WO2014095559A1 - Verfahren zum bestimmen von initialdaten für die bestimmung von lagedaten eines fahrzeuges - Google Patents

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WO2014095559A1
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vehicle
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PCT/EP2013/076360
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Michael ZALEWSKI
Klaus Rink
Marc Menzel
Ulrich STÄHLIN
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method for determining initial data for the determination of position data of a vehicle, a method for determining a position of a vehicle, a control device for performing the method and a vehicle with the control device. From DE 10 2006 029 148 AI is a so-called
  • Known strapdown algorithm that determines location data of a vehicle based on position data and vehicle dynamics data.
  • the position data of a vehicle are to be understood below to mean all data influencing the position of the vehicle in a room. Among these data are thus the position data of the vehicle but also the vehicle dynamics data of the vehicle.
  • the driving dynamics data should be understood to mean all data describing the movement of the vehicle.
  • a method for determining initial data for determining position data of a vehicle based on vehicle dynamics data comprises the steps:
  • the specified method is based on the consideration that the aforementioned external anchor could be derived from a so-called global satellite navigation signal, called GNSS signal for short.
  • This external anchor could then be used as a basis to either specify other data in the vehicle or even to create new data. If, for example, an absolute position is known due to the GNSS signal, for example with the aid of the
  • Inertial sensors the output of the wheel speed sensors are checked and thus hedged.
  • the absolute position of the vehicle could be continued even if the GNSS signal had failed under a tunnel, for example, in order, for example, to create new data.
  • the absolute position of the vehicle after the restart can not be determined because the inertial sensors, although a change in location can output without the initial data mentioned above, ie the external anchor, there is no reference position that could be updated based on the detected by the inertial sensors change in position to the actual position of the vehicle.
  • the given method is based on the consideration of storing at least one position as an external anchor and using this as a reference position for continuation based on the change in position detected via the inertial sensors.
  • This external anchor is only useful if it is determined whether the vehicle is really in a position that the corresponds to external anchor. This could best be verified by an environmental condition associated with the external anchor. Under an ambient state, all features in an environment around a position that is suitable as an external anchor are to be covered below, which are metrologically detectable. These may be image features, temperature features, pure color features, and / or other features.
  • the external anchor as a specific position to an environmental state that corresponds to the ambient state at the specific position.
  • the environmental condition around the vehicle can now be detected and the external anchor used if the detected environmental condition corresponds to the environmental condition associated with the external anchor, so that even if not available GNSS signal is a basis for determining the position of the vehicle is created.
  • an external condition may be an environmental condition around a parking space in the workplace and an environmental condition about a parking space at the home in a memory.
  • the actual environmental condition around the vehicle can then be detected. If the actual environmental condition around the vehicle corresponds to one of the two stored environmental conditions, then the external anchor, and thus the initial data of the vehicle, may be set to the specific position of the vehicle at that location.
  • the external anchor may be at the position of the bar code at that time be set when the vehicle detects by detecting the environmental condition that it passes the bar code.
  • the specific position of the vehicle is a position at which the vehicle is parked. This means that the assignment of the specific position serving as an external anchor and thus as initial data only takes place when the vehicle is parked at a destination position.
  • a shutdown is to be understood below as the stopping of the vehicle and the switching off system components of the vehicle, so that the position of the vehicle and thus an unintentional movement of the vehicle, for example by towing the vehicle can no longer be determined.
  • By assigning the position of the vehicle to which it is turned off to the ambient state at this position can be determined immediately after the system restart, whether the vehicle has moved in an unknown manner and whether the previously stored position of the vehicle as an external anchor and thus the Initial data are still up to date.
  • the ambient state comprises at least part of an image of an environment around the vehicle.
  • An image is to be understood below as meaning a space raster viewed from the vehicle, but preferably a surface raster whose individual raster points are assigned measured values which are detected at the vehicle's position from the vehicle, for example with sensors. These measured values can be distance values, image values, temperature values and / or any other measured values be.
  • the image of the environment around the vehicle characterizes the position at which the vehicle is largely unambiguous, so that it is unlikely that one and the same image can be assigned two different positions.
  • the part of the image of the environment around the vehicle is detected with environmental sensors.
  • environment sensors such as a camera or a distance sensor are present in modern vehicles anyway, so that the specified method can be implemented without major hardware conversion measures in a vehicle.
  • the part of the image of the environment around the vehicle in a plane outside a plane of movement of the vehicle can be detected.
  • This development is based on the consideration that in the environment of the vehicle, other vehicles or moving objects could be located, which change the environmental condition and thus the image of the environment around the vehicle.
  • these moving objects usually move in the same plane of motion as the vehicle, so that for example a detection of the floor or a detection of the ceiling of a parking garage as an image of the environment around the vehicle should largely avoid this disadvantage.
  • the part of the image of the environment around the vehicle is detected by means of object recognition. In this way, objects can be classified in the environment and thus as for the determination of the
  • Image of the environment around the vehicle to be sorted out as unsuitable. For example, if another vehicle is detected, it may be excluded to define the image of the environment around the vehicle, since it is likely that the vehicle will eventually move away and thus change the image of the vehicle, ie it will falsify.
  • a method comprises for determining a current position of a vehicle, the steps
  • a control device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
  • the specified device has a memory and a processor.
  • the specified method is stored in the form of a computer program in the memory and the processor is provided for carrying out the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.
  • a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.
  • a computer program product includes program code stored on a computer-readable medium and, when executed on a data processing device, performs one of the specified methods.
  • a vehicle includes a specified controller.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle on a parking garage steep
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a position determining device in the vehicle of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a position determining device in the vehicle of FIG. 1.
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of a vehicle 2 in a parking garage 4.
  • the parking garage 4 is part of a parking garage not shown in the present embodiment.
  • the parking garage 4 includes a parking space floor 6, a parking space wall 8, a parking space cover 10 and a parking space access 12, via which the vehicle 2 drive into the parking garage steeple 4 or can drive out of this.
  • a shield 14 should be mounted with a picture not shown in the present embodiment.
  • the vehicle 2 comprises a vehicle interior 16, in which a navigation device 18 known per se is arranged to display an absolute actual position 20 of the vehicle 2.
  • the absolute actual position 20 is output from a position determining device 22.
  • the position-determining device 22 comprises an antenna 24 for this purpose, with which it receives known global navigation satellite signals 26, hereinafter referred to as GNSS signals 26, such as GPS signals and can determine therefrom in a manner known per se the absolute actual position 20 of the vehicle 2.
  • GNSS signals known global navigation satellite signals
  • the position determination device such as, for example, the strapdown algorithm disclosed in DE 10 2006 029 148 A1
  • the absolute actual position 20 also based on a relative change in position of the vehicle 2 and the last known absolute actual position 20 continue.
  • the vehicle 2 in the present embodiment has unspecified inertial sensors which output accelerations and yaw rates and wheel speed sensors 28 which are arranged on the wheels 30 of the vehicle and output the rotational speeds 32 of the wheels 30.
  • inertial sensors which output accelerations and yaw rates and wheel speed sensors 28 which are arranged on the wheels 30 of the vehicle and output the rotational speeds 32 of the wheels 30.
  • Inertial sensors and speeds 32 for example, in the manner disclosed in DE 10 2006 029 148 AI determines the relative change in position of the vehicle 2 and in this way a current absolute actual position 20 based on a last known current actual position 20 can be determined.
  • the last known actual position 20 could be used prior to the system restart of the vehicle 2, if the vehicle 2 is towed out of the parking garage 4, for example, during towing of the system and the system restart, then the last known one is
  • the stored image 34 around the vehicle 2 is compared with a current image 34 around the vehicle 2. If both images 34 are equal (which can be determined, for example, using an error threshold explained later), then it is recognized that the vehicle 2 is still at the same position and the last known actual position 20 is based, for example, as the starting point for the determination of new actual positions released on the aforementioned strapdown algorithm.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a position determining device 22 in the vehicle 2 of FIG.
  • the position determination device 22 may determine the actual position 20 of the vehicle 2 either based on a trilateration of the GNSS signal 26 in a triangulation device 38 in a manner known to those skilled in the art and / or based on the above
  • the output signal of one of the two devices 38, 40 is selected via a control signal 42, which can be generated, for example, based on the availability of the GNSS signal 26.
  • the output signals of the two devices 38, 40 could also be filtered in a manner not shown against each other, for example, to determine a tolerance in the actual position 20 of the vehicle 2. Details of this can be found, for example, in WO 2011/098 333 AI.
  • the filtering of the two output signals may comprise a comparison of the two output signals. This comparison can be made, for example, by a pure averaging without further consideration of other factors such as noise be performed. If the noise is taken into account, a state observer or a Kalman filter could be considered as a filter. If the shape of the noise is also to be taken into account, a particulate filter could possibly be used which has a basic amount of available
  • the above-mentioned iteration device 40 requires to calculate a current actual position 20 in the context of
  • Strapdown algorithm initial data 44 which describe an actual position 20 of the vehicle 2, from which a new
  • Actual position 20 of the vehicle 2 is to be calculated.
  • the iteration device 40 requires a change in position 46 of the vehicle 2, which in the present embodiment is determined by a position change calculation unit 48 based on the wheel speeds 32.
  • the aforementioned initial data 44 must not be chosen arbitrarily. Rather, they must describe an actual position 20 of the vehicle that is as current as possible, the error of which lies in the range of the position change 46 of the vehicle 2 calculated by the position change calculation unit 48. If the error of the initial data 44 is greater, then the actual position 20 of the vehicle 2 is forcibly wrongly calculated, for example, if it can not be corrected based on the GNSS signal 26. In the parking garage mentioned above, this correction is not possible due to the shadowing of the GNSS signal 26. If a system restart is carried out with the vehicle 2 in the parking garage parking space 4, therefore, it would be necessary to wait until the GNSS signal 26 and thus initial data 44 are available for calculating the actual position 20 based on the iteration device 40.
  • an imaging detection device 52 comprises the image 34 and prepares it.
  • the image acquisition device 52 can process the converted image 34 in image technology, convert it, or even recognize and classify certain objects in the image.
  • the processed image 54 is then stored in an image memory 56.
  • a synchronization switch 58 is provided in the present embodiment, which is actuated, for example, when the vehicle 2 is shut down by a motor control and the position 20 is moved to the position memory 50 and accordingly the prepared one Image 54 can pass through to image memory 56.
  • the synchronization switch 58 When the system is restarted, the synchronization switch 58 remains in a position in which the processed image 54 is forwarded to a comparator 60.
  • the comparator 60 filters the stored image 62 in the image memory 56 and the processed image 54 from the image detector 52, for example, by an above If the error value falls below a predetermined threshold, then the comparison device 60 outputs a control signal 64, with which it outputs the stored in the position memory 50 actual position 20 as initial data 44 for further calculation of the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Initialdaten (44) für die Bestimmung von Lagedaten eines Fahrzeuges (2) basierend auf Fahrdynamikdaten (32), umfassend: - Zuordnen (58) eines bestimmten Umgebungszustandes (54) an einer bestimmten Position (20) des Fahrzeuges zur bestimmten Position (20) des Fahrzeuges (2), - Erfassen eines Umgebungszustandes (62), und - Verwenden der bestimmten Position (20) als Initialdaten (44), wenn eine Gegenüberstellung (60) des erfassten Umgebungszustandes (62) und des bestimmten Umgebungszustandes (54) einer vorbestimmten Bedingung genügt.

Description

Verfahren zum Bestimmen von Initialdaten für die Bestimmung von Lagedaten eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Ini- tialdaten für die Bestimmung von Lagedaten eines Fahrzeuges, ein Verfahren zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeuges, eine Steuervorrichtung zur Durchführung der Verfahren und ein Fahrzeug mit der Steuervorrichtung. Aus der DE 10 2006 029 148 AI ist ein sogenannter
Strapdown-Algorithmus bekannt, der Lagedaten eines Fahrzeuges basierend auf Positionsdaten und Fahrdynamikdaten bestimmt.
Unter den Lagedaten eines Fahrzeuges sollen nachstehend alle die Position des Fahrzeuges in einem Raum beeinflussenden Daten verstanden werden. Unter diese Daten fallen damit die Positionsdaten des Fahrzeuges aber auch die Fahrdynamikdaten des Fahrzeuges. Unter den Fahrdynamikdaten sollen alle Daten verstanden werden, die die Bewegung des Fahrzeuges beschreiben.
In der der DE 10 2006 029 148 AI ist offenbart, dass zur Durchführung derartiger die Lagedaten eines Fahrzeuges bestimmenden Verfahren sogenannte Initialdaten notwendig sind, die auch als externer Anker bezeichnet werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung von Lagedaten eines Fahrzeuges anzugeben.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen von Initialdaten für die Bestimmung von Lagedaten eines Fahrzeuges basierend auf Fahrdynamikdaten die Schritte:
- Zuordnen eines bestimmten Umgebungs zustandes an einer bestimmten Position des Fahrzeuges zur Position des Fahrzeuges,
- Erfassen eines Umgebungszustandes, und - Verwenden der bestimmten Position als Initialdaten, wenn eine Gegenüberstellung des erfassten Umgebungszustandes und des bestimmten Umgebungszustandes einer vorbestimmten Bedingung genügt .
Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass der eingangs genannte externe Anker aus einem sogenannten Globalen Satellitennavigationssignal, kurz GNSS-Signal genannt, abgeleitet werden könnte. Dieser externe Anker könnte dann als Grundlage herangezogen werden, im Fahrzeug entweder andere Daten zu präzisieren oder sogar neue Daten zu schaffen. Ist beispielsweise aufgrund des GNSS-Signals eine absolute Lage bekannt, könnte beispielsweise unter Zuhilfenahme der
Inertialsensoren die Ausgabe der Raddrehzahlsensoren überprüft und somit abgesichert werden. Alternativ oder zusätzlich könnte mit den Inertialsensoren die absolute Lage des Fahrzeuges auch dann weitergeführt werden, wenn das GNSS-Signal beispielsweise unter einem Tunnel ausgefallen ist, um so beispielsweise neue Daten zu schaffen.
Im Rahmen des angegebenen Verfahrens wird jedoch erkannt, dass wenn das Fahrzeug an einem Ort ohne GNSS-Signalempfang, wie beispielsweise unter dem zuvor genannten Tunnel abgestellt wird, sich die absolute Lage des Fahrzeuges nach dem Neustart nicht ermitteln lässt, da die Inertialsensoren zwar eine Lageänderung ausgeben können, ohne die eingangs genannten Initialdaten, also den externen Anker, ist keine Referenzlage vorhanden, die basierend auf der durch die Inertialsensoren erfassten Lageänderung zur tatsächlichen Lage des Fahrzeuges aktualisiert werden könnte.
Diese Erkenntnis zugrunde gelegt, liegt dem angegebenen Verfahren die Überlegung zugrunde, als externen Anker wenigstens eine Position abzuspeichern und diese als Referenzlage zur Weiterführung basierend auf der über die Inertialsensoren erfassten Lageänderung zu verwenden. Dieser externe Anker ist aber nur dann sinnvoll, wenn festgestellt wird, ob sich das Fahrzeug auch wirklich an einer Position befindet, die dem externen Anker entspricht. Dies könnte am besten anhand eines Umgebungszustandes verifiziert werden, der zu dem externen Anker gehört. Unter einen Umgebungszustand sollen nachstehend alle Merkmale in einer Umgebung um eine Position, die als externer Anker geeignet ist, fallen, die messtechnisch erfassbar sind. Das können Bildmerkmale, Temperaturmerkmale, reine Farbmerkmale und/oder andere Merkmale sein.
Im Rahmen des angegebenen Verfahrens wird nun vorgeschlagen, den externen Anker als bestimmte Position einem Umgebungs zustand zuzuordnen, der dem Umgebungszustand an der bestimmten Position entspricht. Beim Start des Fahrzeuges, wenn kein GNSS-Signal verfügbar ist, kann nun der Umgebungszustand um das Fahrzeug erfasst und der externe Anker verwendet werden, wenn der erfasste Umgebungszustand dem Umgebungszustand entspricht, der dem externen Anker zugeordnet ist, so dass auch im Falle eines nicht verfügbaren GNSS-Signals eine Grundlage zur Positionsbestimmung des Fahrzeuges geschaffen ist.
Grundsätzlich können dabei beliebige externe Anker verwendet werden. Bei einem Fahrzeug, das beispielsweise zum Pendeln zwischen einem Arbeitsplatz und einem Heim verwendet wird, können als externe Anker ein Umgebungszustand um einen Parkplatz am Arbeitsplatz und ein Umgebungszustand um einen Parkplatz am Heim in einem Speicher interlegt werden. Beim Fahrzeugneustart kann dann der tatsächliche Umgebungszustand um das Fahrzeug erfasst werden. Wenn der tatsächliche Umgebungszustand um das Fahrzeug einem der beiden gespeicherten Umgebungszuständen entspricht, dann kann der externe Anker, und damit die Initialdaten des Fahrzeuges auf die spezifische Position des Fahrzeuges an dieser Stelle festgesetzt werden.
Es wäre zudem nicht zwingend notwendig, die zuvor genannte Überprüfung auf den Zeitpunkt des Fahrzeugneustarts festzusetzen. Gibt es beispielsweise in einem Parkhaus einen charakteristischen Umgebungszustand, wie beispielsweise einen bestimmten Streifencode am Fahrbahnboden, dann kann der externe Anker zu dem Zeitpunkt auf die Position des Streifencodes festgesetzt werden, wenn das Fahrzeug mittels Erfassen des Umgebungszustandes feststellt, dass es den Streifencode passiert . In einer Weiterbildung der Erfindung ist die bestimmte Position des Fahrzeuges eine Position, an der das Fahrzeug abgestellt wird. Das heißt, dass die Zuordnung der als externer Anker und damit als Initialdaten dienenden bestimmten Position erst mit dem Abstellen des Fahrzeuges an einer Zielposition erfolgt. Unter einem Abstellen soll nachstehend das Anhalten des Fahrzeuges und das Ausschalten von Systemkomponenten des Fahrzeuges verstanden werden, so dass die Position des Fahrzeuges und damit eine unbeabsichtigte Bewegung des Fahrzeuges beispielsweise durch Abschleppen des Fahrzeuges nicht mehr bestimmt werden kann. Durch das Zuordnen der Position des Fahrzeuges an der es abgestellt wird zum Umgebungs zustand an dieser Position kann nach dem Systemneustart unmittelbar festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug in nicht bekannter Weise bewegt hat und ob die zuvor gespeicherte Position des Fahrzeuges als externer Anker und damit die Initialdaten noch aktuell sind.
Zu dieser Überprüfung sollte der erfasste Umgebungszustand nach dem Anstellen und einem Systemneustart des Fahrzeuges an der bestimmten Position direkt erfasst werden. Auf diese Weise kann die unmittelbar vor dem Abstellen des Fahrzeuges durchgeführte Zuordnung zwischen der abgespeicherten Position und dem abgespeicherten Umgebungs zustand nach dem Systemneustart plau- sibilisiert werden. In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens umfasst der Umgebungszustand wenigstens einen Teil eines Abbildes eines Umfeldes um das Fahrzeug. Unter einem Abbild soll nachstehend ein vom Fahrzeug aus gesehenes Raumraster, vorzugsweise jedoch ein Flächenraster verstanden werden, dessen einzelnen Rasterpunkten Messwerte zugeordnet werden, die an der Position des Fahrzeuges vom Fahrzeug aus beispielsweise mit Sensoren erfasst werden. Diese Messwerte können Abstandswerte, Bildwerte, Temperaturwerte und/oder beliebige andere Messwerte sein. Das Abbild des Umfeldes um das Fahrzeug kennzeichnet die Position, an der sich das Fahrzeug befindet weitgehend eindeutig, so dass es unwahrscheinlich ist, dass ein und demselben Abbild zwei verschiedene Positionen zugeordnet werden können.
In einer bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird der Teil des Abbildes des Umfeldes um das Fahrzeug mit Umfeldsensoren erfasst. Derartige Umfeldsensoren, wie eine Kamera oder ein Abstandssensor sind in modernen Fahrzeugen ohnehin vorhanden, so dass das angegebene Verfahren ohne größere Hardwareumrüstungsmaßnahmen in einem Fahrzeug implementierbar ist .
In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens kann der Teil des Abbildes des Umfeldes um das Fahrzeug in einer Ebene außerhalb einer Bewegungsebene des Fahrzeuges erfasst werden. Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass sich in der Umgebung des Fahrzeuges auch andere Fahrzeuge oder bewegliche Objekte befinden könnten, die den Umgebungszustand und damit das Abbild des Umfeldes um das Fahrzeug verändern . Diese beweglichen Objekte bewegen sich jedoch in der Regel in der gleichen Bewegungsebene, wie das Fahrzeug, so dass beispielsweise eine Erfassung des Bodens oder eine Erfassung der Decke eines Parkhauses als Abbild des Umfeldes um das Fahrzeug diesen Nachteil weitgehend vermeiden sollten.
In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird der Teil des Abbildes des Umfeldes um das Fahrzeug mittels Objekterkennung erfasst. Auf diese Weise können in der Umgebung Objekte klassifiziert und somit als für die Festlegung des
Abbildes des Umfeldes um das Fahrzeug als ungeeignet aussortiert werden. Wird beispielsweise ein anderes Fahrzeug erkannt, so kann es zur Definition des Abbildes des Umfeldes um das Fahrzeug ausgeschlossen werden, da es wahrscheinlich ist, dass sich das Fahrzeug irgendwann wegbewegen und somit das Abbild um das Fahrzeug verändern, also verfälschen wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position eines Fahrzeuges die Schritte
- Erfassen von Initialdaten mit einem angegebenen Verfahren,
- Erfassen von Fahrdynamikdaten, und
- Bestimmen der aktuellen Position durch eine Weiterführung der Initialdaten basierend auf den Fahrdynamikdaten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
In einer Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine angegebene Steuervorrichtung.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei :
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeuges auf einem Parkhaus steilplatz , und
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Positionsbestimmungsvorrichtung in dem Fahrzeug der Fig. 1.
In den Figuren werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Prinzipdarstellung eines Fahrzeuges 2 auf einem Parkhausstellplatz 4 zeigt. Der Parkhausstellplatz 4 ist in der vorliegenden Ausführung Teil eines nicht weiter dargestellten Parkhauses . Der Parkhausstellplatz 4 umfasst einen Stellplatzboden 6, eine Stellplatzwand 8, eine Stellplatzdecke 10 und einen Stellplatzzugang 12, über den das Fahrzeug 2 in den Parkhaus steilplatz 4 einfahren oder aus diesem herausfahren kann.
An der Stellplatzwand 8 soll in der vorliegenden Ausführung ein Schild 14 mit einem nicht weiter dargestellten Bild angebracht sein .
Das Fahrzeug 2 umfasst in der vorliegenden Ausführung einen Fahrzeuginnenraum 16, in dem ein an sich bekanntes Navigationsgerät 18 zu Darstellung einer absoluten Istposition 20 des Fahrzeuges 2 angeordnet ist.
Die absolute Istposition 20 wird von einer Positionsbestimmungsvorrichtung 22 ausgegeben. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 22 umfasst dazu eine Antenne 24, mit der sie an sich bekannte globale Satellitennavigationssignale 26, nachstehend GNSS-Signale 26 genannt, wie beispielsweise GPS-Signale empfangen und daraus in an sich bekannter Weise die absolute Istposition 20 des Fahrzeuges 2 bestimmen kann. Wird jedoch über die Antenne 24 kein GNSS-Signal empfangen, weil alle GNSS-Signale beispielsweise in dem Parkhaus über die Stellplatzdecke 10 abgeschirmt werden, so kann die Positionsbestimmungsvorrichtung, wie beispielsweise mit dem in der DE 10 2006 029 148 AI offenbarten Strapdown-Algorithmus , die absolute Istposition 20 auch basierend aus einer relativen Lageänderung des Fahrzeuges 2 und der letzten bekannten absoluten Istposition 20 fortführen. Zur Bestimmung der relativen Lageänderung weist das Fahrzeug 2 in der vorliegenden Ausführung nicht näher referenzierte Inertialsensoren, die Beschleunigungen und Gierraten ausgeben, sowie Raddrehzahlsensoren 28 auf, die an den Rädern 30 des Fahrzeuges angeordnet sind und die Drehzahlen 32 der Räder 30 ausgeben. Über die Beschleunigungen und Gierraten aus den
Inertialsensoren und Drehzahlen 32 kann beispielsweise in der in der DE 10 2006 029 148 AI offenbarten Weise die relative Lageänderung des Fahrzeuges 2 bestimmt und auf diese Weise eine aktuelle absolute Istposition 20 basierend auf einer zuletzt bekannten aktuellen Istposition 20 bestimmt werden.
Nach einem Systemneustart des Fahrzeugs 2 steht jedoch in der Regel keine letzte bekannte Istposition 20 zur Verfügung. Zwar könnte letzte bekannte Istposition 20 vor dem Systemneustart des Fahrzeuges 2 verwendet werden, wenn das Fahrzeug 2 jedoch während des Abstellens des Systems und dem Systemneustart beispielsweise aus dem Parkhausstellplatz 4 durch Abschleppen herausgeschleppt wird, dann ist die letzte bekannte
Istposition 20 vor dem Systemneustart nicht mehr gültig und würde zu einer fehlerhaften Istposition 20 führen.
Aus diesem Grund wird im Rahmen der vorliegenden Ausführung vorgeschlagen, nach einem Systemneustart die letzte bekannte Istposition 20, die vor dem Systemneustart bestimmt wurde, nach dem Systemneustart zu plausibilisieren .
Dazu wird in der vorliegenden Ausführung ein Umgebungszustand um das Fahrzeug 2 in Form eines Abbildes 34 um das Fahrzeug 2 mit Umfeldsensoren in Form von Kameras 36 zum Zeitpunkt des Bestimmens der letzten bekannten Istposition 20 ermittelt und gespeichert. Nach dem Systemneustart wird dann das gespeicherte Abbild 34 um das Fahrzeug 2 mit einem aktuellen Abbild 34 um das Fahrzeug 2 verglichen. Sind beide Abbilder 34 gleich (was beispielsweise anhand einer an späterer Stelle erläuterten Fehlerschwelle bestimmt werden kann) , dann wird erkannt, dass das Fahrzeug 2 immer noch an der gleichen Stelle steht und die letzte bekannte Istposition 20 als Ausgangspunkt für die Bestimmung neuer Istpositionen beispielsweise basierend auf dem zuvor genannten Strapdown-Algorithmus freigegeben.
Dies soll anhand Fig. 2 näher erläutert werden, die eine Prinzipdarstellung einer Positionsbestimmungsvorrichtung 22 in dem Fahrzeug 2 der Fig. 1 zeigt.
In der vorliegenden Ausführung kann die Positionsbestimmungseinrichtung 22 die Istposition 20 des Fahrzeugs 2 entweder basierend auf einer Trilateration des GNSS-Signals 26 in einer Triangulationseinrichtung 38 in einer dem Fachmann bekannten Weise und/oder basierend auf dem oben genannten
Strapdown-Algorithmus in einer Iterationseinrichtung 40 bestimmen . Weiter wird das Ausgangssignal einer der beiden Einrichtungen 38, 40 in der vorliegenden Ausführung über ein Steuersignal 42 ausgewählt, das beispielsweise basierend auf der Verfügbarkeit des GNSS-Signals 26 generiert werden kann. Alternativ dazu könnten die Ausgangssignale der beiden Einrichtungen 38, 40 in nicht weiter gezeigter Weise auch gegeneinander gefiltert werden, um beispielsweise eine Toleranz in der Istposition 20 des Fahrzeuges 2 zu bestimmen. Details dazu können beispielsweise der WO 2011/ 098 333 AI entnommen werden. Das Filtern der beiden Ausgangssignale kann eine Gegenüberstellung beider Ausgangssignale umfassen. Diese Gegenüberstellung kann beispielsweise durch eine reine Mittelwertbildung ohne weitere Berücksichtigung anderer Faktoren wie Rauschen durchgeführt werden. Soll das Rauschen mit berücksichtigt werden, käme ein Zustandsbeobachter oder ein Kaiman-Filter als Filter in Betracht. Soll auch noch die Form des Rauschens berücksichtigt werden, so könnte ggf. ein Partikelfilter herangezogen werden, der eine Grundmenge an verfügbaren
Rauschszenarien besitzt und das bei der Elimination zu berücksichtigende Rauschszenario beispielsweise durch eine Monte-Carlo-Simulation auswählt. Die oben genannte Iterationseinrichtung 40 benötigt zur Berechnung einer aktuellen Istposition 20 im Rahmen des
Strapdown-Algorithmus Initialdaten 44, die eine Istposition 20 des Fahrzeuges 2 beschreiben, von der aus eine neue
Istposition 20 des Fahrzeuges 2 berechnet werden soll. Zudem benötigt die Iterationseinrichtung 40 eine Positionsänderung 46 des Fahrzeuges 2, die in der vorliegenden Ausführung mit einem Lageänderungsberechnungseinheit 48 basierend auf den Raddrehzahlen 32 bestimmt wird. Die zuvor genannten Initialdaten 44 dürfen nicht beliebig gewählt werden. Sie müssen vielmehr eine möglichst aktuelle Istposition 20 des Fahrzeuges beschreiben, deren Fehler im Bereich der durch die Lageänderungsberechnungseinheit 48 berechneten Positionsänderung 46 des Fahrzeuges 2 liegt. Ist der Fehler der Initialdaten 44 größer, so wird die Istposition 20 des Fahrzeuges 2 zwangsläufig falsch berechnet, wenn sie beispielsweise nicht basierend auf dem GNSS-Signal 26 korrigiert werden kann . In dem eingangs genannten Parkhaus ist diese Korrektur aufgrund der Abschattung des GNSS-Signals 26 nicht möglich. Wenn mit dem Fahrzeug 2 auf dem Parkhausstellplatz 4 ein Systemneustart durchgeführt wird, müsste daher solange gewartet werden, bis das GNSS-Signal 26 und damit Initialdaten 44 zur Berechnung der Istposition 20 basierend auf der Iterationseinrichtung 40 zur Verfügung stehen.
Um die Initialdaten 44 nach dem Systemneustart des Fahrzeuges 2 dennoch sofort zur Verfügung zu haben, wird wie bereits erwähnt, im Rahmen der vorliegenden Ausführung vorgeschlagen, die letzte bekannte Istposition 20 vor dem Systemneustart in einem Positionsspeicher 50 zu hinterlegen.
Wie bereits erwähnt, muss jedoch sichergestellt sein, dass sich das Fahrzeug seit dem Abspeichern der letzten bekannten Istposition 20 im Positionsspeicher 50 bis zum Systemneustart nicht bewegt hat. Dies wird in der vorliegenden Ausführung, wie bereits erwähnt, durch ein Verknüpfen der im Positionsspeicher 50 hinterlegten Istposition 20 und damit der Initialdaten 44 mit einem Abbild 34 der Umgebung um das Fahrzeug 2 erreicht . Dazu umfasst eine Abbildungserfas sungseinrichtung 52 das Abbild 34 und bereitet es auf. So kann die Abbildungserfas- sungseinrichtung 52 beispielsweise das erfasste Abbild 34 in bildtechnisch aufbereiten, konvertieren oder sogar bestimmte Objekte in dem Abbild erkennen und klassifizieren. Das auf- bereitete Abbild 54 wird dann in einem Abbildspeicher 56 hinterlegt .
Damit das aufbereitete Abbild 54 der im Positionsspeicher 50 hinterlegten Istposition 20 zugeordnet wird, ist in der vor- liegenden Ausführung ein Synchronisationsschalter 58 vorgesehen, der beispielsweise beim Abstellen des Fahrzeuges 2 durch eine Motorsteuerung betätigt werden und die Isposition 20 zum Positionsspeicher 50 und entsprechend das aufbereitete Abbild 54 zum Abbildspeicher 56 durchleiten kann.
Beim Systemneustart bleibt der Synchronisationsschalter 58 in einer Stellung, in der das aufbereitete Abbild 54 an eine Vergleichseinrichtung 60 weitergeleitet wird. Die
Istposition 20 des Fahrzeuges bleibt in dieser Stellung des Synchronisationsschalters 58 unberücksichtigt. Die Vergleichseinrichtung 60 filtert das gespeicherte Abbild 62 im Abbildspeicher 56 und das aufbereitete Abbild 54 aus der Abbildungserfas sungseinrichtung 52 beispielsweise durch eine oben genannte Gegenüberstellung und berechnet einen Fehlerwert zwischen den beiden Abbildern 54, 62. Unterschreitet der Fehlerwert eine vorbestimmte Schwelle, dann gibt die Vergleichseinrichtung 60 ein Steuersignal 64 aus, mit dem sie die Ausgabe der im Positionsspeicher 50 hinterlegten Istposition 20 als Initialdaten 44 für die weitere Berechnung der
Istposition 20 des Fahrzeuges 2 über einen nicht weiter re- ferenzierten Schalter freigibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass für die Berechnung der Istposition 20 des Fahrzeuges 2 im Falle eines fehlenden GNSS-Signals 26 keine fehlerhaften Initialdaten 44 verwendet werden .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen von Initialdaten (44) für die Bestimmung von Lagedaten eines Fahrzeuges (2) basierend auf Fahrdynamikdaten (32), umfassend:
- Zuordnen (58) eines bestimmten Umgebungszustandes (54) an einer bestimmten Position (20) des Fahrzeuges zur bestimmten Position (20) des Fahrzeuges (2),
- Erfassen eines Umgebungszustandes (62), und
- Verwenden der bestimmten Position (20) als Initialdaten (44), wenn eine Gegenüberstellung (60) des erfassten Umgebungszustandes (62) und des bestimmten Umgebungszustandes (54) einer vorbestimmten Bedingung genügt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bestimmte Position (20) des Fahrzeuges (2) eine Position (20) ist, an der das Fahrzeug (2) abgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der erfasste Umgebungs- zustand (62) nach dem Anstellen und einem Systemneustart des
Fahrzeuges (2) an der bestimmten Position (20) erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der bestimmte Umgebungszustand (54) wenigstens einen Teil eines Abbildes (34) eines Umfeldes um das Fahrzeug (2) umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Teil des Abbildes (34) des Umfeldes um das Fahrzeug (2) mit Umfeldsensoren (36) erfasst wird .
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Teil des Abbildes (34) des Umfeldes um das Fahrzeug (2) in einer Ebene außerhalb einer Bewegungsebene des Fahrzeuges (2) erfasst wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 6, wobei der Teil des Abbildes (34) des Umfeldes um das Fahrzeug (2) mittels Objekterkennung erfasst wird.
8. Verfahren zum Bestimmen einer aktuellen Position (20) eines Fahrzeuges (2), umfassend
- Erfassen von Initialdaten (44) mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
- Erfassen von Fahrdynamikdaten (32), und
- Bestimmen der aktuellen Position (20) durch eine Weiterführung der Initialdaten (44) basierend auf den Fahrdynamikdaten ( 32 ) .
9. Steuervorrichtung (22), die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
10. Fahrzeug (2) umfassend eine Steuervorrichtung (22) nach Anspruch 9.
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