WO2024074332A1 - Determing a road traveled on by a motor vehicle, by determining road curvature - Google Patents

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WO2024074332A1
WO2024074332A1 PCT/EP2023/076407 EP2023076407W WO2024074332A1 WO 2024074332 A1 WO2024074332 A1 WO 2024074332A1 EP 2023076407 W EP2023076407 W EP 2023076407W WO 2024074332 A1 WO2024074332 A1 WO 2024074332A1
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road
curvature
vehicle
determined
traveled
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PCT/EP2023/076407
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Pascal MINNERUP
Matthias BRISCHWEIN
Fynn Terhar
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • G01C21/3848—Data obtained from both position sensors and additional sensors

Definitions

  • the present invention relates to the control of a motor vehicle.
  • the invention relates to the determination of a road on which the motor vehicle is located.
  • a motor vehicle can be equipped with a driving assistant that controls a longitudinal or transverse movement of the motor vehicle under predetermined conditions in a highly automatic or even autonomous manner.
  • a driving function can only function correctly with the required level of certainty if predetermined conditions are met.
  • the driving function can be limited to driving the motor vehicle on a motorway. It is therefore possible to determine with a high degree of certainty whether the motor vehicle is on a motorway or not.
  • a geographical position of the motor vehicle is determined and compared with a corridor around a motorway in the area of the position. If the position of the motor vehicle is outside such a corridor, it can be determined that the motor vehicle is not driving on a motorway and the driving function can be switched off.
  • a method according to the invention for determining a road traveled by a vehicle comprises steps of determining a position of the vehicle; acquiring map data relating to roads in the area of the determined position; determining a hypothesis for the traveled road based on the position and the map data; determining a curvature of the traveled road; and validating the determined hypothesis with respect to a curvature of the hypothesis according to the map data.
  • An automatic control of a longitudinal or transverse movement of the vehicle which should only be active if the vehicle is on a predetermined road or road class, can be switched off if the hypothesis indicates a permissible road and must be rejected on the basis of the determined curvature. This can be used to better prevent the driving function from being active even though external conditions do not allow it.
  • the curvature can be used as an independent additional source of information to check the correctness of the hypothesis.
  • validating comprises determining a first probability with which the determined curvature is observed if the vehicle is on the hypothesized road. If the first probability exceeds a predetermined first threshold, the hypothesis may be confirmed. Otherwise, the hypothesis may be rejected.
  • the validation may include determining a second probability with which, if the vehicle actually travels on a road other than the hypothesized road, a curvature is determined that deviates from the curvature of the other road at least as far as the determined curvature.
  • the curvature of the other road may be determined for this purpose on the basis of map data or based on fleet data, as described in more detail below.
  • the first and second probabilities are considered together in order to validate or reject the hypothesis.
  • the probabilities can be combined in a weighted manner.
  • a predetermined threshold value can be set for the combination, which must be exceeded in order to confirm the hypothesis.
  • Parameters of this combination and, if applicable, of a subsequent decision-making process can be determined dynamically. For example, weights for the first and/or second probability or a threshold value for decision-making can be selected depending on the specific position.
  • a dynamically determined parameter can be stored in the map data. For example, different parameters can be applied in the area of an on-ramp to a motorway than, for example, in the area of a city center.
  • the parameters can be chosen on the basis of past determinations of roads traveled.
  • a constellation of roads can be taken into account for determining the parameters.
  • the parameters can force a conservative determination in which a hypothesis is rejected more often. This can in particular reduce the probability of a type II error, in which the hypothesis is confirmed even though it is actually incorrect.
  • the validation additionally takes into account a direction of the vehicle.
  • a third probability can be determined with which the specific direction is observed if the vehicle is on the hypothesized road.
  • the direction of the vehicle and the direction of the road can be determined with reference to a geographical quantity. In particular, both directions can be determined true, by referring to geographic north, or magnetic, by referring to magnetic north.
  • the third probability can be combined with the first and/or the second and preferably weighted.
  • the curvature comprises a curvature of a predetermined length along the road traveled.
  • the predetermined length can be directed forwards or backwards with respect to a direction of travel of the vehicle. Both directions can also be considered, whereby the same or different lengths can be used. For example, it can be taken into account that a curve in the area of a motorway usually follows a clothoid, while another road can have a different curve.
  • a positioning device in particular based on a global satellite navigation system GNSS, can be used to determine a series of positions of the vehicle.
  • GNSS global satellite navigation system
  • the curvature of the section of the road already traveled can also be determined using an odometer.
  • the odometer can include an acceleration or yaw rate sensor.
  • the odometer can work on the basis of rotation sensors on different wheels of the vehicle.
  • the surroundings of the vehicle can be scanned optically, for example, to determine odometric data.
  • a curvature of a section of the road ahead of the vehicle can be determined using a camera facing forwards, for example.
  • a radar sensor can be used, which is set up to detect the course of a lateral road boundary, such as a guard rail.
  • a lidar sensor can also be used. which is set up, for example, to detect road markings or road boundaries.
  • the curvature of the road is determined in the horizontal direction.
  • a three-dimensional course of the road can be used for validation.
  • curvatures of roads are determined based on detected curvatures of a plurality of vehicles that have traveled the roads.
  • a plurality of vehicles may be used to observe curvatures of roads to provide map data that can be used to validate a traveled road.
  • the observations are preferably collected and processed by a central location to create the map data and provide it to a vehicle when required.
  • a distribution can also be determined based on determinations for the curvature of a road by different vehicles or when the road is driven on in different ways. In this way, an average curvature and a variance of the determinations can be evaluated in order to determine the probability that an individual determination is correct.
  • a device on board a vehicle is designed to determine a road travelled by the vehicle.
  • the device comprises a positioning device for determining a position of the vehicle; a data storage device for map data relating to roads in the area of the determined position; a sensor for determining a curvature of the road traveled; and a processing device.
  • the processing device is configured to determine a hypothesis for the road traveled on the basis of the position and the map data and to validate the determined hypothesis with respect to a curvature of the road determined as a hypothesis according to the map data.
  • the processing device can be set up to carry out a method described herein in whole or in part.
  • the processing device can be implemented electronically and can comprise, for example, a programmable microcomputer or microcontroller.
  • the method can be in the form of a computer program product with program code means.
  • the computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Additional features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.
  • a vehicle according to the invention comprises a device described herein.
  • the vehicle can also comprise a communication device for providing a specific position and a specific curvature of a road being traveled on.
  • the vehicle can thus also be used to create observations on the basis of which curvature profiles for roads can be created in map data.
  • a central location comprises a communication device for receiving specific positions and specific curvatures of roads traveled by multiple vehicles; and a processing device for determining the curvature of a road on the basis of a large number of received positions and associated curvatures.
  • the central location can be implemented, for example, as a service in a network or a cloud or as a server.
  • the central location can provide specific curvatures of roads to a vehicle on demand or on its own initiative.
  • a system comprises a central location as described herein and at least one vehicle as described herein.
  • the vehicle comprises a communication device and can be configured to detect a curvature of a road from the central location and/or to provide curvature information of a traveled road to the central location.
  • Figure 1 shows a system with a vehicle and a central location
  • Figure 3 illustrates a flow chart of a process.
  • Figure 1 shows a system 100 that includes a vehicle 105 and a central location 110.
  • the vehicle 105 preferably includes a motor vehicle, for example a motorcycle, a passenger car, a truck or a bus, and travels on a road 115.
  • On board the vehicle 105 there is a device 120 for determining the road 115 traveled on.
  • the road 115 traveled on is to be identified in map data, in particular in order to determine whether the road 115 traveled on has a predetermined property or not.
  • a control device can be provided on board the vehicle 105 in order to control the vehicle 105 in a highly automatic or autonomous manner. The control device should only be active on a road 115 that has a predetermined property, for example on a motorway.
  • the device 120 comprises a processing device 125, at least one sensor 135 for determining a curvature of the road 115 being traveled on, and a positioning device 140 for determining a geographical position of the vehicle 105.
  • the data storage 130 is preferably designed to store map data relating to roads 115 in the area of the vehicle 105.
  • the map data can include a route of a road 115 and a road class or other property assigned to the road 115. Other information, in particular location-related information, can also be stored in the data storage 130.
  • three different sensors 135 are shown in Figure 1; however, a different number of sensors 135 can also be provided.
  • a first sensor 135 is directed forward and is designed to determine a curvature or a curvature of the road 115 on a section in front of the vehicle 105.
  • the first sensor 135 can comprise, for example, a camera, a radar sensor, a lidar sensor or an ultrasonic sensor.
  • a second sensor 135 shown as an example is directed towards the rear of the vehicle 105 and is designed to determine a curvature or a curvature profile of a section of the road 115 located behind the vehicle 105.
  • a sensor mentioned as an example with respect to the first sensor 135 can be used.
  • a third sensor 135 is designed to determine an orientation of the vehicle 105.
  • the third sensor 135 can comprise, for example, a magnetic field sensor for the earth's magnetic field, an inertial platform, a rotation sensor or an odometer.
  • the odometer can work on the basis of rotation sensors on wheels of the vehicle 105.
  • the orientation of the vehicle 105 can also be based on scanning the surroundings, for example by means of a first or second sensor 135. In this case, a landmark can be detected, the apparent movement of which with respect to the vehicle 105 or the position of which with respect to map data in the data storage 130 can be observed.
  • the positioning device 140 is preferably designed to determine an absolute and in particular geographical position of the vehicle 105.
  • the positioning device 140 can comprise a receiver for signals from a GNSS.
  • a geographical position of the vehicle 105 can also be determined on the basis of scans from a first or second sensor 135.
  • the device 120 determines a geographical position of the vehicle 105 and on this basis determines a hypothesis for the road 115 traveled on according to the map data in the data memory 130. This hypothesis can then be checked by comparing a curvature of the road 115 traveled on with a curvature of the road 115 determined as a hypothesis according to the map data is compared. If the hypothesis is rejected because it cannot be confirmed with sufficient certainty or probability that the vehicle 105 is on the road 115 determined as a hypothesis, a control device for controlling the vehicle 105 can be deactivated if the control device is only intended to work when the vehicle 105 is on a predetermined road 115 that is given by the hypothesis.
  • a vehicle 105 can be used that is configured to determine its geographical position and the curvature of a road 115 being traveled on and to provide this information to the outside.
  • the vehicle 105 can comprise a communication device 145 for this purpose.
  • the central location 110 outside the vehicle 105 preferably comprises a corresponding communication device 150, a processing device 155 and optionally a data storage device 160.
  • the central location 110 is set up to receive information about a curvature of a road 115 being traveled on from at least one, but preferably a plurality of vehicles 105, and more preferably an indication of a geographical position or an identification of the road 115 being traveled on according to map data.
  • the central location 110 can combine a plurality of such observations with one another and use them to determine the course of roads 115.
  • the courses can be assigned to roads 115 in the map data. On the basis of the data received, it can also be determined how likely it is to incorrectly identify a road 115 being traveled on with respect to the map data. On this basis, one or more parameters can be determined that can be used to validate a hypothesized road 115 with respect to its curvature. Such parameters can be related to a predetermined geographical area or a road 115 and noted in the map data or assigned to them.
  • Figure 2 shows an exemplary representation of the vehicle 105 on one of two
  • a first street 205 and a second street 210 run close to each other on the section under consideration.
  • the first road 205 is a motorway and the second road 210 is a country road.
  • a driving function of the vehicle 105 should only be active on a motorway. In order to activate the driving function, it must be determined whether the vehicle 105 is on the first road 205 or on the second road 210.
  • a hypothesis for the road 115 traveled can be determined on the basis of a geographical position of the vehicle 105, the hypothesis as shown in Figure 2 relating to the second road 210 as an example. However, it cannot be ruled out that this hypothesis is incorrect and that the vehicle is actually on the first road 205, as shown by the broken outlines of the vehicle 105.
  • the hypothesis can be tested by comparing the curvature of the road 115 being traveled with the curvature of the hypothesized road 210. If a deviation between the curvatures exceeds a predetermined threshold, the hypothesis can be rejected.
  • the observed curvature of the road 115 traveled can also be compared with the curvature of the first road 205 not determined as a hypothesis.
  • a deviation between these two curvatures can be compared with a further predetermined threshold value.
  • the deviation can be compared with the deviation described above.
  • the validation of whether the hypothesis can be supported or must be rejected can be made on the basis of the determined deviations.
  • Figure 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for determining a road 115 traveled by the vehicle 105.
  • a geographical position of the vehicle 105 can be determined.
  • the position can be determined in particular by means of the positioning device 140 and/or on the basis of scans by means of a sensor 135.
  • map data in the area of the specific position can be recorded.
  • the map data can in particular include information about one or more streets 205, 210 that are in the area of the specific position.
  • a hypothesis can be determined for the road 115 being traveled. The hypothesis is based on one of the roads 115 according to the map data. Optionally, the hypothesis can also be determined on the basis of other or additional information.
  • the determination of the hypothesis and the validation of the information sources underlying it are carried out independently of one another.
  • a validator can be assigned to each information source.
  • the curvature of the road 115 being traveled on or of a nearby first or second road 205, 210 may only be included in the determination of the hypothesis if the certainty of the correct determination of the position of the vehicle 105 is ultimately based exclusively on the validation and not on the initial hypothesis.
  • a specific curvature of a road 115, 205, 210 is therefore preferably not included in the determination of the hypothesis.
  • a sensor 135 on board the vehicle 105 may be sampled.
  • a curvature of the road 115 being traveled may be determined based on the sampling. It should be noted that multiple sensors 135 may also be sampled and that sensor values of a sensor 135 may be collected over a predetermined time.
  • the hypothesis determined in step 315 can be validated with respect to the curvature of the road 115 being traveled and curvatures of the road 210 determined as a hypothesis or a nearby road 205.
  • a first probability can be determined with which the specific curvature is observed if the vehicle 105 is on the second road 210 determined as a hypothesis.
  • a second probability can be determined with which a deviation of the determined curvature from the curvature recorded in the map data of the second road 210 determined as a hypothesis is greater than a deviation of the determined curvature from a curvature of the other road. 205 in the area of the specific position according to the map data.
  • a third probability can be determined with which a specific direction of the vehicle 105 at the specific position deviates from a direction of the hypothesized second road 210 in the observed manner.
  • the probabilities can be combined with each other in a weighted manner and compared with a threshold value. On the basis of the comparison, an automatic control on board the vehicle 105 can be switched off in a step 335 if the control requires that the vehicle is on the second road 210 determined as a hypothesis, but this hypothesis could not be supported in step 330.
  • the determined curvature of the road 115 traveled on can be made available to the outside together with a reference to the road 210 traveled on.
  • the collected information can thus be transmitted to the central location 110.
  • this transmission can also take place without the validation in step 330 being successful.

Abstract

A method (300) for determining a road (115) being traveled on by a vehicle (105) comprises steps of: determining a position of the vehicle (105); recording map data in relation to roads (115) in the region of the determined position; determining a hypothesis for the road (115) being traveled on based on the position and the map data; determining a curvature of the road (115) being traveled on; and validating the determined hypothesis with regard to a curvature of the hypothesis according to the map data.

Description

Steuerung eines Kraftfahrzeugs Control of a motor vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung einer Straße, auf der sich das Kraftfahrzeug befindet. The present invention relates to the control of a motor vehicle. In particular, the invention relates to the determination of a road on which the motor vehicle is located.
Ein Kraftfahrzeug kann mit einem Fahrassistenten ausgerüstet sein, der eine Längs- oder Querbewegung des Kraftfahrzeugs unter vorbestimmten Bedingungen hochgradig automatisch oder gar autonom steuert. Eine solche Fahrfunktion kann nur mit einer erforderlichen Sicherheit korrekt funktionieren, falls vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind. Beispielsweise kann die Fahrfunktion auf die Fahrt des Kraftfahrzeugs auf einer Autobahn beschränkt sein. Es ist daher mit hoher Sicherheit zu bestimmen, ob sich das Kraftfahrzeug auf einer Autobahn befindet oder nicht. A motor vehicle can be equipped with a driving assistant that controls a longitudinal or transverse movement of the motor vehicle under predetermined conditions in a highly automatic or even autonomous manner. Such a driving function can only function correctly with the required level of certainty if predetermined conditions are met. For example, the driving function can be limited to driving the motor vehicle on a motorway. It is therefore possible to determine with a high degree of certainty whether the motor vehicle is on a motorway or not.
Üblicherweise wird dazu eine geografische Position des Kraftfahrzeugs bestimmt und mit einem Korridor um einen Verlauf einer Autobahn im Bereich der Position verglichen. Liegt die Position des Kraftfahrzeugs außerhalb eines solchen Korridors, so kann bestimmt werden, dass das Kraftfahrzeug nicht auf einer Autobahn fährt und die Fahrfunktion kann abgestellt werden. Usually, a geographical position of the motor vehicle is determined and compared with a corridor around a motorway in the area of the position. If the position of the motor vehicle is outside such a corridor, it can be determined that the motor vehicle is not driving on a motorway and the driving function can be switched off.
Zusätzlich wurde vorgeschlagen, ein Umfeld des Kraftfahrzeugs mittels eines Sensors abzutasten und einen Hinweis darauf zu bestimmen, ob sich das Kraftfahrzeug auf einer Autobahn befindet oder nicht. Wird beispielsweise in Deutschland ein blaues Autobahnschild erkannt, so kann entschieden werden, dass sich das Kraftfahrzeug auf einer Autobahn befindet. Wird hingegen ein gelbes Schild erkannt, das auf einen Ort oder eine Landstraße hinweist, so kann entschieden werden, dass sich das Kraftfahrzeug außerhalb einer Autobahn befindet. It was also proposed to scan the area surrounding the motor vehicle using a sensor and determine whether the motor vehicle is on a motorway or not. For example, if a blue motorway sign is detected in Germany, it can be decided that the motor vehicle is on a motorway. However, if a yellow sign indicating a town or a country road is detected, it can be decided that the motor vehicle is outside a motorway.
Um die Sicherheit der Bestimmung, auf welcher Straße sich das Kraftfahrzeug befindet, zu erhöhen, ist es sinnvoll, möglichst viele Indizien oder Messwerte zu berücksichtigen. Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher in der Angabe einer verbesserten Technik zur Bestimmung einer durch ein Fahrzeug befahrenen Straße. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen einer durch ein Fahrzeug befahrenen Straße umfasst Schritte des Bestimmens einer Position des Fahrzeugs; des Erfassens von Kartendaten bezüglich Straßen im Bereich der bestimmten Position; des Bestimmens einer Hypothese für die befahrene Straße auf der Basis der Position und den Kartendaten; des Bestimmens einer Krümmung der befahrenen Straße; und des Validierens der bestimmten Hypothese bezüglich einer Krümmung der Hypothese laut den Kartendaten. In order to increase the reliability of determining which road the motor vehicle is on, it is sensible to take into account as many indicators or measured values as possible. One object underlying the present invention is therefore to provide an improved technology for determining a road on which a vehicle is traveling. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments. A method according to the invention for determining a road traveled by a vehicle comprises steps of determining a position of the vehicle; acquiring map data relating to roads in the area of the determined position; determining a hypothesis for the traveled road based on the position and the map data; determining a curvature of the traveled road; and validating the determined hypothesis with respect to a curvature of the hypothesis according to the map data.
Es wird vorgeschlagen, die Krümmung derjenigen Straße, die das Kraftfahrzeug aktuell befährt, zu bestimmen und als zusätzliche Information auszuwerten, um zu entscheiden, ob die Hypothese für die befahrene Straße korrekt ist oder nicht. So kann die Hypothese auf der Basis einer zusätzlichen Information bestätigt oder verworfen werden. It is proposed to determine the curvature of the road that the vehicle is currently traveling on and to evaluate it as additional information in order to decide whether the hypothesis for the road being traveled is correct or not. In this way, the hypothesis can be confirmed or rejected on the basis of additional information.
Eine automatische Steuerung einer Längs- oder Querbewegung des Fahrzeugs, die nur aktiv sein soll, falls sich das Fahrzeug auf einer vorbestimmten Straße oder Straßenklasse befindet, kann abgeschaltet werden, falls die Hypothese auf eine zulässige Straße hinweist und auf der Basis der bestimmten Krümmung verworfen werden muss. So kann verbessert verhindert werden, dass die Fahrfunktion aktiv ist, obwohl äußere Bedingungen dies nicht erlauben. Die Krümmung kann als unabhängige zusätzliche Informationsquelle genutzt werden, um die Korrektheit der Hypothese zu überprüfen. An automatic control of a longitudinal or transverse movement of the vehicle, which should only be active if the vehicle is on a predetermined road or road class, can be switched off if the hypothesis indicates a permissible road and must be rejected on the basis of the determined curvature. This can be used to better prevent the driving function from being active even though external conditions do not allow it. The curvature can be used as an independent additional source of information to check the correctness of the hypothesis.
Es ist bevorzugt, dass das Validieren das Bestimmen einer ersten Wahrscheinlichkeit umfasst, mit der die bestimmte Krümmung beobachtet wird, falls sich das Fahrzeug auf der als Hypothese bestimmten Straße befindet. Übersteigt die erste Wahrscheinlichkeit einen vorbestimmten ersten Schwellenwert, so kann die Hypothese bestätigt werden. Andernfalls kann die Hypothese verworfen werden. It is preferred that validating comprises determining a first probability with which the determined curvature is observed if the vehicle is on the hypothesized road. If the first probability exceeds a predetermined first threshold, the hypothesis may be confirmed. Otherwise, the hypothesis may be rejected.
Das Validieren kann ein Bestimmen einer zweiten Wahrscheinlichkeit umfassen, mit der, falls das Fahrzeug tatsächlich auf einer anderen als der als Hypothese bestimmten Straße fährt, eine Krümmung bestimmt wird, die mindestens so weit von der Krümmung der anderen Straße abweicht wie die bestimmte Krümmung. Die Krümmung der anderen Straße kann hierfür auf der Basis von Kartendaten oder auf der Basis von Flottendaten bestimmt werden, wie unten genauer beschrieben ist. The validation may include determining a second probability with which, if the vehicle actually travels on a road other than the hypothesized road, a curvature is determined that deviates from the curvature of the other road at least as far as the determined curvature. The curvature of the other road may be determined for this purpose on the basis of map data or based on fleet data, as described in more detail below.
So kann bestimmt werden, ob eine andere Straße im Bereich der Position des Fahrzeugs bezüglich ihrer Krümmung ein besserer Kandidat für eine Hypothese der befahrenen Straße darstellt. Übersteigt die zweite Wahrscheinlichkeit einen vorbestimmten zweiten Schwellenwert, so kann die Hypothese bestätigt und andernfalls verworfen werden. In this way, it can be determined whether another road in the area of the vehicle's position is a better candidate for a hypothesis of the road traveled in terms of its curvature. If the second probability exceeds a predetermined second threshold, the hypothesis can be confirmed; otherwise, it can be rejected.
Es ist besonders bevorzugt, dass die erste und die zweite Wahrscheinlichkeit gemeinsam betrachtet werden, um die Hypothese zu validieren oder zu verwerfen. Dazu können die Wahrscheinlichkeiten gewichtet kombiniert werden. Bezüglich der Kombination kann ein vorbestimmter Schwellenwert angesetzt werden, der überschritten werden muss, um die Hypothese zu bestätigen. It is particularly preferred that the first and second probabilities are considered together in order to validate or reject the hypothesis. To do this, the probabilities can be combined in a weighted manner. A predetermined threshold value can be set for the combination, which must be exceeded in order to confirm the hypothesis.
Parameter dieser Kombination und gegebenenfalls einer folgenden Entscheidungsfindung können dynamisch bestimmt werden. Beispielsweise können Gewichte für die erste und/oder zweite Wahrscheinlichkeit oder ein Schwellenwert zur Entscheidungsfindung in Abhängigkeit der bestimmten Position gewählt werden. Ein dynamisch bestimmter Parameter kann in den Kartendaten hinterlegt sein. Beispielsweise können im Bereich einer Auffahrt auf eine Autobahn andere Parameter angewendet werden als beispielsweise im Bereich einer Innenstadt. Parameters of this combination and, if applicable, of a subsequent decision-making process can be determined dynamically. For example, weights for the first and/or second probability or a threshold value for decision-making can be selected depending on the specific position. A dynamically determined parameter can be stored in the map data. For example, different parameters can be applied in the area of an on-ramp to a motorway than, for example, in the area of a city center.
Die Parameter können auf der Basis vergangener Bestimmungen von befahrenen Straßen gewählt sein. Zusätzlich kann eine Konstellation von Straßen für die Bestimmung der Parameter berücksichtigt werden. Wo eine hohe Verwechslungsgefahr einer bevorzugten und einer nicht bevorzugten Straße besteht, beispielsweise weil die Straßen in ähnlichen Richtungen oder nahe aneinander verlaufen, können die Parameter eine konservative Bestimmung erzwingen, bei der eine Hypothese vermehrt verworfen wird. Dadurch kann insbesondere die Wahrscheinlichkeit für einen Fehler zweiter Art gesenkt werden, bei welchem die Hypothese bestätigt wird, obwohl sie tatsächlich inkorrekt ist. The parameters can be chosen on the basis of past determinations of roads traveled. In addition, a constellation of roads can be taken into account for determining the parameters. Where there is a high risk of confusion between a preferred and a non-preferred road, for example because the roads run in similar directions or close to each other, the parameters can force a conservative determination in which a hypothesis is rejected more often. This can in particular reduce the probability of a type II error, in which the hypothesis is confirmed even though it is actually incorrect.
Es ist weiter bevorzugt, dass das Validieren zusätzlich eine Richtung des Fahrzeugs berücksichtigt. Dabei kann eine dritte Wahrscheinlichkeit bestimmt werden, mit der die bestimmte Richtung beobachtet wird, falls sich das Fahrzeug auf der als Hypothese bestimmten Straße befindet. Die Richtung des Fahrzeugs und die Richtung der Straße können mit Bezug auf eine geografische Größe bestimmt werden. Insbesondere können beide Richtungen rechtweisend bestimmt werden, indem sie sich auf geografisch Nord beziehen, oder missweisend, indem sie sich auf magnetisch Nord beziehen. Die dritte Wahrscheinlichkeit kann zusammen mit der ersten und/oder der zweiten kombiniert und bevorzugt dabei gewichtet werden. It is further preferred that the validation additionally takes into account a direction of the vehicle. In this case, a third probability can be determined with which the specific direction is observed if the vehicle is on the hypothesized road. The direction of the vehicle and the direction of the road can be determined with reference to a geographical quantity. In particular, both directions can be determined true, by referring to geographic north, or magnetic, by referring to magnetic north. The third probability can be combined with the first and/or the second and preferably weighted.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Krümmung einen Krümmungsverlauf einer vorbestimmten Länge entlang der befahrenen Straße umfasst. Die vorbestimmte Länge kann bezüglich einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach vorne oder nach hinten gerichtet sein. Es können auch beide Richtungen betrachtet werden, wobei gleiche oder unterschiedliche Längen angesetzt werden können. So kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass eine Kurve im Bereich einer Autobahn üblicherweise einer Klothoide folgt, während eine andere Straße einen anderen Kurvenverlauf aufweisen kann. It is further preferred that the curvature comprises a curvature of a predetermined length along the road traveled. The predetermined length can be directed forwards or backwards with respect to a direction of travel of the vehicle. Both directions can also be considered, whereby the same or different lengths can be used. For example, it can be taken into account that a curve in the area of a motorway usually follows a clothoid, while another road can have a different curve.
Zur Bestimmung des Krümmungsverlaufs können unterschiedliche Sensoren verwendet werden. Beispielsweise kann eine Positioniereinrichtung, insbesondere auf der Basis eines globalen Satellitennavigationssystems GNSS, verwendet werden, um eine Serie von Positionen des Fahrzeugs zu bestimmen. So kann der Krümmungsverlauf eines hinter dem Fahrzeug liegenden Abschnitts der Straße bestimmt werden. Der Krümmungsverlauf des bereits befahrenen Abschnitts der Straße kann auch mittels eines Odometers bestimmt werden. Das Odometer kann einen Beschleunigungs- oder Drehratensensor umfassen. Ferner kann das Odometer auf der Basis von Drehsensoren an unterschiedlichen Rädern des Fahrzeugs arbeiten. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Umfeld des Fahrzeugs beispielsweise optisch abgetastet werden, um odometrische Daten zu bestimmen. Different sensors can be used to determine the curvature. For example, a positioning device, in particular based on a global satellite navigation system GNSS, can be used to determine a series of positions of the vehicle. In this way, the curvature of a section of the road behind the vehicle can be determined. The curvature of the section of the road already traveled can also be determined using an odometer. The odometer can include an acceleration or yaw rate sensor. Furthermore, the odometer can work on the basis of rotation sensors on different wheels of the vehicle. In a further embodiment, the surroundings of the vehicle can be scanned optically, for example, to determine odometric data.
Ein Krümmungsverlauf eines vor dem Fahrzeug liegenden Abschnitts der befahrenen Straße kann beispielsweise mittels einer nach vorne gerichteten Kamera bestimmt werden. Alternativ kann auch ein Radarsensor verwendet werden, der beispielsweise zur Detektion eines Verlaufs einer seitlichen Straßenbegrenzung, etwa in Form einer Leitplanke, eingerichtet ist. Außerdem kann ein Lidar-Sensor eingesetzt werden, der beispielsweise zur Erfassung von Straßenmarkierungen oder Straßenbegrenzungen eingerichtet ist. A curvature of a section of the road ahead of the vehicle can be determined using a camera facing forwards, for example. Alternatively, a radar sensor can be used, which is set up to detect the course of a lateral road boundary, such as a guard rail. A lidar sensor can also be used. which is set up, for example, to detect road markings or road boundaries.
Üblicherweise wird die Krümmung der Straße in horizontaler Richtung bestimmt. Es ist jedoch auch möglich, eine Krümmung in vertikaler Richtung zu berücksichtigen. In Kombination mit der horizontalen Krümmung kann ein dreidimensionaler Verlauf der Straße für die Validierung genutzt werden. Usually, the curvature of the road is determined in the horizontal direction. However, it is also possible to take into account a curvature in the vertical direction. In combination with the horizontal curvature, a three-dimensional course of the road can be used for validation.
Es ist bevorzugt, dass Krümmungen von Straßen auf der Basis von erfassten Krümmungen einer Vielzahl Fahrzeuge bestimmt sind, die die Straßen befahren haben. Anders ausgedrückt: kann eine Vielzahl Fahrzeuge verwendet werden, um Krümmungen von Straßen zu beobachten, um Kartendaten bereitzustellen, die für die Validierung einer befahrenen Straße verwendet werden können. Die Beobachtungen werden bevorzugt seitens einer zentralen Stelle gesammelt und verarbeitet, um die Kartendaten zu erstellen und bei Bedarf an ein Fahrzeug bereitzustellen. It is preferred that curvatures of roads are determined based on detected curvatures of a plurality of vehicles that have traveled the roads. In other words, a plurality of vehicles may be used to observe curvatures of roads to provide map data that can be used to validate a traveled road. The observations are preferably collected and processed by a central location to create the map data and provide it to a vehicle when required.
Auf der Basis von Bestimmungen für die Krümmung einer Straße durch unterschiedliche Fahrzeuge bzw. bei unterschiedlichen Befahrungen der Straße kann auch eine Verteilung bestimmt werden. So können eine durchschnittlich bestimmte Krümmung und eine Varianz der Bestimmungen ausgewertet werden, um bezüglich einer einzelnen Bestimmung zu bestimmen, mit welcher Wahrscheinlichkeit diese korrekt ist. A distribution can also be determined based on determinations for the curvature of a road by different vehicles or when the road is driven on in different ways. In this way, an average curvature and a variance of the determinations can be evaluated in order to determine the probability that an individual determination is correct.
Auf der Basis einer solchen Verteilung kann auch geschätzt werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine vorbestimmte Krümmung auf einer zugeordneten Straße beobachtet werden kann. Diese Wahrscheinlichkeit kann vorteilhaft der Bestimmung der zweiten Wahrscheinlichkeit zu Grunde gelegt werden, beispielsweise wenn keine Kartendaten für Krümmungen von Straßen im Bereich der bestimmten Position vorliegen. On the basis of such a distribution, it is also possible to estimate the probability with which a predetermined curvature can be observed on an associated road. This probability can advantageously be used as the basis for determining the second probability, for example if no map data is available for curvatures of roads in the area of the specific position.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung an Bord eines Fahrzeugs ist zur Bestimmung einer durch das Fahrzeug befahrenen Straße eingerichtet. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Positioniereinrichtung zur Bestimmung einer Position des Fahrzeugs; einen Datenspeicher für Kartendaten bezüglich Straßen im Bereich der bestimmten Position; einen Sensor zur Bestimmung einer Krümmung der be- fahrenen Straße; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Hypothese für die befahrene Straße auf der Basis der Position und den Kartendaten zu bestimmen und die bestimmte Hypothese bezüglich einer Krümmung der als Hypothese bestimmten Straße laut den Kartendaten zu validieren. A device according to the invention on board a vehicle is designed to determine a road travelled by the vehicle. The device comprises a positioning device for determining a position of the vehicle; a data storage device for map data relating to roads in the area of the determined position; a sensor for determining a curvature of the road traveled; and a processing device. The processing device is configured to determine a hypothesis for the road traveled on the basis of the position and the map data and to validate the determined hypothesis with respect to a curvature of the road determined as a hypothesis according to the map data.
Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung elektronisch ausgeführt sein und beispielsweise einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen. Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt. The processing device can be set up to carry out a method described herein in whole or in part. For this purpose, the processing device can be implemented electronically and can comprise, for example, a programmable microcomputer or microcontroller. The method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst eine hierin beschriebene Vorrichtung. Das Fahrzeug kann ferner eine Kommunikationseinrichtung zur Bereitstellung einer bestimmten Position und einer bestimmten Krümmung einer befahrenen Straße umfassen. So kann das Fahrzeug zusätzlich für die Erstellung von Beobachtungen genutzt werden, auf deren Basis Krümmungsverläufe für Straßen in Kartendaten angefertigt werden können. A vehicle according to the invention comprises a device described herein. The vehicle can also comprise a communication device for providing a specific position and a specific curvature of a road being traveled on. The vehicle can thus also be used to create observations on the basis of which curvature profiles for roads can be created in map data.
Eine zentrale Stelle umfasst eine Kommunikationseinrichtung zum Empfangen von bestimmten Positionen und bestimmten Krümmungen jeweils befahrener Straßen von mehreren Fahrzeugen; und eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung der Krümmung einer Straße auf der Basis einer Vielzahl empfangener Positionen und zugeordneter Krümmungen. Die zentrale Stelle kann beispielsweise als Dienst in einem Netzwerk oder einer Cloud oder als Server realisiert sein. Die zentrale Stelle kann bestimmte Krümmungen von Straßen bei Bedarf oder initiativ an ein Fahrzeug bereitstellen. A central location comprises a communication device for receiving specific positions and specific curvatures of roads traveled by multiple vehicles; and a processing device for determining the curvature of a road on the basis of a large number of received positions and associated curvatures. The central location can be implemented, for example, as a service in a network or a cloud or as a server. The central location can provide specific curvatures of roads to a vehicle on demand or on its own initiative.
Ein System umfasst eine hierin beschriebene zentrale Stelle sowie wenigstens ein hierin beschriebenes Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst eine Kommunikationseinrichtung und kann dazu eingerichtet sein, eine Krümmung einer Straße von der zentralen Stelle zu beziehen und/oder Krümmungsinformationen einer befahrenen Straße an die zentrale Stelle bereitzustellen. A system comprises a central location as described herein and at least one vehicle as described herein. The vehicle comprises a communication device and can be configured to detect a curvature of a road from the central location and/or to provide curvature information of a traveled road to the central location.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen: The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 ein System mit einem Fahrzeug und einer zentralen Stelle; Figure 1 shows a system with a vehicle and a central location;
Figur 2 zwei unterschiedlich gekrümmte Straßen; und Figure 2 two differently curved roads; and
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens illustriert. Figure 3 illustrates a flow chart of a process.
Figur 1 zeigt ein System 100, das ein Fahrzeug 105 und eine zentrale Stelle 110 umfasst. Das Fahrzeug 105 umfasst bevorzugt ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Kraftrad, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus, und befährt eine Straße 115. An Bord des Fahrzeugs 105 befindet sich eine Vorrichtung 120 zur Bestimmung der befahrenen Straße 115. Dabei soll die befahrene Straße 115 in Kartendaten identifiziert werden, insbesondere um zu bestimmen, ob die befahrene Straße 115 eine vorbestimmte Eigenschaft aufweist oder nicht. Beispielsweise kann an Bord des Fahrzeugs 105 eine Steuervorrichtung vorgesehen sein, um das Fahrzeug 105 hochgradig automatisch oder autonom zu steuern. Die Steuervorrichtung soll nur auf einer Straße 115 aktiv sein, die eine vorbestimmte Eigenschaft aufweist, beispielsweise auf einer Autobahn. Figure 1 shows a system 100 that includes a vehicle 105 and a central location 110. The vehicle 105 preferably includes a motor vehicle, for example a motorcycle, a passenger car, a truck or a bus, and travels on a road 115. On board the vehicle 105 there is a device 120 for determining the road 115 traveled on. The road 115 traveled on is to be identified in map data, in particular in order to determine whether the road 115 traveled on has a predetermined property or not. For example, a control device can be provided on board the vehicle 105 in order to control the vehicle 105 in a highly automatic or autonomous manner. The control device should only be active on a road 115 that has a predetermined property, for example on a motorway.
Die Vorrichtung 120 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 125, wenigstens einen Sensor 135 zur Bestimmung einer Krümmung der befahrenen Straße 115 sowie eine Positioniereinrichtung 140 zur Bestimmung einer geografischen Position des Fahrzeugs 105. The device 120 comprises a processing device 125, at least one sensor 135 for determining a curvature of the road 115 being traveled on, and a positioning device 140 for determining a geographical position of the vehicle 105.
Der Datenspeicher 130 ist bevorzugt dazu eingerichtet, Kartendaten bezüglich Straßen 115 im Bereich des Fahrzeugs 105 aufzunehmen. Die Kartendaten können einen Verlauf einer Straße 115 und eine der Straße 115 zugeordnete Straßenklasse oder andere Eigenschaft umfassen. Weitere, insbesondere ortsbezogene Informationen können ebenfalls im Datenspeicher 130 abgelegt sein. Exemplarisch sind in Figur 1 drei verschiedene Sensoren 135 dargestellt; es kann jedoch auch eine andere Anzahl Sensoren 135 vorgesehen sein. Ein erster Sensor 135 ist nach vorne gerichtet und dazu eingerichtet, eine Krümmung beziehungsweise einen Krümmungsverlauf der Straße 115 auf einem vor dem Fahrzeug 105 liegenden Abschnitt zu bestimmen. Dazu kann der erste Sensor 135 beispielsweise eine Kamera, einen Radarsensor, einen Lidar-Sensor oder einen Ultraschallsensor umfassen. The data storage 130 is preferably designed to store map data relating to roads 115 in the area of the vehicle 105. The map data can include a route of a road 115 and a road class or other property assigned to the road 115. Other information, in particular location-related information, can also be stored in the data storage 130. As an example, three different sensors 135 are shown in Figure 1; however, a different number of sensors 135 can also be provided. A first sensor 135 is directed forward and is designed to determine a curvature or a curvature of the road 115 on a section in front of the vehicle 105. For this purpose, the first sensor 135 can comprise, for example, a camera, a radar sensor, a lidar sensor or an ultrasonic sensor.
Ein zweiter beispielhaft dargestellter Sensor 135 ist am Fahrzeug 105 nach hinten gerichtet und dazu eingerichtet, eine Krümmung beziehungsweise einen Krümmungsverlauf eines hinter dem Fahrzeug 105 liegenden Abschnitts der Straße 115 zu bestimmen. Dazu kann beispielsweise ein bezüglich des ersten Sensors 135 beispielhaft genannter Sensor eingesetzt werden. A second sensor 135 shown as an example is directed towards the rear of the vehicle 105 and is designed to determine a curvature or a curvature profile of a section of the road 115 located behind the vehicle 105. For this purpose, for example, a sensor mentioned as an example with respect to the first sensor 135 can be used.
Ein dritter Sensor 135 ist dazu eingerichtet, eine Ausrichtung des Fahrzeugs 105 zu bestimmen. Dazu kann der dritte Sensor 135 beispielsweise einen Magnetfeldsensor für das Erdmagnetfeld, eine Inertialplattform, einen Rotationssensor oder ein Odometer umfassen. Das Odometer kann auf der Basis von Drehsensoren an Rädern des Fahrzeugs 105 arbeiten. Die Ausrichtung des Fahrzeugs 105 kann auch auf der Basis von Abtastungen des Umfelds, beispielsweise mittels eines ersten oder zweiten Sensors 135, erfolgen. Dabei kann eine Landmarke erfasst werden, deren scheinbare Bewegung bezüglich des Fahrzeugs 105 oder deren Position bezüglich Kartendaten im Datenspeicher 130 betrachtet werden kann. A third sensor 135 is designed to determine an orientation of the vehicle 105. For this purpose, the third sensor 135 can comprise, for example, a magnetic field sensor for the earth's magnetic field, an inertial platform, a rotation sensor or an odometer. The odometer can work on the basis of rotation sensors on wheels of the vehicle 105. The orientation of the vehicle 105 can also be based on scanning the surroundings, for example by means of a first or second sensor 135. In this case, a landmark can be detected, the apparent movement of which with respect to the vehicle 105 or the position of which with respect to map data in the data storage 130 can be observed.
Die Positioniereinrichtung 140 ist bevorzugt dazu eingerichtet, eine absolute und insbesondere geografische Position des Fahrzeugs 105 zu bestimmen. Dazu kann die Positioniereinrichtung 140 einen Empfänger für Signale eines GNSS umfassen. Eine geografische Position des Fahrzeugs 105 kann auch auf der Basis von Abtastungen eines ersten oder zweiten Sensors 135 bestimmt werden. The positioning device 140 is preferably designed to determine an absolute and in particular geographical position of the vehicle 105. For this purpose, the positioning device 140 can comprise a receiver for signals from a GNSS. A geographical position of the vehicle 105 can also be determined on the basis of scans from a first or second sensor 135.
Es wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung 120 eine geografische Position des Fahrzeugs 105 bestimmt und auf dieser Basis eine Hypothese für die befahrene Straße 115 laut den Kartendaten im Datenspeicher 130 bestimmt. Diese Hypothese kann dann überprüft werden, indem eine Krümmung der befahrenen Straße 115 mit einer Krümmung der als Hypothese bestimmten Straße 115 laut den Kartendaten verglichen wird. Sollte die Hypothese verworfen werden, weil nicht mit ausreichender Sicherheit beziehungsweise Wahrscheinlichkeit bestätigt werden kann, dass sich das Fahrzeug 105 auf der als Hypothese bestimmten Straße 115 befindet, so kann eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Fahrzeugs 105 deaktiviert werden, falls die Steuervorrichtung nur arbeiten soll, wenn sich das Fahrzeug 105 auf einer vorbestimmten Straße 115 befindet, die durch die Hypothese gegeben ist. It is proposed that the device 120 determines a geographical position of the vehicle 105 and on this basis determines a hypothesis for the road 115 traveled on according to the map data in the data memory 130. This hypothesis can then be checked by comparing a curvature of the road 115 traveled on with a curvature of the road 115 determined as a hypothesis according to the map data is compared. If the hypothesis is rejected because it cannot be confirmed with sufficient certainty or probability that the vehicle 105 is on the road 115 determined as a hypothesis, a control device for controlling the vehicle 105 can be deactivated if the control device is only intended to work when the vehicle 105 is on a predetermined road 115 that is given by the hypothesis.
Zur Bestimmung eines Krümmungsverlaufs einer Straße 115 kann ein Fahrzeug 105 verwendet werden, das dazu eingerichtet ist, seine geografische Position sowie die Krümmung einer befahrenen Straße 115 zu bestimmen und nach außen bereitzustellen. Das Fahrzeug 105 kann dazu eine Kommunikationseinrichtung 145 umfassen. To determine the curvature of a road 115, a vehicle 105 can be used that is configured to determine its geographical position and the curvature of a road 115 being traveled on and to provide this information to the outside. The vehicle 105 can comprise a communication device 145 for this purpose.
Die zentrale Stelle 110 außerhalb des Fahrzeugs 105 umfasst bevorzugt eine korrespondierende Kommunikationseinrichtung 150, eine Verarbeitungseinrichtung 155 sowie optional einen Datenspeicher 160. Die zentrale Stelle 110 ist dazu eingerichtet, von wenigstens einem, bevorzugt aber einer Vielzahl Fahrzeuge 105, Informationen über eine Krümmung einer befahrenen Straße 115 sowie weiter bevorzugt eine Angabe einer geografischen Position oder einer Identifikation der befahrenen Straße 115 laut Kartendaten zu empfangen. Die zentrale Stelle 110 kann eine Vielzahl solcher Beobachtungen miteinander kombinieren und daraus Verläufe von Straßen 115 bestimmen. The central location 110 outside the vehicle 105 preferably comprises a corresponding communication device 150, a processing device 155 and optionally a data storage device 160. The central location 110 is set up to receive information about a curvature of a road 115 being traveled on from at least one, but preferably a plurality of vehicles 105, and more preferably an indication of a geographical position or an identification of the road 115 being traveled on according to map data. The central location 110 can combine a plurality of such observations with one another and use them to determine the course of roads 115.
Die Verläufe können Straßen 115 in den Kartendaten zugeordnet werden. Auf der Basis der empfangenen Daten kann auch bestimmt werden, wie wahrscheinlich es ist, eine befahrene Straße 115 bezüglich der Kartendaten falsch zu bestimmen. Auf dieser Basis können einer oder mehrere Parameter bestimmt werden, die für die Validierung einer als Hypothese bestimmten Straße 115 bezüglich ihrer Krümmung verwendet werden können. Solche Parameter können auf einen vorbestimmten geografischen Bereich oder eine Straße 115 bezogen sein und in den Kartendaten vermerkt beziehungsweise diesen zugeordnet werden. The courses can be assigned to roads 115 in the map data. On the basis of the data received, it can also be determined how likely it is to incorrectly identify a road 115 being traveled on with respect to the map data. On this basis, one or more parameters can be determined that can be used to validate a hypothesized road 115 with respect to its curvature. Such parameters can be related to a predetermined geographical area or a road 115 and noted in the map data or assigned to them.
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Darstellung des Fahrzeugs 105 auf einer von zweiFigure 2 shows an exemplary representation of the vehicle 105 on one of two
Straßen 115. Eine erste Straße 205 und eine zweite Straße 210 verlaufen auf dem betrachteten Abschnitt nahe aneinander. Im betrachteten Beispiel sei die erste Straße 205 eine Autobahn und die zweite Straße 210 eine Landstraße. Eine Fahrfunktion des Fahrzeugs 105 soll nur auf einer Autobahn aktiv sein. Um die Fahrfunktion aktivieren zu können, ist zu bestimmten, ob sich das Fahrzeug 105 auf der ersten Straße 205 oder auf der zweiten Straße 210 befindet. Dazu kann auf der Basis einer geografischen Position des Fahrzeugs 105 eine Hypothese für die befahrene Straße 115 bestimmt werden, wobei die Hypothese nach der Darstellung von Figur 2 beispielhaft die zweite Straße 210 betrifft. Allerdings ist nicht ausgeschlossen, dass diese Hypothese falsch ist und sich das Fahrzeug tatsächlich auf der ersten Straße 205 befindet, wie durch unterbrochene Umrisse des Fahrzeugs 105 dargestellt ist. Streets 115. A first street 205 and a second street 210 run close to each other on the section under consideration. In the example under consideration, the first road 205 is a motorway and the second road 210 is a country road. A driving function of the vehicle 105 should only be active on a motorway. In order to activate the driving function, it must be determined whether the vehicle 105 is on the first road 205 or on the second road 210. For this purpose, a hypothesis for the road 115 traveled can be determined on the basis of a geographical position of the vehicle 105, the hypothesis as shown in Figure 2 relating to the second road 210 as an example. However, it cannot be ruled out that this hypothesis is incorrect and that the vehicle is actually on the first road 205, as shown by the broken outlines of the vehicle 105.
Die Hypothese kann geprüft werden, indem die Krümmung der befahrenen Straße 115 mit der Krümmung der als Hypothese bestimmten Straße 210 verglichen wird. Sollte eine Abweichung zwischen den Krümmungen einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, so kann die Hypothese verworfen werden. The hypothesis can be tested by comparing the curvature of the road 115 being traveled with the curvature of the hypothesized road 210. If a deviation between the curvatures exceeds a predetermined threshold, the hypothesis can be rejected.
Die beobachtete Krümmung der befahrenen Straße 115 kann auch mit der Krümmung der nicht als Hypothese bestimmten ersten Straße 205 verglichen werden. Eine Abweichung zwischen diesen beiden Krümmungen kann mit einem weiteren vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden. Außerdem kann die Abweichung mit der oben beschriebenen Abweichung verglichen werden. Die Validierung, ob die Hypothese gestützt werden kann oder verworfen werden muss, kann auf der Basis der bestimmten Abweichungen getroffen werden. The observed curvature of the road 115 traveled can also be compared with the curvature of the first road 205 not determined as a hypothesis. A deviation between these two curvatures can be compared with a further predetermined threshold value. In addition, the deviation can be compared with the deviation described above. The validation of whether the hypothesis can be supported or must be rejected can be made on the basis of the determined deviations.
Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum Bestimmen einer durch das Fahrzeug 105 befahrenen Straße 115. Figure 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for determining a road 115 traveled by the vehicle 105.
In einem Schritt 305 kann eine geografische Position des Fahrzeugs 105 bestimmt werden. Die Position kann insbesondere mittels der Positioniereinrichtung 140 und/oder auf der Basis von Abtastungen mittels eines Sensors 135 bestimmt werden. In a step 305, a geographical position of the vehicle 105 can be determined. The position can be determined in particular by means of the positioning device 140 and/or on the basis of scans by means of a sensor 135.
In einem Schritt 310 können Kartendaten im Bereich der bestimmten Position erfasst werden. Die Kartendaten können insbesondere Informationen über eine oder mehrere Straßen 205, 210 umfassen, die im Bereich der bestimmten Position liegen. In einem Schritt 315 kann eine Hypothese für die befahrene Straße 115 bestimmt werden. Die Hypothese richtet sich auf eine der Straßen 115 nach den Kartendaten. Optional kann die Hypothese auch auf der Basis anderer oder zusätzlicher Informationen bestimmt werden. In a step 310, map data in the area of the specific position can be recorded. The map data can in particular include information about one or more streets 205, 210 that are in the area of the specific position. In a step 315, a hypothesis can be determined for the road 115 being traveled. The hypothesis is based on one of the roads 115 according to the map data. Optionally, the hypothesis can also be determined on the basis of other or additional information.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Bestimmung der Hypothese und die Validierung der ihr zu Grunde liegenden Informationsquellen unabhängig voneinander. Dabei kann jeder Informationsquelle ein Validator zugeordnet sein. Die Krümmung die Krümmung der befahrenen Straße 115 oder einer nahegelegenen ersten oder zweiten Straße 205, 210 darf nur dann in die Bestimmung der Hypothese einfließen, wenn die Sicherheit der korrekten Bestimmung der Position des Fahrzeugs 105 am Schluss ausschließlich auf der Validierung und nicht auf der initialen Hypothese beruht. Allgemein fließt eine bestimmte Krümmung einer Straße 115, 205, 210 daher bevorzugt nicht in die Bestimmung der Hypothese ein. In a preferred embodiment, the determination of the hypothesis and the validation of the information sources underlying it are carried out independently of one another. A validator can be assigned to each information source. The curvature of the road 115 being traveled on or of a nearby first or second road 205, 210 may only be included in the determination of the hypothesis if the certainty of the correct determination of the position of the vehicle 105 is ultimately based exclusively on the validation and not on the initial hypothesis. In general, a specific curvature of a road 115, 205, 210 is therefore preferably not included in the determination of the hypothesis.
In einem Schritt 320 kann ein Sensor 135 an Bord des Fahrzeugs 105 abgetastet werden. In einem nachfolgenden Schritt 325 kann eine Krümmung der befahrenen Straße 115 auf der Basis der Abtastung bestimmt werden. Es ist zu beachten, dass auch mehrere Sensoren 135 abgetastet werden können und dass Sensorwerte eines Sensors 135 über eine vorbestimmte Zeit gesammelt werden können. In a step 320, a sensor 135 on board the vehicle 105 may be sampled. In a subsequent step 325, a curvature of the road 115 being traveled may be determined based on the sampling. It should be noted that multiple sensors 135 may also be sampled and that sensor values of a sensor 135 may be collected over a predetermined time.
In einem Schritt 330 kann die in Schritt 315 bestimmte Hypothese bezüglich der Krümmung der befahrenen Straße 115 und Krümmungen der als Hypothese bestimmten Straße 210 oder einer nahegelegenen Straße 205 validiert werden. In a step 330, the hypothesis determined in step 315 can be validated with respect to the curvature of the road 115 being traveled and curvatures of the road 210 determined as a hypothesis or a nearby road 205.
Dazu kann eine erste Wahrscheinlichkeit bestimmt werden, mit der die bestimmte Krümmung beobachtet wird, falls sich das Fahrzeug 105 auf der als Hypothese bestimmten zweiten Straße 210 befindet. For this purpose, a first probability can be determined with which the specific curvature is observed if the vehicle 105 is on the second road 210 determined as a hypothesis.
Ferner kann eine zweite Wahrscheinlichkeit bestimmt werden, mit der eine Abweichung der bestimmten Krümmung von der in den Kartendaten verzeichneten Krümmung der als Hypothese bestimmten zweiten Straße 210 größer ist als eine Abweichung der bestimmten Krümmung von einer Krümmung der anderen Stra- ße 205 im Bereich der bestimmten Position laut den Kartendaten. Optional kann noch eine dritte Wahrscheinlichkeit bestimmt werden, mit der eine bestimmte Richtung des Fahrzeugs 105 an der bestimmten Position von einer Richtung der als Hypothese bestimmten zweiten Straße 210 in der beobachteten Weise abweicht. Furthermore, a second probability can be determined with which a deviation of the determined curvature from the curvature recorded in the map data of the second road 210 determined as a hypothesis is greater than a deviation of the determined curvature from a curvature of the other road. 205 in the area of the specific position according to the map data. Optionally, a third probability can be determined with which a specific direction of the vehicle 105 at the specific position deviates from a direction of the hypothesized second road 210 in the observed manner.
Die Wahrscheinlichkeiten können gewichtet miteinander kombiniert und mit einem Schwellenwert verglichen werden. Auf der Basis des Vergleichs kann in einem Schritt 335 eine automatische Steuerung an Bord des Fahrzeugs 105 abgeschaltet werden, falls die Steuerung erfordert, dass sich das Fahrzeug auf der als Hypothese bestimmten zweiten Straße 210 befindet, diese Hypothese im Schritt 330 aber nicht gestützt werden konnte. The probabilities can be combined with each other in a weighted manner and compared with a threshold value. On the basis of the comparison, an automatic control on board the vehicle 105 can be switched off in a step 335 if the control requires that the vehicle is on the second road 210 determined as a hypothesis, but this hypothesis could not be supported in step 330.
Insbesondere dann, wenn die Hypothese gestützt werden konnte, also eine Wahrscheinlichkeit, dass sich das Fahrzeug 105 auf einer anderen als der als Hypothese bestimmten zweiten Straße 210 befindet, gering ist, kann die bestimmte Krümmung der befahrenen Straße 115 zusammen mit einem Hinweis auf die befahrene Straße 210 nach außen bereitgestellt werden. So können in einem Schritt 340 die gesammelten Informationen an die zentrale Stelle 110 übermittelt werden. Optional kann diese Übermittlung auch erfolgen, ohne dass die Validierung im Schritt 330 erfolgreich war. In particular, if the hypothesis could be supported, i.e. the probability that the vehicle 105 is on a road other than the second road 210 determined as a hypothesis is low, the determined curvature of the road 115 traveled on can be made available to the outside together with a reference to the road 210 traveled on. In a step 340, the collected information can thus be transmitted to the central location 110. Optionally, this transmission can also take place without the validation in step 330 being successful.
Bezugszeichen Reference symbol
100 System 100 Systems
105 Fahrzeug, Kraftfahrzeug 105 vehicle, motor vehicle
110 zentrale Stelle 110 central office
115 Straße 115 Street
120 Vorrichtung 120 Device
125 Verarbeitungseinrichtung 125 Processing facility
130 Datenspeicher 130 data storage
135 Sensor 135 Sensor
140 Positioniereinrichtung 140 Positioning device
145 Kommunikationseinrichtung 145 Communication device
150 Kommunikationseinrichtung 150 Communication device
155 Verarbeitungseinrichtung 155 Processing facility
160 Datenspeicher 160 data storage
205 erste Straße 205 First Street
210 zweite Straße 210 Second Street
300 Verfahren 300 procedures
305 Position bestimmen 305 Determine position
310 Kartendaten im Bereich der Position erfassen310 Capture map data in the area of the position
315 Hypothese für befahrene Straße bestimmen315 Determine hypothesis for road
320 Sensor abtasten 320 Scan sensor
325 Krümmung der befahrenen Straße bestimmen325 Determine the curvature of the road
330 Hypothese validieren 330 Validate hypothesis
335 automatische Steuerung abschalten 335 switch off automatic control
340 bestimmte Krümmung bereitstellen 340 provide certain curvature

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren (300) zum Bestimmen einer durch ein Fahrzeug (105) befahrenen Straße (115), wobei das Verfahren (300) folgende Schritte umfasst: 1. Method (300) for determining a road (115) travelled by a vehicle (105), the method (300) comprising the following steps:
Bestimmen (305) einer Position des Fahrzeugs (105); Determining (305) a position of the vehicle (105);
Erfassen (310) von Kartendaten bezüglich Straßen (115) im Bereich der bestimmten Position; Collecting (310) map data relating to roads (115) in the area of the determined position;
Bestimmen (315) einer Hypothese für die befahrene Straße (115) auf der Basis der Position und den Kartendaten; Determining (315) a hypothesis for the traveled road (115) based on the position and the map data;
Bestimmen (325) einer Krümmung der befahrenen Straße (115); und Validieren (330) der bestimmten Hypothese bezüglich einer Krümmung der Hypothese laut den Kartendaten. Determining (325) a curvature of the traveled road (115); and validating (330) the determined hypothesis with respect to a curvature of the hypothesis according to the map data.
2. Verfahren (300) nach Anspruch 1 , wobei das Validieren (330) das Bestimmen einer ersten Wahrscheinlichkeit umfasst, mit der die bestimmte Krümmung beobachtet wird, falls sich das Fahrzeug (105) auf der als Hypothese bestimmten Straße (115) befindet. 2. The method (300) of claim 1, wherein validating (330) comprises determining a first probability with which the determined curvature is observed if the vehicle (105) is on the hypothesized road (115).
3. Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Validieren (330) ein Bestimmen einer zweiten Wahrscheinlichkeit umfasst, mit der, falls das Fahrzeug tatsächlich auf einer anderen als der als Hypothese bestimmten Straße (115) fährt, eine Krümmung bestimmt wird, die mindestens so weit von der Krümmung der anderen Straße abweicht wie die bestimmte Krümmung. 3. The method (300) of claim 1 or 2, wherein the validating (330) comprises determining a second probability with which, if the vehicle is actually traveling on a road (115) other than the hypothesized road, a curvature is determined that deviates from the curvature of the other road at least as much as the determined curvature.
4. Verfahren (300) nach Ansprüchen 2 und 3, wobei das Validieren (330) ein gewichtetes Kombinieren der ersten und der zweiten Wahrscheinlichkeit umfasst. 4. The method (300) of claims 2 and 3, wherein the validating (330) comprises a weighted combining of the first and second probabilities.
5. Verfahren (300) nach Anspruch 4, wobei eine Gewichtung in Abhängigkeit der bestimmten Position bestimmt wird. 5. The method (300) of claim 4, wherein a weighting is determined depending on the determined position.
6. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Validieren eine Richtung des Fahrzeugs (105) berücksichtigt. 6. The method (300) of any preceding claim, wherein the validating takes into account a direction of the vehicle (105).
7. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Krümmung einen Krümmungsverlauf einer vorbestimmten Länge entlang der befahrenen Straße (115) umfasst. 7. Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the curvature comprises a curvature of a predetermined length along the traveled road (115).
8. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Krümmung in horizontaler Richtung und/oder in vertikaler Richtung berücksichtigt wird. 8. Method (300) according to one of the preceding claims, wherein a curvature in the horizontal direction and/or in the vertical direction is taken into account.
9. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Krümmungen von Straßen (115) auf der Basis von erfassten Krümmungen einer Vielzahl Fahrzeuge (105) bestimmt sind, die die Straßen (115) befahren haben. 9. The method (300) of any preceding claim, wherein curvatures of roads (115) are determined on the basis of detected curvatures of a plurality of vehicles (105) that have traveled on the roads (115).
10. Verfahren (300) nach Anspruch 9, wobei eine Verteilung bestimmter Krümmungen einer Straße durch unterschiedliche Fahrzeuge bestimmt wird. 10. The method (300) of claim 9, wherein a distribution of certain curvatures of a road is determined by different vehicles.
11. Vorrichtung (120) an Bord eines Fahrzeugs (105), zur Bestimmung einer durch das Fahrzeug (105) befahrenen Straße (115), wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Positioniereinrichtung (140) zur Bestimmung einer Position des Fahrzeugs (105); einen Datenspeicher (130) für Kartendaten bezüglich Straßen (115) im Bereich der bestimmten Position; einen Sensor (135) zur Bestimmung einer Krümmung der befahrenen Straße (115); und eine Verarbeitungseinrichtung (125), die dazu eingerichtet ist, eine Hypothese für die befahrene Straße (115) auf der Basis der Position und den Kartendaten zu bestimmen; und die bestimmte Hypothese bezüglich einer Krümmung der als Hypothese bestimmten Straße (115) laut den Kartendaten zu validieren. 11. Device (120) on board a vehicle (105) for determining a road (115) traveled by the vehicle (105), the device comprising: a positioning device (140) for determining a position of the vehicle (105); a data memory (130) for map data relating to roads (115) in the area of the determined position; a sensor (135) for determining a curvature of the road (115) traveled; and a processing device (125) which is configured to determine a hypothesis for the road (115) traveled on the basis of the position and the map data; and to validate the determined hypothesis regarding a curvature of the road (115) determined as a hypothesis according to the map data.
12. Fahrzeug (105), umfassend eine Vorrichtung (120) nach Anspruch 11. 12. Vehicle (105) comprising a device (120) according to claim 11.
13. Fahrzeug (105) nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Kommunikationseinrichtung (145) zur Bereitstellung einer bestimmten Position und einer bestimmten Krümmung einer befahrenen Straße (115). 13. The vehicle (105) of claim 12, further comprising a communication device (145) for providing a specific position and a specific curvature of a traveled road (115).
14. Zentrale Stelle (110), umfassend eine Kommunikationseinrichtung (150) zum14. Central location (110) comprising a communication device (150) for
Empfangen von bestimmten Positionen und bestimmten Krümmungen jeweils befahrener Straßen (115) von mehreren Fahrzeugen (105); und eine Verarbeitungseinrichtung (155) zur Bestimmung der Krümmung einer Straße (115) auf der Basis einer Vielzahl empfangener Positionen und zugeordneter Krümmungen. Receiving specific positions and specific curvatures of roads (115) traveled by a plurality of vehicles (105); and a processing device (155) for determining the curvature of a road (115) on the basis of a plurality of received positions and associated curvatures.
15. System (100), umfassend eine zentrale Stelle nach Anspruch 14 und wenigstens ein Fahrzeug (105) nach Anspruch 13. 15. System (100) comprising a central location according to claim 14 and at least one vehicle (105) according to claim 13.
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