DE102022103566A1

DE102022103566A1 - Longitudinal positioning of a vehicle

Info

Publication number: DE102022103566A1
Application number: DE102022103566.2A
Authority: DE
Inventors: Pascal Minnerup; Bernd Spanfelner; Wolfgang Mader; Werner Richter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-02-16
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2023-08-17

Abstract

Ein Verfahren (200) zum Bestimmen einer longitudinalen Position eines Fahrzeugs (105) auf einer Fahrstraße (110) umfasst Schritte des Erfassens eines Umfelds des Fahrzeugs (105) mittels eines Sensors (140); des Erkennens einer Abfolge (130) vorbestimmter Objekte (135) entlang der Fahrstraße (110); und des Bestimmens der longitudinalen Position auf der Basis einer Anzahl der vorbestimmten Objekte (135), die das Fahrzeug (105) passiert hat.A method (200) for determining a longitudinal position of a vehicle (105) on a road (110) comprises the steps of detecting an environment of the vehicle (105) by means of a sensor (140); detecting a sequence (130) of predetermined objects (135) along the driveway (110); and determining the longitudinal position based on a number of the predetermined objects (135) that the vehicle (105) has passed.

Description

Die Erfindung betrifft die longitudinale Positionierung eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung einer Position des Fahrzeugs auf einer Fahrstraße in Längsrichtung.The invention relates to the longitudinal positioning of a vehicle. In particular, the invention relates to the determination of a position of the vehicle on a road in the longitudinal direction.

Ein Fahrzeug kann in Längsrichtung und/oder in Querrichtung automatisch gesteuert werden. Dazu kann ein Umfeld des Fahrzeugs erfasst werden und die Steuerung erfolgt bezüglich eines im Umfeld erkannten Objekts. Zusätzlich können Kartendaten berücksichtigt werden, die eine Fahrstraße beschreiben, auf welcher sich das Fahrzeug befindet. Um die verschiedenen Informationen miteinander in Relation zu setzen, soll eine geografische Position des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Üblicherweise ist ferner zu bestimmen, ob die Bestimmung mit ausreichender Sicherheit ausreichend genau ist. Sollte die Position nicht ausreichend genau oder sicher bestimmt werden können, kann die automatische Steuerung des Fahrzeugs beendet werden.A vehicle can be automatically controlled in the longitudinal direction and/or in the lateral direction. For this purpose, an environment of the vehicle can be detected and the control takes place with regard to an object recognized in the environment. In addition, map data that describe a route on which the vehicle is located can be taken into account. In order to put the different pieces of information in relation to one another, a geographic position of the vehicle should be determined with a high level of accuracy. It is also usually necessary to determine whether the determination is sufficiently accurate with sufficient certainty. If the position cannot be determined with sufficient accuracy or certainty, the automatic control of the vehicle can be terminated.

Zur Bestimmung der geografischen Position wird üblicherweise hauptsächlich eine Kombination aus einer absoluten Positionsbestimmung mittels eines satellitengestützten Navigationssystems wie GALILEO, GPS, GLONASS oder Beidou und einer optischen Erkennung von Landmarken genutzt, deren geografische Positionen in Kartendaten vermerkt sind.A combination of absolute position determination using a satellite-supported navigation system such as GALILEO, GPS, GLONASS or Beidou and optical recognition of landmarks whose geographical positions are noted in map data is usually used to determine the geographic position.

Fährt das Fahrzeug in einem Tunnel, so können keine Radiosignale von Satelliten empfangen werden. Landmarken innerhalb des Tunnels können nicht in den Kartendaten verzeichnet oder so weit voneinander entfernt sein, dass die geografische Position des Fahrzeugs nicht ausreichend gut bestimmt werden kann, um eine automatische Steuerung zu erlauben.If the vehicle is driving in a tunnel, radio signals from satellites cannot be received. Landmarks inside the tunnel may not be included in the map data or may be so far apart that the geographic position of the vehicle cannot be determined sufficiently well to allow automatic steering.

Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der verbesserten Bestimmung einer longitudinalen Position eines Fahrzeugs. Insbesondere soll die Bestimmung möglichst ohne ein absolutes Positioniersystem erfolgen. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. One of the objects on which the invention is based is the improved determination of a longitudinal position of a vehicle. In particular, the determination should take place without an absolute positioning system if possible. The invention solves the problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer longitudinalen Position eines Fahrzeugs auf einer Fahrstraße Schritte des Erfassens eines Umfelds des Fahrzeugs mittels eines Sensors; des Erkennens einer Abfolge vorbestimmter Objekte entlang der Fahrstraße; und des Bestimmens der longitudinalen Position auf der Basis einer Anzahl der vorbestimmten Objekte, die das Fahrzeug passiert hat.According to a first aspect of the present invention, a method for determining a longitudinal position of a vehicle on a road includes the steps of detecting an environment of the vehicle using a sensor; detecting a sequence of predetermined objects along the roadway; and determining the longitudinal position based on a number of the predetermined objects that the vehicle has passed.

Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das Verfahren zusätzlich ein Bestimmen von Abständen zwischen den Objekten umfasst, wobei die longitudinale Position auch auf Basis der Abstände zwischen den Objekten bestimmt wird.It can further be provided that the method additionally includes determining distances between the objects, with the longitudinal position also being determined on the basis of the distances between the objects.

Geografische Positionen der Objekte können von lokal verfügbaren Kartendaten umfasst sein. Die Objekte können gleich geformt sein, sodass sie nicht individuell voneinander unterschieden werden können, wobei aber gezählt werden kann, wie viele Objekte passiert wurden. Die Objekte können auch ungleich geformt sein, sodass sie jeweils identifiziert und mit Kartendaten assoziiert werden können.Geographic positions of the objects can be included in locally available map data. The objects may be of the same shape, so they cannot be distinguished individually, but the number of objects passed can be counted. The objects can also be unequally shaped so that each can be identified and associated with map data.

Beispielsweise kann durch das Berücksichtigen der Anzahl der Objekte, die das Fahrzeug passiert hat (mit anderen Worten, durch ein Mitzählen der passierten Objekte) in Verbindungen mit einem Abgleich mit Kartendaten, in denen die Objekte enthalten sind, und ggf. weiter in Verbindung mit Odometriedaten kontrolliert werden, ob alle gemäß Karte erwarteten Objekte erfasst wurden oder ob möglicherweise einige Objekte „übersehen“ wurden. Wenn hierbei eine Abweichung zwischen der Karte, der Odometrie und der Anzahl (sowie optional der Abstände) der erfassten Objekte festgestellt wird, kann dies bei der longitudinalen Positionsbestimmung berücksichtigt werden, z.B. in Form einer Vornahme einer Gewichtung der verschiedenen Informationsquellen, die in die Positionsbestimmung einfließen und/oder in Form der Annahme einer mit der bestimmten Position verbundenen Positionsunsicherheit.For example, by taking into account the number of objects that the vehicle has passed (in other words, by counting the objects that have passed) in connection with a comparison with map data in which the objects are contained and possibly further in connection with odometry data It can be checked whether all objects expected according to the map have been detected or whether some objects may have been "overlooked". If a deviation between the map, the odometry and the number (and optionally the distances) of the detected objects is determined, this can be taken into account in the longitudinal position determination, e.g. in the form of a weighting of the various information sources that are included in the position determination and/or in the form of an assumption of positional uncertainty associated with the determined position.

Die longitudinale Position kann mittels des hier vorgeschlagenen Verfahrens auch dann bestimmt werden, wenn eine absolute Positionsbestimmung nicht möglich ist. Beispielsweise eignet sich das Verfahren besonders für Situationen, in denen ein absoluter Positionssensor nicht verfügbar ist. Es wurde erkannt, dass solche Situationen häufig begleitet sind von baulichen Maßnahmen, die eine Abfolge von Objekten entlang der Fahrstraße umfassen, die dann zur longitudinalen Positionsbestimmung genutzt werden können.The longitudinal position can also be determined using the method proposed here if an absolute position determination is not possible. For example, the method is particularly suitable for situations in which an absolute position sensor is not available. It was recognized that such situations are often accompanied by structural measures that include a sequence of objects along the road, which can then be used to determine the longitudinal position.

Das Verfahren kann auch ein Odometer, das einen zurückgelegten Weg auf der Basis von Drehsensoren von Rädern des Fahrzeugs bestimmt, überflüssig machen. Ein odometrischer Fehler, der im Bereich von 1 % oder mehr einer bestimmten Wegstrecke liegen kann, beeinflusst die bestimmte longitudinale Position dann nicht mehr. In einer Ausführungsform kann die longitudinale Position jedoch zusätzlich zur beschriebenen Weise durch ein Odometer verbessert oder abgesichert werden. Beispielsweise kann mittels des Odometers eine Position des Fahrzeugs bestimmt werden, wenn über eine vorbestimmte Strecke keine Objekte erfasst werden können. Dies kann besonders bei ungleichmäßig beabstandeten oder optisch schlecht erkennbaren Objekten der Fall sein. Mithilfe des Odometers kann auch verbessert sichergestellt werden, dass bei regelmäßig beabstandeten Objekten ein nicht erfasstes Objekt zu einer falschen Positionierung führt.The method may also eliminate the need for an odometer that determines a distance traveled based on rotation sensors of wheels of the vehicle. An odometric error, which can be in the range of 1% or more of a certain distance, then no longer influences the determined longitudinal position. In one embodiment, however, the longitudinal position can be improved or verified by an odometer in addition to the manner described. For example, a position of the vehicle can be determined using the odometer if no objects are detected over a predetermined distance can become. This can be the case, in particular, with objects that are unevenly spaced or that are difficult to see optically. The odometer can also be used to better ensure that, in the case of objects that are regularly spaced, an undetected object leads to incorrect positioning.

Eine laterale Position des Fahrzeugs kann auf eine andere Weise bestimmt werden, beispielsweise optisch durch Bestimmen einer benutzten Fahrspur der Fahrstraße. Bedingungen, die eine absolute Bestimmung der Position erschweren, können gleichzeitig eine laterale Beweglichkeit des Fahrzeugs einschränken.A lateral position of the vehicle can be determined in another way, for example optically by determining a used lane of the roadway. Conditions that make it difficult to determine the position in absolute terms can at the same time restrict lateral mobility of the vehicle.

Das Fahrzeug kann sich in einem Tunnel befinden, der das Empfangen von Radiosignalen von einem Satelliten unterbinden kann. Außerdem sind innerhalb eines Tunnels optisch individuell erkennbare Landmarken selten. Sollten solche Landmarken überhaupt existieren und geografische Informationen über sie vorliegen, können Abstände zwischen ihnen so groß sein, dass eine Bestimmung der longitudinalen Position des Fahrzeugs mittels eines Odometers allein nicht ausreichend genau ist. Die hierin beschriebene Technik kann dazu beitragen, die Position des Fahrzeugs genauer zu bestimmen als dies in bekannter Weise möglich ist. Die Position kann kontinuierlich während der gesamten Fahrt durch den Tunnel mit hoher Genauigkeit vorliegen.The vehicle may be in a tunnel which may block the reception of radio signals from a satellite. In addition, optically individually recognizable landmarks are rare within a tunnel. If such landmarks exist at all and geographical information is available about them, the distances between them can be so great that determining the longitudinal position of the vehicle using an odometer alone is not sufficiently accurate. The technique described herein can help determine the position of the vehicle more accurately than is possible in known ways. The position can be continuously available with high accuracy throughout the journey through the tunnel.

Die laterale Position des Fahrzeugs kann innerhalb des Tunnels in vielen Fällen leicht bestimmt werden. Umfasst die Fahrstraße beispielsweise nur eine Fahrspur, die das Fahrzeug nicht verlassen kann, so kann die laterale Position bezüglich der Fahrspur leicht bestimmt werden. Häufig kann die Fahrspur nur an vorbestimmten Stellen im Tunnel verlassen werden, beispielsweise in einer Nothaltebucht. Diese Stellen können bekannt sein und/oder leicht bestimmt werden. Sind zwei Fahrspuren vorhanden oder ist die Benutzung einer Fahrspur einer entgegenkommenden Fahrtrichtung nicht verhindert, so kann ein Wechsel der Fahrspur dennoch leicht und sicher optisch bestimmt werden.The lateral position of the vehicle can in many cases be easily determined within the tunnel. For example, if the route includes only one lane that the vehicle cannot leave, the lateral position with respect to the lane can easily be determined. It is often only possible to leave the lane at predetermined points in the tunnel, for example in an emergency lay-by. These locations may be known and/or easily determined. If there are two lanes or if the use of a lane in an oncoming direction of travel is not prevented, a lane change can nevertheless be easily and reliably determined optically.

Die Abfolge der Objekte ist bevorzugt gleichmäßig. Die Objekte können äquidistant sein, sodass relative Abstände aufeinander folgender Objekte entlang der Fahrstraße gleich sind. Vorteilhaft kann in diesem Fall die Kenntnis des Abstands zwischen zwei Objekten bereits ausreichen, um die longitudinale Position des Fahrzeugs zu bestimmen. In einer weiteren Ausführungsform ist der durchschnittliche Abstand zwischen zwei Objekten bekannt und eine Standardabweichung der Abstände der Objekte liegt unterhalb einer vorbestimmten Schranke. Weiter bevorzugt ist eine Standardabweichung der Abstände bekannt. Es kann auch ein Konfidenzintervall bekannt sein, in dem die Standardabweichung mit einem vorbestimmten Konfidenzniveau liegt. Das Konfidenzniveau liegt üblicherweise bei 95 %, kann aber auch höher gewählt werden, beispielsweise zu 98 %, 99 % oder 99,9 %. Je genauer die Standardabweichung bekannt ist, desto besser kann eine bestimmte Anzahl passierter Objekte zur Verbesserung einer longitudinalen Position verwendet werden, die beispielsweise auf der Basis eines Odometers geschätzt ist.The sequence of objects is preferably uniform. The objects can be equidistant, so that relative distances between consecutive objects along the route are the same. In this case, knowing the distance between two objects can advantageously already be sufficient to determine the longitudinal position of the vehicle. In a further embodiment, the average distance between two objects is known and a standard deviation of the distances between the objects is below a predetermined limit. A standard deviation of the distances is more preferably known. A confidence interval can also be known in which the standard deviation lies with a predetermined confidence level. The confidence level is usually 95%, but can also be higher, for example 98%, 99% or 99.9%. The more precisely the standard deviation is known, the better a certain number of objects passed can be used to improve a longitudinal position, which is estimated on the basis of an odometer, for example.

In einer anderen Ausführungsform ist die Abfolge der Objekte ungleichmäßig, wobei weitere Informationen über die Abfolge vorliegen. Beispielsweise können mehrere relative Abstände zwischen benachbarten Objekten bekannt sein. Je mehr solche Informationen vorliegen, desto näher kann eine longitudinale Position bestimmt werden. Sind die Abstände zwischen den Objekten individuell oder wiederholen sich nicht innerhalb einer Distanz, die größer als eine Bestimmungsungenauigkeit der Position auf der Basis einer anderen Quelle ist, so kann die longitudinale Position des Fahrzeugs auch absolut bestimmt werden. In another embodiment, the sequencing of the objects is uneven, with further information about the sequencing being available. For example, several relative distances between neighboring objects can be known. The more such information is available, the closer a longitudinal position can be determined. If the distances between the objects are individual or do not repeat themselves within a distance that is greater than a determination uncertainty of the position based on another source, the longitudinal position of the vehicle can also be determined absolutely.

Die Objekte können eines von Begrenzungspfosten, optischen Reflexmarken, Notleuchten, Fahrspurmarkierungen, Rauchmeldern, Gebläsen, Lampen oder Verkehrsschildern umfassen. Solche Gegenstände werden regelmäßig in Tunnels verbaut, können leicht optisch erfasst und mittels des Verfahrens ausgewertet werden.The objects may include any of delineator posts, optical reflective markers, emergency lights, lane markers, smoke detectors, fans, lamps, or traffic signs. Such objects are regularly installed in tunnels, can be easily detected optically and evaluated using the method.

Ein Abstand zwischen zwei Objekten kann auf der Basis von Kartendaten bestimmt sein. Eine Straßenkarte, die einen Verlauf der Fahrstraße angibt, ist üblicherweise an Bord des Fahrzeugs verfügbar. Die Kartendaten der Straßenkarte können um weitere Angaben erweitert sein, die in sogenannten Kartenebenen organisiert sein können. Die Abstände zwischen den Objekten können als Hinweis auf einer der Ebenen angegeben sein. Bevorzugt sind die Objekte äquidistant und die Angabe über ihre Abstände kann für einen vorbestimmten Abschnitt der Fahrstraße gelten, beispielsweise für einen Straßentunnel, den das Fahrzeug befahren kann.A distance between two objects can be determined based on map data. A road map indicating a route of the route is usually available on board the vehicle. The map data of the road map can be expanded to include further information, which can be organized in so-called map levels. The distances between the objects can be given as an indication on one of the planes. The objects are preferably equidistant and the information about their distances can apply to a predetermined section of the road, for example a road tunnel, which the vehicle can travel through.

Hat das Fahrzeug zu Beginn des Zählens von Objekten eine bekannte absolute Position erreicht, beispielsweise einen Anfang eines Tunnels, so kann mittels der hierin beschriebenen Technik ein erfasstes Objekt sicher auf ein kartiertes Objekt abgebildet werden, sodass eine sichere absolute Positionierung bezüglich der Karte möglich ist. Dabei kann auch ein Objekt als kartiert gelten, dessen Position nicht individuell, sondern per Beschreibung bekannt ist. Beispielsweise kann eine Position eines n-ten Objekts bezüglich der Karte bekannt sein, wenn Abstände zwischen benachbarten Objekten bekannt sind.If the vehicle has reached a known absolute position at the start of counting objects, for example the beginning of a tunnel, a detected object can be reliably mapped to a mapped object using the technology described herein, so that a reliable absolute positioning with respect to the map is possible. An object can also be considered mapped if its position is not known individually but is known from the description. For example, a position of an nth object with respect to the map can be known be when distances between adjacent objects are known.

In einer anderen Ausführungsform können relative Abstände zwischen den Objekten aufgrund einer regulatorischen Vorgabe bekannt sein. Beispielsweise kann bekannt sein, dass in einem Land, in welchem das Fahrzeug unterwegs ist, relative Abstände zwischen vorbestimmten Verkehrszeichen innerhalb eines Tunnels einem vorbestimmten Maß folgen. So können etwa Hinweisschilder auf eine Geschwindigkeitsbeschränkung alle 500 m wiederholt werden oder Hinweise auf ein Überholverbot alle 1000 m.In another embodiment, relative distances between the objects can be known due to a regulatory specification. For example, it may be known that in a country in which the vehicle is traveling, relative distances between predetermined road signs within a tunnel follow a predetermined rate. For example, signs indicating a speed limit can be repeated every 500 m or information about no overtaking every 1000 m.

Für die Bestimmung der Position kann eine weitere Abfolge von anderen vorbestimmten gleichmäßigen Objekten berücksichtigt werden. So können beispielsweise Bestimmungen einer ersten Abfolge vorbestimmter Verkehrsschilder und einer zweiten Abfolge von Begrenzungspfosten gemeinsam verwendet werden, um die longitudinale Position des Fahrzeugs zu bestimmen. Dabei ist bevorzugt, dass die relativen Abstände der verschiedenen Abfolgen voneinander verschieden sind, und ebenfalls bevorzugt in einem nicht ganzzahligen Verhältnis stehen, sodass ein relativer Abstand zwischen Objekten der ersten Abfolge kein ganzzahliges Vielfaches eines relativen Abstands zwischen Objekten der zweiten Abfolge sind oder umgekehrt.A further sequence of other predetermined uniform objects can be taken into account for determining the position. For example, determinations of a first sequence of predetermined traffic signs and a second sequence of delineator posts can be used together to determine the longitudinal position of the vehicle. It is preferred that the relative distances of the different sequences differ from one another, and also preferably have a non-integer ratio, so that a relative distance between objects in the first sequence is not an integer multiple of a relative distance between objects in the second sequence, or vice versa.

Weiter bevorzugt wird eine Sicherheit bestimmt, mit der eines der Objekte erkannt wurde. Auf dieser Basis kann dann eine Sicherheit, mit der die Position bestimmt werden kann, bestimmt werden. Bevorzugt wird die longitudinale Position auf der Basis mehrerer Quellen bestimmt, wobei eine Bestimmungssicherheit jeder Quelle individuell bewertet werden kann. Beispielsweise kann bekannt sein, dass die optische Bestimmung eines passierten Objekts mit einer Sicherheit von 99,5 % korrekt ist. Wird das Objekt mittels verschiedener Sensoren erfasst, so können Wahrscheinlichkeiten jeweiliger Fehlbestimmungen miteinander multipliziert werden, um die Wahrscheinlichkeit eines Gesamtfehlers zu erhalten. Die Sicherheit, dass eine bestimmte Position mit einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit weniger als ein vorbestimmtes Maß von der tatsächlichen Position des Fahrzeugs abweicht, kann somit unabhängig von der Position bestimmt werden.More preferably, a certainty is determined with which one of the objects was recognized. A certainty with which the position can be determined can then be determined on this basis. The longitudinal position is preferably determined on the basis of a number of sources, in which case the certainty of determination of each source can be assessed individually. For example, it can be known that the optical determination of an object that has passed is correct with a certainty of 99.5%. If the object is detected using different sensors, then probabilities of respective erroneous determinations can be multiplied with one another in order to obtain the probability of an overall error. The certainty that a specific position deviates less than a predetermined amount from the actual position of the vehicle with a predetermined probability can thus be determined independently of the position.

Sollte eine vorbestimmte Anzahl der Objekte mit einer geringeren als einer vorbestimmten Sicherheit bestimmt werden, so kann die Bestimmung der Position auf der Basis der Objekte ausgesetzt werden. Die vorbestimmte Anzahl kann eins oder mehr betragen. Handelt es sich um Objekte mit kleinen relativen Abständen, so können mehrere nicht sicher erfasste Objekte eine Ungenauigkeit in die bestimmte longitudinale Position eintragen, die zusammen mit einem Fehler einer verwendeten Odometrie und eines Fehlers von kartierten Objekten so groß sein kann, dass sie den Abstand zwischen zwei Objekten erreicht. Eine bestimmte Anzahl passierter Objekte kann dann inkorrekt sein. Sind die Abstände zwischen benachbarten Objekten größer, kann zwar bereits ein nicht gut erkanntes Objekt zu einem großen Positionsfehler führen, jedoch kann dieser auch leichter bestimmt werden, sodass zumindest keine unerkannt falsche Positionsbestimmung erfolgt.Should a predetermined number of the objects be determined with less than a predetermined certainty, the determination of the position on the basis of the objects can be suspended. The predetermined number can be one or more. In the case of objects with small relative distances, several objects that have not been reliably detected can introduce an inaccuracy into the determined longitudinal position, which, together with an error in the odometry used and an error in mapped objects, can be so large that the distance between reached two objects. A certain number of passed objects can then be incorrect. If the distances between adjacent objects are greater, an object that is not well recognized can lead to a large position error, but this can also be determined more easily, so that at least no undetected incorrect position determination takes place.

Als Abstand zwischen zwei Objekten wird hierin eine Distanz zwischen einander zugeordneten Merkmalen der Objekte verstanden. Diese Merkmale können beispielsweise jeweils eine dem Fahrzeug zugewandte Begrenzung der Objekte umfassen. Der bestimmte Abstand zwischen zwei gleich großen Objekten ist somit nicht geringer als die Größe eines der Objekte. Allgemein ist bevorzugt, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Elementen wesentlich kleiner als die Länge der Passage ist, beispielsweise 10-fach oder 100-fach kleiner.The distance between two objects is understood here as a distance between features of the objects that are associated with one another. These features can, for example, each include a boundary of the objects facing the vehicle. The determined distance between two objects of the same size is therefore not less than the size of one of the objects. In general it is preferred that the distance between two adjacent elements is substantially smaller than the length of the passage, for example 10 times or 100 times smaller.

Die longitudinale Position kann bezüglich einer weiteren, absolut bestimmten Position bestimmt werden, die das Fahrzeug passiert hat. Die absolute Position kann mit einer anderen vorbestimmten Sicherheit und/oder einer anderen vorbestimmten Genauigkeit bestimmt werden. In einer Ausführungsform wird eine solche Position HA-Position (HA: „High Accuracy“) genannt werden. Dies kann beispielsweise eine Position vor dem Eintritt des Fahrzeugs in den Tunnel betreffen. Die absolute Position kann auf der Basis eines absoluten Positionssensors, beispielsweise eines Empfängers für Signale eines satellitengestützten Navigationssystems, und/oder einer erkannten Landmarke im Umfeld des Fahrzeugs bestimmt werden.The longitudinal position can be determined with respect to another absolutely determined position that the vehicle has passed. The absolute position can be determined with a different predetermined certainty and/or a different predetermined accuracy. In one embodiment, such a position will be called an HA position (HA: "High Accuracy"). This can, for example, relate to a position before the vehicle enters the tunnel. The absolute position can be determined on the basis of an absolute position sensor, for example a receiver for signals from a satellite-based navigation system, and/or a recognized landmark in the vicinity of the vehicle.

In einer Variante kann eine HA-Position auch in einem Tunnel bestimmt werden, beispielsweise wenn eine individuell erkennbare Landmarke passiert wird, deren geografische Position in bereitstehenden Kartendaten vermerkt ist. Eine solche Landmarke kann beispielsweise einen Wegweiser, eine Abzweigung, eine Einfahrt, eine Haltebucht oder einen Fluchtraum betreffen.In one variant, an HA position can also be determined in a tunnel, for example when an individually recognizable landmark is passed, the geographic position of which is noted in the available map data. Such a landmark can relate, for example, to a signpost, a junction, an entrance, a lay-by or an escape room.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Bestimmung einer Position des Fahrzeugs nur ein Objekt berücksichtigt, das mehr als einen vorbestimmten Abstand m von einem benachbarten Objekt entfernt liegt. Das benachbarte Objekt kann ein in der Abfolge vorangehendes oder nachfolgendes Objekt umfassen. Dabei wird der Abstand m bevorzugt basierend auf Fehlergrößen bestimmt wird, die in eine bestimmte Position des Fahrzeugs einfließen, wobei die Fehlergrößen insbesondere einen Odometriefehler o, einen Erkennungsfehler e und einen Akzeptanzabstand a umfassen können. Dabei umfasst der Odometriefehler o den maximalen angenommenen Fehler, mit dem der Abstand zwischen benachbarten Objekten bestimmt wird. Dieser Abstand kann insbesondere mittels eines Odometers bestimmt werden. Der Erkennungsfehler e repräsentiert einen Fehler einer bestimmten Position eines Objekts einschließlich eines Kartenfehlers. Der Akzeptanzabstand a repräsentiert einen maximalen Abstand zwischen einer erwarteten und einer bestimmten Pose eines Objekts vom Fahrzeug aus, bei dem das Objekt noch akzeptiert wird. Die Fehlergrößen o, a und e werden weiter bevorzugt so bestimmt, dass eine Wahrscheinlichkeit, dass ein zugeordneter tatsächlicher Fehler die jeweilige Fehlergröße übersteigt, unter einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit w liegt. Eine aktuelle Position des Fahrzeugs kann dann relativ zum letzten passierten Objekt geschätzt werden.In a preferred embodiment, only an object that is more than a predetermined distance m from a neighboring object is taken into account for determining a position of the vehicle. The neighboring object may include a preceding or following object in the sequence. In this case, the distance m is preferably determined based on error variables that flow into a specific position of the vehicle, the error variables in particular an odometry error o, a detection error e and an acceptance distance a. The odometry error o includes the maximum assumed error with which the distance between neighboring objects is determined. This distance can be determined in particular by means of an odometer. The detection error e represents an error of a specific position of an object including a map error. The acceptance distance a represents a maximum distance between an expected and a certain pose of an object from the vehicle at which the object is still accepted. The error sizes o, a and e are more preferably determined in such a way that a probability that an assigned actual error exceeds the respective error size is below a predetermined probability w. A current position of the vehicle can then be estimated relative to the last object passed.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird die niedrigste Wahrscheinlichkeit w ermittelt, sodass das letzte verwendete Objekt weniger als einen vorbestimmten Abstand I von einer aktuellen Position des Fahrzeugs entfernt ist.In a further preferred embodiment, the lowest probability w is determined, so that the last object used is less than a predetermined distance I from a current position of the vehicle.

In noch einer bevorzugten Ausführungsform wird die Wahrscheinlichkeit w für verschiedene Werte von I oder als kontinuierliche Relation zu I bestimmt.In yet another preferred embodiment, the probability w is determined for different values of I or as a continuous relation to I.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Bestimmen einer longitudinalen Position eines Fahrzeugs auf einer Fahrstraße einen (z. B. optischen) Sensor zur Erfassung eines Umfelds des Fahrzeugs; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Abfolge (z.B. gleichmäßiger) vorbestimmter Objekte entlang der Fahrstraße zu erkennen und die longitudinale Position auf der Basis einer Anzahl der vorbestimmten Objekte, die das Fahrzeug passiert hat, zu bestimmen.According to a further aspect of the present invention, a device for determining a longitudinal position of a vehicle on a road includes a (z. B. optical) sensor for detecting an environment of the vehicle; and a processing device. The processing device is set up to recognize a sequence of (e.g. uniform) predetermined objects along the route and to determine the longitudinal position on the basis of a number of the predetermined objects that the vehicle has passed.

Dabei kann die die Verarbeitungseinrichtung ferner eingerichtet sein, Abstände zwischen den Objekten zu bestimmen und die longitudinale Position (auch) auf Basis der Abstände zwischen den Objekten zu bestimmen.In this case, the processing device can also be set up to determine distances between the objects and to determine the longitudinal position (also) on the basis of the distances between the objects.

Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.The processing device can be set up to carry out a method described herein in whole or in part. For this purpose, the processing device can include a programmable microcomputer or microcontroller, and the method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.

Die Vorrichtung kann an Bord des Fahrzeugs mitgeführt werden und die Bestimmung einer Position des Fahrzeugs in einer Situation wie in einem Tunnel signifikant verbessern.The device can be carried on board the vehicle and significantly improve the determination of a position of the vehicle in a situation such as in a tunnel.

Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung.According to yet another aspect of the present invention, a vehicle includes an apparatus as described herein.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:

1 ein System; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

illustriert.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:

1 a system; and
2 a flowchart of a method

illustrated.

1 zeigt ein System 100, das ein Fahrzeug 105 umfasst, das auf einer Fahrstraße 110 fährt. Das Fahrzeug 105 umfasst bevorzugt ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus. 1 FIG. 1 shows a system 100 that includes a vehicle 105 driving on a roadway 110. FIG. The vehicle 105 preferably comprises a motor vehicle, in particular a motorcycle, a passenger car, a truck or a bus.

Die Fahrstraße 110 führt durch eine Passage, in der eine absolute Position des Fahrzeugs 105 nicht bestimmt werden kann. Innerhalb der Passage kann ein Empfang von Navigationssignalen eines Radionavigationssystems nicht möglich sein. Ferner können in der Passage keine oder zu wenige Landmarken liegen, deren geografischen Positionen bekannt sind. Die Passage kann insbesondere einen Tunnel umfassen, durch den die Fahrstraße 110 führt.The route 110 leads through a passage in which an absolute position of the vehicle 105 cannot be determined. It may not be possible to receive navigation signals from a radio navigation system within the passage. Furthermore, there may be no or too few landmarks in the passage whose geographical positions are known. In particular, the passage can comprise a tunnel through which the driveway 110 leads.

An Bord des Fahrzeugs 105 ist eine Vorrichtung 115 angebracht, mit deren Hilfe eine Position des Fahrzeugs 105 zumindest in longitudinaler Richtung, also entlang der Fahrstraße 110, bestimmt werden kann. Optional kann die Position auch in transversaler Richtung des Fahrzeugs bestimmt werden. Dazu können Fahrbahnmarkierungen 120 oder Fahrspurmarkierungen 125 z.B. optisch erfasst und ausgewertet werden. In der Passage kann ein Freiheitsgrad der Position in transversaler Richtung gering sein und die Bestimmung kann darauf beschränkt sein, welche Fahrspur das Fahrzeug 105 benutzt.A device 115 is fitted on board vehicle 105, with the aid of which a position of vehicle 105 can be determined at least in the longitudinal direction, ie along roadway 110. Optionally, the position can also be determined in the transverse direction of the vehicle. For this purpose, road markings 120 or lane markings 125 can be optically recorded and evaluated, for example. In the passage, a degree of freedom of the position in the transverse direction may be small, and the determination may be limited to which lane the vehicle 105 is using.

Entlang der Fahrbahn 110 oder entlang einer ihrer Fahrspuren befindet sich eine Abfolge 130 von Objekten 135. Die Objekte 135 können beispielsweise Begrenzungspfosten, optische Reflexmarken, Notleuchten, Fahrspurmarkierungen 125, Gebläse, Rauchmelder, Lampen oder Verkehrsschilder umfassen. Bevorzugt handelt sich bei den Objekten 135 um eine technische Infrastruktur, die insbesondere auf der vorbestimmten Passage im Bereich der Fahrstraße 110 vorliegt.There is a sequence 130 of objects 135 along the roadway 110 or along one of its lanes. The objects 135 can include, for example, boundary posts, optical reflective markers, emergency lights, lane markings 125, fans, smoke detectors, lamps or traffic signs. The objects 135 are preferably a technical infrastructure, which in particular is present on the predetermined passage in the area of route 110.

In einer Ausführungsform umfasst die Abfolge 130 eine Vielzahl von Objekten 135, die gleichförmig sind, also optisch mit üblichen verarbeitungstechnischen Mitteln nicht voneinander unterschieden werden können, beispielsweise eine Abfolge 130 von Pfosten oder Steinen, die nicht individuell unterscheidbar sind. Relative Abstände zwischen den Objekten 135 sollten außerdem bekannt sein. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Abfolge 130 unterscheidbare Objekte 135. In beiden Fällen kann eine geografische Position eines Objekts 135 von Kartendaten umfasst sein.In one embodiment, the sequence 130 comprises a multiplicity of objects 135 which are uniform, i.e. cannot be distinguished from one another optically using conventional processing techniques, for example a sequence 130 of posts or stones which cannot be distinguished individually. Relative distances between objects 135 should also be known. In another embodiment, the sequence 130 includes distinguishable objects 135. In either case, a geographic position of an object 135 may be included in map data.

In einer ersten Variante sind die Abstände ungleichförmig und beispielsweise in Kartendaten bezüglich der Passage hinterlegt. In einer zweiten Variante sind die relativen Abstände gleichförmig, sodass die Objekte 135 der Abfolge 130 im Wesentlichen äquidistant sind. Ausgehend von einer geografischen Position des Fahrzeugs 105, die beispielsweise vor dem Einfahren in die Passage bestimmt wurden sein kann, kann durch Zählen passierter Objekte 135 der Abfolge 130 eine longitudinale Position des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. Dazu wird bestimmt, wie viele Objekte 135 entlang der Fahrstraße 110 das Fahrzeug 105 seit einer zuletzt bestimmten geografischen Position passiert hat.In a first variant, the distances are non-uniform and are stored, for example, in map data relating to the passage. In a second variant, the relative distances are uniform, so that the objects 135 of the sequence 130 are essentially equidistant. Starting from a geographic position of the vehicle 105, which may have been determined, for example, before entering the passage, a longitudinal position of the vehicle 105 can be determined by counting objects 135 of the sequence 130 that have passed. For this purpose, it is determined how many objects 135 along the route 110 the vehicle 105 has passed since a geographical position was last determined.

Die Vorrichtung 115 umfasst einen oder mehrere optische Sensoren 140 zum Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs 105. Die Sensoren 140 arbeiten bevorzugt berührungslos und weiter bevorzugt bildgebend. Ein Sensor 140 kann optisch arbeiten und beispielsweise eine Kamera, eine Stereo-Kamera oder eine Tiefenkamera umfassen. In anderen Ausführungsformen kann eine Kamera 140 auch beispielsweise einen Radarsensor oder einen LiDAR-Sensor umfassen.The device 115 comprises one or more optical sensors 140 for detecting an environment of the vehicle 105. The sensors 140 preferably work without contact and more preferably in an imaging manner. A sensor 140 can work optically and can comprise a camera, a stereo camera or a depth camera, for example. In other embodiments, a camera 140 may also include a radar sensor or a LiDAR sensor, for example.

Weiter ist eine Verarbeitungseinrichtung 145 vorgesehen, die bevorzugt mit einer Speichervorrichtung 150 zur Ablage von Kartendaten bezüglich des Umfelds des Fahrzeugs 105 eingerichtet ist. In der Speichervorrichtung 150 abgelegte Kartendaten können eine optisch erkennbare Landmarke, ihre geografische Position oder auch Informationen über die Passage umfassen. Beispielsweise können geografische Positionen eines Anfangs und/oder eines Endes eines Tunnels vermerkt sein. Weiter sind bevorzugt in den Kartendaten Informationen über wenigstens eine Abfolge 130 von Objekten 135 entlang der Fahrstraße 110 innerhalb der Passage hinterlegt.A processing device 145 is also provided, which is preferably set up with a storage device 150 for storing map data relating to the surroundings of vehicle 105 . Map data stored in memory device 150 can include an optically recognizable landmark, its geographic position, or also information about the passage. For example, geographic positions of a beginning and/or an end of a tunnel can be noted. Furthermore, information about at least one sequence 130 of objects 135 along the route 110 within the passage is preferably stored in the map data.

Die Verarbeitungseinrichtung 145 ist dazu eingerichtet, Objekte 135 zu zählen, die das Fahrzeug 105 seit einer zuvor bestimmten geografischen Position passiert hat. Auf dieser Basis kann sie eine Position des Fahrzeugs 105 entlang der Fahrstraße 110 bestimmen. Außerdem kann sie eine Sicherheit bestimmen, mit der die Position entlang der Fahrstraße 110 bestimmt wurde. Ein Bestimmungsergebnis kann über eine Schnittstelle 155 bereitgestellt werden. Das Ergebnis kann einer Person an Bord des Fahrzeugs 105 präsentiert werden, beispielsweise einem menschlichen Fahrer. Außerdem kann das Ergebnis an eine Vorrichtung oder ein System an Bord des Fahrzeugs 105 bereitgestellt werden, insbesondere zum Zweck der automatischen Steuerung des Fahrzeugs 105 in Längs- und/oder Querrichtung.The processing device 145 is set up to count objects 135 that the vehicle 105 has passed since a previously determined geographic position. On this basis, it can determine a position of the vehicle 105 along the roadway 110 . In addition, it can determine a certainty with which the position along the driveway 110 was determined. A determination result can be provided via an interface 155 . The result may be presented to a person on board the vehicle 105, such as a human driver. In addition, the result can be provided to a device or system on board the vehicle 105, in particular for the purpose of automatically steering the vehicle 105 in the longitudinal and/or lateral direction.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Bestimmen einer longitudinalen Position eines Fahrzeugs 105 in einer vorbestimmten Passage, die insbesondere einen Tunnel umfassen kann. 2 shows a flowchart of a method 200 for determining a longitudinal position of a vehicle 105 in a predetermined passage, which may include a tunnel in particular.

In einem Schritt 205 kann eine geografische Position des Fahrzeugs 105 bestimmt werden, diese Position wird bevorzugt mit einer vorbestimmt hohen Genauigkeit bestimmt, die weiter bevorzugt ausreicht, um auf deren Basis eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs 105 durchzuführen. Weiter bevorzugt wird die Position absolut bestimmt, also mit Bezug auf ein geodätisches System wie WGS84. Außerdem ist bevorzugt, dass die Position in zwei horizontalen Raumrichtungen und einer vertikalen Raumrichtung bestimmt wird.In a step 205, a geographic position of vehicle 105 can be determined; this position is preferably determined with a predetermined high level of accuracy, which is more preferably sufficient to carry out a longitudinal and/or lateral control of vehicle 105 on its basis. The position is more preferably determined absolutely, ie with reference to a geodetic system such as WGS84. In addition, it is preferred that the position is determined in two horizontal spatial directions and one vertical spatial direction.

Der Schritt 205 kann Teil des Verfahrens 200 sein oder vor dem eigentlichen Verfahren 200 ausgeführt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann innerhalb der Passage eine Position des Fahrzeugs mit ausreichender Qualität bestimmt werden, sodass das dargestellte Verfahren 200 an dieser Stelle neu gestartet werden kann. In einem Schritt 210 kann das Fahrzeug 105 in die Passage einfahren. Dieser Schritt kann mit dem Schritt 205 integriert sein.Step 205 may be part of method 200 or may be performed prior to method 200 itself. In a further specific embodiment, a position of the vehicle can be determined within the passage with sufficient quality so that the method 200 shown can be restarted at this point. In a step 210, the vehicle 105 can enter the passage. This step may be integrated with step 205.

In einem Schritt 215 kann ein Umfeld des Fahrzeugs 105 erfasst werden, insbesondere mittels des Sensors 140. Die Erfassung des Umfelds erfolgt bevorzugt so, dass eines oder mehrere Objekte 135 einer Serie oder Abfolge 130 gleichzeitig erfasst werden.In a step 215, the surroundings of the vehicle 105 can be detected, in particular by means of the sensor 140. The surroundings are preferably detected in such a way that one or more objects 135 of a series or succession 130 are detected simultaneously.

In einem Schritt 220 kann die Abfolge 130 von Objekten 135 erkannt werden. Dazu können eine oder mehrere Erfassungen des Umfelds betrachtet werden. Werden mehrere Erfassungen verwendet, so können sie sich in einem Zeitpunkt der Erfassung und/oder einer Perspektive vom Fahrzeug 105 aus unterscheiden. Ein einzelnes Objekt 135 kann erkannt werden, indem Sensordaten des Sensors 140 bevorzugt mittels einer maschinellen Lerntechnologie bearbeitet werden. Die Lerntechnologie umfasst bevorzugt ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN).In a step 220, the sequence 130 of objects 135 can be recognized. To do this, one or more acquisitions of the environment can be considered. If multiple acquisitions are used, they can differ in terms of a time of acquisition and/or a perspective from the vehicle 105 . A single object 135 can be detected by sensor data from the sensor 140, preferably by means of a machine Learning technology to be edited. The learning technology preferably includes an artificial neural network (ANN).

Das Passieren eines Objekts 135 kann bestimmt werden, wenn sich das Objekt in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 105 befindet. Dieser Winkel kann 90° umfassen, sodass ein Objekt gezählt wird, wenn es vom Fahrzeug 105 in Höhe des Sensors 140 passiert wird. Der Winkel kann auch kleiner sein, beispielsweise wenn der Sensor 140 einen Erfassungsbereich hat, der einen querab liegenden Bereich nicht umfasst.The passing of an object 135 may be determined when the object is at a predetermined angle with respect to the direction of travel of the vehicle 105 . This angle can include 90°, so that an object is counted when it is passed by the vehicle 105 at the level of the sensor 140 . The angle may also be smaller, for example if the sensor 140 has a detection range that does not include a transverse range.

In einem Schritt 225 können erkannte passierte Objekte 135 der Abfolge 130 gezählt werden. Abstände zwischen passierten Objekten 135 können addiert werden, um eine Entfernung zu bestimmen, um die sich das Fahrzeug 105 entlang der Fahrstraße 110 bewegt hat. Diese Entfernung, bezogen auf die im Schritt 205 bestimmte Position, kann der longitudinalen Position des Fahrzeugs 105 entsprechen.In a step 225, detected passed objects 135 of the sequence 130 can be counted. Distances between passed objects 135 can be added to determine a distance that the vehicle 105 has moved along the roadway 110 . This distance, based on the position determined in step 205, can correspond to the longitudinal position of the vehicle 105.

Unabhängig davon kann in einem Schritt 230 eine Bestimmungsqualität eines erkannten Objekts 135 bestimmt werden. Dazu die Bestimmung eines erkannten Objekts 135 validiert werden. Beispielsweise kann das KNN als Ergebnis bereitstellen, dass es ein vorbestimmtes Objekt 135 mit einer Sicherheit von 95 % erkannt hat. Außerdem kann eine Position des erkannten Objekts 135 relativ zum Fahrzeug 105 zu einem ebenfalls angegebenen Erfassungszeitpunkt bereitgestellt sein. Auf dieser Basis kann bestimmt werden, wie genau und/oder wie sicher eine Positionsbestimmung auf der Basis dieser Informationen sein kann. Die Position kann im Schritt 225 auf der zusätzlichen Basis weiterer Informationen bestimmt werden und die Bestimmungsqualität im Schritt 230 kann auf der zusätzlichen Basis einer Bestimmungsqualität dieser Information bestimmt werden.Regardless of this, a determination quality of a recognized object 135 can be determined in a step 230 . To do this, the determination of a recognized object 135 must be validated. For example, the ANN can provide as a result that it has recognized a predetermined object 135 with a certainty of 95%. In addition, a position of the recognized object 135 relative to the vehicle 105 can be provided at a likewise specified acquisition time. On this basis it can be determined how accurate and/or how reliable a position determination based on this information can be. The position can be determined in step 225 on the additional basis of further information and the determination quality in step 230 can be determined on the additional basis of a determination quality of this information.

In einem Schritt 235 kann die longitudinale Position bereitgestellt werden. Sollte die Bestimmungsqualität der longitudinalen Position ein vorbestimmtes Kriterium nicht erfüllen, so kann ein Hinweis auf eine mangelnde Qualität ausgegeben werden. Eine automatische Steuerung, die sich auf die longitudinale Position stützt, kann daraufhin abgebrochen werden.In a step 235, the longitudinal position can be provided. If the quality of the determination of the longitudinal position does not meet a predetermined criterion, then an indication of poor quality can be output. An automatic control that relies on the longitudinal position can then be aborted.

Sollte eine Position des Fahrzeugs 105 in der Passage auf eine andere Weise als durch Betrachten der Objekte 135 bestimmt werden können, so kann das Verfahren 200 neu gestartet werden.If a position of the vehicle 105 in the passage can be determined in a way other than by looking at the objects 135, the method 200 can be restarted.

Die longitudinale Position kann auch dann noch bestimmt werden, wenn nicht alle Objekte 135 der Abfolge 130 genau erfasst werden können.The longitudinal position can still be determined even if not all objects 135 of the sequence 130 can be precisely detected.

Seien:

m: der minimale Abstand zwischen zwei Objekten 135 einer Abfolge 130;
n: die Anzahl Objekte 135, die in Folge nicht erkannt werden können, ohne dass die mangelnde Bestimmung bemerkt wird;
u: die Anzahl Objekte 135, die erfasst werden, zu denen aber keine Informationen vorliegen;
x: der maximale Abstand zwischen zwei benachbarten erfassten Objekten 135, der noch zu einer positiven Validierung der Position führt;
o: der angenommene Fehler eines Odometers;
a: der maximale Abstand zwischen einer erwarteten und einer bestimmten Pose eines Objekts 135 vom Fahrzeug 105 aus, der zum Akzeptieren des Objekts 135 führt; und
e: ein Fehler einer bestimmte Position eines Objekts 135 einschließlich eines Kartenfehlers.

be:

m: the minimum distance between two objects 135 of a sequence 130;
n: the number of objects 135 that cannot be detected in a row without noticing the lack of determination;
and: the number of objects 135 that are detected but for which no information is available;
x: the maximum distance between two adjacent detected objects 135 that still results in a positive validation of the position;
O: the assumed error of an odometer;
a: the maximum distance between an expected and a determined pose of an object 135 from the vehicle 105 that results in the object 135 being accepted; and
e: an error of a certain position of an object 135 including a map error.

Die vorgeschlagene Technik würde eine falsch positiv validierte longitudinale Position des Fahrzeugs 105 nur dann bestimmen, wenn gilt: o + a + 2e > m.The proposed technique would determine a false positive validated longitudinal position of the vehicle 105 only if: o + a + 2e > m.

Sollte eine falsch positive Bestimmung eines Objekts 135 aufgrund einer Drift der Odometrie eine falsche Positionsschätzung unterstützen, würde bereits 2 * o + a + 2* e > m ausreichen.Should a false positive determination of an object 135 support a false position estimate due to a drift in the odometry, 2*o+a+2*e>m would already be sufficient.

Gleiches gilt für falsch negative Validierungen. Für zwei falsch positive oder negative Erfassungen eines Objekts 135 gilt 3 * o + a + 2 * e > m.The same applies to false negative validations. For two false positive or false negative detections of an object 135, 3*o+a+2*e>m.

Damit diese Gleichung zutreffend ist, müsste der Validator ausschließlich auf der Basis einer odometrischen Distanz zwischen zwei Objekten 135 arbeiten und die gesamte Positionsschätzung nicht vergleichen. Ein erfasstes Objekt 135, das tatsächlich nicht existiert, kann auch Geister-Objekt 135 genannt werden. Im vorliegenden Fall könnte ein Geister-Objekt 135 ein anderes Objekt 135 umfassen, das zwar tatsächlich existiert, für das aber keine Informationen vorliegen. Dieses Objekt 135 kann von der Abfolge 130 nicht umfasst sein.For this equation to be correct, the validator would have to work solely based on an odometric distance between two objects 135 and not compare the entire position estimate. A detected object 135 that does not actually exist can also be called a ghost object 135 . In the present case, a ghost object 135 could include another object 135 that actually exists but for which no information is available. This object 135 cannot be included in the sequence 130 .

Je strenger die oben genannten Parameter gewählt sind, desto weniger falsch positive Validierungen resultieren. Je laxer die Parameter gewählt sind, desto höher kann eine Verfügbarkeit der positiven Validierung sein.The stricter the above parameters are chosen, the fewer false positive validations result. The more lax the parameters chosen are, the higher an availability of the positive validation can be.

BezugszeichenlisteReference List

100100: Systemsystem
105105: Fahrzeugvehicle
110110: Fahrstraßedriveway
115115: Vorrichtungcontraption
120120: Fahrbahnmarkierunglane marking
125125: Fahrspurmarkierunglane marking
130130: Abfolgesequence
135135: Objektobject
140140: Sensorsensor
145145: Verarbeitungseinrichtungprocessing facility
150150: Speichervorrichtungstorage device
155155: Schnittstelle interface
200200: VerfahrenProceedings
205205: HA-Position erfassenCapture HA position
210210: Einfahrt in TunnelEntrance to tunnel
215215: Umfeld erfassencapture the environment
220220: Abfolge von Objekten erkennenRecognizing the sequence of objects
225225: longitudinale Position bestimmenDetermine longitudinal position
230230: Bestimmungsqualität bestimmendetermine determination quality
235235: Position bereitstellenprovide location

Claims

Method (200) determining a longitudinal position of a vehicle (105) on a roadway (110), the method (200) comprising the following steps: - detecting (215) an environment of the vehicle (105) by means of a sensor (140); - Recognizing (220) a sequence (130) of predetermined objects (135) along the roadway (110); and - determining (225) the longitudinal position based on a number of the predetermined objects (135) that the vehicle (105) has passed.

Method (200) according to claim 1 , the method further comprising determining distances between the objects (135) and wherein the longitudinal position is also determined based on the distances between the objects (135).

Method (200) according to claim 1 or 2 , wherein the vehicle (105) is in a tunnel.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the sequence (130) of the objects (135) is regular.

A method (200) according to any one of the preceding claims, wherein the objects (135) comprise one of boundary posts, optical markers, emergency lights, lane markers (125), smoke detectors, fans, lamps or traffic signs.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein a distance between two objects (135) is determined on the basis of map data.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein a further sequence (130) of other predetermined objects (135) is taken into account for the determination of the position.

A method (200) according to any one of the preceding claims, wherein the determination of the position based on the objects (135) is suspended if a predetermined number of the objects (135) have been determined with less than a predetermined certainty.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein only an object (135) which is more than a predetermined distance m from a following object (135) is considered; - where m is determined based on error variables that flow into a specific position of the vehicle (105); - wherein the error quantities comprise an odometry error o, a detection error e and an acceptance distance a; - wherein the odometry error o is the maximum assumed error with which a distance between adjacent objects (135) is determined; - wherein the recognition error e represents an error of a certain position of an object (135) including a map error; - wherein the acceptance distance a represents a maximum distance between an expected and a specific pose of an object (135) from the vehicle (105) at which the object (135) is still accepted; - wherein the error sizes o, a and e are determined such that a probability that an associated actual error exceeds the respective error size is below a predetermined probability w; - Estimating a current position of the vehicle (105) relative to the last object (135) passed.

Method (200) according to claim 9 , wherein the lowest probability w is determined such that the last used object (135) is less than a predetermined distance I from a current position of the vehicle (105).

Method (200) according to claim 10 , where the probability w is determined for different values of I or as a continuous relation to I.

A device (115) for determining a longitudinal position of a vehicle (105) on a roadway (110), the device comprising: - A sensor (140) for detecting an area surrounding the vehicle (105); - a processing device (145) which is set up to - To recognize a sequence (130) of predetermined objects (135) along the route (110); and - to determine the longitudinal position based on a number of the predetermined objects (135) that the vehicle (105) has passed.