WO2017089135A1 - Verfahren und system zum erstellen einer spurgenauen belegungskarte für fahrspuren - Google Patents

Verfahren und system zum erstellen einer spurgenauen belegungskarte für fahrspuren Download PDF

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WO2017089135A1
WO2017089135A1 PCT/EP2016/077105 EP2016077105W WO2017089135A1 WO 2017089135 A1 WO2017089135 A1 WO 2017089135A1 EP 2016077105 W EP2016077105 W EP 2016077105W WO 2017089135 A1 WO2017089135 A1 WO 2017089135A1
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mobile device
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PCT/EP2016/077105
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Andreas Titze
Stefan Ortmann
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • G01C21/3602—Input other than that of destination using image analysis, e.g. detection of road signs, lanes, buildings, real preceding vehicles using a camera

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for creating a track-accurate
  • Modern motor vehicles have a variety of assistance systems, including navigation systems, which are able to locate a motor vehicle within an environment.
  • a navigation system is based, for example, on a global
  • GPS Position determining system
  • the environment is a reference card that includes multiple positions within the environment, for at least one position within the environment at least one localization method that is performed with at least one sensor to detect the environment is recommended is, wherein for a current position of the mobile device for locating the device, the at least one according to the reference card recommended
  • Localization method to be used with at least one sensor is used.
  • the system includes a digital map in which data about location-specific features are located, at least one
  • the Environment identification device for detecting the location-specific features in the vicinity of the vehicle and a localization module coupled to the digital map and the environment recognition device.
  • the localization module has a processing unit for reconciling the acquired data and the data recorded in the digital map on the location-specific features and for locating the vehicle position on the basis of the location-specific features recorded in the digital map.
  • the system includes an in-vehicle vehicle motion data inertial measurement unit coupled to the location module whose processing unit is configured
  • the invention is based on the technical problem of providing a method and a system for creating a map in which a lane-precise occupancy map can be made available.
  • Lanes comprising the following steps in at least one mobile device: detecting a sequence of images of an environment of the at least one mobile device by at least one camera, detecting and classifying objects in the captured image sequence by an evaluation, determining object positions of the objects relative to the at least one mobile device by the evaluation unit, setting a portion in the environment, wherein the portion of a predetermined size, and predetermined boundaries, assigning the detected and classified objects to the determined object positions in the specified section, determining a in the
  • Lane information and the time information for each of the sections from the at least one mobile device comparing the individual sections with each other based on the object information and object positions, the section information, the
  • Lane information and time information joining the sections of the at least one mobile device at their respective adjacent boundaries
  • Fusing the assembled portions of the at least one mobile device into a digital map determining a current lane occupancy for portions of the digital map by associating the at least one mobile device with the determined traffic lane in the corresponding portion based on the object information received from the at least one mobile device and object positions, section information, lane information, and time information.
  • a system for generating a lane-accurate occupancy map for lanes comprising at least one mobile device, comprising: at least one camera for capturing an image sequence of an environment of the at least one mobile device, an evaluation unit and a transmitting device for communicating with a
  • a map generating device wherein the evaluation unit is designed to detect and classify objects in the acquired image sequence, to determine object positions of the objects relative to the at least one mobile device, to define a section in the environment, the section having a predetermined size, and predetermined boundaries , Assign and classified objects to the specific object positions in the defined section, to determine a lane existing in a section, object information and the object positions of the recognized and classified objects, section information to the specified section, lane information and time information by means of the transmitting device to the map generating device and repeat the previous steps to set more pieces of the environment; and the card-making device, which is configured such
  • the mobile device is a motor vehicle and the map creation device is a central server with which the motor vehicle communicates via a wireless communication link.
  • Other mobile devices are then, for example, other vehicles, which also with the central server
  • the card-generating device is integrated into the mobile device.
  • Map generating device is converted into a traffic density and a section in the digital map is assigned as additional information.
  • a traffic volume can be easily displayed for the specified section.
  • information about a traffic density for all sections in the digital map can also be provided in this way.
  • a driver or an automated controller can control the traffic density thus provided
  • the calculated traffic density is compared by the map-generating device with a limit value, wherein the traffic segment "traffic jam” is assigned to the section as additional information if the limit value is exceeded and the traffic segment is "no traffic jam” as additional information. is assigned if the limit is not exceeded.
  • the traffic density for a traffic lane in a section is determined by the map creation device alternatively or additionally on the basis of further parameters.
  • the further parameters can be provided, for example, by a central device for traffic planning, for example a control center. Then lanes may be marked as "congestion" even though traffic is still flowing so that active traffic management planning can be performed, but it is also possible that other traffic information services will provide traffic density as another parameter for cuts in the digital map.
  • the determined lane is described in a section by a corridor of a left lane boundary and a right lane boundary, the left and the right lane boundary each as
  • Lane check functions are described. This has the advantage that an amount of data necessary for describing the traffic lane can be reduced. As a result, bandwidth is saved in the communication via a communication link between the at least one mobile device and the card-creating device.
  • the lane-tracking functions are designed as polynomial functions of the third degree. This leads to a particularly strong data reduction with simultaneous flexibility. Only four coefficients have to be transmitted per coordinate, so that a total of twelve coefficients per section must be transmitted for three dimensions. It may be provided in particular that the
  • Polynomial functions as independent variables have a time. But it is just as possible, a location coordinate, such as a track, etc. as an independent variable
  • the parking reservation information may then be assigned. Additional information is assigned. The parking reservation information may then be assigned.
  • a mobile device can be made available by the map creation device.
  • Portions of the mobile device, the cardmaking device, and also the system may be individually or collectively configured as a combination of hardware and software, for example as program code executed on a microcontroller or microprocessor.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the system for creating a track-accurate occupancy map
  • Fig. 2 is a schematic representation of a typical environment of a motor vehicle for
  • Fig. 3 is a schematic representation of a specified section with
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system 1 for creating a digital map 60.
  • the system 1 comprises at least one mobile device 2, which in this example is embodied in a motor vehicle 50, and one
  • Map creation device 3 which is designed for example as a central server.
  • the mobile device 2 comprises a camera 4, an evaluation unit 5, a
  • Transmitting device 6 a height sensor 30 and a receiving device 33.
  • Card creation device 3 includes, for example, a receiving device 7, a transmitting device 34, an assembling device 8, a fusion device 9 and a memory 10, in which the digital map 60 is stored.
  • the mobile device 2 and the map creation device 3 can communicate with each other via a communication link 32.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a typical environment 12 of a
  • the camera 4 points, for example, in a direction of travel 1 1 of the motor vehicle 50.
  • the camera 4 captures a sequence of images of the environment 12 of the motor vehicle 50.
  • the acquired sequence of images is fed to the evaluation unit 5 by the camera 4.
  • the evaluation unit 5 defines a section 13. This section 13 has a predetermined size.
  • Such a section 13 also has a front boundary 14, a rear one
  • Motor vehicle 50 is currently located, as well as a portion of the environment 19 of the road 18.
  • Another section 20 is set at a later time from a further sequence of images, so that the rear boundary 21 of the other section 20 equal to the front boundary 14 of the previously defined Part 13 is.
  • the environment 12 of the motor vehicle 50 is detected stepwise at different times and successively in the form of sections 13, 20 lined up.
  • the evaluation unit 5 determines a lane 22 of the
  • the lane 22 is limited on the right side by the lane boundary 23 of the road 18, wherein the right lane boundary 23 may be given for example by the right lane line.
  • Lane boundary 24 of the lane 22 is, for example, by a center line 25 of the
  • the respective lane boundary 23, 24 of the lane 22 is by means of a
  • Image recognition method detected in the evaluation unit 5 and, for example, for each
  • the coordinates X, Y, and Z relate to a coordinate system, which is related, for example, to the camera position or the center of the front boundary 14 of the section 22.
  • the coordinate X describes the coordinate system in the direction of travel 1 1, the coordinate Y in the lateral direction and the coordinate Z in the vertical direction.
  • the function X (t) thus describes a function in the X direction as a function of a time t, which is related to the time at which the section 13 was determined.
  • each point of the recognized lane 22 is spatially defined.
  • the coefficients of the lane-tracking functions can be mathematically determined by suitable fitting methods, so that the individual
  • Lane function are determined by the determined coefficients a- ⁇ , a 2 , a 3 , a 0 and bi, b 2 , b 3 , b 0 and Ci, c 2 , c 3 , c 0 and as a function of time, the lane boundaries 23, 24 picture.
  • a schematic representation of the section 13 with the lane-tracking functions is shown in Fig. 3.
  • the coefficients constitute lane information which, together with time information and piece information, are transmitted to the card-creating device 3 or the server by means of the transmitting device 6 of the mobile device 2.
  • the transmission takes place, for example, by means of a wireless communication connection 32.
  • Amounts of data are significantly reduced, so that only small amounts of data must be transmitted per section 13, 20. It is further contemplated that other objects 28 are detected in the environment 12. For example, there are landmarks 26, 27 in the vicinity 19 of the lane 22 and in the environment 12.
  • the landmark 26 may be, for example, a tree or a street lighting, but the landmark 27 may also be an obstacle on the lane 22. This may be, for example, another motor vehicle, which marks the end of a traffic jam or an indication that is being worked on this lane 22 and the
  • the object 28 may also describe, for example, snow or aquaplaning on the lane 22, such condition being identified by conventional image analysis techniques.
  • Car park information in particular information on free parking spaces, to the
  • Card creation device 3 are transmitted.
  • a height sensor detected by a height sensor 30 (see FIG. 1) of the motor vehicle 50, together with the information about the sections 13, 20, are transmitted to the server, since in this way a car park level belonging to a parking lot or Underground parking level can be identified.
  • Sensors for determining the geographic altitude with respect to normal zero, ie the sea level, are known from the prior art.
  • the camera 4 captures an image content and by means of a suitable method for the
  • Object detection it is possible to determine which object 28 it is. It is also possible that a position of the object 28, for example relative to the camera 4, is determined. This is done, for example, by comparing the detected objects 28 with objects stored in tables. As a result, a size of the objects 28 is determined and it is then possible to deduce a distance to the motor vehicle 50 or to the camera 4. By determining the angle of the objects 28 relative to the camera 4 in several
  • the position of the object 28 is known.
  • the position can be defined, for example, in the form of a vector or as a coordinate with a corresponding object type.
  • This object information is also determined as a function of time to each section 13, 20 and transmitted by means of the transmitting device 6 to the card-creating device 3 or the server.
  • the map maker 3 receives object information and associated object positions, section information, lane information, and time information about each of the sections. By means of a suitable method they become such
  • a digital map 60 is formed with the lane 22.
  • known pattern recognition methods can be used. Such a method is capable, with the present information, of associating the piece information and of joining the pieces 13, 20 together, as appropriate.
  • the similarity between different sections 13, 20 is determined, for example, by comparing the coefficients of the lane-tracking functions. If they match, it can be assumed that it is the same lane 22. to
  • Verification is compared to other information, such as the object information on the nature and location of objects 28, which are located outside the lane 22.
  • the digital map 60 of the lane 22 is improved by having a plurality of mobile devices 2, for example a plurality of motor vehicles 50, respectively
  • Card maker 3 sends and the card maker 3 this
  • Information used to create for example by means of a weighting and a means of overlapping, the digital map 60 with very high accuracy.
  • the averaging of several sections 13, 20 of several mobile devices 2 is carried out in the map-making device 3, for example, by the fusion device 9.
  • the digital card 60 is stored in the memory 10 and can be changed and recalled there at any time.
  • the method in the map creation device 3 ensures that in a first step a certain number of information matches. For example, the coefficients of the
  • Lanes 22 be. If further parameters match in a comparison, such as object sizes and object types of the objects 28 (for example in the case of a tree), then it is assumed that this is a section 13, 20 which has already been acquired at an earlier point in time and was stored in the digital map 60. For example, in the sections 13, 20, the object type and the object size of an object 28 located to the left of the left lane are, for example, coincident
  • Traffic sign 31 also with the previously prepared information of the sections 13, 20 match.
  • the content of the traffic sign 31 may have changed in the meantime (for example, because a speed command has changed). Due to the fact that a certain number of information matches, ie a more timely section 13, 20 has been assigned to a position in the digital map, and a small area (content of the traffic sign 31) is new, it would be assumed that the section is updated must be and there is a replacement of the sections 13, 20 by the map-making device 3. In this example, therefore, the speed default is updated.
  • an image of the environment 12 is thus compiled in a local (digital map 60) and global coordinate system, which consists of a large number of pieces of information 13, 20.
  • a plurality of captured sequences of images of multiple mobile devices may thus be merged into a single, very accurate digital map 60.
  • the card-making device 3 is a current
  • Lane occupancy for lanes 22 in the sections 13, 20 of the digital map 60 determined. This is done by assigning the at least one mobile device 2 to the lane 22 determined by the at least one mobile device 2 in the corresponding one
  • Section 13, 20 on the basis of the at least one mobile device. 2
  • Lane information and time information If the at least one mobile device 2 is therefore located at a certain point in time in a specific section 13, then the at least one mobile device 2 is assigned to the specific section 13. The assignment is noted in the digital map 60. The method is analogously carried out for other mobile devices, so that in the digital map 60 and the assignments to corresponding sections 13, 20 of the other mobile devices are deposited and on In this way, an occupancy map for the sections 13, 20 and the lanes 22 in the sections 13, 20 is generated. From the assignments determines the
  • Mapper 3 then a traffic density, for example, by calculating the number of mobile devices per single section 13, 20.
  • Such traffic density can then be further analyzed by the mapmaking device 3, for example by comparison with a predetermined traffic density threshold. If the limit value is exceeded in a section 13, 20, then a stowage status of the section is set to "traffic jam.” If, however, the limit value is not exceeded, a stagnation status is set to "no congestion”. The jam status can then be the mobile one
  • free parking spaces in sections 13, 20 of the digital map 60 are detected. Additional information for a section 13, 20 can then be noted, for example in the form of parking space information, for example "parking garage 1, 3rd floor, parking 17", in the digital map 60 and then provided via a suitable communication platform, for example via the Internet, For example, a free parking space can then be reserved by the motor vehicle 40. This process takes place, for example, via the card-generating device 3 or via the server, which communicates with a corresponding communication interface of the parking garage
  • the map maker 3 is capable of composing the composite image of the
  • Lane 22 is still snow. Furthermore, it can be shown, for example, how large the traffic density is, on which lane 22 there is a traffic jam and on which lane 22 the traffic flows. In parking garages or underground car parks, the free parking spaces in the corresponding level can also be displayed.
  • the map generating device 3 and the server are able to roughly determine the position of the road user and this the image of the environment 12 based only on the GPS information in the form of digital card 60 to provide.
  • a mobile device 2 may for example also be a smartphone, a laptop or a notebook. These can also acquire, send and receive information of the environment by means of the method described, so that the recipient receives a precise picture of his surroundings. This is particularly advantageous for hikers, cyclists and the like if they have a corresponding mobile device 2 with a camera 4 and need information about the environment 12.
  • Receiving device 33 and a suitable method also has sections 13, 20 and object information, object positions and additional information determined so that they can be used to improve the digital card 60.
  • the described method is not limited only to lanes 22 for motor vehicles 50, but can be extended to all areas that can be detected by a mobile device 2 in an environment 12.
  • a traffic density of persons can thus be determined, deposited and retrieved.
  • Parts of the mobile device 2, the card-making device 3 and also of the system 1 can be formed individually or combined as a combination of hardware and software, for example as program code that is executed on a microcontroller or microprocessor.
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer spurgenauen Belegungskarte für Fahrspuren. In mindestens einer mobilen Einrichtung (2) wird dazu ein Umfeld (12) durch eine Kamera (4) erfasst und von einer Auswerteeinheit (5) ausgewertet. Die Auswerteeinheit (5) legt ein Teilstück (13, 20) in dem Umfeld (12) fest und bestimmt eine Fahrspur (22) in dem Teilstück (13, 20). Ferner werden von der Auswerteeinheit (5) auch Objekte (28) in dem Umfeld (12) bzw. dem Teilstück (13, 20) erkannt und klassifiziert. Die Objektinformationen, Teilstückinformationen, eine Zeitinformation und die Fahrspurinformationen werden an eine Kartenerstellungseinrichtung (3) übermittelt, welche daraus eine spurgenaue Belegungskarte für die Fahrspur (22) erstellt. Diese spurgenaue Belegungskarte kann wieder an die mobile Einrichtung (2) übermittelt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein zugehöriges System (1).

Description

Beschreibung
Verfahren und System zum Erstellen einer spurgenauen Belegungskarte für Fahrspuren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Erstellen einer spurgenauen
Belegungskarte für Fahrspuren.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von Assistenzsystemen auf, darunter auch Navigationssysteme, welche in der Lage sind, ein Kraftfahrzeug innerhalb eines Umfeldes zu lokalisieren. Ein solches Navigationssystem basiert beispielsweise auf einem Globalen
Positionsbestimmungssystem (GPS), bei dem eine Position des Kraftfahrzeugs durch
Auswertung mehrerer satellitengestützter Signale bestimmt wird. Ferner sind auch Systeme bekannt, bei denen aus dem Umfeld des Kraftfahrzeugs Karten erstellt werden. Bei einer späteren Fahrt durch einen bereits kartierten Bereich kann das Kraftfahrzeug dann in der erstellten Karte lokalisiert werden. Im Rahmen einer vorausschauenden Verkehrsplanung ist es für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs wünschenswert, ein Verkehrsaufkommen auf seiner Fahrtroute zu kennen.
Aus der DE 10 2014 002 821 A1 ist ein Verfahren zum Lokalisieren einer mobilen Einrichtung in einer Umgebung bekannt, wobei die Einrichtung mehrere Sensoren zum Erfassen der
Umgebung der Einrichtung unter Nutzung unterschiedlicher Lokalisierungsmethoden aufweist, wobei für die Umgebung eine Referenzkarte vorliegt, die mehrere Positionen innerhalb der Umgebung umfasst, wobei für mindestens eine Position innerhalb der Umgebung mindestens eine Lokalisierungsmethode, die mit mindestens einem Sensor zum Erfassen der Umgebung durchzuführen ist, empfohlen wird, wobei für eine aktuelle Position der mobilen Einrichtung zum Lokalisieren der Einrichtung die mindestens eine laut der Referenzkarte empfohlene
Lokalisierungsmethode, die mit mindestens einem Sensor durchzuführen ist, verwendet wird.
Aus der DE 10 201 1 1 19 762 A1 ist ein für ein Kraftfahrzeug geeignetes Positionsbestimmungs- System und ein entsprechendes Verfahren bekannt. Das System umfasst eine digitale Karte, in der Daten über ortsspezifische Merkmale lokalisiert verzeichnet sind, zumindest eine
Umfelderkennungsvorrichtung zur Erfassung der ortsspezifischen Merkmale in der Umgebung des Fahrzeugs und ein mit der digitalen Karte und der Umfelderkennungsvorrichtung gekoppeltes Lokalisierungsmodul. Das Lokalisierungsmodul weist eine Verarbeitungseinheit zum Abgleich der erfassten Daten und der in der digitalen Karte verzeichneten Daten über die ortsspezifischen Merkmale und zur Lokalisierung der Fahrzeugposition anhand der in der digitalen Karte lokalisiert verzeichneten ortsspezifischen Merkmale auf. Ferner umfasst das System eine inertiale Messeinheit des Fahrzeugs für Fahrzeugbewegungsdaten, die mit dem Lokalisierungsmodul gekoppelt ist, dessen Verarbeitungseinheit konfiguriert ist, die
Fahrzeugposition mittels der Fahrzeugbewegungsdaten basierend auf der anhand der ortsspezifischen Merkmale lokalisierten Position zu bestimmen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, ein Verfahren und ein System zum Erstellen einer Karte zu schaffen, bei der eine fahrspurgenaue Belegungskarte zur Verfügung gestellt werden kann.
Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Erstellen einer spurgenauen Belegungskarte für
Fahrspuren zur Verfügung gestellt, umfassend die folgenden Schritte in mindestens einer mobilen Einrichtung: Erfassen einer Bilderabfolge eines Umfelds der mindestens einen mobilen Einrichtung durch mindestens eine Kamera, Erkennen und Klassifizieren von Objekten in der erfassten Bilderabfolge durch eine Auswerteeinheit, Bestimmen von Objektpositionen der Objekte relativ zu der mindestens einen mobilen Einrichtung durch die Auswerteeinheit, Festlegen eines Teilstückes im Umfeld, wobei das Teilstück eine vorbestimmte Größe, sowie vorbestimmte Begrenzungen aufweist, Zuordnen der erkannten und klassifizierten Objekte zu den bestimmten Objektpositionen in dem festgelegten Teilstück, Ermitteln einer in dem
Teilstück vorhandenen Fahrspur durch die Auswerteeinheit, Übermitteln von
Objektinformationen und der Objektpositionen der erkannten und klassifizierten Objekte, Teilstückinformationen zu dem festgelegten Teilstück, Fahrspurinformationen und einer Zeitinformation an eine Kartenerstellungseinrichtung durch eine Sendeeinrichtung, Wiederholen der vorangegangenen Schritte zum Festlegen weiterer Teilstücke des Umfeldes; ferner umfassend die folgenden Schritte in der Kartenerstellungseinrichtung: Empfangen der
Objektinformationen und der Objektpositionen, der Teilstückinformationen, der
Fahrspurinformationen und der Zeitinformation zu jedem der Teilstücke von der mindestens einen mobilen Einrichtung, Vergleichen der einzelnen Teilstücke miteinander auf Grundlage der Objektinformationen und Objektpositionen, der Teilstückinformationen, der
Fahrspurinformationen und der Zeitinformationen, Zusammenfügen der Teilstücke der mindestens einen mobilen Einrichtung an ihren jeweils benachbarten Begrenzungen,
Fusionieren der zusammengefügten Teilstücke der mindestens einen mobilen Einrichtung zu einer digitalen Karte, Ermitteln einer aktuellen Fahrspurbelegung für Fahrspuren in Teilstücken der digitalen Karte durch Zuordnen der mindestens einen mobilen Einrichtung zu der ermittelten Fahrspur im entsprechenden Teilstück auf Grundlage der von der mindestens einen mobilen Einrichtung empfangenen Objektinformationen und Objektpositionen, Teilstückinformationen, der Fahrspurinformationen und der Zeitinformation.
Ferner wird ein System zum Erstellen einer spurgenauen Belegungskarte für Fahrspuren, umfassend mindestens eine mobile Einrichtung, umfassend: mindestens eine Kamera zum Erfassen einer Bilderabfolge eines Umfelds der mindestens einen mobilen Einrichtung, eine Auswerteeinheit und eine Sendeeinrichtung zum Kommunizieren mit einer
Kartenerstellungseinrichtung, wobei die Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, Objekte in der erfassten Bilderabfolge zu erkennen und zu klassifizieren, Objektpositionen der Objekte relativ zu der mindestens einen mobilen Einrichtung zu bestimmen, ein Teilstück im Umfeld festzulegen, wobei das Teilstück eine vorbestimmte Größe, sowie vorbestimmte Begrenzungen aufweist, erkannte und klassifizierte Objekte den bestimmten Objektpositionen in dem definierten Teilstück zuzuordnen, eine in einem Teilstück vorhandene Fahrspur zu ermitteln, Objektinformationen und die Objektpositionen der erkannten und klassifizierten Objekte, Teilstückinformationen zu dem festgelegten Teilstück, Fahrspurinformationen und einer Zeitinformation mittels der Sendeeinrichtung an die Kartenerstellungseinrichtung zu senden, und die vorangegangenen Schritte zum Festlegen weiterer Teilstücke des Umfelds zu wiederholen; und die Kartenerstellungseinrichtung, welche derart ausgebildet ist, die
Objektinformationen und die Objektpositionen, die Teilstückinformationen, die
Fahrspurinformationen und die Zeitinformation zu jedem der Teilstücke von der mindestens einen mobilen Einrichtung zu empfangen, die einzelnen Teilstücke miteinander auf Grundlage der Objektinformationen und Objektpositionen, der Teilstückinformationen, der
Fahrspurinformationen und der Zeitinformationen zu vergleichen, die Teilstücke der mindestens einen mobilen Einrichtung an ihren jeweils benachbarten Begrenzungen zusammenzufügen und die zusammengefügten Teilstücke der mindestens einen mobilen Einrichtung zu einer digitalen Karte zu fusionieren, wobei die Kartenerstellungseinrichtung ferner derart ausgebildet ist, eine aktuelle Fahrspurbelegung für Fahrspuren in Teilstücken der digitalen Karte durch Zuordnen von der mindestens einen mobilen Einrichtung zu der ermittelten Fahrspur auf Grundlage der von der mindestens einen mobilen Einrichtung empfangenen
Objektinformationen und Objektpositionen, Teilstückinformationen, der Fahrspurinformationen und der Zeitinformation zu ermitteln. Insbesondere ist vorgesehen, dass die mobile Einrichtung ein Kraftfahrzeug und die Kartenerstellungseinrichtung ein zentraler Server ist, mit dem das Kraftfahrzeug über eine drahtlose Kommunikationsverbindung kommuniziert. Weitere mobile Einrichtungen sind dann beispielsweise weitere Kraftfahrzeuge, welche ebenfalls mit dem zentralen Server
kommunizieren. Allerdings kann auch vorgesehen sein, dass die Kartenerstellungseinrichtung in die mobile Einrichtung integriert ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die aktuelle Fahrspurbelegung von der
Kartenerstellungseinrichtung in eine Verkehrsdichte umgerechnet wird und einem Teilstück in der digitalen Karte als Zusatzinformation zugeordnet wird. Durch das Berechnen und Zuordnen der Verkehrsdichte kann ein Verkehrsaufkommen auf einfache Weise für das festgelegte Teilstück dargestellt werden. Ferner lassen sich auf diese Weise auch Informationen über eine Verkehrsdichte zu sämtlichen Teilstücken in der digitalen Karte bereitstellen. So kann ein Fahrer oder eine automatisierte Steuerung die derart bereitgestellte Verkehrsdichte
beispielsweise dazu verwenden, eine Routenplanung vorzunehmen.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die berechnete Verkehrsdichte von der Kartenerstellungseinrichtung mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei dem Teilstück als Zusatzinformation ein Verkehrszustand„Stau" zugewiesen wird, wenn der Grenzwert überschritten ist und wobei dem Teilstück als Zusatzinformation ein Verkehrszustand„kein Stau" zugewiesen wird, wenn der Grenzwert nicht überschritten ist. Dies ist insbesondere bei einer Routenplanung von Vorteil. Sind Teilstücke bzw. die Fahrbahnen in diesen Teilstücken mit „Stau" markiert, kann ein Durchfahren dieser Teilstücke vermieden werden und es kann eine andere Route geplant und durchgeführt werden. Ist der Zustand hingegen„kein Stau", so kann die ursprünglich geplante Route weiterhin verfolgt werden.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Verkehrsdichte für eine Fahrspur in einem Teilstück von der Kartenerstellungseinrichtung alternativ oder zusätzlich auf Grundlage weiterer Parameter festgelegt wird. Die weiteren Parameter können beispielsweise von einer zentralen Einrichtung zur Verkehrsplanung, beispielsweise einer Leitstelle, bereitgestellt werden. Dann können Fahrspuren mit„Stau" markiert werden, obwohl der Verkehr noch fließt, so dass eine aktive Verkehrsleitplanung durchgeführt werden kann. Es ist aber auch möglich, dass andere Verkehrsinformationsdienste eine Verkehrsdichte als weiterer Parameter für Teilstücke in der digitalen Karte bereitstellen. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die ermittelte Fahrspur in einem Teilstück durch einen Korridor aus einer linken Fahrspurbegrenzung und einer rechten Fahrspurbegrenzung beschrieben wird, wobei die linke und die rechte Fahrspurbegrenzung jeweils als
Fahrspurfunktionen beschrieben werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Datenmenge, welche zum Beschreiben der Fahrspur notwendig ist, reduziert werden kann. Dadurch wird Bandbreite bei der Kommunikation über eine Kommunikationsverbindung zwischen der mindestens einen mobilen Einrichtung und der Kartenerstellungseinrichtung gespart.
Insbesondere ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Fahrspurfunktionen als Polynomfunktionen dritten Grades ausgebildet sind. Dies führt zu einer besonders starken Datenreduktion bei gleichzeitiger Flexibilität. Pro Koordinate müssen dann nur vier Koeffizienten übertragen werden, so dass insgesamt bei drei Dimensionen zwölf Koeffizienten pro Teilstück übertragen werden müssen. Es kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass die
Polynomfunktionen als unabhängige Variable eine Zeit aufweisen. Es ist aber genauso möglich, eine Ortskoordinate, beispielsweise einen Fahrweg etc. als unabhängige Variable zu
verwenden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass auf Grundlage der empfangenen Objektinformationen und Objektpositionen, Teilstückinformationen, Fahrspurinformationen und der Zeitinformation von der Kartenerstellungseinrichtung zu mindestens einem Teilstück eine Parkplatzbelegung ermittelt wird und diese Parkplatzbelegung als
Parkplatzbelegungsinformation dem entsprechenden Teilstück in der digitalen Karte als
Zusatzinformation zugeordnet wird. Die Parkplatzbelegungsinformation kann dann
beispielsweise einer mobilen Einrichtung durch die Kartenerstellungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Teile der mobilen Einrichtung, der Kartenerstellungseinrichtung und auch des Systems können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems zum Erstellen einer spurgenauen Belegungskarte;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines typischen Umfeldes eines Kraftfahrzeugs zur
Verdeutlichung des Verfahrens;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines festgelegten Teilstückes mit
Fahrspurfunktionen.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems 1 zum Erstellen einer digitalen Karte 60 dargestellt. Das System 1 umfasst mindestens eine mobile Einrichtung 2, welche in diesem Beispiel in einem Kraftfahrzeug 50 ausgebildet ist, und eine
Kartenerstellungseinrichtung 3, welche beispielsweise als ein zentraler Server ausgebildet ist. Die mobile Einrichtung 2 umfasst eine Kamera 4, eine Auswerteeinheit 5, eine
Sendeeinrichtung 6, einen Höhensensor 30 und eine Empfangseinrichtung 33. Die
Kartenerstellungseinrichtung 3 umfasst beispielsweise eine Empfangseinrichtung 7, eine Sendeeinrichtung 34, eine Zusammenfügeeinrichtung 8, eine Fusionierungseinrichtung 9 und einen Speicher 10, in dem die digitale Karte 60 abgelegt ist. Die mobile Einrichtung 2 und die Kartenerstellungseinrichtung 3 können über eine Kommunikationsverbindung 32 miteinander kommunizieren.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen Umfeldes 12 eines
Kraftfahrzeugs 50 zur Verdeutlichung des Verfahrens. Die Kamera 4 (siehe Fig. 1 ) weist beispielsweise in eine Fahrtrichtung 1 1 des Kraftfahrzeugs 50. Die Kamera 4 erfasst eine Abfolge von Bildern des Umfeldes 12 des Kraftfahrzeugs 50. Die erfasste Abfolge von Bildern wird der Auswerteeinheit 5 von der Kamera 4 zugeleitet. Aus der Abfolge von Bildern legt die Auswerteeinheit 5 ein Teilstück 13 fest. Dieses Teilstück 13 hat eine vorgegebene Größe. Ein solches Teilstück 13 weist darüber hinaus eine vordere Begrenzung 14, eine hintere
Begrenzung 15, eine rechte Begrenzung 16 und eine linke Begrenzung 17 auf. In dem festgelegten Teilstück 13 befindet sich ein Abschnitt einer Straße 18, auf der sich das
Kraftfahrzeug 50 gerade befindet, sowie ein Ausschnitt der Umgebung 19 der Straße 18. Ein weiteres Teilstück 20 wird zu einem späteren Zeitpunkt aus einer weiteren Abfolge von Bildern festgelegt, so dass die hintere Begrenzung 21 des weiteren Teilstückes 20 gleich der vorderen Begrenzung 14 des davor festgelegten Teilstückes 13 ist. Auf diese Weise wird das Umfeld 12 des Kraftfahrzeugs 50 schrittweise zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst und sukzessive in Form von Teilstücken 13, 20 aneinander gereiht. In jedem Teilstück 13, 20 ermittelt die Auswerteeinheit 5 eine Fahrspur 22 des
Kraftfahrzeugs 50. In diesem Beispiel wird die Fahrspur 22 auf der rechten Seite durch die Fahrbahnbegrenzung 23 der Straße 18 begrenzt, wobei die rechte Fahrbahnbegrenzung 23 beispielsweise durch die rechte Fahrbahnlinie gegeben sein kann. Die linke
Fahrspurbegrenzung 24 der Fahrspur 22 ist beispielsweise durch eine Mittellinie 25 der
Straße 18 gegeben.
Die jeweilige Fahrspurbegrenzung 23, 24 der Fahrspur 22 wird mittels eines
Bilderkennungsverfahrens in der Auswerteeinheit 5 erkannt und beispielsweise für jede
Koordinate mathematisch in Form einer Polynomfunktion dritten Grades dargestellt:
X(t) = a3t3 + a2t2 + ait + a0,
Y(t) = b3t3 + b2t2 + b1t + b0,
Z(t) = c3t3 + c2t2 + Cit + c0.
Die Koordinaten X, Y, und Z beziehen sich auf ein Koordinatensystem, welches beispielsweise auf die Kameraposition oder den Mittelpunkt der vorderen Begrenzung 14 des Teilstückes 22 bezogen ist. Die Koordinate X beschreibt das Koordinatensystem in Fahrtrichtung 1 1 , die Koordinate Y in seitlicher Richtung und die Koordinate Z in vertikaler Richtung. Die Funktion X(t) beschreibt somit eine Funktion in X-Richtung in Abhängigkeit einer Zeit t, welche in Bezug gesetzt wird mit der Zeit, zu welcher das Teilstück 13 ermittelt wurde. Somit ist jeder Punkt der erkannten Fahrspur 22 räumlich definiert. Die Koeffizienten der Fahrspurfunktionen können mathematisch durch geeignete Fitverfahren ermittelt werden, so dass die einzelnen
Fahrspurfunktionen durch die ermittelten Koeffizienten a-\, a2, a3, a0 und bi , b2, b3, b0 und Ci,c2, c3,c0 festgelegt sind und als Funktion der Zeit die Fahrspurbegrenzungen 23, 24 abbilden. Eine schematische Darstellung des Teilstückes 13 mit den Fahrspurfunktionen ist in Fig. 3 gezeigt.
Die Koeffizienten bilden eine Fahrspurinformation, welche zusammen mit einer Zeitinformation und einer Teilstückinformation zu der Kartenerstellungseinrichtung 3 bzw. dem Server mittels der Sendeeinrichtung 6 der mobilen Einrichtung 2 übermittelt werden. Das Übermitteln findet beispielsweise mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung 32 statt. Durch die
Beschreibung der Fahrspur 22 mittels der Polynomfunktionen kann die zu übertragende
Datenmenge deutlich reduziert werden, so dass pro Teilstück 13, 20 nur geringe Datenmengen übermittelt werden müssen. Es ist weiterhin vorgesehen, dass auch weitere Objekte 28 in dem Umfeld 12 erfasst werden. So gibt es beispielsweise Landmarken 26, 27 in der Umgebung 19 der Fahrspur 22 und im Umfeld 12. Die Landmarke 26 kann beispielsweise ein Baum oder eine Straßenbeleuchtung sein, die Landmarke 27 kann aber auch ein Hindernis auf der Fahrspur 22 sein. Dabei kann es sich beispielsweise um ein weiteres Kraftfahrzeug handeln, welches das Ende eines Staus markiert oder ein Hinweis darauf, dass auf dieser Fahrspur 22 gearbeitet wird und die
Fahrspur 22 gewechselt werden muss.
Es ist ferner vorgesehen, dass das Objekt 28 beispielsweise auch Schnee oder Aquaplaning auf der Fahrspur 22 beschreiben kann, wobei ein solcher Zustand mittels gängiger Verfahren der Bildanalyse identifiziert wird.
Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass mittels der Funktionen X(t), Y(t) und Z(t) oder in Form einer durch die Bildanalyse bereitgestellten Zusatzinformation, beispielsweise
Parkhausinformationen, insbesondere Informationen zu freien Parkplätzen, an die
Kartenerstellungseinrichtung 3 übermittelt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine von einem Höhensensor 30 (siehe Fig. 1 ) des Kraftfahrzeugs 50 erfasste Höheninformation, zusammen mit den Informationen zu den Teilstücken 13, 20, an den Server übermittelt werden, da auf diese Weise eine zu einem Parkplatz gehörende Parkhausebene oder Tiefgaragenebene identifiziert werden kann. Sensoren zur Ermittlung der geografischen Höhe in Bezug auf Normal Null, also dem Meeresspiegel, sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Die Kamera 4 erfasst einen Bildinhalt und mittels eines geeigneten Verfahrens für die
Objekterkennung ist es möglich, zu bestimmen, um welches Objekt 28 es sich handelt. Es ist ebenfalls möglich, dass eine Position des Objektes 28, beispielsweise relativ zur Kamera 4, bestimmt wird. Dies geschieht beispielsweise durch den Vergleich der erkannten Objekte 28 mit in Tabellen abgespeicherten Objekten. Dadurch wird eine Größe der Objekte 28 bestimmt und es kann dann auf einen Abstand zum Kraftfahrzeug 50 bzw. zur Kamera 4 geschlossen werden. Durch eine Bestimmung der Winkel der Objekte 28 relativ zur Kamera 4 in mehreren
nacheinander ermittelten Teilstücken 13, 20, ist die Position des Objektes 28 bekannt. Die Position kann beispielsweise in Form eines Vektors oder als eine Koordinate mit einem entsprechenden Objekttyp definiert werden. Diese Objektinformationen werden ebenfalls als Funktion der Zeit zu jedem Teilstück 13, 20 ermittelt und mittels der Sendeeinrichtung 6 an die Kartenerstellungseinrichtung 3 bzw. den Server übermittelt. Die Kartenerstellungseinrichtung 3 empfängt Objektinformationen und zugehörige Objektpositionen, Teilstückinformationen, Fahrspurinformationen und Zeitinformationen zu jedem der Teilstücke. Mittels eines geeigneten Verfahrens werden diese derart
zusammengesetzt, dass eine digitale Karte 60 mit der Fahrspur 22 entsteht. Dabei können beispielsweise bekannte Mustererkennungsverfahren verwendet werden. Ein solches Verfahren ist mit den vorliegenden Informationen in der Lage, die Teilstückinformationen zuzuordnen und die Teilstücke 13, 20 bei entsprechender Übereinstimmung aneinander zu fügen. Das
Zusammenfügen der einzelnen Teilstücke 13, 20 wird in der Kartenerstellungseinrichtung 3 beispielsweise von einer Zusammenfügeeinrichtung 8 vorgenommen.
Die Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Teilstücken 13, 20 wird beispielsweise durch einen Vergleich der Koeffizienten der Fahrspurfunktionen bestimmt. Wenn diese übereinstimmen, kann davon ausgegangen werden, dass es sich um dieselbe Fahrspur 22 handelt. Zur
Verifizierung werden noch weitere Informationen miteinander verglichen, wie beispielsweise die Objektinformationen zur Art und Lage von Objekten 28, die sich außerhalb der Fahrspur 22 befinden.
Die digitale Karte 60 der Fahrspur 22 wird dadurch verbessert, dass eine Vielzahl mobiler Einrichtungen 2, beispielsweise eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen 50, jeweils
Objektinformationen und zugehörige Objektpositionen, Teilstückinformationen,
Fahrspurinformationen und Zeitinformationen zu jedem der Teilstücke 13, 20 an die
Kartenerstellungseinrichtung 3 sendet und die Kartenerstellungseinrichtung 3 diese
Informationen verwendet, um daraus, beispielsweise mittels einer Gewichtung und einem Mitteln bzw. Übereinanderlegen, die digitale Karte 60 mit besonders hoher Genauigkeit zu erstellen. Die Mittelung von mehreren Teilstücken 13, 20 mehrerer mobiler Einrichtungen 2 wird in der Kartenerstellungseinrichtung 3 beispielsweise von der Fusionierungseinrichtung 9 vorgenommen. Die digitale Karte 60 wird in dem Speicher 10 hinterlegt und kann dort jederzeit verändert und wieder abgerufen werden.
Hat sich beispielsweise ein Objekt 28 eines Teilstückes 13, 20 verändert, stellt das Verfahren in der Kartenerstellungseinrichtung 3 sicher, dass in einem ersten Schritt eine bestimmte Anzahl von Informationen übereinstimmen. Dies können zum Beispiel die Koeffizienten der
Fahrspuren 22 sein. Stimmen bei einem Vergleich auch weitere Parameter überein, wie zum Beispiel Objektgrößen und Objekttypen der Objekte 28 (zum Beispiel bei einem Baum), dann wird davon ausgegangen, dass es sich um ein Teilstück 13, 20 handelt, welches bereits zu einem früheren Zeitpunkt erfasst und in der digitalen Karte 60 abgelegt wurde. Zum Beispiel stimmt bei den Teilstücken 13, 20 der Objekttyp und die Objektgröße eines sich links von der linken Fahrspur befindlichen Objektes 28, beispielsweise ein
Verkehrszeichens 31 , ebenfalls mit den früher erstellten Informationen der Teilstücke 13, 20 überein. Jedoch mag der Inhalt des Verkehrszeichens 31 sich in der Zwischenzeit verändert haben (beispielsweise weil sich eine Geschwindigkeitsvorgabe geändert hat). Aufgrund der Tatsache, dass eine bestimmte Anzahl von Informationen übereinstimmt, also ein zeitlich aktuelleres Teilstück 13, 20 einer Position in der digitalen Karte zugeordnet wurde, und ein kleiner Bereich (Inhalt des Verkehrszeichens 31 ) neu ist, würde davon ausgegangen, dass das Teilstück aktualisiert werden muss und es erfolgt ein Austausch der Teilstücke 13, 20 durch die Kartenerstellungseinrichtung 3. In diesem Beispiel wird somit die Geschwindigkeitsvorgabe aktualisiert.
Mittels einer Erkennung von Landmarken 26, 27 bildenden Objekten 28 und einer Mittelung der zugehörigen Objektpositionen kann eine hoch genaue Verortung in einem lokalen oder globalen Koordinatensystem berechnet werden. Diese dient der Verankerung der Teilstücke 13, 20 in der digitalen Karte 60.
In der Kartenerstellungseinrichtung 3 bzw. in dem Server wird somit ein Abbild des Umfeldes 12 in einem lokalen (digitale Karte 60) und globalen Koordinatensystem zusammengestellt, welches aus einer Vielzahl von Informationen aus Teilstücken 13, 20 besteht. Insbesondere können somit eine Vielzahl von erfassten Abfolgen von Bildern mehrerer mobiler Einrichtungen zu einer einzigen, sehr genauen digitalen Karte 60 fusioniert werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kartenerstellungseinrichtung 3 eine aktuelle
Fahrspurbelegung für Fahrspuren 22 in den Teilstücken 13, 20 der digitalen Karte 60 ermittelt. Dies erfolgt durch Zuordnen von der mindestens einen mobilen Einrichtung 2 zu der von der mindestens einen mobilen Einrichtung 2 ermittelten Fahrspur 22 im entsprechenden
Teilstück 13, 20 auf Grundlage der von der mindestens einen mobilen Einrichtung 2
empfangenen Objektinformationen und Objektpositionen, Teilstückinformationen, der
Fahrspurinformationen und der Zeitinformation. Befindet sich die mindestens eine mobile Einrichtung 2 also zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestimmten Teilstück 13, so wird die mindestens eine mobile Einrichtung 2 dem bestimmten Teilstück 13 zugeordnet. Die Zuordnung wird in der digitalen Karte 60 vermerkt. Das Verfahren wird analog für weitere mobile Einrichtungen durchgeführt, so dass in der digitalen Karte 60 auch die Zuordnungen zu entsprechenden Teilstücken 13, 20 der weiteren mobilen Einrichtungen hinterlegt sind und auf diese Weise eine Belegungskarte für die Teilstücke 13, 20 bzw. die Fahrspuren 22 in den Teilstücken 13, 20 erzeugt wird. Aus den Zuordnungen ermittelt die
Kartenerstellungseinrichtung 3 dann eine Verkehrsdichte, indem sie beispielsweise die Anzahl der mobilen Einrichtungen pro einzelnem Teilstück 13, 20 berechnet.
Eine solche Verkehrsdichte kann dann von der Kartenerstellungseinrichtung 3 weiter analysiert werden, beispielsweise durch einen Vergleich mit einem vorgegebenen Grenzwert für die Verkehrsdichte. Ist der Grenzwert in einem Teilstück 13, 20 überschritten, dann wird ein Staustatus des Teilstückes auf„Stau" gesetzt. Wird der Grenzwert hingegen nicht überschritten, so wird ein Staustatus auf„kein Stau" gesetzt. Der Staustatus kann dann der mobilen
Einrichtung als Zusatzinformation zur Verfügung gestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung werden auch freie Parkplätze in Teilstücken 13, 20 der digitalen Karte 60 erkannt. Eine Zusatzinformation für ein Teilstück 13, 20 kann dann beispielsweise in Form einer Parkplatzinformation, beispielsweise„Parkhaus 1 , 3. Etage, Parkplatz 17", in der digitalen Karte 60 vermerkt und anschließend bereitgestellt werden. Über eine geeignete Kommunikationsplattform, beispielsweise über das Internet, kann ein freier Parkplatz dann von dem Kraftfahrzeug 40 reserviert werden. Dieses Verfahren erfolgt beispielsweise über die Kartenerstellungseinrichtung 3 bzw. über den Server, welcher mit einer entsprechenden Kommunikationsschnittstelle des Parkhauses kommuniziert. Wird die
Reservierung vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 50 bestätigt, wird der Parkplatz in der digitalen Karte 60 von der Kartenerstellungseinrichtung 3 bzw. vom Server als„belegt" markiert, ohne dass ein erneutes Erfassen des Teilstückes, in dem sich der Parkplatz befindet, mittels einer Kamera 4 notwendig ist. Der reservierte Parkplatz ist dann für andere Verkehrsteilnehmer nicht mehr als„frei" erkennbar, sondern bleibt blockiert.
Die Kartenerstellungseinrichtung 3 ist in der Lage, das zusammengestellte Abbild des
Umfeldes 12 als digitale Karte 60 wieder an die mobilen Einrichtungen 2, insbesondere an das Kraftfahrzeug 50, zu senden. Empfängt eine mobile Einrichtung 2 diese Informationen mittels einer Empfangseinrichtung 33, so wird das empfangene Teilstück des Umfeldes 12 in der Auswerteeinheit 5 mit dem gerade aufgenommenen Teilstück 13 verglichen und die genaue Position der mobilen Einrichtung 2 bzw. des Kraftfahrzeugs 50 wird durch Auswerten der Abweichung festgelegt. Wenn die Position bestimmt ist, werden der mobilen Einrichtung 2 bzw. dem Kraftfahrzeug 50 weitere Informationen von der Kartenerstellungseinrichtung 3 bzw. vom Server zur Verfügung gestellt, wie beispielsweise der Staustatus und/oder Zustände der Fahrbahnoberflächen. Diese Informationen sind dabei nicht global, sondern fahrspurgenau für die entsprechende Fahrspur 22 des Kraftfahrzeugs 50 bzw. für das entsprechende Teilstück 13, 20 gestaltet. Mit dem beschriebenen Verfahren ist es somit möglich, dem Fahrer auf einer mehrspurigen Straße 18 zu zeigen, auf welcher Fahrspur 22 der Schnee auf der
Fahrbahnoberfläche von einem Winterdienst schon beseitigt wurde und auf welcher
Fahrspur 22 noch Schnee liegt. Weiterhin kann beispielsweise dargestellt werden, wie groß die Verkehrsdichte ist, auf welcher Fahrspur 22 ein Stau herrscht und auf welcher Fahrspur 22 der Verkehr fließt. In Parkhäusern oder Tiefgaragen können darüber hinaus die freien Parkplätze in der entsprechenden Ebene dargestellt werden.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass durch eine zusätzlich vorhandene GPS-lnformation die Kartenerstellungseinrichtung 3 bzw. der Server in der Lage sind, den Standpunkt des Verkehrsteilnehmers grob zu bestimmen und diesem das Abbild des Umfeldes 12 lediglich auf Grundlage der GPS-lnformation in Form der digitalen Karte 60 zur Verfügung zu stellen.
Eine mobile Einrichtung 2 kann beispielsweise auch ein Smartphone, ein Laptop oder ein Notebook sein. Diese können ebenfalls Informationen des Umfelds mittels des beschriebenen Verfahrens erfassen, senden und empfangen, so dass der Empfänger eine präzise Abbildung seines Umfeldes bereitgestellt bekommt. Dies ist insbesondere für Wanderer, Fahrradfahrer und dergleichen von Vorteil, wenn diese eine entsprechende mobile Einrichtung 2 mit einer Kamera 4 bei sich haben und Informationen zum Umfeld 12 benötigen.
In einer Weiterbildung ist es auch möglich, dass eine Person mittels einer mobilen
Einrichtung 2, welche über eine Kamera 4, eine Sendeeinrichtung 6, eine
Empfangseinrichtung 33 und eines geeigneten Verfahrens verfügt, ebenfalls Teilstücke 13, 20 und Objektinformationen, Objektpositionen und Zusatzinformationen ermittelt, so dass diese zur Verbesserung der digitalen Karte 60 verwendet werden können. Somit ist das beschriebene Verfahren nicht nur auf Fahrspuren 22 für Kraftfahrzeuge 50 begrenzt, sondern kann auf sämtliche Bereiche, die mittels einer mobilen Einrichtung 2 in einem Umfeld 12 erfasst werden können, ausgeweitet werden. Neben einer Verkehrsdichte für Kraftfahrzeuge 50 auf Straßen 18 kann somit auch eine Verkehrsdichte von Personen ermittelt, hinterlegt und abgerufen werden.
Teile der mobilen Einrichtung 2, der Kartenerstellungseinrichtung 3 und auch des Systems 1 können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Bezugszeichenliste System
mobile Einrichtung
Kartenerstellungseinrichtung
Kamera
Auswerteeinheit
Sendeeinrichtung
Empfangseinrichtung
Zusammenfügeeinrichtung
Fusionierungseinrichtung
Speicher
Fahrtrichtung
Umfeld
Teilstück
vordere Begrenzung
hintere Begrenzung
rechte Begrenzung
linke Begrenzung
Straße
Umgebung
weiteres Teilstück
hintere Begrenzung des weiteren Teilstückes Fahrspur
rechte Fahrbahnbegrenzung
linke Fahrspurbegrenzung
Mittellinie
Landmarke
Landmarke
Objekt
Höhensensor
Verkehrszeichen
Kommunikationsverbindung
Empfangseinrichtung Sendeeinrichtung Kraftfahrzeug digitale Karte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erstellen einer spurgenauen Belegungskarte für Fahrspuren (22), umfassend die Schritte:
- in mindestens einer mobilen Einrichtung (2):
Erfassen einer Bilderabfolge eines Umfelds (12) der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) durch mindestens eine Kamera (4),
Erkennen und Klassifizieren von Objekten (28) in der erfassten Bilderabfolge durch eine Auswerteeinheit (5), Bestimmen von Objektpositionen der Objekte (28) relativ zu der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) durch die Auswerteeinheit (5), Festlegen eines Teilstückes (13, 20) im Umfeld (12), wobei das Teilstück (13, 20) eine vorbestimmte Größe, sowie vorbestimmte Begrenzungen (14, 15, 16, 17) aufweist, Zuordnen der erkannten und
klassifizierten Objekte (28) zu den bestimmten Objektpositionen in dem festgelegten Teilstück (13, 20), Ermitteln einer in dem Teilstück (13, 20) vorhandenen Fahrspur (22) durch die Auswerteeinheit (5), Übermitteln von Objektinformationen und der Objektpositionen der erkannten und klassifizierten Objekte (28), Teilstückinformationen zu dem festgelegten Teilstück (13, 20), Fahrspurinformationen und einer Zeitinformation an eine
Kartenerstellungseinrichtung (3) durch eine Sendeeinrichtung (6), Wiederholen der vorangegangenen Schritte zum Festlegen weiterer Teilstücke (13, 20) des Umfeldes (12);
- in der Kartenerstellungseinrichtung (3):
Empfangen der Objektinformationen und der Objektpositionen, der Teilstückinformationen, der Fahrspurinformationen und der Zeitinformation zu jedem der Teilstücke (13, 20) von der mindestens einen mobilen Einrichtung (2), Vergleichen der einzelnen Teilstücke (13, 20) miteinander auf Grundlage der Objektinformationen und Objektpositionen, der Teilstückinformationen, der Fahrspurinformationen und der Zeitinformationen, Zusammenfügen der
Teilstücke (13, 20) der mindestens einen mobilen Einrichtung (3) an ihren jeweils benachbarten Begrenzungen (14, 21 ), Fusionieren der zusammengefügten Teilstücke (13, 20) der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) zu einer digitalen Karte (60), Ermitteln einer aktuellen Fahrspurbelegung für Fahrspuren in Teilstücken (13, 20) der digitalen Karte (60) durch Zuordnen der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) zu der ermittelten Fahrspur (22) im entsprechenden Teilstück (13, 20) auf Grundlage der von der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) empfangenen Objektinformationen und Objektpositionen, Teilstückinformationen, der Fahrspurinformationen und der Zeitinformation.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle
Fahrspurbelegung von der Kartenerstellungseinrichtung (3) in eine Verkehrsdichte umgerechnet wird und einem zugeordneten Teilstück (13, 20) in der digitalen
Karte (60) als Zusatzinformation zugeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die berechnete
Verkehrsdichte von der Kartenerstellungseinrichtung (3) mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei dem Teilstück (13, 20) als Zusatzinformation ein
Verkehrszustand„Stau" zugewiesen wird, wenn der Grenzwert überschritten ist und wobei dem Teilstück (13, 20) als Zusatzinformation ein Verkehrszustand„kein Stau" zugewiesen wird, wenn der Grenzwert nicht überschritten ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkehrsdichte für eine Fahrspur (22) in einem Teilstück (13, 20) von der
Kartenerstellungseinrichtung (3) alternativ oder zusätzlich auf Grundlage weiterer Parameter festgelegt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Auswerteeinheit (5) in einem Teilstück (13, 20) ermittelte
Fahrspur (22) durch einen Korridor aus einer linken Fahrspurbegrenzung (24) und einer rechten Fahrspurbegrenzung (23) beschrieben wird, wobei die linke
Fahrspurbegrenzung (24) und die rechte Fahrspurbegrenzung (23) jeweils als
Fahrpurfunktionen beschrieben werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrspurfunktionen als dreidimensionale Polynomfunktionen ausgebildet werden.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage der empfangenen Objektinformationen und Objektpositionen, Teilstückinformationen, Fahrspurinformationen und der Zeitinformation von der Kartenerstellungseinrichtung (3) zu mindestens einem Teilstück (13, 20) eine
Parkplatzbelegung ermittelt wird und diese Parkplatzbelegung als
Parkplatzbelegungsinformation dem entsprechenden Teilstück (13, 20) in der digitalen Karte (60) als Zusatzinformation zugeordnet wird.
8. System (1 ) zum Erstellen einer spurgenauen Belegungskarte für Fahrspuren (22), umfassend:
- mindestens eine mobile Einrichtung (2), umfassend:
mindestens eine Kamera (4) zum Erfassen einer Bilderabfolge eines Umfelds (12) der mindestens einen mobilen Einrichtung (2),
eine Auswerteeinheit (5) und
eine Sendeeinrichtung (6) zum Kommunizieren mit einer
Kartenerstellungseinrichtung (3),
wobei die Auswerteeinheit (5) derart ausgebildet ist, Objekte (28) in der erfassten Bilderabfolge zu erkennen und zu klassifizieren, Objektpositionen der
Objekte (28) relativ zu der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) zu bestimmen, ein Teilstück (13, 20) im Umfeld (12) festzulegen, wobei das
Teilstück (13, 20) eine vorbestimmte Größe, sowie vorbestimmte Begrenzungen (14, 15, 16, 17) aufweist, erkannte und klassifizierte Objekte (28) den bestimmten Objektpositionen in dem definierten Teilstück (13, 20) zuzuordnen, eine in einem Teilstück vorhandene Fahrspur zu ermitteln,
Objektinformationen und die Objektpositionen der erkannten und klassifizierten Objekte (28), Teilstückinformationen zu dem festgelegten Teilstück (13, 20), Fahrspurinformationen und einer Zeitinformation mittels der Sendeeinrichtung (6) an die Kartenerstellungseinrichtung (3) zu senden, und
die vorangegangenen Schritte zum Festlegen weiterer Teilstücke (13, 20) des Umfelds (12) zu wiederholen; und
- die Kartenerstellungseinrichtung (3), welche derart ausgebildet ist,
die Objektinformationen und die Objektpositionen, die Teilstückinformationen, die Fahrspurinformationen und die Zeitinformation zu jedem der Teilstücke (13, 20) von der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) zu empfangen, die einzelnen Teilstücke (13, 20) miteinander auf Grundlage der Objektinformationen und Objektpositionen, der Teilstückinformationen, der Fahrspurinformationen und der Zeitinformationen zu vergleichen, die Teilstücke (13, 20) der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) an ihren jeweils benachbarten Begrenzungen (14, 21 ) zusammenzufügen und die zusammengefügten Teilstücke (13, 20) der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) zu einer digitalen Karte (60) zu fusionieren,
wobei die Kartenerstellungseinrichtung (3) ferner derart ausgebildet ist, eine aktuelle Fahrspurbelegung für Fahrspuren (22) in Teilstücken (13, 20) der digitalen Karte (60) durch Zuordnen von der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) zu der ermittelten Fahrspur (22) auf Grundlage der von der mindestens einen mobilen Einrichtung (2) empfangenen Objektinformationen und Objektpositionen, Teilstückinformationen, der Fahrspurinformationen und der Zeitinformation zu ermitteln.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kartenerstellungseinrichtung (3) derart ausgebildet ist, die aktuelle Fahrspurbelegung in eine Verkehrsdichte umzurechnen und einem zugeordneten Teilstück (13, 20) in der digitalen Karte (60) als Zusatzinformation zuzuordnen.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kartenerstellungseinrichtung (3) ferner derart ausgebildet ist, die für ein Teilstück (13, 20) berechnete Verkehrsdichte mit einem Grenzwert zu vergleichen und dem
Teilstück (13, 20) als Zusatzinformation einen Verkehrszustand„Stau" zuzuweisen, wenn der Grenzwert überschritten ist und dem Teilstück (13, 20) als Zusatzinformation einen Verkehrszustand„kein Stau" zuzuweisen, wenn der Grenzwert nicht
überschritten ist.
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