 5 is based on the recorded geometric lane boundaries 1, which are recorded in the form of curbs, crash barriers, solid or dashed lines. This sentence 5 will be in 2 represented by tiles 9, 11, each tile 9, 11 representing a geographic point which corresponds to a probability that this geographic point corresponds to lane delimitation 1. Tiles 9 correspond to the points of lane delimitation 1, while tiles 11 lie apart from lane delimitations 1. The value of tile 9 is high, while the value of tile 11 is zero.

Gemäß 3 wird ein zweiter Satz 13 von Potential-Linien ermittelt. Diese zweite Potential-Karte basiert auf der Dichte der gefahrenen Trajektorien durch die Fahrzeuge. Hierbei wird die Kacheldarstellung gemäß 2 erweitert. Dabei ist das Potential der Kacheln 15 höher, je weniger Befahrungen an der jeweiligen geografischen Position (Kachel) erfasst wurden. Stellen mit hoher Befahrung sind durch die Kacheln 17 gekennzeichnet.According to 3 a second set 13 of potential lines is determined. This second potential map is based on the density of the trajectories driven by the vehicles. Here, the tile display according to 2 expanded. In this case, the potential of the tiles 15 is higher the fewer trips were recorded at the respective geographic position (tile). Areas with high traffic are marked by the tiles 17.

Die beiden Sätze 5 und 13 der Potential-Linien werden mit dem Flooding Algorithmus kombiniert. Dabei werden durch eine vorgegebene Kachel gekennzeichnete geografische Positionen entlang jeder Befahrung als „Wassertropfen“ instanziiert. Die Initialrichtung verläuft gemäß der ermittelten Fahrtrichtung. Danach wird die Verschiebung der „Wassertropfen“ gemäß der beiden Sätze 5, 13 an Potential-Linien mehrfach wiederholt, wodurch eine Energieminimierung impliziert wird. Die dabei entstehenden „Wasserströme“ (gebildet aus zusammenhängenden die „Wassertropfen“ beschreibenden Kacheln) bilden sich Fahrspuren 19, 21, die in 4 gezeigt sind und kartiert werden können. 4 zeigt mit den Pfeilen P1, P2 den entstehenden Fluss. Der Korridor 23 und der Korridor 25 bilden dabei die zwischen den Seitenbegrenzungen 1 ableitbaren Fahrspuren.The two sets 5 and 13 of the potential lines are combined with the flooding algorithm. Geographical positions marked by a given tile are instantiated as "drops of water" along each drive. The initial direction runs according to the determined direction of travel. After that, the shifting of the “water droplets” according to the two sets 5, 13 of potential lines is repeated several times, which implies energy minimization. The resulting "water streams" (formed from connected tiles describing the "water drops") form lanes 19, 21, which are shown in 4 are shown and can be mapped. 4 shows the resulting flow with the arrows P1, P2. The corridor 23 and the corridor 25 form the lanes that can be derived between the side boundaries 1 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Spurbegrenzunglane delimitation
33: lokalisierte Fahrspurlocalized lane
55: Satz von Potentiallinienset of potential lines
77: Potentialliniepotential line
99: Kacheltile
1111: Kacheltile
1313: Satz von Potentiallinienset of potential lines
1515: Kacheltile
1717: Kacheltile
1919: Fahrspurlane
2121: Fahrspurlane
2323: Korridorcorridor
2525: Korridorcorridor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US 2019/0271550 A1 [0002]

Claims

Method for determining lanes for vehicles, in particular for creating a digital map, in which data from a driving behavior of a large number of vehicles in a predetermined environment are used, characterized in that the data determined from the driving behavior of the vehicles and data which from a geometric infrastructure of the given environment can be combined with one another by means of a flooding algorithm for lane determination.

procedure after claim 1 , characterized in that the geometric infrastructure is determined by poses located by means of satellite navigation, the located poses being converted relative to a vehicle coordinate system into a global coordinate system.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that a geometric map is created from the observed driving behavior of the plurality of vehicles and determined localized lanes are aligned to the geometric map.

procedure after claim 1 , 2 or 3 , characterized in that before the flooding algorithm is used, a first set of potential lines is determined based on lane boundaries determined by observing the driving behavior of the plurality of vehicles.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that before the flooding algorithm is used, a second set of potential lines is created on the basis of the traffic on the localized lanes in the geometric map.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flooding algorithm is applied to the combined sets of potential lines from which mappable lanes are derived.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the processing takes place with the algorithm at tile level.