EP4330628A1 - Vorbereiten von kartendaten zur effizienten weiterverarbeitung - Google Patents

Vorbereiten von kartendaten zur effizienten weiterverarbeitung

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Publication number
EP4330628A1
EP4330628A1 EP22720640.6A EP22720640A EP4330628A1 EP 4330628 A1 EP4330628 A1 EP 4330628A1 EP 22720640 A EP22720640 A EP 22720640A EP 4330628 A1 EP4330628 A1 EP 4330628A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segment
map data
track
segments
combined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22720640.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Elam Parithi Balasubramanian
Yue Yao
Benjamin Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP4330628A1 publication Critical patent/EP4330628A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804—Creation or updating of map data
    • G01C21/3807—Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • G01C21/3815—Road data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3863—Structures of map data

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for preparing map data.
  • the present invention further relates to a system for autonomous or semi-autonomous driving of a vehicle, as well as a method and a computer program product.
  • Modern vehicles have a variety of sensors (radar, lidar, camera, ultrasound, etc.) that provide information to a vehicle operator or a vehicle's control system.
  • the environment of the vehicle and objects in this environment are detected via such environment sensors.
  • a model of the vehicle environment can be generated and changes in this vehicle environment can be reacted to.
  • a driving function of the vehicle can be carried out partially or fully autonomously.
  • map data means, in particular, previously known information about lanes, lanes on these lanes and about objects in the surrounding area. This map data is then used as a basis for short and medium-term route planning, but also as a starting point for controlling a driving or driving assistance function.
  • the data formats used for the map data are often based on specified standards. Such standardization has advantages in terms of interchangeability, but can lead to an increase in the data volume required for the map data and to greater complexity in the arithmetic operations to be carried out.
  • a particular challenge lies in the preparation of the data in relation to a specific evaluation or use. Due to the fact that different operations (for example route planning, environment recognition, etc.) are to be made possible based on the same standardized data format, it is often necessary to use a fine-grained data structure necessary. This often leads to a large amount of data and places comparatively high demands on the processing hardware and/or software.
  • map data can be used in which a network of traffic routes is built up from adjacent segments of lane sections. There are several track sections in each segment. The segmentation is based on places where tracks are merged or split. Such a segmentation can lead to a large number of segments, which in turn can necessitate a complex calculation if the map data is to be used in short or medium-term route planning, in particular in connection with environmental sensor data. This is particularly relevant when high-frequency calculations or activations of a driving function, i.e. calculations or activations with a high update rate, are to be carried out.
  • high-resolution map data can be in Open Drive format.
  • the object of the present invention is to provide an approach for preparing map data that simplifies the further processing of the map data in an activation of a driving or driver assistance function.
  • the data should be prepared in such a way that further data processing can be carried out in an efficient manner.
  • the present invention relates in a first aspect to a device for preparing map data with: an input interface for receiving map data with information on a network of lanes for road users, the network being constructed from adjacent segments of lane sections and at least some of the segments each comprise a plurality of track sections, and it being defined for at least some of the track sections in which track section of an adjacent segment the respective track section is continued; an analysis unit for recognizing a lane closure segment having a closed lane portion which is not continued in an adjacent neighboring segment based on the map data; a combining unit for generating a combined segment from the recognized segment and the neighboring segment, the combined segment comprising a combined track section which is continued in a plurality of track sections of the neighboring segment; a network unit for generating prepared map data based on the combined segments; and an output unit for outputting the prepared map data to a processor unit of an autonomous or semi-autonomous vehicle.
  • the present invention relates to a system for the autonomous or semi-autonomous driving of a vehicle with: a device according to one of the preceding claims; and a processor unit for controlling a driving or driver assistance function of the vehicle based on an evaluation of the prepared map data.
  • aspects of the invention relate to a method designed according to the device for preparing map data and a computer program product with program code for carrying out the steps of the method when the program code is executed on a computer.
  • one aspect of the invention relates to a storage medium on which a computer program is stored which, when executed on a computer, causes the method described herein to be carried out.
  • map data is received that includes a network of lanes for road users.
  • the network is off contiguous segments. However, some of the segments are not continued in adjacent neighboring segments.
  • track sections that arise within a segment or end within a segment. In most cases, these track sections correspond to combinations of tracks or also track splits, for example at junctions. Situations in which, for example, a single lane leads to a further lane and a turning lane, therefore lead to a segment in which a turning lane is created, so to speak.
  • the various lane sections can be assigned to different road users, for example vehicles and pedestrians. In each segment there are several track sections that are not connected to each other. In particular, there are no connections between the track sections within a segment.
  • end-of-track segments are recognized, ie segments containing the track sections that are not continued in adjacent neighboring segments.
  • a track end segment is a segment in which at least one track section ends or begins. The segment therefore has more connection points on one side than on the other side. This can be due in particular to the fact that two tracks are merged within the segment or a track is divided. In other words, lane junctions or lane junctions are recognized. Then a merging of multiple segments is made by treating track merges and splits separately. Compared to direct processing of the map data, this significantly reduces the number of segments. This enables more efficient further processing, in particular in a processor unit for controlling a driving or driver assistance function of an autonomous or semi-autonomous vehicle.
  • the prepared map data enables a faster reaction to changing environmental circumstances. Precisely when rapid further processing or further processing with a high update rate is necessary, an efficiency gain can be achieved by using the prepared map data. On the one hand, the requirements the hardware used is reduced. On the other hand, the update frequency can be increased.
  • the input interface is designed to receive map data with an assignment of the lanes to classes of road users.
  • the device then includes a separating unit for separating the segments that are assigned to different classes of road users.
  • the analysis unit is designed to recognize the end-of-track segment in the separated segments.
  • the segments are separated in particular using or based on the classes.
  • new segments separated by classes are generated from segments that contain traces of different classes. For example, two new segments are created from a segment that contains traces of two classes.
  • the detection of the end-of-track segments is then continued within the separated segments.
  • the analysis unit is designed to recognize the end-of-track segment based on an analysis of a segment and segments adjacent to this segment.
  • a context ie an area surrounding the currently analyzed segment, can be considered when recognizing the end-of-track segment.
  • adjacent segments are evaluated and a check is made as to whether or not there are traces in them. A reliable detection of lane end segments is made possible.
  • the analysis unit is designed to recognize the end-of-track segment based on an analysis of the track sections in one segment and the track sections in segments adjacent to this segment. Additionally or alternatively, an analysis of track sections in the segment under consideration or in adjacent segments can be undertaken. Further context is considered insofar as to enable reliable detection of the lane closure segment.
  • the network unit is designed to assign a piece of identification information that is unique to a combined segment for each connection of a track section in the combined segment to an adjacent segment. Separate unique identification information is assigned to each connection in the generated data. Each connection within a segment therefore has unique identification information. In contrast to an identification of the tracks, which does not differentiate according to connections, a clear identification of each individual connection can be achieved. In the further processing of the prepared card data, this results in a further increase in efficiency, since this information has already been prepared.
  • the input interface is designed to receive the card data from a central office.
  • the map data can be received via a mobile data connection.
  • the input interface for receiving the map data is designed in an open drive format.
  • the up-to-dateness of the map data can be guaranteed by the transmission of current map data from a central office. Changes can be reacted to quickly. It is also possible for several road users to collect constantly updated data using a cloud approach, which is then transmitted back to the participants. An up-to-date database is guaranteed.
  • the Open Drive format is an open format specification for describing the logic of a road network. In particular, different layers are defined that contain the individual roads, segments and lanes. Interoperability can be achieved by using a standardized format as map data. In addition, access can be made to a larger and/or existing database.
  • the network unit is designed to generate the combined track section based on an application of a geometric function.
  • a polynomial curve is generated and an interpolation between further lanes is used in order to generate the combined lane section based thereon.
  • the track sections within a segment are generated by polynomial generation and/or connected to one another by interpolation so as to generate map data with mapped lane merges or lane splits.
  • the device is designed to periodically prepare and provide the prepared map data with a first update frequency.
  • the processor unit is designed to control the driving or driver assistance function with a second update frequency that is higher than the first update frequency.
  • the driving or driver assistance function is activated faster than new prepared map data is made available. Comparatively complex preparation of the map data means that the driving or driver assistance function of the vehicle can be activated quickly, i.e. with a high update rate.
  • map data is understood to mean a representation of an environment or an area with regard to roads, cycle paths, footpaths, etc.
  • Map data can be in any format.
  • a segment of track sections is a section of an area in which at least one track section is located.
  • a lane section is part of a lane for a road user.
  • a lane section can be, for example, a section or part of a road or sidewalk.
  • a section of a road comprises at least two lane sections, one for each direction.
  • a lane end segment is a segment in which there is at least one lane section that is not continued in an adjacent segment.
  • a track end segment includes, in particular, a merging of tracks or a separation of a track. In the segments, the individual tracks are not connected. Tracks can only be connected at segment boundaries.
  • An autonomous or semi-autonomous vehicle is a vehicle in which a computer unit provides at least part of a driving function.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system according to the invention for autonomous or semi-autonomous driving of a vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device according to the invention for preparing map data
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a system 10 according to the invention for driving a vehicle 12 autonomously or partially autonomously.
  • the system 10 includes a device 14 for preparing map data and a processor unit 16 for controlling a driving or driver assistance function of the vehicle 12.
  • the system 10 is integrated into the vehicle 12.
  • the representation is to be understood as a lateral sectional view of the vehicle 12 on a roadway.
  • a central office 18 is shown in FIG. 1, which can be embodied, for example, as a cloud server for transmitting map data to the device 14 .
  • FIG. 1 shows an environment sensor 20 which is attached to the vehicle 12 and is connected to the processor unit 16 , and another vehicle 22 which is located on the roadway in front of the vehicle 12 .
  • the environment sensor 20 can be a radar or lidar sensor, for example.
  • the vehicle 12 is an autonomous or semi-autonomous vehicle, with the processor unit 16 executing a driving function or a driver assistance function.
  • the processor unit 16 can plan a short and medium-term route execute and control the vehicle.
  • map data is usually updated regularly or called up regularly in updated form from a central office.
  • a mobile data connection can be used for this purpose.
  • the map data can be received in an Open Drive format, which represents a standard format for map data and is based on a hierarchical, layered structure.
  • Open Drive format represents a standard format for map data and is based on a hierarchical, layered structure.
  • a lane in which a vehicle or another road user is currently located is defined by specifying the lane, a segment in which this lane is located, and a road to which the segment is assigned.
  • individual tracks are not connected to one another within a segment.
  • lanes are merged or separated, for example in the case of a narrowing or widening of the lane, closed lane sections result.
  • the segment therefore has more connections on one side than on the other.
  • the data can only be used to a limited extent directly in route planning.
  • there are high demands on the processor performance during processing since comparatively complex calculations have to be carried out due to the large number of segments.
  • the preparation enables more efficient further processing, so that the driving or driver assistance function can be actuated by the processor unit 16 with a higher frequency or higher update rate.
  • This causes a quick reaction to changes in the surroundings of the vehicle 12, such as a braking operation of the other vehicle 22, which is detected by means of the surroundings sensor 20.
  • the vehicle 12 can perform a lane change when the other vehicle 22 brakes unexpectedly. This improves driving comfort.
  • dangers for everyone involved are reduced.
  • 2 schematically shows a device 14 according to the invention for preparing the map data.
  • the device 14 includes an input interface 24, an analysis unit 26, a combination unit 28, a network unit 30 and an output unit 32. In the exemplary embodiment shown, the device 14 also includes an (optional) separation unit 34.
  • the units and interfaces can be partial or be fully implemented in software and/or hardware. In particular, the units can be designed as processors, processor modules or also as software for a processor.
  • the device 14 can in particular be designed in the form of a control device or a central computer of an autonomous or semi-autonomous vehicle or as software for such a control device or such a central computer.
  • the map data can be present in particular in the open drive format, but also in another standardized format.
  • the map data can be received, for example, via a mobile communication connection from an Internet server or from a local memory.
  • the map data includes information about a network of lanes for different road users such as vehicles and pedestrians.
  • the network is made up of segments. Each segment includes at least one track section. A track section is directed, i.e. defined in its direction. A segment can, for example, comprise four lane sections, one lane section for vehicles in each direction and one lane section for pedestrians in each direction. In a segment it is defined in which track section of an adjacent segment the track section is continued.
  • a track end segment is a segment with a closed track section.
  • a completed track section is a track section that is not continued in an adjacent segment (Neighbor segment).
  • a track section ends or begins within a track closure segment. This can be the case if a track split or merge occurs within the segment. In the received map data this track splitting or merging is not shown. It is therefore only defined that there is a track section that is not continued in an adjacent segment. It is not defined how road users continue their way in this lane.
  • adjacent segments in particular can be taken into account, or also track sections in adjacent segments. As such, the context of the track portion and segment can be analyzed.
  • Combined segments are generated in the combination unit 28 based on the detected track closure segments.
  • a segment is merged with the relevant neighboring segment.
  • the combined segment produced comprises a combined track section which is connected to a plurality of track sections of the neighboring segment. To this extent, additional information is generated by means of which completed track sections can no longer occur in the combined segments.
  • the combined segments generated are combined and a new version of the map data is generated in the form of prepared map data.
  • the prepared map data includes fewer segments than the original map data. Reducing the number of segments simplifies further processing and reduces the hardware requirements.
  • unique identification information can be generated for the prepared map data, in particular for each connection of a track section.
  • the track sections in the combined segment can be identified by numbers. Further processing is simplified by using the unique identification information for this segment.
  • the network unit 30 it is also possible to use a geometric function to generate the combined track section.
  • generation by applying a polynomial or interpolation can be used.
  • separating unit 34 it is possible to separate the previously received segments before the end-of-track segment is detected. Separation of segments means dividing a segment into several segments. First, the number of segments is increased. Only in the combination unit 28 can the previously separated segments be combined again in order to generate the combined segment. By separating the segments, in particular separating the segments based on classes of road users, a further improved consideration of the context can be achieved. For example, lane sections associated with vehicles may be viewed in a first segment and lane sections associated with pedestrians and cyclists viewed in a second segment.
  • the prepared map data are then forwarded to the processor unit of a vehicle via the output unit 32 .
  • This prepared map data can then be used there as the basis for controlling a driving function.
  • lane sections 2, 1 and -1 are first considered (FIG. 3) and then lane sections -2 and -3 of the pedestrians are considered (FIG. 4).
  • segments A, B and C are separated based on the road user classes vehicles and pedestrians/cyclists.
  • Spurab sections 2, 1 and -1 as shown in Fig. 3, the segments B and C summarized next.
  • an imaginary track section is constructed, so to speak, in which the track sections 2 and 1 are connected.
  • the completed track section in segment B which is not continued in the adjacent segment A, is therefore recognized based on its context.
  • a combined new Segment B created.
  • the previous track section 2 is also continued in the adjacent segment A.
  • the procedure in FIG. 4 is similar for the lane sections assigned to the pedestrian/bicycle class.
  • the completed track section -3 in segment 3 is recognized.
  • the previous segments A and B will be merged into a new combined segment B.
  • FIG. 5 shows schematically that the newly created combined segments can be combined again to create the combined segment shown on the right-hand side in FIG. 5 .
  • the individual track sections within the combined segment can be generated by applying a geometric function. A missing part can therefore be created for each track section that has been completed so far, so that it can be connected to a further track section.
  • FIG. 5 shows that unique identification information is generated for each connection of a track section.
  • the connections are numbered from 1 to 8.
  • the combination of segments according to the invention and the combination of several segments to form a combined segment and the use of unique identification information for each connection of a track section in the combined segment allow further processing to take place more efficiently. In particular, it is possible to carry out short-term route planning with a higher update rate.
  • the method comprises steps of receiving S10 map data, recognizing S12 a trail end segment, generating S14 a combined segment, generating S16 prepared map data and outputting S18 the prepared map data.
  • the method can be implemented in particular special in the form of software on a processor of a vehicle or a vehicle control unit or a central computer vehicle is running. It goes without saying that the method can also be implemented as a smartphone app.
  • a computer program may be distributed together with and/or as part of flardware, for example via the Internet or via wired or wireless communication systems.
  • Reference system vehicle device processor unit central office environment sensor further vehicle input interface analysis unit combination unit network unit output unit separation unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (14) zum Vorbereiten von Kartendaten, mit: einer Eingangsschnittstelle (24) zum Empfangen von Kartendaten mit Informationen zu einem Netzwerk von Spuren für Verkehrsteilnehmer, wobei das Netzwerk aus aneinandergrenzenden Segmenten von Spurabschnitten aufgebaut ist und zumindest ein Teil der Segmente jeweils mehrere Spurabschnitte umfasst, und wobei für zumindest einen Teil der Spurabschnitte definiert ist, in welchem Spurabschnitt eines angrenzenden Segments der jeweilige Spurabschnitt fortgesetzt wird; einer Analyseeinheit (26) zum Erkennen eines Spurschlusssegments mit einem abgeschlossenen Spurabschnitt, der in einem angrenzenden Nachbarsegment nicht fortgesetzt wird, basierend auf den Kartendaten; einer Kombinationseinheit (28) zum Erzeugen eines kombinierten Segments aus dem erkannten Segment und dem Nachbarsegment, wobei das kombinierte Segment einen kombinierten Spurabschnitt umfasst, der in mehreren Spurabschnitten des Nachbarsegments fortgesetzt wird; einer Netzwerkeinheit (30) zum Erzeugen von vorbereiteten Kartendaten basierend auf den kombinierten Segmenten; und einer Ausgabeeinheit (32) zum Ausgeben der vorbereiteten Kartendaten an eine Prozessoreinheit (16) eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs (12). Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System (10) und ein Verfahren. Fig. 1

Description

Vorbereiten von Kartendaten zur effizienten Weiterverarbeitung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorbereiten von Kartendaten. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System zum autonomen oder teilauto nomen Führen eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren und ein Computerprogramm produkt.
Moderne Fahrzeuge (Autos, Lastwagen, Motorräder etc.) verfügen über eine Vielzahl von Sensoren (Radar, Lidar, Kamera, Ultraschall etc.), die einem Fahrzeugführer oder einem Steuersystem des Fahrzeugs Informationen zur Verfügung stellen. Über derartige Umgebungssensoren werden die Umgebung des Fahrzeugs und Objekte in dieser Umgebung (andere Fahrzeuge, Infrastrukturobjekte, Personen, bewegliche Objekte etc.) erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahr zeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumge bung reagiert werden. Insbesondere kann eine Fahrfunktion des Fahrzeugs teil- oder vollautonom ausgeführt werden.
Zusätzlich zu Sensordaten basieren die Auswerte- und Steueralgorithmen dabei zu meist auch auf Kartendaten. Unter Kartendaten verstehen sich dabei insbesondere vorbekannte Informationen zu Fahrbahnen, Spuren auf diesen Fahrbahnen sowie zu Objekten in der Umgebung. Diese Kartendaten werden dann als Grundlage für die kurz- und mittelfristige Routenplanung, aber auch als Ausgangspunkt für die Ansteu erung einer Fahr- oder Fahrassistenzfunktion verwendet.
Die für die Kartendaten verwendeten Datenformate sind oft nach vorgegebenen Standards aufgebaut. Eine derartige Standardisierung hat Vorteile in Bezug auf die Austauschbarkeit, kann jedoch zu einer Vergrößerung des benötigen Datenvolumens für die Kartendaten sowie zu einer höheren Komplexität der durchzuführenden Re chenoperationen führen. Eine Herausforderung liegt insbesondere in der Vorberei tung der Daten in Bezug auf eine spezifische Auswertung bzw. Verwendung. Dadurch, dass unterschiedliche Operationen (beispielsweise Routenplanung, Um felderkennung etc.) basierend auf demselben standardisierten Datenformat ermög licht werden sollen, ist oft die Verwendung einer feingranularen Datenstruktur notwendig. Dies führt oft zu einer großen Datenmenge und bedingt vergleichsweise hohe Anforderungen an die verarbeitende Hard- und/oder Software.
Beispielsweise können Kartendaten verwendet werden, bei denen ein Netzwerk von Verkehrswegen aus aneinandergrenzenden Segmenten von Spurabschnitten aufge baut ist. In jedem Segment finden sich mehrere Spurabschnitte. Die Segmentierung erfolgt anhand von Stellen, an denen Spuren zusammengeführt oder aufgeteilt wer den. Eine derartige Segmentierung kann zu einer großen Anzahl von Segmenten führen, die dann wiederum eine aufwändige Berechnung erforderlich machen kann, wenn die Kartendaten in der kurz- oder mittelfristigen Routenplanung, insbesondere im Zusammenhang mit Umgebungssensordaten, verwendet werden sollen. Dies ist besonders dann relevant, wenn hochfrequente Berechnungen oder Ansteuerungen einer Fahrfunktion, also Berechnungen oder Ansteuerungen mit hoher Aktualisie rungsrate, vorgenommen werden sollen. Beispielsweise können hochauflösende Kar tendaten im Open Drive Format vorliegen.
Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum Vorbereiten von Kartendaten bereitzustellen, durch den die Weiterverarbeitung der Kartendaten in einer Ansteuerung einer Fahr- oder Fahrerassistenzfunktion ver einfacht wird. Insbesondere soll eine Vorbereitung der Daten derart ermöglicht wer den, dass die weitere Datenverarbeitung in effizienter Weise vorgenommen werden kann.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Vorbereiten von Kartendaten mit: einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Kartendaten mit Informatio nen zu einem Netzwerk von Spuren für Verkehrsteilnehmer, wobei das Netzwerk aus aneinandergrenzenden Segmenten von Spurabschnitten aufgebaut ist und zumin dest ein Teil der Segmente jeweils mehrere Spurabschnitte umfasst, und wobei für zumindest einen Teil der Spurabschnitte definiert ist, in welchem Spurabschnitt eines angrenzenden Segments der jeweilige Spurabschnitt fortgesetzt wird; einer Analyseeinheit zum Erkennen eines Spurschlusssegments mit einem ab geschlossenen Spurabschnitt, der in einem angrenzenden Nachbarsegment nicht fortgesetzt wird, basierend auf den Kartendaten; einer Kombinationseinheit zum Erzeugen eines kombinierten Segments aus dem erkannten Segment und dem Nachbarsegment, wobei das kombinierte Segment einen kombinierten Spurabschnitt umfasst, der in mehreren Spurabschnitten des Nachbarsegments fortgesetzt wird; einer Netzwerkeinheit zum Erzeugen von vorbereiteten Kartendaten basierend auf den kombinierten Segmenten; und einer Ausgabeeinheit zum Ausgeben der vorbereiteten Kartendaten an eine Prozessoreinheit eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum autono men oder teilautonomen Führen eines Fahrzeugs mit: einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche; und einer Prozessoreinheit zum Ansteuern einer Fahr- oder Fahrerassistenzfunk tion des Fahrzeugs basierend auf einer Auswertung der vorbereiteten Kartendaten.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein der Vorrichtung entsprechend ausgebil detes Verfahren zum Vorbereiten von Kartendaten sowie ein Computerprogrammpro dukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird. Zudem betrifft ein Aspekt der Erfindung ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin be schriebenen Verfahrens bewirkt.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Vorrichtung, das System, das Verfahren und das Computerprogrammprodukt ent sprechend den für die Vorrichtung und das System in den abhängigen Ansprüchen definierten Ausgestaltungen ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass Kartendaten empfangen werden, die ein Netzwerk von Spuren für Verkehrsteilnehmer umfassen. Das Netzwerk ist aus aneinandergrenzenden Segmenten aufgebaut. Einige der Segmente werden jedoch in angrenzenden Nachbarsegmenten nicht fortgesetzt. In anderen Worten gibt es Spurabschnitte, die innerhalb eines Segments entstehen bzw. innerhalb eines Seg ments enden. Diese Spurabschnitte entsprechen in den meisten Fällen Zusammen führungen oder auch Auftrennungen von Spuren, beispielsweise an Abzweigungen. Situationen, in denen beispielsweise aus einer einzelnen Spur eine weiterführende Spur und eine Abbiegespur hervorgehen, führen also zu einem Segment, in dem eine Abbiegespur sozusagen entsteht. Die verschiedenen Spurabschnitte können dabei unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern zugeordnet sein, beispielsweise Fahr zeugen und Fußgängern. In jedem Segment finden sich mehrere Spurabschnitte, die untereinander nicht verbunden sind. Insbesondere gibt es keine Verbindungen zwi schen den Spurabschnitten innerhalb eines Segments.
Erfindungsgemäß werden Spurschlusssegmente erkannt, also Segmente die Spur abschnitte enthalten, die in angrenzenden Nachbarsegmenten nicht fortgesetzt wer den. Ein Spurschlusssegment ist ein Segment, in dem zumindest ein Spurabschnitt endet bzw. beginnt. Das Segment hat also auf einer Seite mehr Anschlussstellen als auf der anderen Seite. Dies kann insbesondere dadurch begründet sein, dass inner halb des Segments zwei Spuren zusammengeführt werden oder eine Spur geteilt wird. Es werden also in anderen Worten Spurzusammenführungen oder Spurabzwei gungen erkannt. Dann wird eine Zusammenfassung mehrerer Segmente vorgenom men, indem Spurzusammenführungen und Aufspaltungen separat behandelt werden. Im Vergleich zu einer direkten Verarbeitung der Kartendaten wird die Anzahl an Seg menten hierdurch deutlich reduziert. Dies ermöglicht eine effizientere Weiterverarbei tung, insbesondere in einer Prozessoreinheit zum Ansteuern einer Fahr- oder Fahrer assistenzfunktion eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs. Insbesondere kann durch die Reduktion der Anzahl an Segmenten eine effizientere Verarbeitung erfolgen, sodass eine höhere Aktualisierungsrate bzw. eine Einsparung an Pro zessorressourcen ermöglicht wird. Die vorbereiteten Kartendaten ermöglichen in an deren Worten eine schnellere Reaktion auf sich ändernde Umgebungsumstände. Ge rade wenn eine schnelle Weiterverarbeitung bzw. eine Weiterverarbeitung mit hoher Aktualisierungsrate notwendig ist, kann durch die Verwendung der vorbereiteten Kar tendaten ein Effizienzgewinn erzielt werden. Einerseits werden die Anforderungen an die verwendete Hardware verringert. Andererseits kann die Aktualisierungsfrequenz erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Kartendaten mit einer Zuordnung der Spuren zu Klassen von Verkehrsteilnehmern ausgebildet. Die Vorrichtung umfasst dann eine Trenneinheit zum Separieren der Segmente, die verschiedenen Klassen von Verkehrsteilnehmern zugeordnet sind.
Die Analyseeinheit ist zum Erkennen des Spurschlusssegments in den separierten Segmenten ausgebildet. Das Separieren der Segmente erfolgt insbesondere anhand der bzw. basierend auf den Klassen. Es werden also aus Segmenten, die Spuren verschiedener Klassen enthalten, jeweils nach Klassen getrennte neue Segmente er zeugt. Aus einem Segment, das Spuren zweier Klassen enthält, werden beispiels weise zwei neue Segmente erzeugt. Dann wird innerhalb der separierten Segmente mit der Erkennung der Spurschlusssegmente fortgefahren. Durch die Separierung der Segmente kann eine weitere Steigerung der Effizienz dadurch erreicht werden, dass eine separate Betrachtung für die jeweiligen Klassen bei der Ansteuerung der Fahr- oder Fahrerassistenzfunktion erfolgen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Analyseeinheit zum Erkennen des Spur schlusssegments basierend auf einer Analyse eines Segments und diesem Segment benachbarter Segmente ausgebildet. Insbesondere kann bei der Erkennung des Spurschlusssegments ein Kontext, also eine Umgebung des aktuell analysierten Segments, betrachtet werden. Insbesondere werden benachbarte Segmente ausge wertet und es wird überprüft, ob sich Spuren darin wiederfinden oder nicht. Eine zu verlässige Erkennung von Spurschlusssegmenten wird ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Analyseeinheit zum Erkennen des Spur schlusssegments basierend auf einer Analyse der Spurabschnitte in einem Segment und der Spurabschnitte in diesem Segment benachbarten Segmenten ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann eine Analyse von Spurabschnitten in dem betrachte ten Segment oder in benachbarten Segmenten vorgenommen werden. Es wird inso weit weiterer Kontext betrachtet, um eine zuverlässige Erkennung des Spurschluss segments zu ermöglichen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Netzwerkeinheit zum Zuordnen jeweils ei ner für ein kombiniertes Segment eindeutigen Identifizierungsinformation für jeden Anschluss eines Spurabschnitts in dem kombinierten Segment an ein benachbartes Segment ausgebildet. In den erzeugten Daten wird jedem Anschluss eine separate eindeutige Identifizierungsinformation zugeordnet. Jeder Anschluss innerhalb eines Segments hat also eine eindeutige Identifizierungsinformation. Im Gegensatz zu ei ner Identifizierung der Spuren, die nicht nach Anschlüssen unterscheidet, kann dem nach eine eindeutige Identifizierung jedes einzelnen Anschlusses erreicht werden. In der Weiterverarbeitung der vorbereiteten Kartendaten bewirkt dies eine weitere Stei gerung der Effizienz, da diese Information bereits vorbereitet ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen der Kartendaten von einer Zentralstelle ausgebildet. Insbesondere können die Kartenda ten über eine Mobildatenverbindung empfangen werden. Zusätzlich oder alternativ ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen der Kartendaten in einem Open-Drive-For- mat ausgebildet. Durch die Übermittlung aktueller Kartendaten von einer Zentralstelle kann die Aktualität der Kartendaten gewährleistet werden. Auf Änderungen kann schnell reagiert werden. Zudem ist es möglich, dass mittels eines Cloud-Ansatzes mehrere Verkehrsteilnehmer ständig aktualisierte Daten sammeln, die dann wiede rum an die Beteiligten zurückübermittelt werden. Ein aktueller Datenbestand ist ge währleistet. Das Open-Drive-Format ist eine offene Formatspezifikation zur Beschrei bung der Logik eines Straßennetzes. Insbesondere sind verschiedene Schichten de finiert, die die einzelnen Straßen, Segmente und Spuren enthalten. Durch die Ver wendung eines standardisierten Formats als Kartendaten kann eine Interoperabilität erreicht werden. Zudem kann auf einen größeren und/oder bereits vorhandenen Da tenbestand zurückgegriffen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Netzwerkeinheit zum Erzeugen des kom binierten Spurabschnitts basierend auf einer Anwendung einer geometrischen Funk tion ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass eine Polynom-Kurve erzeugt wird und eine Interpolation zwischen weiteren Fahrbahnen verwendet wird, um darauf ba sierend den kombinierten Spurabschnitt zu erzeugen. Es werden mit anderen Worten also die Spurabschnitte innerhalb eines Segments durch eine Polynom -Erzeugung und/oder durch eine Interpolation miteinander verbunden, um so Kartendaten mit ab gebildeten Spurzusammenführungen oder Spurauftrennungen zu erzeugen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Systems ist die Vorrichtung zum periodi schen Vorbereiten und Bereitstellen der vorbereiteten Kartendaten mit einer ersten Aktualisierungsfrequenz ausgebildet. Die Prozessoreinheit ist zum Ansteuern der Fahr- oder Fahrerassistenzfunktion mit einer zweiten Aktualisierungsfrequenz ausge bildet, die höher als die erste Aktualisierungsfrequenz ist. In anderen Worten wird also die Fahr- oder Fahrerassistenzfunktion schneller angesteuert als neue vorberei tete Kartendaten zur Verfügung gestellt werden. Durch eine vergleichsweise aufwän dige Vorbereitung der Kartendaten kann die Ansteuerung der Fahr- oder Fahreras sistenzfunktion des Fahrzeugs schnell, also mit hoher Aktualisierungsrate, erfolgen.
Hierin wird unter Kartendaten eine Repräsentation einer Umgebung bzw. eines Ge biets im Hinblick auf Straßen, Radwege, Fußwege etc. verstanden. Kartendaten kön nen dabei in einem beliebigen Format vorliegen. Unter einem Segment von Spurab schnitten versteht sich ein Ausschnitt eines Gebiets, in dem sich mindestens ein Spurabschnitt befindet. Ein Spurabschnitt ist ein Teil einer Spur für einen Verkehrs teilnehmer. Ein Spurabschnitt kann beispielsweise ein Abschnitt bzw. ein Teil einer Straße oder eines Bürgersteigs sein. Insbesondere umfasst beispielsweise ein Ab schnitt einer Straße mindestens zwei Spurabschnitte, jeweils einen für beide Richtun gen. Ein Spurschlusssegment ist ein Segment, in dem sich zumindest ein Spurab schnitt befindet, der in einem angrenzenden Segment nicht weitergeführt wird. Ein Spurschlusssegment umfasst insoweit insbesondere eine Zusammenführung von Spuren oder eine Auftrennung einer Spur. In den Segmenten sind die einzelnen Spu ren nicht verbunden. Eine Verbindung von Spuren kann nur an Grenzen von Seg menten erfolgen. Ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug ist ein Fahrzeug, bei dem eine Computereinheit zumindest einen Teil einer Fahrfunktion bereitstellt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläu tert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum autonomen oder teilautonomen Führen eines Fahrzeugs;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vorbereiten von Kartendaten;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Erzeugung eines kombinierten Seg ments;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Erzeugung eines kombinierten Seg ments bei separierten Segmenten;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Erzeugens eines kombinierten Seg ments; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In der Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 zum autonomen oder teilautonomen Führen eines Fahrzeugs 12 dargestellt. Das System 10 umfasst eine Vorrichtung 14 zum Vorbereiten von Kartendaten sowie eine Prozessorein heit 16 zum Ansteuern einer Fahr- oder Fahrerassistenzfunktion des Fahrzeugs 12. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das System 10 in das Fahrzeug 12 inte griert. Die Darstellung ist als seitliche Schnittansicht auf das Fahrzeug 12 auf einer Fahrbahn zu verstehen. Weiterhin ist in der Fig. 1 eine Zentralstelle 18 dargestellt, die beispielsweise als Cloud-Server zum Übermitteln von Kartendaten an die Vorrich tung 14 ausgebildet sein kann. Zuletzt zeigt die Fig. 1 einen Umgebungssensor 20, der an dem Fahrzeug 12 angebracht ist und mit der Prozessoreinheit 16 verbunden ist, sowie ein weiteres Fahrzeug 22, das sich auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug 12 befindet. Der Umgebungssensor 20 kann beispielsweise ein Radar- oder Lidar-Sen- sor sein.
Das Fahrzeug 12 ist ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug, wobei die Prozes soreinheit 16 eine Fahrfunktion oder eine Fahrerassistenzfunktion ausführt. Insbe sondere kann die Prozessoreinheit 16 eine kurz- und mittelfristige Routenplanung ausführen und das Fahrzeug steuern. Um eine derartige Funktion auszuführen, ist es notwendig, auf hochauflösende Karten der Umgebung zurückgreifen zu können. Der artige Kartendaten werden zumeist regelmäßig aktualisiert bzw. regelmäßig in aktua lisierter Form von einer Zentralstelle abgerufen. Flierzu kann beispielsweise eine Mo bildatenverbindung verwendet werden.
Die Kartendaten können insbesondere in einem Open-Drive-Format empfangen wer den, das ein Standardformat für Kartendaten darstellt und auf einem hierarchischen, schichtweisen Aufbau basiert. Dabei sind jeweils separate Schichten für Straßen, Segmente dieser Straßen und Spuren innerhalb der Segmente vorgesehen. Eine Spur, auf der sich aktuell ein Fahrzeug oder ein anderer Verkehrsteilnehmer befindet, ist insoweit durch eine Angabe der Spur, eines Segments, in dem sich diese Spur be findet, sowie einer Straße, der das Segment zugeordnet ist, definiert. Im Open-Drive- Format sind innerhalb eines Segments einzelne Spuren nicht miteinander verbun den. Wenn Spuren zusammengeführt oder getrennt werden, beispielsweise im Falle einer Fahrbahnverengung oder Aufweitung, ergeben sich abgeschlossene Spurab schnitte. Das Segment hat also auf einer Seite mehr Anschlüsse als auf der anderen. Die Daten sind insoweit nur begrenzt direkt in der Routenplanung verwendbar. Zu dem ergeben sich hohe Anforderungen an die Prozessorleistung bei der Verarbei tung, da aufgrund einer hohen Anzahl an Segmenten vergleichsweise komplexe Be rechnungen durchzuführen sind.
Um die Berechnung zu vereinfachen bzw. effizient ausführbar zu machen, wird ge mäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, eine Vorbereitung der Kartendaten vor der weiteren Verwendung in der Prozessoreinheit vorzunehmen. Durch die Vor bereitung wird insbesondere eine effizientere Weiterverarbeitung möglich, sodass die Ansteuerung der Fahr- oder Fahrerassistenzfunktion durch die Prozessoreinheit 16 mit einer höheren Frequenz bzw. höheren Aktualisierungsrate ausgeführt werden kann. Dies bewirkt, dass auf Änderungen in der Umgebung des Fahrzeugs 12, wie beispielsweise einen Bremsvorgang des weiteren Fahrzeugs 22, der mittels des Um gebungssensors 20 wahrgenommen wird, schnell reagiert wird. Beispielsweise kann das Fahrzeug 12 einen Spurwechsel ausführen, wenn das weitere Fahrzeug 22 un erwartet bremst. Hierdurch wird der Fahrkomfort verbessert. Zudem werden Gefah ren für alle Beteiligten reduziert. Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zum Vorbereiten der Kartendaten. Die Vorrichtung 14 umfasst eine Eingangsschnittstelle 24, eine Analy seeinheit 26, eine Kombinationseinheit 28, eine Netzwerkeinheit 30 sowie eine Aus gabeeinheit 32. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 14 wei terhin eine (optionale) Trenneinheit 34. Die Einheiten und Schnittstellen können teil weise oder vollständig in Soft- und/oder in Hardware umgesetzt sein. Insbesondere können die Einheiten als Prozessor, Prozessormodule oder auch als Software für ei nen Prozessor ausgebildet sein. Die Vorrichtung 14 kann insbesondere in Form ei nes Steuergeräts oder eines Zentralrechners eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs bzw. als Software für ein derartiges Steuergerät bzw. einen derartigen Zentralrechner ausgebildet sein.
Über die Eingangsschnittstelle 24 werden Kartendaten empfangen. Die Kartendaten können insbesondere im Open-Drive-Format, aber auch in einem anderen standardi sierten Format vorliegen. Die Kartendaten können beispielsweise über eine Mobil kommunikationsverbindung von einem Internetserver oder auch von einem lokalen Speicher empfangen werden. Die Kartendaten umfassen Informationen zu einem Netzwerk von Spuren für verschiedene Verkehrsteilnehmer wie Fahrzeuge und Fuß gänger. Das Netzwerk setzt sich dabei aus Segmenten zusammen. Jedes Segment umfasst mindestens einen Spurabschnitt. Ein Spurabschnitt ist gerichtet, also in sei ner Richtung definiert. Ein Segment kann beispielsweise vier Spurabschnitte umfas sen, jeweils einen Spurabschnitt für Fahrzeuge in beide Richtungen sowie jeweils ei nen Spurabschnitt für Fußgänger in beide Richtungen. In einem Segment ist defi niert, in welchem Spurabschnitt eines angrenzenden Segments der Spurabschnitt fortgesetzt wird.
In der Analyseeinheit 26 wird basierend auf den Kartendaten festgestellt, welche Segmente sogenannte Spurschlusssegmente sind. Ein Spurschlusssegment ist da bei ein Segment mit einem abgeschlossenen Spurabschnitt. Ein abgeschlossener Spurabschnitt ist ein Spurabschnitt, der in einem benachbarten Segment (Nachbar segment) nicht fortgesetzt wird. Ein Spurabschnitt endet bzw. beginnt also innerhalb eines Spurschlusssegments. Dies kann der Fall sein, wenn innerhalb des Segments eine Spurteilung oder -Zusammenführung erfolgt. In den empfangenen Kartendaten ist diese Spurteilung bzw. -Zusammenführung nicht abgebildet. Es ist also lediglich definiert, dass ein Spurabschnitt vorliegt, der in einem benachbarten Segment nicht weitergeführt wird. Es ist nicht definiert, wie Verkehrsteilnehmer in dieser Spur ihren Weg fortsetzen. Bei der Erkennung des Spurschlusssegments in der Analyseeinheit 26 können insbesondere benachbarte Segmente berücksichtigt werden oder auch Spurabschnitte in benachbarten Segmenten. Insoweit kann der Kontext des Spurab schnitts und des Segments analysiert werden.
In der Kombinationseinheit 28 werden basierend auf den erkannten Spurschlussseg menten kombinierte Segmente erzeugt. Insbesondere wird ein Segment mit dem je weiligen Nachbarsegment zusammengelegt. Dabei wird für das Spurschlusssegment bzw. den abgeschlossenen Spurabschnitt in dem Spurschlusssegment festgelegt, in welcher Spur des Nachbarsegments dieser Spurabschnitt fortgesetzt wird. Das er zeugte kombinierte Segment umfasst insbesondere einen kombinierten Spurab schnitt, der an mehrere Spurabschnitte des Nachbarsegments angeschlossen ist. In soweit wird eine Zusatzinformation erzeugt, durch die abgeschlossene Spurab schnitte in den kombinierten Segmenten nicht mehr Vorkommen können.
In der Netzwerkeinheit 30 werden die erzeugten kombinierten Segmente zusammen gefasst und eine neue Version der Kartendaten in Form von vorbereiteten Kartenda ten erzeugt. Die vorbereiteten Kartendaten umfassen dabei weniger Segmente als die ursprünglichen Kartendaten. Durch die Verringerung der Anzahl an Segmenten wird die weitere Verarbeitung vereinfacht bzw. werden die Anforderungen an die Hardware verringert.
In der Netzwerkeinheit 30 kann für die vorbereiteten Kartendaten insbesondere für jeden Anschluss eines Spurabschnitts eine eindeutige Identifizierungsinformation er zeugt werden. Beispielsweise können die Spurabschnitte in dem kombinierten Seg ment durch Zahlen identifiziert werden. Durch die Verwendung der eindeutigen Iden tifizierungsinformation für dieses Segment wird die weitere Verarbeitung vereinfacht.
In der Netzwerkeinheit 30 ist es zudem möglich, für die Erzeugung des kombinierten Spurabschnitts auf eine Anwendung einer geometrischen Funktion zurückzugreifen. Insbesondere kann eine Erzeugung durch ein Anlegen eines Polynoms oder eine In terpolation verwendet werden.
In der (optionalen) Trenneinheit 34 ist es möglich, vor der Erkennung des Spur schlusssegments die zuvor empfangenen Segmente zu separieren. Eine Separie rung von Segmenten bedeutet dabei ein Aufteilen eines Segments in mehrere Seg mente. Zunächst wird die Anzahl der Segmente also erhöht. Erst in der Kombina tionseinheit 28 können dann die zuvor aufgetrennten Segmente wieder zusammen gefasst werden, um das kombinierte Segment zu erzeugen. Durch die Separierung der Segmente, insbesondere die Separierung der Segmente anhand von Klassen von Verkehrsteilnehmern, kann eine weiter verbesserte Berücksichtigung des Kon texte erreicht werden. Beispielsweise können Spurabschnitte, die Fahrzeugen zuge ordnet sind, in einem ersten Segment betrachtet werden und Spurabschnitte, die Fußgängern und Radfahrern zugeordnet sind, in einem zweiten Segment betrachtet werden.
Über die Ausgabeeinheit 32 werden die vorbereiteten Kartendaten dann an die Pro zessoreinheit eines Fahrzeugs weitergeleitet. Dort können diese vorbereiteten Kar tendaten dann als Basis für die Ansteuerung einer Fahrfunktion verwendet werden.
In den Fig. 3, 4 und 5 ist schematisch dargestellt, dass fehlende Verbindungen inner halb des Netzwerks an Spuren, die aufgrund von Spurenzusammenführungen und Spurentrennungen zustande kommen, basierend auf einer Analyse von Kontextinfor mationen vorgenommen werden.
Im dargestellten Beispiel werden zunächst die Spurabschnitte 2, 1 und -1 betrach tet (Fig. 3) und im Anschluss dann die Spurabschnitte -2 und -3 der Fußgänger be trachtet (Fig. 4). Insoweit werden die Segmente A, B und C anhand der Verkehrsteil nehmerklassen Fahrzeuge und Fußgänger/Radfahrer separiert. Für die Spurab schnitte 2, 1 und -1 werden, wie in der Fig. 3 dargestellt, die Segmente B und C zu nächst zusammengefasst. Dabei wird sozusagen ein imaginärer Spurabschnitt kon struiert, bei dem die Spurabschnitte 2 und 1 verbunden werden. Der abgeschlossene Spurabschnitt in Segment B, der in dem angrenzenden Segment A nicht fortgesetzt wird, wird also anhand seines Kontexts erkannt. Dann wird ein kombiniertes neues Segment B erzeugt. Im neuen Segment B wird der bisherige Spurabschnitt 2 im be nachbarten Segment A ebenfalls fortgesetzt.
In entsprechender Weise wird in der Fig. 4 für die der Klasse Fußgänger/Fahrradfah rer zugeordneten Spurabschnitte vorgegangen. Der abgeschlossene Spurab schnitt -3 in Segment 3 wird erkannt. Die bisherigen Segmente A und B werden zu einem neuen kombinierten Segment B zusammengefasst.
In der Fig. 5 ist schematisch dargestellt, dass die neu erzeugten kombinierten Seg mente erneut kombiniert werden können, um das auf der rechten Seite in der Fig. 5 dargestellte kombinierte Segment zu erzeugen. Die einzelnen Spurabschnitte inner halb des kombinierten Segments können dabei durch Anwenden einer geometri schen Funktion erzeugt werden. Es kann also für jeden bisher abgeschlossenen Spurabschnitt ein fehlender Teil zum Anschließen an einen weiteren Spurabschnitt erzeugt werden.
Weiterhin ist in der Fig. 5 dargestellt, dass für jeden Anschluss eines Spurabschnitts eine eindeutige Identifizierungsinformation erzeugt wird. Im dargestellten Beispiel werden die Anschlüsse von 1 bis 8 durchnummeriert. Durch die erfindungsgemäße Kombination von Segmenten und Zusammenfassung mehrerer Segmente zu einem kombinierten Segment sowie auch durch die Verwendung einer eindeutigen Identifi zierungsinformation für jeden Anschluss eines Spurabschnitts in dem kombinierten Segment kann die Weiterverarbeitung in effizienterer Weise erfolgen. Insbesondere ist es möglich, eine kurzfristige Routenplanung mit einer höheren Aktualisierungsrate auszuführen.
In der Fig. 6 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Vorbereiten von Kartendaten dargestellt. Das Verfahren umfasst Schritte des Empfangene S10 von Kartendaten, des Erkennens S12 eines Spurschlusssegments, des Erzeugens S14 eines kombinierten Segments, des Erzeugens S16 von vorbereiteten Kartendaten und des Ausgebens S18 der vorbereiteten Kartendaten. Das Verfahren kann insbe sondere in Form einer Software implementiert sein, die auf einem Prozessor eines Fahrzeugs bzw. eines Fahrzeugsteuergeräts oder eines Zentralrechners eines Fahrzeugs ausgeführt wird. Es versteht sich, dass das Verfahren auch als Smart- phone-App implementiert sein kann.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend be schrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungs formen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer ge nauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentan sprüche.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprü chen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Flard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet wer den kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger ge speichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Flalbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Flard- ware und/oder als Teil einer Flardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Be zugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Bezuqszeichen System Fahrzeug Vorrichtung Prozessoreinheit Zentralstelle Umgebungssensor weiteres Fahrzeug Eingangsschnittstelle Analyseeinheit Kombinationseinheit Netzwerkeinheit Ausgabeeinheit Trenneinheit

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (14) zum Vorbereiten von Kartendaten, mit: einer Eingangsschnittstelle (24) zum Empfangen von Kartendaten mit Informa tionen zu einem Netzwerk von Spuren für Verkehrsteilnehmer, wobei das Netzwerk aus aneinandergrenzenden Segmenten von Spurabschnitten aufgebaut ist und zu mindest ein Teil der Segmente jeweils mehrere Spurabschnitte umfasst, und wobei für zumindest einen Teil der Spurabschnitte definiert ist, in welchem Spurabschnitt eines angrenzenden Segments der jeweilige Spurabschnitt fortgesetzt wird; einer Analyseeinheit (26) zum Erkennen eines Spurschlusssegments mit ei nem abgeschlossenen Spurabschnitt, der in einem angrenzenden Nachbarsegment nicht fortgesetzt wird, basierend auf den Kartendaten; einer Kombinationseinheit (28) zum Erzeugen eines kombinierten Segments aus dem erkannten Segment und dem Nachbarsegment, wobei das kombinierte Seg ment einen kombinierten Spurabschnitt umfasst, der in mehreren Spurabschnitten des Nachbarsegments fortgesetzt wird; einer Netzwerkeinheit (30) zum Erzeugen von vorbereiteten Kartendaten ba sierend auf den kombinierten Segmenten; und einer Ausgabeeinheit (32) zum Ausgeben der vorbereiteten Kartendaten an eine Prozessoreinheit (16) eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs (12).
2. Vorrichtung (14) nach Anspruch 1 , wobei die Eingangsschnittstelle (24) zum Empfangen von Kartendaten mit einer Zuordnung der Spuren zu Klassen von Ver kehrsteilnehmern ausgebildet ist, mit einer Trenneinheit (34) zum Separieren der Segmente, die verschiedenen Klassen von Verkehrsteilnehmern zugeordnet sind, ausgebildet ist, wobei die Analyseeinheit (26) zum Erkennen des Spurschlusssegments in den separierten Segmenten ausgebildet ist.
3. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Analy seeinheit (26) zum Erkennen des Spurschlusssegments basierend auf einer Analyse eines Segments und diesem Segment benachbarter Segmente ausgebildet ist.
4. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Analy seeinheit (26) zum Erkennen des Spurschlusssegments basierend auf einer Analyse der Spurabschnitte in einem Segment und der Spurabschnitte in diesem Segment benachbarten Segmenten ausgebildet ist.
5. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei dieNetzwer- keinheit (30) zum Zuordnen jeweils einer für ein kombiniertes Segment eindeutigen Identifizierungsinformation für jeden Anschluss eines Spurabschnitts in dem kombi nierten Segment an ein benachbartes Segment ausgebildet ist.
6. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ein gangsschnittstelle (24) zum Empfangen der Kartendaten von einer Zentralstelle (18) ausgebildet ist, insbesondere über eine Mobilda tenverbindung; und/oder in einem Open Drive Format ausgebildet ist.
7. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Netzwer keinheit (30) zum Erzeugen des kombinierten Spurabschnitts basierend auf einer An wendung einer geometrischen Funktion ausgebildet ist.
8. System (10) zum autonomen oder teilautonomen Führen eines Fahr zeugs (12), mit: einer Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche; und einer Prozessoreinheit (16) zum Ansteuern einer Fahr- oder Fahrerassistenz funktion des Fahrzeugs basierend auf einer Auswertung der vorbereiteten Kartenda ten.
9. System (10) nach Anspruch 8, wobei die Vorrichtung (14) zum periodischen Vorbereiten und Bereitstellen der vor bereiteten Kartendaten mit einer ersten Aktualisierungsfrequenz ausgebildet ist; und die Prozessoreinheit (16) zum Ansteuern der Fahr- oder Fahrerassistenzfunk tion mit einer zweiten Aktualisierungsfrequenz ausgebildet ist, die höher als die erste Aktualisierungsfrequenz ist.
10. Verfahren zum Vorbereiten von Kartendaten, mit den Schritten:
Empfangen (S10) von Kartendaten mit Informationen zu einem Netzwerk von
Spuren für Verkehrsteilnehmer, wobei das Netzwerk aus aneinandergrenzenden Segmenten von Spurabschnitten aufgebaut ist und zumindest ein Teil der Segmente jeweils mehrere Spurabschnitte umfasst, und wobei für zumindest einen Teil der Spurabschnitte definiert ist, in welchem Spurabschnitt eines angrenzenden Seg ments der jeweilige Spurabschnitt fortgesetzt wird;
Erkennen (S12) eines Spurschlusssegments mit einem abgeschlossenen Spurabschnitt, der in einem angrenzenden Nachbarsegment nicht fortgesetzt wird, basierend auf den Kartendaten;
Erzeugen (S14) eines kombinierten Segments aus dem erkannten Segment und dem Nachbarsegment, wobei das kombinierte Segment einen kombinierten Spurabschnitt umfasst, der in mehreren Spurabschnitten des Nachbarsegments fort gesetzt wird;
Erzeugen (S18) von vorbereiteten Kartendaten basierend auf den kombinier ten Segmenten; und
Ausgeben (S20) der vorbereiteten Kartendaten an eine Prozessoreinheit (16) eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs.
11 . Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 10, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.
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