JP2023064083A - 車両に関するマップ表示を生成するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に関するマップ表示を生成するための改良された方法を提供すること。
【解決手段】車両センサデータを受信するステップと、車両センサデータに基づいて車両の姿勢（２０１）を決定し、走行ルートの同じ部分区間で実行された走行動作の姿勢（２０１）を統合することによって、複数の姿勢（２０１）の部分集合（２１１）を生成するステップであって、各部分集合（２１１）に関してサブセグメントが生成され、部分集合（２１１）の姿勢（２０１）に基づいて、部分集合（２１１）に対応するサブセグメント内の車線の進路が決定され、サブセグメントをマップ表示のグラフ表現のノードとして解釈し、かつエッジを介して接続される部分集合（２１１）がそれぞれ走行動作の姿勢（２０１）に基づくように、グラフ表現のエッジを介してサブセグメントを接続する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に関するマップ表示を生成するための方法に関する。

将来のアシストおよび自動走行機能の実現において、マップおよびそこに含まれる環境に関するデータは、車両センサ構成のオンライン知覚の中心的な問題を解決することができるので重要な役割を果たす。上記問題の例としては、限られたセンサ範囲、重要な情報の遮蔽、車両での限られた計算能力、および短い観測間隔などがある。そのような場合にマップデータを活用できるようにするために、マップに対する車両の正確な位置特定が必要である。これには、車両の場所を特定するために使用することができるデータを含む特別なローカリゼーションマップが必要とされる。例えばフリートデータからマップを生成するための先行技術は、グラフ最適化に基づく方法である。文献では、これらの方法はＧｒａｐｈ－ＳＬＡＭと呼ばれ、ＳＬＡＭは、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇを意味する。Ｇｒａｐｈ－ＳＬＡＭでは、車両の姿勢（位置および向き）が、各走行において一連の時点で明示的にモデル化される。モデル化される各時点は、ここでは、最適化の基礎となるグラフ内のノードに対応する。同じ走行での連続する時点のノードは、いわゆるオドメトリエッジによって接続され、オドメトリエッジは、車両センサ構成から導出された、対応する姿勢の相対変位を表す。次いで、同じ道路の異なる走行が互いに位置合わせされ、異なる走行時に車両のセンサ構成によって観測されたランドマークが一致するように車両姿勢を最適化することによって行われる。このために、最適化の基礎となるグラフにおいて、同じランドマークが観測されたことにより、ノード間にエッジが挿入される。対応エッジと呼ばれるこれらのエッジは、ランドマークを最適に一致させるために、接続されたノードに割り当てられた姿勢を互いに対してどのようにシフトさせなければならないかに関する情報を含む。しかし、先行技術から知られている方法、特にランドマークの考慮は複雑であり、高い計算能力を必要とする。

したがって、本発明の課題は、車両に関するマップ表示を生成するための改良された方法を提供することである。

この課題は、独立請求項１の車両に関するマップ表示を生成するための方法によって解決される。有利な形態は、従属請求項の主題である。
本発明の一態様によれば、車両に関するマップ表示を生成するための方法であって、
車両センサデータを受信するステップであって、車両センサデータが、１つの車両または複数の車両の複数の走行動作中に取得されており、複数の走行動作が、少なくとも部分的に同じ走行ルートに沿って進行し、車両の車両センサデータが、車両の車両オドメトリのオドメトリデータおよび周囲環境センサデータを含む、ステップと、
車両センサデータに基づいて車両の姿勢を決定するステップであって、車両の決定された各姿勢が、複数の走行動作のうちのそれぞれ１つに割り当てられており、走行動作中に車両が走行する走行ルートでの車両の位置および向きを表す、ステップと、
走行ルートの同じ部分区間で実行された走行動作の姿勢を統合することによって、複数の姿勢の部分集合を生成するステップであって、各部分集合の姿勢に割り当てられた車両センサデータによって、走行ルートのそれぞれの部分区間の進路が表される、ステップと、
姿勢の部分集合に基づいてマップ表示のサブセグメントを生成するステップであって、各部分集合に関してサブセグメントが生成され、各部分集合の姿勢に基づいて、部分集合に対応するサブセグメント内の車線の進路が決定される、ステップと、
サブセグメントをマップ表示のグラフ表現のノードとして解釈し、かつエッジを介して接続される部分集合がそれぞれ走行動作の姿勢に基づくように、グラフ表現のエッジを介してサブセグメントを接続するステップと、
を含む方法が提供される。

これにより、車両に関するマップ表示を生成するための改良された方法を提供することができるという技術的利点を得ることができる。このために、１つの車両または複数の車両の複数の走行動作に関して、車両のセンサデータに基づいて、走行される走行ルートに沿って車両の姿勢が決定される。関連する部分集合に姿勢をグループ化することによって、マップ表示のサブセグメントが生成され、部分集合の姿勢はそれぞれ、マップ表示のそれぞれのサブセグメント内の走行ルートの進路を表す。生成されたサブセグメントは、マップ表示のグラフ表現のノードとしてさらに解釈され、エッジを介して互いに接続され、サブセグメントの接続により、走行ルートの関連する進路が生成されている。マップ表示のグラフ表現により、先行技術から知られているＧｒａｐｈ－ＳＬＡＭ法など、道路網をマッピングする際にフリートデータを組み合わせる目的でのグラフ最適化のための先行技術から知られている最適化法に近い向き設定を可能にすることを実現することができる。さらに、マップ表示のグラフ表現は、選択された道路セグメントの効率的な更新を可能にし、グラフ表現によりマップ表示の個々のセグメントを個別に更新することができ、それにより完全なマップ表示の全体的な更新は必要とされない。さらに、グラフ表現により、車両でのマップ表示のためにマップサーバから車両に伝送されるデータ量を最低限に抑えることができる。さらに、マップ表示内でのランドマークの選択が可能であり、ランドマークを車両の現在の向きおよび位置に対して観測することができる。

一実施形態によれば、部分集合を生成するステップが、
複数の姿勢に基づいてハイパーエッジを生成するサブステップであって、各ハイパーエッジが、複数の走行動作の姿勢の集合を表し、各ハイパーエッジが、各走行動作について最大で１つの姿勢を含み、ハイパーエッジの各姿勢が、ハイパーエッジのさらなる各姿勢に対し、事前定義された最大距離よりも小さい距離を有する、サブステップと、
複数の走行動作の複数の姿勢を、ハイパーエッジに基づいて部分集合に統合するサブステップであって、部分集合の第１のハイパーエッジおよび部分集合の姿勢の走行動作の進行方向における第１のハイパーエッジの後に配置された第２のハイパーエッジのすべての姿勢に関して、成り立つサブステップとを含み、
第２のハイパーエッジの各姿勢に関して、
同じ走行動作において進行方向で第２のハイパーエッジのそれぞれの姿勢の直前に配置された姿勢が部分集合のハイパーエッジに含まれていない、または
同じ走行動作において進行方向で第２のハイパーエッジのそれぞれの姿勢の直前に配置された姿勢が第１のハイパーエッジに含まれている、ことが成り立ち、
第１のハイパーエッジの各姿勢に関して、
同じ走行動作において進行方向で第１のハイパーエッジのそれぞれの姿勢の直後に配置された姿勢が部分集合のハイパーエッジに含まれていない、または
同じ走行動作において進行方向で第１のハイパーエッジのそれぞれの姿勢の直後に配置された姿勢が第２のハイパーエッジに含まれている、ことが成り立つ。

これにより、マップ表示を個々のサブセグメントにおいて正確にセグメント化し、それに基づいたマップ表示のグラフ表現が可能であるという技術的利点を得ることができる。特に、提示されるセグメント化では、ランドマークの考慮を最低限に抑える、または完全になくすことができる。このために、セグメント化、特に複数の姿勢の部分集合の生成は、個々の姿勢間のユークリッド距離のみに基づいて互いに実行される。このために、複数の決定された姿勢に基づいて、姿勢のハイパーエッジが生成される。ここで、本明細書において、ハイパーエッジは、姿勢の集合である。ハイパーエッジの姿勢は、ここでは、事前定義された最大距離よりも小さい距離を互いに有する。生成されたハイパーエッジを考慮して、走行動作の進行方向で前後に配置された２つのハイパーエッジの各姿勢に関して、それぞれの姿勢の直前もしくは直後に配置された姿勢がさらなるハイパーエッジに配置されていない、またはそれぞれ直前もしくは直後のハイパーエッジに配置されていることが成り立つように、生成される部分集合内に姿勢が統合される。このようにして定義された部分集合により、共通の走行ルートの進路に属する部分集合内の姿勢のみが統合されることを実現することができる。交差点や高速道路の出口など、異なる車線が一部異なる進行方向に進められる分岐点を有する道路進路において、部分集合内の姿勢のセグメント化に関する上記の条件下で、マップ表示の異なる部分集合、特に異なるサブセグメントで異なる車線の進路を表現することができる。これにより、１つの車両または複数の車両の複数の走行動作の異なる姿勢のユークリッド距離のみに基づいて、異なるサブセグメントへのマップ表示の正確なセグメント化または区画化を実現することができる。

一実施形態によれば、ハイパーエッジを生成するサブステップが、
走行動作の姿勢から開始して近傍探索を実行するサブステップと、
開始姿勢から所定の最大距離よりも小さい距離を有する、複数の走行動作の姿勢を特定するサブステップと、
開始姿勢のヨー角から所定の閾値よりも大きく逸脱するヨー角を有する、開始姿勢に対し所定の最大距離よりも小さい距離をもつ姿勢を除去するサブステップと、
所定の最大距離よりも小さい距離と、所定の閾値よりも小さいヨー角とを有する姿勢が既に特定されている走行動作の姿勢を除去するサブステップと、
を含む。

これにより、個々の姿勢間のユークリッド距離に基づいてハイパーエッジの正確な特定を実現することができるという技術的利点を得ることができる。開始姿勢のヨー角から所定の閾値よりも大きく逸脱するヨー角を有する姿勢を除去することにより、同じ車道に沿っているが異なる方向または逆方向に実行された走行動作に起因する姿勢を選別することができる。ハイパーエッジを生成するための個々の姿勢間の距離の提示された特定は、少ない計算量で、技術的に容易に実施可能な方法である。

一実施形態によれば、ハイパーエッジを生成するサブステップが、
姿勢が複数のハイパーエッジに含まれている場合に、
複数のハイパーエッジをマージして、マージされたハイパーエッジにするサブステップと、
マージされたハイパーエッジの姿勢を減少するサブステップであって、それぞれの走行動作ごとにただ１つの姿勢がマージされたハイパーエッジに含まれるようにする、サブステップと、
をさらに含む。

これにより、ハイパーエッジへの姿勢の一意の割当てが可能であるという技術的利点を得ることができる。一意の割当てにより、部分集合への姿勢の正確な分割、およびそれに関連して個々のサブセグメントへのマップ表示の正確な区画化が可能である。

一実施形態によれば、各走行動作の各姿勢ごとに近傍探索が実行される。
それにより、ハイパーエッジの正確な特定、およびそれに関連して部分集合への姿勢の正確な分割、およびそれに関連してサブセグメントへのマップ表示の正確な区画化が可能であるという技術的利点を得ることができる。

一実施形態によれば、近傍探索は、ｋｄ木を実行することによって行われる。
これにより、確実であり高速の近傍探索が可能であるという技術的利点を得ることができる。

一実施形態によれば、距離はユークリッド距離である。
これにより、正確であり容易に実行可能な距離特定が可能であるという技術的利点を得ることができる。

一実施形態によれば、部分集合を生成するステップが、
所定の最大長を超える長さを有する部分集合を複数の部分集合に分割するサブステップであって、部分集合の長さが、部分集合の姿勢の走行動作の進行方向に沿った、部分集合の第１の姿勢と最後の姿勢との間のユークリッド距離によって与えられる、サブステップ
を含む。

これにより、例えば長いルート区間にわたって直線状に進む道路進路において生じ得る、マップ表示の区画化における大きすぎるサブセグメントをなくすことができるという技術的利点を得ることができる。マップ表示の個々のサブセグメントの長さが制限されることで、マップ表示の直接関連するサブセグメントのみを表示することができることにより、マップ表示の表示に必要な計算能力が減少される。さらに、サブセグメントのサイズが小さいので、車両での表現のためにマップサーバから伝送すべきデータ量を減少させることができる。

一実施形態によれば、エッジを介するサブセグメントの接続は、Ｕｎｉｏｎ－Ｆｉｎｄデータ構造を使用して実行される。
これにより、グラフ表現内でエッジを介してサブセグメントを接続するための、できるだけ容易に実施可能であり正確な方法が可能であるという技術的利点を得ることができる。

本発明の第２の態様によれば、前述した実施形態のうちの１つによる車両に関するマップ表示を生成するための方法を実施するように設計されている計算ユニットが提供される。

本発明の第３の態様によれば、プログラムがデータ処理ユニットによって実行されるときに、前述した実施形態のうちの１つによる車両に関するマップ表示を生成するための方法をデータ処理ユニットに実施させる命令を含むコンピュータプログラム製品が提供される。
以下の図面に基づいて、本発明の例示的実施形態を説明する。

車線を走行する車両の概略図である。 複数の走行動作の複数の姿勢の概略図である。 複数の走行動作の複数の姿勢のさらなる概略図である。 マップ表示の概略図である。 車両に関するマップ表示を生成するための方法のフローチャートである。 コンピュータプログラム製品の概略図である。

図１は、車線３０５を走行する車両３００の概略図を示す。
図１は、車線３０５に沿って進行方向Ｄに走行動作Ｆを行っている車両３００を示す。異なる時点ｔ１、ｔ２、ｔ３で、車両の周囲環境に関する周囲環境センサ３０１からの周囲環境センサデータが車両によって取得される。周囲環境センサ３０１は、例えば、ＬｉＤＡＲセンサ、レーダセンサ、カメラセンサ、または先行技術から知られている任意の他の周囲環境センサとして構成されていてもよい。周囲環境センサデータによって、車両３００の周囲環境に関する情報の獲得が可能である。周囲環境センサデータに加えて、車両オドメトリ３０３によって、車両３００のオドメトリデータが取得される。これは、例えば、ヨー角、ホイール回転数、または車両３００の運転状態を特定するために有意な他の情報を含んでもよい。オドメトリデータおよび周囲環境センサデータは、データ伝送手段を介して計算ユニット３０２に伝送され得る。計算ユニット３０２は、例えばマップサーバとして構成されていてもよく、マップ表示を生成するための本発明による方法を実施するように設計されていてもよい。このために、計算ユニット３０２は、まず、周囲環境センサデータおよびオドメトリデータに基づいて様々な時点ｔ１、ｔ２、ｔ３に関して車両の姿勢を計算するように構成されている。ここで、車両３００の姿勢は、車両の周囲環境および／または車両が走行している車線３０５に対する車両３００の位置および向きを表す。本発明による方法を実施するために、車線３０５を走行する１つの車両３００または異なる車線３０５を走行する複数の車両３００の任意の数の走行動作Ｆに関するオドメトリデータおよび周囲環境センサデータが、上記１つの車両もしくは異なる車両によって取得される、または評価のために提供される。本発明による方法の個々の方法ステップの詳細な説明については、図２および図３での説明を参照されたい。

図２は、複数の走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の複数の姿勢２０１、２０８の概略図を示す。
図２は、複数の姿勢２０１を示し、これらは、少なくとも１つの部分区間にわたって同じ車線３０５に沿って進行する異なる走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６に関する、少なくとも１つの車両３００の複数の周囲環境センサデータおよびオドメトリデータに基づく。ここで、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６は、単一の車両３００または複数の車両３００によって実行されることがある。図１での説明と同様に、１つの車両３００または複数の車両３００によって、異なる時点に関してオドメトリデータおよび周囲環境センサデータが取得される。次いで、異なる時点に関して取得されたオドメトリデータおよび周囲環境センサデータに基づいて、計算ユニット３０２は、車両３００の周囲環境または走行車線３０５に対する１つの車両３００または複数の車両３００の対応する姿勢２０１を計算することができる。図示される表現は純粋に概略的なものであり、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の平行な配置または表現は、車両３００の実際の走行動作が絶対的に平行に進行することを表すものではない。しかし、平行に表現されている走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６は、車両３００の実際の走行動作の少なくとも部分的に平行な進路を表しており、図２または図３では、それぞれの走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６が同じ車線３０５で実行されたものとして示唆されている。ここでは、個々の姿勢２０１は、それぞれの走行中の車道または車線３０５上での異なる時点での車両３００の位置または向きを表す。走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６は、図２の表現では、それぞれ進行方向Ｄまたは進行方向Ｄとは逆の進行方向で実行することができる。

車両３００に関するマップ表示２００を生成するための本発明による方法１００を実施するために、まず、計算された姿勢２０１に基づいて姿勢２０１のハイパーエッジ２０３が計算される。ここで、ハイパーエッジ２０３は姿勢２０１の集合を表し、各ハイパーエッジ２０３には、それぞれ走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６ごとに最大１つの姿勢２０１が含まれる。ハイパーエッジ２０３を決定するために、開始姿勢２０２から始めて、所定の閾値未満である開始姿勢２０２からの距離Ａを有する姿勢２０１が決定される。そのような近傍探索は、図２では例として走行動作Ｆ１の姿勢２０２に関して表されている。しかし、ここに示される例とは異なり、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６のすべての姿勢２０１を開始姿勢として、そのような近傍探索を実行することができる。

近傍探索の実行によって特定された、それぞれの開始姿勢２０２に対する様々な姿勢２０１の距離Ａに基づいて、それぞれ開始姿勢２０２からの所定の閾値または最大距離よりもさらに小さい、姿勢２０２からの最小距離Ａを有する姿勢２０１が選別される。ハイパーエッジ２０３を決定するために、事前定義された最大距離よりも小さい開始姿勢２０２からの距離Ａを有する姿勢２０１は、同じ走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６において開始姿勢２０２からの距離Ａがより小さい姿勢２０１が既に決定されているときには、すべて選別される。図２に示されるように、すべてのハイパーエッジ２０３はそれぞれ、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６ごとにただ１つの姿勢２０１を有する。さらに、事前定義された最大距離よりも小さい距離Ａを有する決定された姿勢２０１のうち、開始姿勢２０２のヨー角から事前定義された閾値よりも大きく逸脱するヨー角を有する姿勢２０１が選別される。これにより、同じ車線３０５上であるが逆方向に実行されている走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６に基づく姿勢２０１を選別することができる。

このようにして実行される近傍探索は、上述したように走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の各姿勢２０１ごとに実行することができ、一実施形態によれば、最近傍探索の形式でｋｄ木を実行することによって行うことができる。

ここで、それぞれ選択された開始姿勢２０２からの個々の姿勢２０１の距離Ａは、ユークリッド距離として特定することができる。

したがって、上述した近傍探索に従ってそれぞれ選択された開始姿勢２０２から特定されたハイパーエッジ２０３は、各走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６ごとにそれぞれ最大で１つの姿勢２０１を有し、ハイパーエッジ２０３の姿勢２０１はそれぞれ、互いに対して所定の最大距離以下である。図２の例では、それぞれ進行方向Ｄで走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の１つおきの姿勢２０１に対してのみ、対応するハイパーエッジ２０３が計算され、これは、図２では塗りつぶした円によって表される。２つの計算されたハイパーエッジ２０３の間にそれぞれ配置された白抜きの円として示される姿勢２０１は、図示される例では、ハイパーエッジ２０３の計算に関して考慮に入れられない。これに対する代替として、各姿勢２０１ごとに対応するハイパーエッジ２０３を計算することができる。これに対する代替として、より大きい距離でも本発明による方法を実施することができ、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６ごとにいくつかの連続する姿勢２０１に関してハイパーエッジ２０３が計算されない。特に長く真っ直ぐに進むルート進行を有するルートに関して、本発明による方法を高速化および単純化することができる。これは、より低密度で、したがって個々に計算されるハイパーエッジ２０３間で考慮に入れられない姿勢２０１の数をより大きくして、対応するハイパーエッジ２０３を計算することによって行われる。

開始姿勢２０２に関する近傍探索の実行の結果、姿勢２０１が２つのハイパーエッジ２０４、２０５に含まれることが分かった場合（これは、図２でハイパーエッジ２０４、２０５に含まれる走行動作Ｆ６の姿勢２０１によって表されている）、それぞれのハイパーエッジ２０４、２０５の姿勢２０１が合わされて、マージされたハイパーエッジ２０９が生成され、ハイパーエッジ２０９には、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６ごとにそれぞれ１つの姿勢２０１のみが含まれ、ここで、それぞれの姿勢２０１に関して、マージされたハイパーエッジ２０９の各姿勢２０１が、それぞれ他の姿勢２０１から所定の最大距離よりも小さい距離Ａを有することが引き続き成り立つ。対応してマージされたハイパーエッジ２０９が図３に例として示されている。

図２に示される例では、姿勢２０１の走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６が平行に進行している。しかし、参照番号２０８を付された姿勢から、走行動作Ｆ１～Ｆ３は、走行動作Ｆ４～Ｆ６に対して角度を成している。これにより、車両３００が走行する車線の分岐が示されており、そのような分岐は、例えば交差点または高速道路の出口で生じ得る。走行動作Ｆ４～Ｆ６に対する走行動作Ｆ１～Ｆ３の分岐により、ここで、進行方向Ｄで姿勢２０８に続く姿勢２０１に関するハイパーエッジの計算から、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の姿勢２０１がハイパーエッジ２０６に統合され、走行動作Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の姿勢２０１がさらなるハイパーエッジ２０７に統合されることになる。これは、それぞれ平行に進行する走行動作Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６に対する平行に進行する走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の分岐により、走行動作Ｆ４～Ｆ６の姿勢２０１が、走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の姿勢２０１から、事前定義された最大距離よりも大きい距離Ａを有するからである。ハイパーエッジ２０６の姿勢２０１またはハイパーエッジ２０７の姿勢２０１は、引き続き距離規定を満たし、それぞれ所定の最大距離よりも小さい距離Ａを有する。

図３は、複数の走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の複数の姿勢２０１、２０８のさらなる概略図を示す。
図３は、図２の表現に基づき、図２に記載されているすべての特徴を含む。
図３では、図２とは異なり、姿勢２０８がさらに、さらなるハイパーエッジ２１０に統合されている。

本発明によれば、マップ表示２００を生成するために、複数の走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の姿勢２０１が、前に計算されたハイパーエッジ２０３を考慮して部分集合２１１、２１２、２１３に分割される。ここで、共通の部分集合２１１、２１２、２１３の姿勢２０１は、同じ車線３０５で実行される走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６を表す。

ここで、個々の部分集合２１１、２１２、２１３は、対応する部分集合の姿勢２０１が以下の条件を満たすように決定される。
部分集合２１１のハイパーエッジ２０９の姿勢２０１とハイパーエッジ２１０の姿勢２０８とに基づいて、その条件を以下に説明する。

少なくとも１つの第１のハイパーエッジ２０９と、進行方向Ｄで第１のハイパーエッジ２０９の後に配置された第２のハイパーエッジ２１０とを含む部分集合２１１では、第１のハイパーエッジ２０９の各姿勢２０１に関して、以下のことが成り立つ。

－同じ走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６において進行方向Ｄでそれぞれの姿勢２０１の後に配置された姿勢は、ハイパーエッジに割り当てられていない、または第２のハイパーエッジ２１０の一部である。さらに、第２のハイパーエッジ２１０の各姿勢２０８に関して以下が成り立たなければならない。

－進行方向Ｄで第２のハイパーエッジ２１０の姿勢２０８の直前に配置された姿勢２０１は、ハイパーエッジに割り当てられていない、または第１のハイパーエッジ２０９の一部である。

図３から分かるように、上記の条件は、部分集合２１１のすべてのハイパーエッジ２０３、２０９、２１０について成り立つ。第１のハイパーエッジ２０９において、ハイパーエッジ２０９の各姿勢２０１に関して、ハイパーエッジ２０９の姿勢２０１の左側に配置された姿勢はハイパーエッジに割り当てられておらず、ハイパーエッジ２０９の各姿勢２０１に関して、すぐ右に続く姿勢２０８はハイパーエッジ２１０に完全に含まれていることが成り立つ。一方、第２のハイパーエッジ２１０では、ハイパーエッジ２１０のすべての姿勢２０８に関して、すぐ左に配置された姿勢２０１が第１のハイパーエッジ２０９に完全に含まれていることが成り立つ。

それに対し、第２のハイパーエッジ２１０の右に配置された姿勢２０１に関しては、上記の条件が満たされていない。ここでは、代わりに、部分集合２１１の第２のハイパーエッジ２１０の走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の姿勢２０８に関して、進行方向Ｄで直接、したがって姿勢２０８の右に配置された姿勢２０１がハイパーエッジ２０６に含まれていることが成り立つ。一方、第２のハイパーエッジ２１０の走行動作Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の姿勢２０８に関しては、進行方向Ｄで直接、走行動作Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の姿勢２０８の後に配置された姿勢２０１がハイパーエッジ２０７に配置されていることが成り立つ。したがって、第２のハイパーエッジ２１０の姿勢２０８に関して、進行方向Ｄで直に続く姿勢２０１は、ハイパーエッジに配置されているが、これらは２つの異なるハイパーエッジ２０６、２０７に配置されている。

部分集合２１１に姿勢２０１を統合するための上述した条件に従って、進行方向Ｄにおいて第２のハイパーエッジ２１０の姿勢２０８に続いて配置されている走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の姿勢２０１は、進行方向Ｄで前に配置された姿勢２０１のように部分集合２１１には統合されない。同じことが、進行方向Ｄで姿勢２０８に続く走行動作Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の姿勢２０１にも当てはまり、これらも上述した条件に違反するため、部分集合２１１には統合されない。代わりに、それらの姿勢は、ハイパーエッジ２０６、２０７から始まって、独立した部分集合２１２、２１３に統合される。

このようにして生成された部分集合２１１、２１２、２１３は、さらに、それぞれの部分集合の長さＬで制限され得る。ここでは、部分集合２１１の長さＬは、部分集合２１１の第１の姿勢２０１と、部分集合２１１の同じ走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の最後の姿勢２０８との間のユークリッド距離によって与えられる。部分集合２１１の長さＬが、部分集合に関して予め定められた最大長を超える場合、対応する部分集合は複数の部分集合に分割され得る。

したがって、上述した方法により、道路進路に従って、それぞれの姿勢を、対応する部分集合２１１、２１２、２１３に統合され得る。ここで、それぞれの部分集合２１１、２１２、２１３は、走行車線のそれぞれの部分区間を表し、対応する道路進路に対応して適合されている。図３に示されているように分岐が生じるとき、姿勢は、異なる部分集合２１１、２１２、２１３に統合される。これにより、個々の道路進路に対応する異なる走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の姿勢２０１のユークリッド距離のみに基づいて、マップ表示２００の明確に構造化された区画化が実現され得る。図３に示される各部分集合２１１、２１２、２１３は、本発明によれば、マップ表示２００のサブセグメント２１４として解釈され得る。本発明によれば、このようにして決定されたマップ表示２００のサブセグメント２１４は、マップ表示２００のグラフ表現のノードとして解釈され、グラフ表現のエッジを介して接続され、互いに接続されたサブセグメント２１４は、関連する道路進路を形成し、したがって個々の走行動作に対応する姿勢を含む。そのようなマップ表示２００が図４に示されている。グラフ表現のエッジを介した個々のサブセグメント２１４の接続により、個々のサブセグメント２１４を呼び出してマップ表示２００を表示することが可能になり、エッジを介して互いに接続された２つのサブセグメント２１４は、それぞれの車両３００によるサブセグメント２１４の対応する車線の走行時に、時間的に順次に呼び出され、マップ表示２００を表すために表示される。

図４は、マップ表示２００の概略図を示す。マップ表示２００は、複数の車線を有する道路網を示す。個々の車線３０５はそれぞれ、マップ表示２００の複数のサブセグメント２１４に分割されている。ここで、サブセグメント２１４は、部分集合２１１、２１２、２１３および対応する姿勢２０１、２０８に基づいており、マップ表示２００の車線３０５の部分区間を表す。

本発明によれば、サブセグメント２１４はそれぞれ、マップ表示２００のグラフ表現のノードとして解釈され得る。この文脈で、個々のサブセグメントは、グラフ表現の対応するエッジを介して接続されていてもよい。エッジを介した接続により、例えば車両３００でマップ表示２００を表示するとき、サブセグメント２１４を順次に呼び出されることもあり、呼び出された各サブセグメント２１４ごとに、そのサブセグメントとのエッジを介した接続に基づくそれぞれ後続のサブセグメント２１４が決定され、それに対応して呼び出され得る。

図５は、車両３００のマップ表示２００を生成するための方法１００のフローチャートを示す。
本発明によれば、本発明による方法１００に従ってマップ表示２００を生成するために、方法ステップ１０１で、１つの車両３００または複数の車両３００（それぞれが車線３０５に沿って複数の走行動作Ｆを行う）の車両センサデータが受信される。ここで、車両センサデータは、それぞれの車両３００の周囲環境センサからの周囲環境センサデータと、車両オドメトリ３０３のオドメトリデータとを含み得る。

さらなる方法ステップ１０３で、受信された車両センサデータに基づいて姿勢２０１が決定される。姿勢２０１は、車両３００の周囲環境または車両３００が走行する車線３０５に対する、車両センサデータの取得の時点ｔ１～ｔ３でのそれぞれの車両３００の位置および向きを表す。

さらなる方法ステップ１０５で、それぞれ決定された姿勢２０１が部分集合２１１に統合され、共通の部分集合の姿勢２０１は、それぞれ走行ルートの共通の部分区間の進路を表す。

このために、方法ステップ１１１で、姿勢２０１はハイパーエッジ２０３に統合され、共通のハイパーエッジ２０３の姿勢２０１は、所定の最大距離よりも小さい互いからの距離Ａをそれぞれ有する。

このために、さらなる方法ステップ１１５で、各走行動作Ｆの各姿勢２０１に関して、開始姿勢としてそれぞれ選択された姿勢２０１から開始して近傍探索が実行される。
さらなる方法ステップ１１７で、近傍探索の過程で、開始姿勢から所定の最大距離よりも小さい距離Ａをそれぞれ有する姿勢２０１が決定される。

さらなる方法ステップ１１９で、開始姿勢から所定の最大距離よりも小さい距離Ａを有する決定された姿勢２０１から、開始姿勢のヨー角から所定の閾値よりも大きく逸脱するヨー角を有する姿勢２０１が除去される。

さらなる方法ステップ１２１で、開始姿勢からより小さい距離Ａおよびより小さいヨー角の逸脱を有する決定された姿勢２０１のうち、それより小さいもしくは同じ距離Ａおよび／またはそれより小さいもしくは同じヨー角の逸脱を有する同じ走行動作Ｆにおける姿勢２０１が既に決定されている姿勢２０１が除去される。

次いで、個々の姿勢２０１が複数のハイパーエッジ２０３に統合されているかどうかがチェックされる。
姿勢２０１が複数のハイパーエッジ２０４、２０５に統合されている場合、さらなる方法ステップ１２３で、複数のハイパーエッジ２０４、２０５が統合されて、マージされたハイパーエッジ２０９となる。

後続の方法ステップ１２５で、マージされたハイパーエッジ２０９の姿勢２０１は、マージされたハイパーエッジ２０９が各走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５に関して最大で１つの姿勢２０１を含むように減少される。

次いで、方法ステップ１１３で、そのようにして決定された姿勢２０１が部分集合２１１、２１２、２１３に統合され、それぞれ走行動作Ｆの進行方向Ｄで前後に配置されている少なくとも第１のハイパーエッジ２０９および第２のハイパーエッジ２１０を有する部分集合２１１、２１２、２１３に関して、以下の条件が成り立つ。

第２のハイパーエッジ２１０の各姿勢２０８に関して、同じ走行動作において進行方向Ｄで第２のハイパーエッジ２１０のそれぞれの姿勢２０１の直前に配置された姿勢２０１が部分集合２１１のハイパーエッジ２０３に含まれていないことが成り立ち、または、同じ走行動作Ｆにおいて進行方向Ｄで第２のハイパーエッジ２１０のそれぞれの姿勢２０１の直前に配置された姿勢２０１が第１のハイパーエッジ２０９に含まれていることが成り立つ。第１のハイパーエッジ２０９の各姿勢２０１に関して、進行方向Ｄで直に続く各姿勢２０８が１つのハイパーエッジまたは第２のハイパーエッジ２１０のいずれかに割り当てられることが成り立つ。さらに、第２のハイパーエッジ２１０の各姿勢２０８に関して、進行方向Ｄで直前に配置された各姿勢がどのハイパーエッジにも割り当てられない、または第１のハイパーエッジ２０９に割り当てられていることが成り立つ。

さらに、さらなるステップ１２７で、部分集合に関する所定の最大長を超える長さＬを有する部分集合２１１が、複数の部分集合２１１に分割され、部分集合２１１の長さＬは、部分集合２１１の走行動作Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６の進行方向Ｄに沿った、部分集合２１１の第１の姿勢２０１と最後の姿勢２０８との間のユークリッド距離によって与えられている。

さらなる方法ステップ１０７で、そのようにして生成された部分集合２１１、２１２、２１３に基づいて、各部分集合２１１、２１２、２１３に関して、マップ表示２００の対応するサブセグメント２１４が生成される。

後続の方法ステップ１０９で、そのようにして生成されたマップ表示２００のサブセグメント２１４が、マップ表示２００のグラフ表現のノードとして解釈され、グラフ表現の対応するエッジによって接続される。

図６は、プログラムが計算ユニットによって実行されるとき、車両３００に関するマップ表示２００を生成するための方法１００を計算ユニットに実行させる命令を含む、コンピュータプログラム製品４００の概略図を示す。

コンピュータプログラム製品４００は、図示される実施形態では記憶媒体４０１に記憶されている。ここで、記憶媒体４０１は、先行技術から知られている任意の記憶媒体でよい。

１００ 方法
２００ マップ表示
２０１ 姿勢
２０３ ハイパーエッジ
２０８ 姿勢
２１１ 部分集合
２１４ サブセグメント
３００ 車両
３０１ 周囲環境センサ
３０２ 計算ユニット
３０３ 車両オドメトリ
３０５ 走行ルート、車線
４００ コンピュータプログラム製品
Ａ 距離
Ｄ 進行方向
Ｆ 走行動作
Ｌ 長さ

Claims (11)

1. 車両（３００）に関するマップ表示（２００）を生成するための方法（１００）であって、
   車両センサデータを受信するステップ（１０１）であって、前記車両センサデータが、１つの車両（３００）または複数の車両（３００）の複数の走行動作（Ｆ）中に取得されており、前記複数の走行動作（Ｆ）が、少なくとも部分的に同じ走行ルート（３０５）に沿って進行し、車両（３００）の前記車両センサデータが、前記車両（３００）の車両オドメトリ（３０３）のオドメトリデータおよび周囲環境センサ（３０１）の周囲環境センサデータを含む、ステップ（１０１）と、
   前記車両センサデータに基づいて前記車両の姿勢（２０１）を決定するステップ（１０３）であって、車両（３００）の決定された各姿勢（２０１）が、前記複数の走行動作（Ｆ）のうちのそれぞれ１つに割り当てられており、前記走行動作中に前記車両（３００）が走行する走行ルート（３０５）での前記車両（３００）の位置および向きを表す、ステップ（１０３）と、
   前記走行ルート（３０５）の同じ部分区間で実行された前記走行動作（Ｆ）の姿勢（２０１）を統合することによって、前記複数の姿勢（２０１）の部分集合（２１１）を生成するステップ（１０５）と、
   前記姿勢（２０１）の前記部分集合（２１１）に基づいて前記マップ表示（２００）のサブセグメント（２１４）を生成するステップ（１０７）であって、各部分集合（２１１）に関してサブセグメント（２１４）が生成され、各部分集合（２１１）の前記姿勢（２０１）に基づいて、前記部分集合（２１１）に対応するサブセグメント（２１４）内の前記車線（３０５）の進路が決定される、ステップ（１０７）と、
   前記サブセグメント（２１４）を前記マップ表示（２００）のグラフ表現のノードとして解釈し、かつエッジを介して接続される部分集合（２１１）がそれぞれ走行動作の姿勢（２０１）に基づくように、前記グラフ表現のエッジを介してサブセグメント（２１４）を接続する、ステップ（１０９）と、
   を含む方法（１００）。
2. 前記部分集合（２１１）を生成する前記ステップ（１０５）が、
   前記複数の姿勢（２０１）に基づいてハイパーエッジ（２０３）を生成するサブステップ（１１１）であって、各ハイパーエッジ（２０３）が、複数の走行動作（Ｆ）の姿勢（２０１）の集合を表し、各ハイパーエッジ（２０３）が、各走行動作について最大で１つの姿勢を含み、ハイパーエッジ（２０３）の各姿勢（２０１）が、前記ハイパーエッジ（２０３）のさらなる各姿勢（２０１）に対し、事前定義された最大距離よりも小さい距離（Ａ）を有する、サブステップ（１１１）と、
   前記複数の走行動作（Ｆ）の複数の姿勢（２０１）を、前記ハイパーエッジ（２０３）に基づいて部分集合（２１１）に統合するサブステップ（１１３）であって、前記部分集合（２１１）の第１のハイパーエッジ（２０３）および前記部分集合（２１１）の前記姿勢（２０１）の前記走行動作（Ｆ）の進行方向（Ｄ）における前記第１のハイパーエッジ（２０３）の後に配置された第２のハイパーエッジ（２０３）のすべての姿勢に関して、成り立つサブステップ（１１３）とを含み、
   前記第２のハイパーエッジ（２０３）の各姿勢（２０１）に関して、
   同じ走行動作において前記進行方向（Ｄ）で前記第２のハイパーエッジ（２０３）の前記それぞれの姿勢（２０１）の直前に配置された姿勢（２０１）が前記部分集合（２１１）のハイパーエッジ（２０３）に含まれていない、または
   同じ走行動作（Ｆ）において前記進行方向（Ｄ）で前記第２のハイパーエッジ（２０３）の前記それぞれの姿勢（２０１）の直前に配置された姿勢（２０１）が前記第１のハイパーエッジ（２０３）に含まれている、ことが成り立ち、
   前記第１のハイパーエッジ（２０３）の各姿勢（２０１）に関して、
   同じ走行動作（Ｆ）において前記進行方向（Ｄ）で前記第１のハイパーエッジ（２０３）の前記それぞれの姿勢（２０１）の直後に配置された姿勢（２０１）が前記部分集合（２１１）のハイパーエッジ（２０３）に含まれていない、または
   同じ走行動作（Ｆ）において前記進行方向（Ｄ）で前記第１のハイパーエッジ（２０３）の前記それぞれの姿勢（２０１）の直後に配置された姿勢（２０１）が前記第２のハイパーエッジ（２０３）に含まれている、ことが成り立つ、
   請求項１に記載の方法（１００）。
3. ハイパーエッジ（２０３）を生成する前記サブステップ（１１１）が、
   走行動作の姿勢（２０１）から開始して近傍探索を実行するサブステップ（１１５）と、
   前記開始姿勢から所定の最大距離よりも小さい距離（Ａ）を有する、前記複数の走行動作（Ｆ）の姿勢（２０１）を特定するサブステップ（１１７）と、
   前記開始姿勢（２０１）のヨー角から所定の閾値よりも大きく逸脱するヨー角を有する、前記開始姿勢に対し前記所定の最大距離よりも小さい距離（Ａ）をもつ姿勢（２０１）を除去するサブステップ（１１９）と、
   前記所定の最大距離よりも小さい距離（Ａ）と、前記所定の閾値よりも小さいヨー角とをもつ姿勢（２０１）が既に特定されている走行動作の姿勢（２０１）を除去するサブステップ（１２１）と、
   を含む、請求項２に記載の方法（１００）。
4. ハイパーエッジ（２０３）を生成する前記サブステップ（１１１）が、
   姿勢（２０１）が複数のハイパーエッジ（２０３）に含まれている場合に、
   前記複数のハイパーエッジ（２０３）をマージして、マージされたハイパーエッジ（２０９）にするサブステップ（１２３）と、
   前記マージされたハイパーエッジ（２０９）の前記姿勢（２０１）を減少するサブステップ（１２５）であって、前記それぞれの走行動作（Ｆ）ごとにただ１つの姿勢（２０１）が前記マージされたハイパーエッジ（２０９）に含まれるようにする、サブステップ（１２５）と、
   をさらに含む請求項２または３に記載の方法（１００）。
5. 各走行動作（Ｆ）の各姿勢（２０１）ごとに前記近傍探索が実行される、請求項３または４に記載の方法（１００）。
6. 前記近傍探索が、ｋｄ木を実行することによって行われる、請求項３、４、または５に記載の方法（１００）。
7. 前記距離（Ａ）がユークリッド距離である、請求項３から６のいずれか１項に記載の方法（１００）。
8. 部分集合（２１１）を生成する前記ステップ（１０５）が、
   所定の最大長を超える長さ（Ｌ）を有する部分集合（２１１）を複数の部分集合（２１１）に分割するサブステップであって、部分集合（２１１）の前記長さ（Ｌ）が、前記部分集合（２１１）の前記姿勢（２０１）の前記走行動作（Ｆ）の進行方向（Ｄ）に沿った、前記部分集合（２１１）の第１の姿勢（２０１）と最後の姿勢（２０８）との間のユークリッド距離によって与えられる、サブステップ（１２７）
   を含む請求項１から７のいずれか１項に記載の方法（１００）。
9. エッジを介するサブセグメント（２１４）の前記接続が、Ｕｎｉｏｎ－Ｆｉｎｄデータ構造を使用して実行される、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法（１００）。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の車両（３００）に関するマップ表示（２００）を生成するための方法（１００）を実施するように設計されている計算ユニット（３０２）。
11. プログラムがデータ処理ユニットによって実行されるとき、請求項１から９のいずれか１項に記載の車両（３００）に関するマップ表示（２００）を生成するための方法（１００）を前記データ処理ユニットに実施させる命令を含む、コンピュータプログラム製品（４００）。

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