DE112019007454T5

DE112019007454T5 - Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts und fahrzeugmontiertes Terminal

Info

Publication number: DE112019007454T5
Application number: DE112019007454.7T
Authority: DE
Inventors: Xiubao Jiang
Original assignee: Momenta Suzhou Technology Co Ltd
Current assignee: Momenta Suzhou Technology Co Ltd
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-10-26
Publication date: 2022-03-03
Also published as: WO2021017213A1; CN112307810A; CN112307810B

Abstract

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts und ein fahrzeugmontiertes Terminal. Das Verfahren umfasst: Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs, und gleichzeitiges Ermitteln eines zweiten Straßenmerkmals, das erfolgreich mit dem ersten Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wird; Bestimmen eines ersten Abbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal; Bestimmen eines Zielkartenbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, aus mehreren verschiedenen Kartenbereichen in der voreingestellten Karte; und Bestimmen, abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich, eines dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers als eine Positionierungsgenauigkeit der ersten Positionierungsstellung. Durch Anwenden der durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung breitgestellten Lösungen kann die Bewertung des visuellen Positionierungseffekts realisiert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet des intelligenten Fahrens, insbesondere auf ein Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts und ein fahrzeugmontiertes Terminal.
STAND DER TECHNIK
Im technischen Gebiet des intelligenten Fahrens stellt die Positionierung von Fahrzeugen einen wichtigen Bestandteil des intelligenten Fahrens dar. Wenn ein Fahrzeug im Freien fährt, kann im Allgemeinen eine genaue Positionierungsstellung des Fahrzeugs basierend auf Daten, die vom Globalen Satellitennavigationssystem (GNSS, En: Global Navigation Satellite System) und einer Trägheitsmesseinheit (IMU, En: Measurement Unit) erfasst werden, nach einer umfassenden Positionierung bestimmt werden. Wenn das Fahrzeug auf einen Parkplatz fährt, auf dem Satellitenpositionierungssignale schwach sind oder nicht vorliegen, können zur genauen Bestimmung der Positionierungsstellung des Fahrzeugs die visuelle Positionierung und IMU kombinierend verwendet werden.
Dabei kann bei Verwendung der visuellen Positionierung in der Regel eine Entsprechung zwischen Straßenmerkmalen in einer hochpräzisen Karte und auf dem Parkplatz vorab hergestellt werden. Wenn ein Kameramodul ein Straßenbild erfasst, werden Straßenmerkmale im Straßenbild mit den Straßenmerkmalen in der hochpräzisen Karte abgeglichen, wobei abhängig von dem Abgleichergebnis eine Positionierungsstellung des Fahrzeugs hinsichtlich der visuellen Positionierung bestimmt wird. Durch Kombinieren der visuellen Positionierung mit der von der IMU abgeleiteten Trajektorie kann eine genauere Positionierungsstellung des Fahrzeugs erhalten werden. Bei praktischen Anwendungen kann ein Positionierungsergebnis der visuellen Positionierung jedoch sehr ungenau sein, da die Straßenmerkmale im Straßenbild verdeckt sind oder die Ausrüstung ausfällt. Daher wird ein Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts dringend benötigt.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts und ein fahrzeugmontiertes Terminal bereit, um eine Bewertung des visuellen Positionierungseffekts zu realisieren. Die konkreten technischen Ausgestaltungen sind im Folgenden beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt wird in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts bereitgestellt, das umfasst:

Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs, und gleichzeitiges Ermitteln eines zweiten Straßenmerkmals, das erfolgreich mit dem ersten Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wird;
Bestimmen eines ersten Abbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal;
Bestimmen eines Zielkartenbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, aus mehreren verschiedenen Kartenbereichen in der voreingestellten Karte;
Bestimmen, abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich, eines dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers als eine Positionierungsgenauigkeit der ersten Positionierungsstellung.
Wahlweise ist vorgesehen, dass der Schritt „Bestimmen, abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich, eines dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers“ umfasst:
Einsetzen des ersten Abbildungsfehlers cost in die folgende vorab erstellte Abbildungsfehlerfunktion g₀ im Zielkartenbereich, um mehrere Positionierungsfehler (Δx, Δy) zu lösen: $g_{0} (Δ x, Δ y) = a_{0} Δ x^{2} + b_{0} Δ x Δ y + c_{0} Δ y^{2} + d_{0} Δ x + e_{0} Δ y + f_{0}$
wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀, f₀ vorbestimmte Funktionskoeffizienten sind;

Bestimmen des maximalen Werts von durch die Lösung erhaltenen mehreren Positionierungsfehlern als einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler r; $r = \sqrt{x_{e r r}^{2} + y_{e r r}^{2}}$
wobei $x_{e r r} = \sqrt{C / A}, y_{e r r} = \sqrt{C / B},$
und $A = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (\sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$B = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (- \sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$C = 2 (a_{0} e_{0}^{2} + c_{0} d_{0}^{2} + (f_{0} - cost) b_{0}^{2} - 2 b_{0} d_{0} e_{0} - a_{0} c_{0} (f_{0} - cost)) .$
Wahlweise ist vorgesehen, dass das Herstellen der Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich dadurch erfolgt:

Erhalten eines im Zielkartenbereich erfassten Muster-Straßenbilds und eines entsprechenden Muster-Straßenmerkmals sowie einer Standardpositionierungsstellung des Fahrzeugs, die dem Muster-Straßenbild entspricht, und Erhalten eines dritten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, das erfolgreich mit dem Muster-Straßenmerkmal abgeglichen ist;
Erhalten, durch Hinzufügen mehrerer verschiedener Störgrößen zur Standardpositionierungsstellung, von mehreren gestörten Positionierungsstellungen;
Bestimmen, abhängig von dem Muster-Straßenmerkmal und dem dritten Straßenmerkmal, eines gestörten Abbildungsfehlers, das den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entspricht,
Lösen, basierend auf einer voreingestellten Abbildungsfehlerfunktion in Bezug auf den Positionierungsfehler im Zielkartenbereich, der Abbildungsfehlerfunktion, wenn der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt, so dass eine funktionale Beziehung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich erhalten wird.
Wahlweise ist vorgesehen, dass der Schritt „Lösen der Abbildungsfehlerfunktion, wenn der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt“ umfasst:
Lösen der folgenden Minimalwertfunktion: $min_{a, b, c, d, e, ƒ} \sum_{Δ x, Δ y \in Ω} ‖ g (Δ x, Δ y) - MapMatching (p_{g t} + Δ p, I_{s e g}, I_{m a p}) ‖$
um a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀ zu erhalten, wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀, die nach dem Lösen erhalten sind, in g eingesetzt werden, um eine Funktion als Abbildungsfehlerfunktion zu erhalten;
wobei die Abbildungsfehlerfunktion g(Δx, Δy), g(Δx, Δy) = aΔx² + bΔxΔy + cΔy² + dΔx + eΔy + f ist, wobei p_gt für die Standardpositionierungsstellung steht, wobei die Störgröße Δp = {Δx, Δy, 0}, Δx, Δy ∈ Ω ist, wobei Ω für den Zielkartenbereich steht, wobei I_seg für das Muster-Straßenmerkmal steht, wobei I_map für das dritte Straßenmerkmal steht, wobei MapMatching(p_gt + Δp, I_seg, I_map) für den gestörten Abbildungsfehler steht, der den mehreren gestörten Positionierungsstellungen p_gt + Δp entspricht.

Wahlweise ist vorgesehen, dass das Verfahren nach dem Bestimmen des Zielbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, ferner umfasst:

Bestimmen, abhängig von einem vorbestimmten Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die einzelnen Kartenbereichen entsprechen, eines Durchschnittsbetrags von Zielstraßenmerkmalen, die dem Zielkartenbereich entsprechen;
Bestimmen, abhängig von einem Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild, eines erkannten Betrags von Straßenmerkmalen, der dem Straßenbild entspricht;
Bestimmen, abhängig von einer Größenbeziehung zwischen dem erkannten Betrag von Straßenmerkmalen und dem Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen, einer Positionierungsqualität für die erste Positionierungsstellung.

Wahlweise ist vorgesehen, dass das Verfahren ferner umfasst:

Ermitteln einer Positionierungsqualität und einer Positionierungsgenauigkeit, die einer voreingestellten Anzahl von aufeinanderfolgenden Straßenbildrahmen entsprechen;
Bestimmen eines Versagens der visuellen Positionierung basierend auf dem Straßenbild, wenn die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsqualität kleiner als eine voreingestellte Positionierungsqualität und die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsgenauigkeit kleiner als eine voreingestellte Positionierungsgenauigkeit ist.

Wahlweise ist vorgesehen, dass der Schritt „Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs“ umfasst:

Bestimmen einer geschätzten Stellung des Fahrzeugs;
Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal;
Verstellen der geschätzten Stellung des Fahrzeugs und Durchführen des Schritts „Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal“, wenn der Referenzabbildungsfehler größer als ein voreingestellter Fehlerschwellenwert ist;
Bestimmen, abhängig von einer aktuellen geschätzten Stellung des Fahrzeugs, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs, wenn der Referenzabbildungsfehler nicht größer als der voreingestellte Fehlerschwellenwert ist.
Wahlweise ist vorgesehen, dass der Schritt „Bestimmen eines ersten Abbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal“ umfasst:
Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von einer Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild, einer ersten Abbildungsposition, an der das erste Straßenmerkmal auf die voreingestellte Karte abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der ersten Abbildungsposition und einer Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten; oder
Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, einer zweiten Abbildungsposition, an der das zweite Straßenmerkmal auf ein Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild und der zweiten Abbildungsposition, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein fahrzeugmontiertes Terminal bereitgestellt, das einen Prozessor und eine Bilderfassungsvorrichtung umfasst, wobei der Prozessor ein Modul zum Erhalten von Merkmalen, ein Modul zum Bestimmen von Abbildungen, ein Modul zum Bestimmen von Bereichen und ein Modul zum Bestimmen von Genauigkeit umfasst;
wobei die Bilderfassungsvorrichtung verwendet ist, um Straßenbilder zu erfassen;
wobei das Modul zum Erhalten von Merkmalen verwendet ist, um eine erste Positionierungsstellung des Fahrzeugs durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal zu erhalten, und um gleichzeitig ein zweites Straßenmerkmal, das erfolgreich mit dem ersten Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wird, zu ermitteln;
wobei das Modul zum Bestimmen von Abbildungen verwendet ist, um einen ersten Abbildungsfehler zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal zu bestimmen;
wobei das Modul zum Bestimmen von Bereichen verwendet ist, um einen Zielkartenbereich, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, aus mehreren verschiedenen Kartenbereichen in der voreingestellten Karte zu bestimmen;
wobei das Modul zum Bestimmen von Genauigkeit verwendet ist, um abhängig von
einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler als eine Positionierungsgenauigkeit der ersten Positionierungsstellung zu bestimmen.
Wahlweise ist vorgesehen, dass das Modul zum Bestimmen von Genauigkeit spezifisch verwendet ist,
um den ersten Abbildungsfehler cost in die folgende vorab erstellte Abbildungsfehlerfunktion g₀ im Zielkartenbereich einzusetzen, um mehrere Positionierungsfehler (Δx, Δy) zu lösen: $g_{0} (Δ x, Δ y) = a_{0} Δ x^{2} + b_{0} Δ x Δ y + c_{0} Δ y^{2} + d_{0} Δ x + e_{0} Δ y + f_{0}$
wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀, f₀ vorbestimmte Funktionskoeffizienten sind;
um den maximalen Wert von durch die Lösung erhaltenen mehreren Positionierungsfehlern als einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler r zu bestimmen; $r = \sqrt{x_{e r r}^{2} + y_{e r r}^{2}}$
wobei $x_{e r r} = \sqrt{C / A}, y_{e r r} = \sqrt{C / B},$
und $A = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (\sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$B = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (- \sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$C = 2 (a_{0} e_{0}^{2} + c_{0} d_{0}^{2} + (f_{0} - cost) b_{0}^{2} - 2 b_{0} d_{0} e_{0} - a_{0} c_{0} (f_{0} - cost)) .$
Wahlweise ist vorgesehen, dass der Prozessor ferner ein Beziehungsherstellungsmodul, das verwendet wird, um eine Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich durch Durchführen der folgenden Vorgänge herzustellen:

Erhalten eines im Zielkartenbereich erfassten Muster-Straßenbilds und eines entsprechenden Muster-Straßenmerkmals sowie einer Standardpositionierungsstellung des Fahrzeugs, die dem Muster-Straßenbild entspricht, und Erhalten eines dritten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, das erfolgreich mit dem Muster-Straßenmerkmal abgeglichen ist;
Erhalten, durch Hinzufügen mehrerer verschiedener Störgrößen zur Standardpositionierungsstellung, von mehreren gestörten Positionierungsstellungen;
Bestimmen, abhängig von dem Muster-Straßenmerkmal und dem dritten Straßenmerkmal, eines gestörten Abbildungsfehlers, das den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entspricht,
Lösen, basierend auf einer voreingestellten Abbildungsfehlerfunktion in Bezug auf den Positionierungsfehler im Zielkartenbereich, der Abbildungsfehlerfunktion, wenn der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt, so dass eine funktionale Beziehung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich erhalten wird.

Wahlweise ist vorgesehen, dass das Beziehungsherstellungsmodul beim „Lösen der Abbildungsfehlerfunktion, wenn der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt“ folgende Vorgänge durchführt:
Lösen der folgenden Minimalwertfunktion: $min_{a, b, c, d, e, ƒ} \sum_{Δ x, Δ y \in Ω} ‖ g (Δ x, Δ y) - MapMatching (p_{g t} + Δ p, I_{s e g}, I_{m a p}) ‖$
um a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀ zu erhalten, wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀, die nach dem Lösen erhalten sind, in g eingesetzt werden, um eine Funktion als Abbildungsfehlerfunktion zu erhalten;
wobei die Abbildungsfehlerfunktion g(Δx, Δy), g(Δx, Δy) = aΔx² + bΔxΔy + cΔy² + dΔx + eΔy + f ist, wobei p_gt für die Standardpositionierungsstellung steht, wobei die Störgröße Δp = {Δx, Δy, 0}, Δx, Δy ∈ Ω ist, wobei Ω für den Zielkartenbereich steht, wobei I_seg für das Muster-Straßenmerkmal steht, wobei I_map für das dritte Straßenmerkmal steht, wobei MapMatching(p_gt + Δp, I_seg, I_map) für den gestörten Abbildungsfehler steht, der den mehreren gestörten Positionierungsstellungen p_gt + Δp entspricht.
Wahlweise umfasst der Prozessor auch:

ein Modul zum Bestimmen von Durchschnittsbeträgen, das verwendet wird, um nach dem Bestimmen des Zielkartenbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, einen Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen, die dem Zielkartenbereich entsprechen, abhängig von einem vorbestimmten Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die einzelnen Kartenbereichen entsprechen, zu bestimmen;
ein Modul zum Bestimmen von erkannten Beträgen, das verwendet wird, um abhängig von einem Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild, einen erkannten Betrag von Straßenmerkmalen, der dem Straßenbild entspricht, zu bestimmen;
ein Qualitätsbestimmungsmodul, das verwendet wird, um abhängig von einer Größenbeziehung zwischen dem erkannten Betrag von Straßenmerkmalen und dem Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen eine Positionierungsqualität für die erste Positionierungsstellung zu bestimmen.

Wahlweise umfasst der Prozessor auch:

ein Modul zum Bestimmen eines Versagens, das verwendet wird, um eine Positionierungsqualität und eine Positionierungsgenauigkeit, die einer voreingestellten Anzahl von aufeinanderfolgenden Straßenbildrahmen entsprechen, zu ermitteln, und um in Fall, dass die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsqualität kleiner als eine voreingestellte Positionierungsqualität und die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsgenauigkeit kleiner als eine voreingestellte Positionierungsgenauigkeit ist, ein Versagen der visuellen Positionierung basierend auf dem Straßenbild zu bestimmen.

Wahlweise umfasst der Prozessor auch ein visuelles Positionierungsmodul, das zum Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs dient;
wobei das visuelle Positionierungsmodul spezifisch verwendet ist,
um eine geschätzte Stellung des Fahrzeugs zu bestimmen;
um abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs einen Referenzabbildungsfehler zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal zu bestimmen;
um die geschätzte Stellung des Fahrzeugs zu verstellen und den Schritt „Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal“ durchzuführen, wenn der Referenzabbildungsfehler größer als ein voreingestellter Fehlerschwellenwert ist;
um abhängig von einer aktuellen geschätzten Stellung des Fahrzeugs eine erste Positionierungsstellung des Fahrzeugs zu bestimmen, wenn der Referenzabbildungsfehler nicht größer als der voreingestellte Fehlerschwellenwert ist.
Wahlweise dient das Modul zum Bestimmen von Abbildungen spezifisch zum:

Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von einer Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild, einer ersten Abbildungsposition, an der das erste Straßenmerkmal auf die voreingestellte Karte abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der ersten Abbildungsposition und einer Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten; oder
Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, einer zweiten Abbildungsposition, an der das zweite Straßenmerkmal auf ein Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild und der zweiten Abbildungsposition, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass das Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts und das fahrzeugmontierte Terminal, die durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, einen ersten Abbildungsfehler zwischen einem Straßenmerkmal im Straßenbild und einem Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte im Fall, dass die erste Positionierungsstellung des Fahrzeugs basierend auf der visuellen Positionierung erhalten wird, bestimmen kann, wobei sie auch einen Zielkartenbereich, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, bestimmen können und abhängig von der vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich einen Positionierungsfehler bestimmen, der dem ersten Abbildungsfehler entspricht. Bei den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Positionierungsfehler, d. h., die Positionierungsgenauigkeit abhängig von dem Abbildungsfehler bei der visuellen Positionierung bestimmt werden, so dass eine Selbstinspektion des visuellen Positionierungseffekts realisiert werden kann.

Die erfinderischen Punkte der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liegen darin:

1. Die Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern der Straßenmerkmale in verschiedenen Kartenbereichen wird vorab hergestellt. Wenn das Fahrzeug auf der Grundlage von Sicht positioniert wird, kann der Positionierungsfehler abhängig von dem Abbildungsfehler und dieser Entsprechung bestimmt werden. Dadurch wird eine umsetzbare Ausführungsform bereitgestellt.
2. Beim Herstellen der Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler werden zunächst ein Muster-Straßenmerkmal, das einem Bildrahmen entspricht, und ein erfolgreich abgeglichenes Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte sowie eine Standardpositionierungsstellung, die dem Bildrahmen entspricht, erhalten, wobei auf der Grundlage der Standardpositionierungsstellung mehrere Störgrößen addiert werden, wobei basierend auf der erstellten Restfunktion die Entsprechung im Kartenbereich gelöst wird. Auf diese Weise kann die Entsprechung zwischen verschiedenen Kartenbereichen schneller hergestellt werden. Es wird auch eine umsetzbare Möglichkeit zur Bestimmung des Positionierungsfehlers des Fahrzeugs bereitgestellt.
3. Abhängig von der Größenbeziehung zwischen den Straßenmerkmalen im Straßenbild und dem Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die dem Zielkartenbereich entsprechen, kann die Qualität der Straßenmerkmale im Straßenbild bewertet werden. Beispielsweise wird bewertet, ob ein Straßenbild verdeckt wird oder ob die Ausrüstung ausfällt und dergleichen, wodurch die Positionierungsqualität bewertet werden kann.

Figurenliste
Um die technischen Ausgestaltungen der Ausführungsbeispiele in der vorliegenden Erfindung oder im Stand der Technik klarer zu anzugeben, werden im Folgenden die Zeichnungen kurz vorgestellt, die bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele oder des Stands der Technik verwendet werden müssen. Offensichtlich stellen die im Folgenden beschriebenen Zeichnungen nur einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung. Der Durchschnittsfachmann kann auch weitere Zeichnungen auf der Grundlage dieser Zeichnungen erhalten, ohne erfinderische Arbeit zu leisten.

1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines hochpräzisen Verfahrens zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zum Herstellen einer Entsprechung zwischen einem Abbildungsfehle und einem Positionierungsfehler gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine schematische Strukturansicht eines fahrzeugmontierten Terminals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die technischen Ausgestaltungen in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben. Offensichtlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur ein Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und umfassen nicht alle Ausführungsbeispiele. Alle anderen Ausführungsbeispiele, die vom Durchschnittsfachmann auf der Grundlage der Ausführungsbeispiele in der vorliegenden Erfindung ohne schöpferischen Aufwand erzielt werden, sollten in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Es ist anzugeben, dass die Begriffe „umfassen“ und „aufweisen“ in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und den Zeichnungen und jegliche Variationen davon nicht ausschließliche Einschlüsse abdecken sollen. Der Prozess, das Verfahren, das System, das Produkt oder die Vorrichtung, das/die eine Reihe von Schritten oder Einheiten enthält, ist beispielsweise nicht auf die aufgeführten Schritte oder Einheiten beschränkt, sondern umfasst optional auch weitere Schritte oder Einheiten, die nicht aufgeführt sind, oder umfasst optional andere Schritte oder Einheiten, die diesem Prozess, Verfahren, Produkt oder dieser Vorrichtung innewohnen.
Wenn das Fahrzeug auf einen Parkplatz oder einem anderen Ort fährt, auf dem Satellitenpositionierungssignale schwach sind oder nicht vorliegen, kann zur genauen Bestimmung der Positionierungsstellung des Fahrzeugs eine visuelle Positionierung oder eine Kombination aus der visuellen Positionierung und weiteren Positionierungen basierend auf Sensordaten verwendet werden. Ein Anwendungsszenario der visuellen Positionierung kann ein Parkplatz oder ein anderer Ort sein, was in der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt ist. Dabei kann der Parkplatz ein Indoor-Parkplatz oder ein Tiefgaragenparkplatz sein. Am Beispiel der Anwendung der visuellen Positionierung auf einem Parkplatz werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offenbaren ein Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts und ein fahrzeugmontiertes Terminal, und können eine Bewertung des visuellen Positionierungseffekts realisieren. Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines hochpräzisen Verfahrens zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Verfahren ist auf eine elektronische Vorrichtung angewendet. Diese elektronische Vorrichtung kann ein gewöhnlicher Computer, ein Server oder ein intelligentes Endgerät oder ein fahrzeuginternes Terminal, wie beispielsweise ein fahrzeuginterner Computer oder ein fahrzeuginterner industrieller Steuercomputer (Industrial Personal Computer, IPC) sein. Das Verfahren umfasst insbesondere die folgenden Schritte.
Schritt S110: Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs, und gleichzeitiges Ermitteln eines zweiten Straßenmerkmals, das erfolgreich mit dem ersten Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wird.
Dabei kann ein Straßenbild ein Bild sein, das von einem im Fahrzeug montierten Kameramodul erfasst ist. Das Straßenbild umfasst umgebende Straßenmerkmale und Hintergrundteile während der Fahrt des Fahrzeugs. Straßenmerkmale umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Fahrbahnlinien, Straßenlaternen, Verkehrsschilder, Randlinien, Haltelinien, Ampeln und andere Schilder auf der Straße. Die Randlinie umfasst die Randlinie der Fahrbahn und die Randlinie der Parklücke, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die voreingestellte Karte kann eine im Voraus erstellte hochpräzise Karte sein. Die voreingestellte Karte kann Straßenmerkmale jedes Positionspunkts umfassen. Ein Positionspunkt in der voreingestellten Karte kann durch zweidimensionale Koordinatenpunkte oder dreidimensionale Koordinatenpunkte dargestellt werden.
Ein Anwendungsszenario für das vorliegende Ausführungsbeispiel besteht darin: Während einer Fahrt eines Fahrzeugs wird nach dem Erhalten des vom Kameramodul erfassten Straßenbildes das erste Straßenmerkmal aus dem Straßenbild erkannt, wobei das erste Straßenbild mit dem Straßenbild in der voreingestellten Karte abgeglichen wird, wobei das Straßenmerkmal, das erfolgreich mit einem Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wurde, als das zweite Straßenmerkmal verwendet wird, wobei abhängig von dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal die Positionierungsstellung des Fahrzeugs im aktuellen Moment als erste Positionierungsstellung bestimmt werden kann.
Das oben erwähnte Straßenbild kann einer von mehreren durch das Kameramodul erfassten Straßenbildrahmen sein. Die Positionierungsstellung enthält Informationen, wie Positionspunktkoordinaten in der voreingestellten Karte und Fahrzeugkurswinkel.
Der Ausführungszeitpunkt des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann sein, dass während des visuellen Positionierungsprozesses das im vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitgestellte Verfahren zur Selbstinspektion jedes Mal ausgeführt wird, wenn die erste Positionierungsstellung aktualisiert wird; alternativ kann es zu anderen Zeitpunkten durchgeführt werden, wobei beispielsweise das Verfahren zur Selbstinspektion des vorliegenden Ausführungsbeispiels nach einer relativ langen Zeitdauer ausgeführt wird.
Schritt S120: Bestimmen eines ersten Abbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal.
Dabei ist das erste Straßenmerkmal ein Straßenmerkmal im Straßenbild und wird durch eine Position im Straßenbild dargestellt. Das zweite Straßenmerkmal ist ein Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte und ist durch Koordinaten in einem Koordinatensystem dargestellt wird, in dem sich die voreingestellte Karte befindet.
Beim Bestimmen des ersten Abbildungsfehlers können das erste Straßenmerkmal und das zweite Straßenmerkmal auf dasselbe Koordinatensystem abgebildet werden, um den Abbildungsfehler zu bestimmen. Der vorliegende Schritt kann insbesondere die folgenden Ausführungsformen umfassen:

In einer ersten Ausführungsform wird abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild eine erste Abbildungsposition, an der das erste Straßenmerkmal auf die voreingestellte Karte abgebildet ist, berechnet; wobei ein Fehler zwischen der ersten Abbildungsposition und der Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte berechnet wird, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform werden dadurch, dass das erste Straßenmerkmal auf das Koordinatensystem, in dem sich die voreingestellte Karte befindet, abgebildet wird, die Positionen des ersten Straßenmerkmals und des zweiten Straßenmerkmals verglichen, um den ersten Abbildungsfehler zu erhalten.

Beim Berechnen der ersten Abbildungsposition, an der das erste Straßenmerkmal auf die voreingestellte Karte abgebildet ist, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild kann spezifisch abhängig von der Umwandlungsbeziehung zwischen einem Bildkoordinatensystem und einem Weltkoordinatensystem und von der ersten Positionierungsstellung die Position des ersten Straßenmerkmals im ersten Straßenbild in eine Position in dem Weltkoordinatensystem umgewandelt werden, um eine erste Abbildungsposition zu erhalten. Dabei ist das Bildkoordinatensystem ein Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, wobei das Weltkoordinatensystem ein Koordinatensystem ist, in dem sich die voreingestellte Karte befindet. Die Umwandlungsbeziehung zwischen dem Bildkoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem kann durch eine interne Parametermatrix zwischen dem Bildkoordinatensystem und dem Kamerakoordinatensystem, eine Rotationsmatrix und eine Translationsmatrix zwischen einem Kamerakoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem erhalten werden.
In einer zweiten Ausführungsform wird abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte eine zweite Abbildungsposition, an der das zweite Straßenmerkmal auf ein Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, abgebildet ist, berechnet; wobei ein Fehler zwischen der Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild und der zweiten Abbildungsposition berechnet wird, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform werden dadurch, dass das zweite Straßenmerkmal auf das Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, die Positionen des ersten Straßenmerkmals und des zweiten Straßenmerkmals verglichen, um den ersten Abbildungsfehler zu erhalten.
Beim Berechnen der zweiten Abbildungsposition, an der das zweite Straßenmerkmal auf ein Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, abgebildet ist, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte kann abhängig von der Umwandlungsbeziehung zwischen dem Bildkoordinatensystem und dem Weltkoordinatensystem und von der ersten Positionierungsstellung die Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte in eine Position in dem Weltkoordinatensystem umgewandelt werden, um eine zweite Abbildungsposition zu erhalten.
Die vorstehenden beiden Ausführungsformen entsprechen zwei unterschiedlichen Abbildungsmodi, die bei praktischen Anwendungen alternativ verwendet werden können.
Schritt S130: Bestimmen eines Zielkartenbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, aus mehreren verschiedenen Kartenbereichen in der voreingestellten Karte.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die voreingestellte Karte abhängig den Straßenmerkmalen in der voreingestellten Karte im Voraus in mehrere verschiedene Kartenbereiche unterteilt werden, wobei die Straßenmerkmale in jedem Kartenbereich Relevanz oder Ortsähnlichkeit aufweisen. Der Kartenbereich kann ein kreisförmiger Bereich, ein rechteckiger Bereich sein oder andere Formen aufweisen.
Beim Bestimmen des Zielkartenbereichs kann der Kartenbereich, in dem sich die Positionskoordinaten in der ersten Positionierungsstellung befinden, spezifisch als der Zielkartenbereich bestimmt werden.
Schritt S140: Bestimmen, abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich, eines dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers als eine Positionierungsgenauigkeit der ersten Positionierungsstellung.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können Entsprechungen zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler in verschiedenen Kartenbereichen vorab hergestellt werden, wobei aus den Entsprechungen zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler in verschiedenen Kartenbereichen eine Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im dem Zielkartenbereich bestimmt wird.
Dabei kann die Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler durch eine Abbildungsfehlerfunktion mit dem Positionierungsfehler als Variable ausgedrückt werden. Beim Bestimmen des dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers kann der erste Abbildungsfehler in die Abbildungsfehlerfunktion eingesetzt werden, um den dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler zu erhalten.
Der Positionierungsfehler kann als eine Differenz zwischen der aktuellen Positionierungsstellung und der realen Positionierungsstellung verstanden werden und kann auch die Genauigkeit der Positionierungsstellung darstellen. Der Positionierungsfehler kann beispielsweise 5 cm, 10 cm usw. betragen. Je größer der Positionierungsfehler, desto kleiner die Positionierungsgenauigkeit, und je kleiner der Positionierungsfehler, desto größer die Positionierungsgenauigkeit.
Der beim Bestimmen des ersten Abbildungsfehlers in Schritt S120 verwendete Abbildungsmodus soll gleich wie der Abbildungsmodus sein, der beim Herstellen der Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler verwendet wird.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein erster Abbildungsfehler zwischen einem Straßenmerkmal im Straßenbild und einem Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte im Fall, dass die erste Positionierungsstellung des Fahrzeugs basierend auf der visuellen Positionierung erhalten wird, bestimmt werden kann, wobei auch ein Zielkartenbereich, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, bestimmt wird, und wobei abhängig von der vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich ein Positionierungsfehler bestimmt wird, der dem ersten Abbildungsfehler entspricht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Positionierungsfehler, d. h., die Positionierungsgenauigkeit abhängig von dem Abbildungsfehler bei der visuellen Positionierung bestimmt werden, so dass eine Selbstinspektion des visuellen Positionierungseffekts realisiert werden kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 1 gezeigten Ausführugssbeispiel der Schritt S140 „Bestimmen, abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich, eines dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers“ umfassen kann:
Einsetzen des ersten Abbildungsfehlers cost in die folgende vorab erstellte Abbildungsfehlerfunktion g₀ im Zielkartenbereich, um mehrere Positionierungsfehler (Δx, Δy) zu lösen: $g_{0} (Δ x, Δ y) = a_{0} Δ x^{2} + b_{0} Δ x Δ y + c_{0} Δ y^{2} + d_{0} Δ x + e_{0} Δ y + f_{0}$
wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀, f₀ vorbestimmte Funktionskoeffizienten sind;
Bestimmen des maximalen Werts von durch die Lösung erhaltenen mehreren Positionierungsfehlern als einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler r; $r = \sqrt{x_{e r r}^{2} + y_{e r r}^{2}}$
wobei $x_{e r r} = \sqrt{C / A}, y_{e r r} = \sqrt{C / B},$
und $A = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (\sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$B = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (- \sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$C = 2 (a_{0} e_{0}^{2} + c_{0} d_{0}^{2} + (f_{0} - cost) b_{0}^{2} - 2 b_{0} d_{0} e_{0} - a_{0} c_{0} (f_{0} - cost)) .$
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Ausdrucksformen der Abbildungsfehlerfunktion, die unterschiedlichen Kartenbereichen entsprechen, unterschiedlich, wobei insbesondere die Funktionskoeffizienten unterschiedlich sein können. Die oben erwähnte Abbildungsfehlerfunktion g₀(Δx, Δy) = a₀Δx² + b₀ΔxΔy + c₀Δy² + d₀Δx + e₀Δy + f₀ ist ein Paraboloid, wobei unter dem Abbildungsfehler cost eine Ebene verstanden werden kann. Durch das Einsetzen des Abbildungsfehlers cost in die Abbildungsfehlerfunktion g₀ wird der Schnittpunkt des Paraboloids und der Ebene ermittelt. Nach mathematischen Erkenntnissen ist der Schnittpunkt ein Punkt auf einer Ellipse. D.h., alle Punkte auf der Ellipse sind die durch das Lösen erhaltenen Positionierungsfehler (Δx, Δy). Der maximale Wert von den durch das Lösen erhaltenen mehreren Positionierungsfehlern ist die Haupt- und Nebenachse der Ellipse (x_err und y_err).
Zusammenfassend stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine spezifische Ausführungsform zum Bestimmen, abhängig von einer Abbildungsfehlerfunktion, eines einem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers bereit, wobei diese Ausführungsform bei praktischen Anwendungen einfacher zu implementieren ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 1 gezeigten Ausführugssbeispiel das Herstellen der Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich mit folgenden Schritten S210 bis S240 erfolgen kann, wie in 2 gezeigt.
Schritt S210: Erhalten eines im Zielkartenbereich erfassten Muster-Straßenbilds und eines entsprechenden Muster-Straßenmerkmals sowie einer Standardpositionierungsstellung des Fahrzeugs, die dem Muster-Straßenbild entspricht, und Erhalten eines dritten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, das erfolgreich mit dem Muster-Straßenmerkmal abgeglichen ist.
Dabei ist die oben erwähnte Standardpositionierungsstellung eine Positionierungsstellung des Fahrzeugs, die beim Erfassen der Muster-Straßenbilder durch ein Kameramodul bestimmt wird. Die Standardpositionierungsstellung kann als Positionierungsstellung ohne Positionierungsfehler verstanden werden.
Schritt S220: Erhalten, durch Hinzufügen mehrerer verschiedener Störgrößen zur Standardpositionierungsstellung, von mehreren gestörten Positionierungsstellungen.
Die gestörte Positionierungsstellung kann als eine virtuelle Positionierungsstellung des Fahrzeugs verstanden werden, die unter Verwendung der Standardpositionierungsstellung als Referenz erhalten ist.
Schritt S230: Bestimmen, abhängig von dem Muster-Straßenmerkmal und dem dritten Straßenmerkmal, eines gestörten Abbildungsfehlers, das den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entspricht.
Für verschiedene gestörte Positionierungsstellungen kann der gestörte Abbildungsfehler bestimmt werden, nachdem das Muster-Straßenmerkmal und das dritte Straßenmerkmal gemäß dem in Schritt S120 erwähnten Abbildungsmodus auf dasselbe Koordinatensystem abgebildet wurden. Der vorliegende Schritt kann die folgenden Ausführungsformen umfassen:

Für jede gestörte Positionierungsstellung wird abhängig von der gestörten Positionierungsstellung und der Position des Muster-Straßenmerkmals in dem Muster-Straßenbild eine dritte Abbildungsposition berechnet, an der das Muster-Straßenmerkmal auf die voreingestellte Karte abgebildet ist, wobei ein Fehler zwischen der dritten Abbildungsposition und einer Position des dritten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte berechnet ist, um einen gestörten Abbildungsfehler zu erhalten; oder
für jede gestörte Positionierungsstellung wird abhängig von der gestörten Positionierungsstellung und der Position des dritten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte eine vierte Abbildungsposition berechnet, an der das dritte Straßenmerkmal auf ein Koordinatensystem, in dem sich das Muster-Straßenbild befindet, abgebildet ist, wobei ein Fehler zwischen der vierten Abbildungsposition und einer Position des Muster-Straßenmerkmals in dem Muster-Straßenbild berechnet ist, um einen gestörten Abbildungsfehler zu erhalten.

Wenn das Straßenmerkmal im Straßenbild und das erfolgreich abgeglichene Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte sowie die entsprechende Positionierungsstellung bekannt sind, kann der Abbildungsfehler match_err durch die folgende Funktion ausgedrückt werden: $match_err = MapMatching (p_{p o s e}, I_{s e g}, I_{m a p})$
Dabei steht p_pose für die Positionierungsstellung, I_seg für das Straßenmerkmal im Straßenbild, und I_map für das erfolgreich abgeglichene Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte.
Schritt S240: Lösen, basierend auf einer voreingestellten Abbildungsfehlerfunktion in Bezug auf den Positionierungsfehler im Zielkartenbereich, der Abbildungsfehlerfunktion, wenn der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt, so dass eine funktionale Beziehung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich erhalten wird.
Dabei kann unter der „voreingestellten Abbildungsfehlerfunktion in Bezug auf den Positionierungsfehler im Zielkartenbereich“ eine voreingestellte Abbildungsfehlerfunktion verstanden werden, die eine unbekannte Größe enthält. Die Abbildungsfehlerfunktion kann beispielsweise auf die folgende quadratische Form eingestellt werden: $g (Δ x, Δ y) = a Δ x^{2} + b Δ x Δ y + c Δ y^{2} + d Δ x + e Δ y + f$
Der gestörte Abbildungsfehler, der den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entspricht, kann durch die folgende Funktion ausgedrückt werden: $match_err = MapMatching (p_{g t} + Δ p, I_{s e g}, I_{m a p})$
Dieser Schritt kann beim spezifischen Ausführen Folgendes umfassen:
Lösen der folgenden Minimalwertfunktion: $min_{a, b, c, d, e, ƒ} \sum_{Δ x, Δ y \in Ω} ‖ g (Δ x, Δ y) - MapMatching (p_{g t} + Δ p, I_{s e g}, I_{m a p}) ‖$
um a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀ zu erhalten, wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀, die nach dem Lösen erhalten sind, in g eingesetzt werden, um eine Funktion als Abbildungsfehlerfunktion zu erhalten; Im Fall, dass die Standardpositionierungsstellung ausreichend genau ist, soll die gelöste g₀ ein Paraboloid sein.
wobei die Abbildungsfehlerfunktion g(Δx, Δy), g(Δx, Δy) = aΔx² + bΔxΔy + cΔy² + dΔx + eΔy + f ist, wobei p_gt für die Standardpositionierungsstellung steht, wobei die Störgröße Δp = {Δx, Δy, 0}, Δx, Δy ∈ Ω ist, wobei Ω f g(Δx, Δy) - MapMatching(p_gt + Δp, I_seg, I_map für den Zielkartenbereich steht,
wobei I_seg für das Muster-Straßenmerkmal steht, wobei I_map für das dritte Straßenmerkmal steht, wobei MapMatching (p_gt + Δp, I_seg, I_map) für den gestörten Abbildungsfehler steht, der den mehreren gestörten Positionierungsstellungen p_gt + Δp entspricht. g(Δx, Δy)- MapMatching(p_gt + Δp, I_seg, I_map) steht für den Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler.
min stellt eine Minimalwertfunktion mit a, b, c, d, e, f als der zu lösenden Größe a,b,c,d,e,f dar. ||·|| ist ein Normsymbol.
Für jeden Kartenbereich in der voreingestellten Karte kann eine entsprechende Abbildungsfehlerfunktion g auf die oben erwähnte Weise erhalten werden.
Zusammenfassend ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass beim Herstellen der Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler zunächst ein Muster-Straßenmerkmal, das einem Bildrahmen entspricht, und ein erfolgreich abgeglichenes Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte sowie eine Standardpositionierungsstellung, die dem Bildrahmen entspricht, erhalten werden, wobei auf der Grundlage der Standardpositionierungsstellung mehrere Störgrößen addiert werden, wobei basierend auf der erstellten Restfunktion die Entsprechung im Kartenbereich gelöst wird. Auf diese Weise kann die Entsprechung zwischen verschiedenen Kartenbereichen schneller hergestellt werden. Es wird auch eine umsetzbare Möglichkeit zur Bestimmung des Positionierungsfehlers des Fahrzeugs bereitgestellt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel das Verfahren zur genaueren Bewertung der Effektivität der visuellen Positionierung nach dem Bestimmen des Zielkartenbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, ferner folgende Schritte 1a bis 3a umfassen:

Schritt 1a: Bestimmen, abhängig von einem vorbestimmten Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die einzelnen Kartenbereichen entsprechen, eines Durchschnittsbetrags von Zielstraßenmerkmalen, die dem Zielkartenbereich entsprechen.

Dabei kann unter einem „Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen“ ein Durchschnittsbetrag des Anteils von Straßenmerkmalen in einem normalen Straßenbild verstanden werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können mehrere normale Straßenbilder im Kartenbereich im Voraus durch das Kameramodul im Fahrzeug erfasst werden, wobei ein von den Straßenmerkmalen belegter normaler Anteil aus jedem normalen Straßenbild bestimmt wird, wobei abhängig von den einzelnen normalen Anteilen der Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die dem Kartenbereich entsprechen, ermittelt wird.
Das Bestimmen eines von den Straßenmerkmalen belegten normalen Anteils kann umfassen: Bestimmen eines Verhältnisses der von den Straßenmerkmalen belegten Pixel zu den Gesamtpixeln des normalen Straßenbilds als den von den Straßenmerkmalen belegte normale Anteil; oder Bestimmen eines Verhältnisses der den Straßenmerkmalen entsprechenden Fläche zur Gesamtfläche des normalen Straßenbildes als den von den Straßenmerkmalen belegten normalen Anteil.
Unter einem normalen Straßenbild kann ein Straßenbild verstanden werden, das erfasst wird, wenn sich keine anderen Objekte zur Verdeckung im Bildaufnahmebereich des Kameramoduls vorliegen und das Kameramodel nicht ausfällt. Unter einem Straßenmerkmal im normalen Straßenbild kann als ein im Idealzustand bestimmten Straßenmerkmal verstanden werden.
Schritt 2a: Bestimmen, abhängig von einem Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild, eines erkannten Betrags von Straßenmerkmalen, der dem Straßenbild entspricht.
Im vorliegenden Schritt kann der Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild direkt als der erkannte Betrag von Straßenmerkmalen, der dem Straßenbild entspricht, bestimmt werden; alternativ kann ein Wert, der durch Vorverarbeitung des Anteils des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild erhalten wird, als der erkannte Betrag von Straßenmerkmalen, der dem Straßenbild entspricht, bestimmt werden.
Mit dem vorliegenden Schritt kann der Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild bestimmt werden. Dieser Schritt umfasst spezifisch: das Bestimmen eines Verhältnisses der von dem ersten Straßenmerkmal belegten Pixel zu den Gesamtpixeln des Straßenbilds oder das Bestimmen eines Verhältnisses der dem ersten Straßenmerkmale entsprechenden Fläche zur Gesamtfläche des Straßenbildes als der Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild.
Schritt 3a: Bestimmen, abhängig von einer Größenbeziehung zwischen dem erkannten Betrag von Straßenmerkmalen und dem Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen, einer Positionierungsqualität für die erste Positionierungsstellung.
Der vorliegende Schritt kann spezifisch umfassen: Beurteilen, ob die Differenz zwischen dem Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen und erkannten Betrag von Straßenmerkmalen kleiner als eine voreingestellte Betragsdifferenz von Merkmalen ist; wenn ja, wird bestimmt, dass die Positionierungsqualität für die erste Positionierungsstellung gut ist; wenn nicht, wird bestimmt, dass die Positionierungsqualität für die erste Positionierungsstellung schlecht ist.
Beim vorliegenden Schritt können gemäß dem Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen unterschiedliche Intervalle vorab vorgesehen werden, wobei die unterschiedlichen Intervalle so vorgesehen werden, dass sie unterschiedlichen Positionierungsqualitätswerten entsprechen, wobei ein dem erkannten Straßenmerkmal entsprechender Zielpositionierungsqualitätswert abhängig von den unterschiedlichen Positionierungsqualitätswerten, die den unterschiedlichen Intervallen entsprechen, bestimmt werden kann. Auf diese Weise kann die Positionierungsqualität verfeinert und quantifiziert werden.
Wenn die Positionierungsstellung für die erste Positionierungspose gut ist, wird davon ausgegangen, dass im aktuellen Bilderfassungsbereich der Kamera keine Objekte zur Verdeckung vorliegen, das Bild mehr effektive Informationen enthält und die Effektivität der visuellen Positionierung besser ist. Wenn die Positionierungsstellung für die erste Positionierungspose schlecht ist, wird davon ausgegangen, dass im aktuellen Bilderfassungsbereich der Kamera ein Objekt zur Verdeckung vorliegen könnte, die Ausrüstung ausfallen könnte und das Bild weiniger effektive Informationen enthält und die Effektivität der visuellen Positionierung schlecht ist.
Zusammenfassend wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel abhängig von der Größenbeziehung zwischen den Straßenmerkmalen im Straßenbild und dem Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die dem Zielkartenbereich entsprechen, die Qualität der Straßenmerkmale im Straßenbild bewertet werden kann. Beispielsweise wird bewertet, ob ein Straßenbild verdeckt wird oder ob die Ausrüstung ausfällt und dergleichen, wodurch die Positionierungsqualität bewertet werden kann. Dies bietet einen reichhaltigeren Bewertungsindex für die Bewertung der visuellen Positionierung.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren basierend auf den vorstehenden Ausführungsbeispielen ferner umfassen kann:

Wenn die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsqualität kleiner als die voreingestellte Positionierungsqualität und die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsgenauigkeit kleiner als die voreingestellte Positionierungsgenauigkeit ist, kann bestimmt werden, dass die visuelle Positionierung basierend auf dem Straßenbild gut ist.
Zusammenfassend kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel abhängig von der Positionierungsqualität und der Positionierungsgenauigkeit der Effekt der visuellen Positionierung umfassend beurteilt werden und das Versagen der visuellen Positionierung genauer beurteilt werden, so dass die Vorrichtung beim Versagen der visuellen Positionierung ergreift, um die Stabilität der Fahrzeugpositionierung zu verbessern.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Schritt S110 „Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs“ folgende Schritte 1b bis 4b umfassen kann.
Schritt 1b: Bestimmen einer geschätzten Stellung des Fahrzeugs.
Beim Bestimmen der geschätzten Stellung des Fahrzeugs kann die geschätzte Stellung gemäß der letzten Positionierungsstellung des Fahrzeugs bestimmt werden. Beispielsweise kann die letzte Positionierungsstellung direkt als die geschätzte Stellung bestimmt werden. Alternativ kann eine Stellung, die durch eine voreingestellte Transformation der letzten Positionierungsstellung erhalten wird, als die geschätzte Stellung bestimmt werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Schritt „Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von dem Abgleichergebnis zwischen dem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und dem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs“ mit einer voreingestellten Frequenz ausgeführt werden.
Schritt 2b: Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen einem ersten Straßenmerkmal und einem zweiten Straßenmerkmal.
Beim Bestimmen des Referenzabbildungsfehlers im vorliegenden Schritt kann es auf einen der beiden in Schritt S120 bereitgestellten Abbildungsmodi Bezug genommen werden, wobei nach dem Abbilden des ersten Straßenmerkmals und des zweiten Straßenmerkmals auf dasselbe Koordinatensystem der Referenzabbildungsfehler zwischen den beiden Straßenmerkmalen bestimmt wird.
Schritt 3b: Verstellen der geschätzten Stellung des Fahrzeugs und Durchführen des Schritts 2b „Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen einem ersten Straßenmerkmal und einem zweiten Straßenmerkmal“, wenn der Referenzabbildungsfehler größer als ein voreingestellter Fehlerschwellenwert ist.
Wenn der Referenzabbildungsfehler größer als der voreingestellte Fehlerschwellenwert ist, wird davon ausgegangen, dass es immer noch eine große Differenz zwischen der geschätzten Stellung und der tatsächlichen Positionierungsstellung des Fahrzeugs besteht, wobei die Iteration fortgesetzt werden kann.
Schritt 4b: Bestimmen, abhängig von einer aktuellen geschätzten Stellung des Fahrzeugs, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs, wenn der der Referenzabbildungsfehler nicht größer als der voreingestellte Fehlerschwellenwert ist.
Wenn der Referenzabbildungsfehler nicht größer als der voreingestellte Fehlerschwellenwert ist, wird davon ausgegangen, dass die geschätzte Stellung der tatsächlichen Positionierungsstellung des Fahrzeugs sehr nahe ist, wobei die Positionierungsgenauigkeit die Anforderungen erfüllt hat.
Zusammenfassend wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Möglichkeit bereitgestellt, bei der basierend auf dem Abgleichergebnis zwischen dem Straßenmerkmal in dem Straßenbild und dem Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte die Positionierungsstellung des Fahrzeugs auf iterative Weise bestimmt wird, wodurch die Positionierungsstellung des Fahrzeug genauer bestimmt werden kann.
Beim Bestimmen des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild kann das Straßenbild in das Draufsicht-Koordinatensystem umgewandelt werden, um ein Bodenbild zu erhalten; das Bodenbild wird binarisiert, um ein verarbeitetes Bild zu erhalten; gemäß den Informationen in dem verarbeiteten Bild wird das Straßenmerkmal des Straßenbildes bestimmt.
Dabei kann das Bodenbild ein Graustufenbild sein. Beim Binarisieren des Bodenbilds kann das Otsu-Verfahren verwendet werden, um einen Pixelschwellenwert zur Unterscheidung der Vorder- und Hintergrundteile des Bodenbildes zu bestimmen. Abhängig von diesem bestimmen Pixelschwellenwert wird das Bodenbild binarisiert, um ein verarbeitetes Bild zu erhalten, das den Vordergrundteil enthält.
Wenn das Straßenmerkmal des Straßenbilds abhängig von den Informationen im verarbeiteten Bild bestimmt wird, kann das verarbeitete Bild direkt als ein Straßenmerkmal verwendet werden, oder können die relativen Positionsinformationen zwischen verschiedenen Markierungen im verarbeiteten Bild als ein Straßenmerkmal verwendet werden.
3 zeigt eine schematische Strukturansicht eines fahrzeugmontierten Terminals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das fahrzeugmontierte Terminal umfasst einen Prozessor 310 und eine Bilderfassungsvorrichtung 320. Dabei umfasst der Prozessor 310 ein Modul zum Erhalten von Merkmalen, ein Modul zum Bestimmen von Abbildungen, ein Modul zum Bestimmen von Bereichen und ein Modul zum Bestimmen von Genauigkeit. (in der Figur nicht gezeigt)
Die Bilderfassungsvorrichtung 320 wird verwendet, um Straßenbilder zu erfassen;
wobei das Modul zum Erhalten von Merkmalen verwendet ist, um eine erste Positionierungsstellung des Fahrzeugs durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal zu erhalten, und um gleichzeitig ein zweites Straßenmerkmal, das erfolgreich mit dem ersten Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wird, zu ermitteln;
wobei das Modul zum Bestimmen von Abbildungen verwendet ist, um einen ersten Abbildungsfehler zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal zu bestimmen;
wobei das Modul zum Bestimmen von Bereichen verwendet ist, um einen Zielkartenbereich, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, aus mehreren verschiedenen Kartenbereichen in der voreingestellten Karte zu bestimmen;
wobei das Modul zum Bestimmen von Genauigkeit verwendet ist, um abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler als eine Positionierungsgenauigkeit der ersten Positionierungsstellung zu bestimmen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel das Modul zum Bestimmen von Genauigkeit spezifisch dient zum:
Einsetzen des ersten Abbildungsfehlers cost in die folgende vorab erstellte Abbildungsfehlerfunktion g₀ im Zielkartenbereich, um mehrere Positionierungsfehler (Δx, Δy) zu lösen: $g_{0} (Δ x, Δ y) = a_{0} Δ x^{2} + b_{0} Δ x Δ y + c_{0} Δ y^{2} + d_{0} Δ x + e_{0} Δ y + f_{0}$
wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀, f₀ vorbestimmte Funktionskoeffizienten sind;
Bestimmen des maximalen Werts von durch die Lösung erhaltenen mehreren Positionierungsfehlern als einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler r; $r = \sqrt{x_{e r r}^{2} + y_{e r r}^{2}}$
wobei $x_{e r r} = \sqrt{C / A}, y_{e r r} = \sqrt{C / B},$
und $A = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (\sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$B = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (- \sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$C = 2 (a_{0} e_{0}^{2} + c_{0} d_{0}^{2} + (f_{0} - cost) b_{0}^{2} - 2 b_{0} d_{0} e_{0} - a_{0} c_{0} (f_{0} - cost)) .$
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Prozessor 310 basierend auf dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ferner ein Beziehungsherstellungsmodul (in der Figur nicht gezeigt), das verwendet wird, um eine Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich durch Durchführen der folgenden Vorgänge herzustellen:

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel das Beziehungsherstellungsmodul beim Durchführen von dem „Lösen der Abbildungsfehlerfunktion im Fall, dass der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt“ folgende Vorgänge durchführt:
Lösen der folgenden Minimalwertfunktion: $min_{a, b, c, d, e, ƒ} \sum_{Δ x, Δ y \in Ω} ‖ g (Δ x, Δ y) - MapMatching (p_{g t} + Δ p, I_{s e g}, I_{m a p}) ‖$
um a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀ zu erhalten, wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀, die nach dem Lösen erhalten sind, in g eingesetzt werden, um eine Funktion als Abbildungsfehlerfunktion zu erhalten;
wobei die Abbildungsfehlerfunktion g(Δx, Δy) , g(Δx, Δy)= aΔx² + bΔxΔy + cΔy² + dΔx + eΔy + f ist, wobei p_gt für die Standardpositionierungsstellung steht, wobei die Störgröße Δp = {Δx, Δy, 0}, Δx, Δy ∈ Ω ist, wobei Ω für den Zielkartenbereich steht, wobei I_seg für das Muster-Straßenmerkmal steht, wobei I_map für das dritte Straßenmerkmal steht, wobei MapMatching(p_gt + Δp, I_seg, I_map) für den gestörten Abbildungsfehler steht, der den mehreren gestörten Positionierungsstellungen P_gt + Δp entspricht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst basierend auf dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Prozessor 310 ferner:

ein Modul zum Bestimmen von Durchschnittsbeträgen (in der Figur nicht gezeigt), das verwendet wird, um nach dem Bestimmen des Zielkartenbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, einen Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen, die dem Zielkartenbereich entsprechen, abhängig von einem vorbestimmten Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die einzelnen Kartenbereichen entsprechen, zu bestimmen;
ein Modul zum Bestimmen von erkannten Beträgen (in der Figur nicht gezeigt), das verwendet wird, um abhängig von einem Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild, einen erkannten Betrag von Straßenmerkmalen, der dem Straßenbild entspricht, zu bestimmen;
ein Qualitätsbestimmungsmodul (in der Figur nicht gezeigt), das verwendet wird, um abhängig von einer Größenbeziehung zwischen dem erkannten Betrag von Straßenmerkmalen und dem Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen eine Positionierungsqualität für die erste Positionierungsstellung zu bestimmen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Prozessor 310 ferner umfasst:

ein Modul zum Bestimmen eines Versagens (in der Figur nicht gezeigt), das verwendet wird, um eine Positionierungsqualität und eine Positionierungsgenauigkeit, die einer voreingestellten Anzahl von aufeinanderfolgenden Straßenbildrahmen entsprechen, zu ermitteln, und um in Fall, dass die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsqualität kleiner als eine voreingestellte Positionierungsqualität und die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsgenauigkeit kleiner als eine voreingestellte Positionierungsgenauigkeit ist, ein Versagen der visuellen Positionierung basierend auf dem Straßenbild zu bestimmen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Prozessor 310 ferner ein visuelles Positionierungsmodul (in der Figur nicht gezeigt) umfasst, das zum Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs dient;
wobei das visuelle Positionierungsmodul spezifisch verwendet ist,
um eine geschätzte Stellung des Fahrzeugs zu bestimmen;
um abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs einen Referenzabbildungsfehler zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal zu bestimmen;
um die geschätzte Stellung des Fahrzeugs zu verstellen und den Schritt „Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal“ durchzuführen, wenn der Referenzabbildungsfehler größer als ein voreingestellter Fehlerschwellenwert ist;
um abhängig von einer aktuellen geschätzten Stellung des Fahrzeugs eine erste Positionierungsstellung des Fahrzeugs zu bestimmen, wenn der Referenzabbildungsfehler nicht größer als der voreingestellte Fehlerschwellenwert ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass basierend auf dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel das Modul zum Bestimmen von Abbildungen spezifisch dient zum:

Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von einer Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild, einer ersten Abbildungsposition, an der das erste Straßenmerkmal auf die voreingestellte Karte abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der ersten Abbildungsposition und einer Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten; oder
Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, einer zweiten Abbildungsposition, an der das zweite Straßenmerkmal auf ein Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild und der zweiten Abbildungsposition, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten.

Die Ausführungsbeispiele des Terminals und die Ausführungsbeispiele des in 1 gezeigten Verfahrens basieren auf demselben erfinderischen Konzept. Dabei können verwandte Teile aufeinander bezogen werden. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele des Terminals entsprechen den Ausführungsbeispielen des Verfahrens und weisen die gleiche technische Wirkung wie die Ausführungsbeispiele des Verfahrens auf. Bezüglich spezifischer Beschreibungen ist es auf die Ausführungsbeispiele des Verfahrens zu verweisen.
Der Durchschnittsfachmann kann verstehen, dass die Figur nur eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels darstellt, wobei die Module oder Prozesse in der Figur nicht unbedingt notwendig sind, um die vorliegende Erfindung zu implementieren.
Der Durchschnittsfachmann kann verstehen, dass die Module in der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer Vorrichtung gemäß der Beschreibung des Ausführungsbeispiels verteilt sein können, oder entsprechend geändert und somit in einer oder mehreren Vorrichtungen angeordnet werden können, die sich von der Vorrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheiden. Die Module des vorstehenden Ausführungsbeispiels können zu einem Modul zusammengefasst oder weiter in mehrere Untermodule unterteilt werden.
Schließlich ist anzugeben, dass die vorstehenden Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung anstelle Einschränkung der technischen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung dienen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben wurde, sollt der Durchschnittsfachmann versehen, dass er die technischen Ausgestaltungen der vorstehenden Ausführungsbeispiele immer noch modifizieren oder gleichwertige Ersetzungen für deren einige oder alle technischen Merkmale vornehmen kann. Diese Modifikationen oder Ersetzungen führen jedoch nicht dazu, dass das Wesen der entsprechenden technischen Ausgestaltungen vom Geist Umfang der technischen Ausgestaltungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abweicht.

Claims

Verfahren zur Selbstinspektion eines visuellen Positionierungseffekts, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs, und gleichzeitiges Ermitteln eines zweiten Straßenmerkmals, das erfolgreich mit dem ersten Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wird; Bestimmen eines ersten Abbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal; Bestimmen eines Zielkartenbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, aus mehreren verschiedenen Kartenbereichen in der voreingestellten Karte; Bestimmen, abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich, eines dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers als eine Positionierungsgenauigkeit der ersten Positionierungsstellung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt „Bestimmen, abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich, eines dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehlers“ umfasst: Einsetzen des ersten Abbildungsfehlers cost in die folgende vorab erstellte Abbildungsfehlerfunktion g₀ im Zielkartenbereich, um mehrere Positionierungsfehler (Δx, Δy) zu lösen: $g_{0} (Δ x, Δ y) = a_{0} Δ x^{2} + b_{0} Δ x Δ y + c_{0} Δ y^{2} + d_{0} Δ x + e_{0} Δ y + f_{0}$
wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀, f₀ vorbestimmte Funktionskoeffizienten sind; Bestimmen des maximalen Werts von durch die Lösung erhaltenen mehreren Positionierungsfehlern als einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler r; $r = \sqrt{x_{e r r}^{2} + y_{e r r}^{2}}$
wobei $x_{e r r} = \sqrt{C / A}, y_{e r r} = \sqrt{C / B},$
und $A = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (\sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$B = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (- \sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$C = 2 (a_{0} e_{0}^{2} + c_{0} d_{0}^{2} + (f_{0} - cost) b_{0}^{2} - 2 b_{0} d_{0} e_{0} - a_{0} c_{0} (f_{0} - cost)) .$
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen der Entsprechung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich dadurch erfolgt: Erhalten eines im Zielkartenbereich erfassten Muster-Straßenbilds und eines entsprechenden Muster-Straßenmerkmals sowie einer Standardpositionierungsstellung des Fahrzeugs, die dem Muster-Straßenbild entspricht, und Erhalten eines dritten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, das erfolgreich mit dem Muster-Straßenmerkmal abgeglichen ist; Erhalten, durch Hinzufügen mehrerer verschiedener Störgrößen zur Standardpositionierungsstellung, von mehreren gestörten Positionierungsstellungen; Bestimmen, abhängig von dem Muster-Straßenmerkmal und dem dritten Straßenmerkmal, eines gestörten Abbildungsfehlers, das den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entspricht, Lösen, basierend auf einer voreingestellten Abbildungsfehlerfunktion in Bezug auf den Positionierungsfehler im Zielkartenbereich, der Abbildungsfehlerfunktion, wenn der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt, so dass eine funktionale Beziehung zwischen dem Abbildungsfehler und dem Positionierungsfehler im Zielkartenbereich erhalten wird.
Hochpräzises Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt „Lösen der Abbildungsfehlerfunktion, wenn der Restfehler zwischen der Abbildungsfehlerfunktion und dem den mehreren gestörten Positionierungsstellungen entsprechenden gestörten Abbildungsfehler den minimalen Wert annimmt“ umfasst: Lösen der folgenden Minimalwertfunktion: $min_{a, b, c, d, e, ƒ} \sum_{Δ x, Δ y \in Ω} ‖ g (Δ x, Δ y) - MapMatching (p_{g t} + Δ p, I_{s e g}, I_{m a p}) ‖$
um a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀ zu erhalten, wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀ und f₀, die nach dem Lösen erhalten sind, in g eingesetzt werden, um eine Funktion als Abbildungsfehlerfunktion zu erhalten; wobei die Abbildungsfehlerfunktion g(Δx, Δy), g(Δx, Δy) = aΔx² + bΔxΔy + cΔy² + dAx + eΔy + f ist, wobei p_gt für die Standardpositionierungsstellung steht, wobei die Störgröße Δp = (Δx, Δy, 0}, Δx, Δy ∈ Ω ist, wobei Ω für den Zielkartenbereich steht, wobei I_seg für das Muster-Straßenmerkmal steht, wobei I_map für das dritte Straßenmerkmal steht, wobei MapMatching(p_gt + Δp, I_seg, I_map) für den gestörten Abbildungsfehler steht, der den mehreren gestörten Positionierungsstellungen p_gt + Δp entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Bestimmen des Zielbereichs, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, ferner umfasst: Bestimmen, abhängig von einem vorbestimmten Durchschnittsbetrag von Straßenmerkmalen, die einzelnen Kartenbereichen entsprechen, eines Durchschnittsbetrags von Zielstraßenmerkmalen, die dem Zielkartenbereich entsprechen; Bestimmen, abhängig von einem Anteil des ersten Straßenmerkmals in dem Straßenbild, eines erkannten Betrags von Straßenmerkmalen, der dem Straßenbild entspricht; Bestimmen, abhängig von einer Größenbeziehung zwischen dem erkannten Betrag von Straßenmerkmalen und dem Durchschnittsbetrag von Zielstraßenmerkmalen, einer Positionierungsqualität für die erste Positionierungsstellung.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: Ermitteln einer Positionierungsqualität und einer Positionierungsgenauigkeit, die einer voreingestellten Anzahl von aufeinanderfolgenden Straßenbildrahmen entsprechen; Bestimmen eines Versagens der visuellen Positionierung basierend auf dem Straßenbild, wenn die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsqualität kleiner als eine voreingestellte Positionierungsqualität und die der voreingestellten Anzahl von Straßenbildrahmen entsprechende Positionierungsgenauigkeit kleiner als eine voreingestellte Positionierungsgenauigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt „Erhalten, durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs“ umfasst: Bestimmen einer geschätzten Stellung des Fahrzeugs; Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal; Verstellen der geschätzten Stellung des Fahrzeugs und Durchführen des Schritts „Bestimmen, abhängig von der geschätzten Stellung des Fahrzeugs, eines Referenzabbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal“, wenn der Referenzabbildungsfehler größer als ein voreingestellter Fehlerschwellenwert ist; Bestimmen, abhängig von einer aktuellen geschätzten Stellung des Fahrzeugs, einer ersten Positionierungsstellung des Fahrzeugs, wenn der Referenzabbildungsfehler nicht größer als der voreingestellte Fehlerschwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt „Bestimmen eines ersten Abbildungsfehlers zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal“ umfasst: Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von einer Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild, einer ersten Abbildungsposition, an der das erste Straßenmerkmal auf die voreingestellte Karte abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der ersten Abbildungsposition und einer Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten; oder Berechnen, abhängig von der ersten Positionierungsstellung und von der Position des zweiten Straßenmerkmals in der voreingestellten Karte, einer zweiten Abbildungsposition, an der das zweite Straßenmerkmal auf ein Koordinatensystem, in dem sich das Straßenbild befindet, abgebildet ist; Berechnen eines Fehlers zwischen der Position des ersten Straßenmerkmals im Straßenbild und der zweiten Abbildungsposition, um einen ersten Abbildungsfehler zu erhalten.
Fahrzeugmontiertes Terminal, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Prozessor und eine Bilderfassungsvorrichtung umfasst, wobei der Prozessor ein Modul zum Erhalten von Merkmalen, ein Modul zum Bestimmen von Abbildungen, ein Modul zum Bestimmen von Bereichen und ein Modul zum Bestimmen von Genauigkeit umfasst; wobei die Bilderfassungsvorrichtung verwendet ist, um Straßenbilder zu erfassen; wobei das Modul zum Erhalten von Merkmalen verwendet ist, um eine erste Positionierungsstellung des Fahrzeugs durch ein Positionieren eines Fahrzeugs abhängig von einem Abgleichergebnis zwischen einem ersten Straßenmerkmal im Straßenbild und einem in einer voreingestellten Karte vordefinierten Straßenmerkmal zu erhalten, und um gleichzeitig ein zweites Straßenmerkmal, das erfolgreich mit dem ersten Straßenmerkmal in der voreingestellten Karte abgeglichen wird, zu ermitteln; wobei das Modul zum Bestimmen von Abbildungen verwendet ist, um einen ersten Abbildungsfehler zwischen dem ersten Straßenmerkmal und dem zweiten Straßenmerkmal zu bestimmen; wobei das Modul zum Bestimmen von Bereichen verwendet ist, um einen Zielkartenbereich, in dem sich die erste Positionierungsstellung befindet, aus mehreren verschiedenen Kartenbereichen in der voreingestellten Karte zu bestimmen; wobei das Modul zum Bestimmen von Genauigkeit verwendet ist, um abhängig von einer vorab hergestellten Entsprechung zwischen Abbildungsfehlern und Positionierungsfehlern im Zielkartenbereich einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler als eine Positionierungsgenauigkeit der ersten Positionierungsstellung zu bestimmen.
Fahrzeugmontiertes Terminal nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul zum Bestimmen von Genauigkeit spezifisch verwendet ist, um den ersten Abbildungsfehler cost in die folgende vorab erstellte Abbildungsfehlerfunktion g₀ im Zielkartenbereich einzusetzen, um mehrere Positionierungsfehler (Δx, Δy) zu lösen: $g_{0} (Δ x, Δ y) = a_{0} Δ x^{2} + b_{0} Δ x Δ y + c_{0} Δ y^{2} + d_{0} Δ x + e_{0} Δ y + f_{0}$
wobei a₀, b₀, c₀, d₀, e₀, f₀ vorbestimmte Funktionskoeffizienten sind; um den maximalen Wert von durch die Lösung erhaltenen mehreren Positionierungsfehlern als einen dem ersten Abbildungsfehler entsprechenden ersten Positionierungsfehler r zu bestimmen; $r = \sqrt{x_{e r r}^{2} + y_{e r r}^{2}}$
wobei $x_{e r r} = \sqrt{C / A}, y_{e r r} = \sqrt{C / B},$
und $A = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (\sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$B = (b_{0}^{2} - a_{0} c_{0}) (- \sqrt{{(a_{0} - c_{0})}^{2} + 4 b_{0}^{2}} - (a_{0} + c_{0}))$
$C = 2 (a_{0} e_{0}^{2} + c_{0} d_{0}^{2} + (f_{0} - cost) b_{0}^{2} - 2 b_{0} d_{0} e_{0} - a_{0} c_{0} (f_{0} - cost)) .$