CN104471625B - 用于建立当前情况图的方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于建立当前的情况图、尤其是当前的市内情况图的方法，在该方法中，由大量车辆(12、14、22、24)借助于车对X通信装置向数据库(16、25)发送对局部有界的情况进行描述的环境数据和/或地图数据和/或位置数据。借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环境数据，从数字存储器中读取地图数据，并且至少借助于全球卫星定位***确定位置数据。所述方法的特征在于所述环境数据和/或地图数据和/或位置数据与数据库(16、25)中已经存在的情况图持续合并以形成当前的情况图，并且数据库和情况图都是位置固定的。本发明还涉及一种相应的***。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于建立当前(截至目前的)情况图的方法和一种根据权利要求8的前序部分所述的用于建立当前情况图的***。
背景技术
现有技术已公开了不同类型的驾驶员辅助***，它们基本都是用于减少驾驶员在交通情况方面的驾驶任务。在此，这种类型的***某种程度上建立在借助于环境传感技术所获取的环境信息、从数字地图材料所读取的信息或者借助于车对X通信所接收到的信息的基础上。所有这些***对驾驶员的辅助作用都依赖于所获取的信息的高度可靠性、实时性以及尽可能大的信息密度。
与之相关，DE 10 2008 060 869 A1描述了一种用于对接近交通信号***的车辆的操作者进行辅助的方法和装置。交通信号***具有两种不同的运行状态，其中在第一运行状态下允许驶过停止线，在第二运行状态下不允许驶过停止线。其中，车辆接收对交通信号***的当前运行状态以及距运行状态转变的时间长度进行描述的信号。在交通信号设备处于第一运行状态时，车辆借助所接收到的信号对是否能够以规定的速度范围内的速度到达交通信号设备的停止线进行检查。根据检查结果来影响车辆速度或者向驾驶员提供有关恰当影响速度的建议。
DE 10 2007 048 809 A1公开了一种用于识别道路交通中的隐蔽物体的方法。其中以传感的方式获取车辆的周围环境以及车辆的运动参数。利用车对车通信将这些信息传递给位于周围环境中的车辆。同时处于周围环境中的车辆也对周围环境和运动信息进行获取和发送。所接受到的信息用于扩展周围环境模型。这种扩展的周围环境模型借助于车辆中的显示设备以更新的方式重建，并可以提供给一个或多个驾驶员辅助***。由此在车辆中提供了车辆传感器本身所不能感测到的物体信息。
DE 10 2009 008 959 A1描述了一种用于导航和/或驾驶员辅助的车辆***。该车辆***具有一个提供单元、至少一个环境传感器和车辆传感器。提供单元本身具有以卫星信号传感器为基础的位置模块和ADAS-水平提供器，该水平提供器可以以通信的方式与可位于车辆外部的导航单元耦合。导航单元在此可以例如为功能强大的服务器的形式，该服务器将电子地图的地图细节传递给提供单元。
DE 10 2008 012 660 A1公开了一种用于对车辆作出基于服务器的危险警告的方法以及一种相应的危险警告单元。其中借助于第一辆车的传感单元获取测量值并判断该测量值是否与危险相对应。一旦测量值与危险相对应，那么将危险的信息数据传递给中央处理***。在中央处理***中将危险的类型、获取测量值的位置、获取测量值的时间以及传递车辆的身份信息进行存储，并产生相应的警告数据。与第二辆车有关的该警告数据能够被第二辆车从中央处理***中调取。
但是现有技术所公开的方法和***在以下方面是有缺陷的：借助于车对X通信提供给驾驶员辅助***的信息被局限于某一特定的道路情况，例如在交通信号灯辅助装置或者危险警报中的情况那样，或者不能够以所需的可靠性和实时性来提供在复杂的城市交通中所需的信息，这意味着这种类型的辅助***只在城市外的区域中才足够可靠。尤其是在十字路口区域中，必须考虑许多不同的交通规则并且同时识别出驾驶员的意愿，以便能够有效减少驾驶员的驾驶任务。但为此的一个重要前提是要存在不仅一直是当前的并且是准确的信息，例如关于施工、改道或者改变的信号的信息。因此必须使这些信息被持续和详细地获取以及更新。
发明内容
因此本发明的目的是提出一种方法，该方法所建立的当前情况图不仅具有较高的细节深度，还具有高的更新率。
该目的根据本发明通过权利要求1所述的用于建立当前情况图的方法得以实现。
根据本发明的用于建立当前情况图、尤其是当前的市内情况图的方法，大量车辆借助于车对X通信将描述局部有界(lokal begrenzte)的情况的位置数据和/或环境数据和/或地图数据发送给数据库。在此借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环境数据，从数字存储器中读取地图数据，并至少借助于全球卫星定位***确定位置数据。该方法的特征在于，所述环境数据和/或地图数据和/或位置数据与数据库中已经存在的情况图持续合并以形成当前的情况图并且数据库和情况图都是位置固定的。由此所产生的优势是，位于实时情况中的每个装配有合适传感器的车辆都能够对数据库中所存在的情况图进行更新和补充。这意味着，尤其是在市内的区域中，持续有由大量车辆所发出的较大量的环境数据和/或地图数据和/或位置数据可供用于对所存在的情况图进行更新或补充。由此即使是对复杂且较经常变化的情况也可以进行可靠描绘。在此并不需要对关于用于环境获取的合适的传感器的基础结构进行额外的复杂安装。这样所建立的情况图还可以包括道路轮廓、先行规则、拐弯带、人行横道、交通信号灯位置、施工和停驶的车辆或者其他障碍等。即使在此期间在情况图中没有车辆并因而在此期间没有环境数据和/或地图数据和/或位置数据向数据库发送，由于情况图和数据库都是位置固定的并且不会消失或者被删除，所以新进入情况图中的车辆能够促使所存在的情况图立刻与所接收到的环境数据和/或地图数据和/或位置数据合并。这种描述与现有技术所公开的数据库位于单个车辆中并且必须持续地再重新建立或者舍弃情况图的方法相比具有本质上的优点，因为车辆在行驶过程中总是向前运动并进入新的情况图中。
根据本发明，环境数据描述由车辆感测的环境，例如借助于合适的传感器所感测到的标志牌、交通信号杆、护栏、墙壁、路肩和一般对车辆环境的拓扑学/拓扑结构有用的所有物体。在本发明的意义上，即使是借助于ESP-传感技术感测的凹坑也被理解为环境数据。环境数据所包括的物体还包括由传感器感测到的其他车辆和交通参与者。因此，环境数据的概念所描述的不仅是静止物体的信息，还有非静止物体的信息。相比之下，地图数据描述了存在于车辆中的区域地图并且不仅可以具有路线信息和道路轮廓信息，还可以通过环境数据得到补充。位置数据给出的是发送数据的车辆的位置，并且同样可以在当前的情况图中描述出来。车辆对位置数据的确定可以借助于全球卫星定位***、例如GPS或伽利略导航***来进行，并且优选通过地图匹配或联合导航得到补充。
优选提出，数据库将当前的情况图发送给包含在局部有界的情况中的车辆，并通过车辆将当前的情况图提供给至少一个驾驶员辅助***。由此为包含在区域情况中的所有车辆都提供了更实时和更具体的情况图，所存在的驾驶员辅助***可以利用该情况图来辅助和减少驾驶员的驾驶任务以及在可能的情况下避免事故或者至少减轻事故。例如，可以根据情况向驾驶员发出警告或者甚至对车辆控制进行干预。此外可以通过将车辆中存在的地图与所接收到的当前情况图相比较来改善位置确定。
在另外一种优选的实施方案中提出，为数据库的当前的情况图中的物体和事件提供存在概率。由此得到的优点是，能够就实际的存在进行较细微的分级，并因而就物体和事件的含义进行较细微的分级。物体和事件的存在概率例如可以从感测到该物体或事件的传感器的比例与未感测到该物体或事件的传感器的比例确定，其中不对那些不适用于感测相应物体或事件的传感器加以考虑来确定存在概率。由此还允许在相同位置上描述多个带有不同的存在概率的、原则上相互矛盾的物体或事件。
以符合目的的方式提出，由接收车辆对物体的存在概率进行附加的单独评估。因此，接收了当前的情况图的车辆可以借助于其自身的车载传感器来决定应给予物体或事件哪一存在概率。所接收到的信息例如可以被用于利用车载传感器的物体或事件识别算法来降低特定物体或事件的识别阈值。
此外有利的是，由大量车辆以相对较低的传递优先级将环境数据和/或地图数据和/或位置数据发送给数据库。由此不会干扰或者甚至中断对相对重要的数据、例如已知的“协同感知消息”或警告信息的发送和接收。在不是在每一个发送周期中都向数据库发送环境数据和/或地图数据和/或位置数据的情况下就足以建立当前的情况图。
优选提出，所述大量车辆仅将那些与数据库所发出的当前情况图有偏差的环境数据和/或地图数据和/或位置数据发送给数据库。由此通常大大降低了待传递的数据量并且不会对可供使用的传递通道的传递容量造成不必要的负担。
以符合目的的方式提出，由大量车辆所发出的位置数据包含为确定位置数据所使用的卫星的身份信息。这些卫星在地球轨道中一般遵循固定的轨道。因此，由于卫星仅能够在特定的时间从地表的特定地点观察到，所以借助于身份信息可以查出被用于确定某一特定的位置数据组的是哪些卫星。这可以改善位置确定，尤其是改善两个或更多车辆之间的相对位置确定。
本发明还涉及一种用于建立当前情况图、尤其是用于建立当前的市内情况图的***。该***包括带有数据合并装置和车对X通信装置的数据库以及带有各自的数字存储器和/或环境传感器和/或车辆传感器和/或位置确定装置和车对X通信装置的大量车辆。数据库借助于车对X通信装置从大量车辆接收对局部有界的情况进行描述的环境数据和/或地图数据和/或位置数据。所述大量车辆借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环境数据，从相应的数据存储器中读取地图数据并至少借助于全球卫星定位***确定位置数据。该***的特征在于，所述数据合并装置持续地将环境数据和/或地图数据和/或位置数据与在数据库中已经存在的情况图合并以形成当前的情况图，并且数据库和情况图都是位置固定的。根据本发明的***因此具有所有的用于执行根据本发明的方法所必须的装置并且以简单的方式使得所建立的当前的情况图基本上总是最新的并且是详细的。由此得到了所述的优点。
所述***的特征优选在于，数据库被本地地布置在包含在情况图中的位置处。由此得到的优势是，信息的传递可以通过传递速度较快的短程通信装置进行。由此仅使用了可供使用的传递通道的在本地区域内的传递容量。另一优点在于，通过数据库的本地布置，不需要保留用于中央数据库的复杂的数据基础结构。
此外有利的是，所述环境传感器和/或车辆传感器是来自于下组中的一个或多个元件：
—雷达传感器，
—光学相机传感器，
—LIDAR(激光雷达)传感器，
—激光传感器，
—超声波传感器，
—ESP传感器，
—加速度传感器，
—ABS传感器和
—倾斜传感器(Neigungssensor)
并且车对X通信装置基于下组中的一个或多个连接类型来发送和/或接收环境数据和/或地图数据和/或位置数据:
—WLAN连接，尤其是基于IEEE 802.11标准的WLAN
连接，
—ISM(工业、科学与医学频段)连接，
连接，
—ZigBee连接，
—UWB(超宽带)连接，
(全球微波互联接入)连接
—红外连接和
—移动无线电连接(Mobilfunkverbindung)。
所述传感器是在机动车领域通常所使用的传感器类型，它们基本上能够全面地感测和识别车辆环境和车辆状态。现如今已经有大量的车辆都标准化地装配有多个所述类型的传感器，该数字在未来完全可能会进一步增加。因此，用于在机动车中实施根据本发明的方法的额外的装配成本是很小的。所列举出的车对X通信装置的连接类型具有取决于类型和波长的不同的利弊。例如，WLAN连接的数据传输率高，并且能够很快建立连接。而ISM连接则数据传输率较低，但是却非常适用于在可视障碍物周围进行数据传递。同样，红外连接所提供的数据传输率也低。最后，移动无线电连接由于不受可视障碍物影响，所提供的数据传输率好。但是作为代价，其连接建立却相对较慢。通过将多种这些连接类型相组合并且同时或平行使用得到了更多的优点，因为这样能够补偿单个连接类型的缺陷。
优选提出，所述***实施根据本发明的方法。
附图说明
其他优选的实施方式由从属权利要求以及下面借助附图对实施例的说明得出。
附图示出：
图1示出在数据库中形成当前的情况图的示意图，
图2示出在当前的情况图中记录物体和给物体提供存在概率的示意图，以及
图3以流程图的形式示出根据本发明的方法的示例性流程。
具体实施方式
图1a中示意地示出了十字路口11，车辆12从右侧驶入十字路口中。车辆12装配有相机传感器，该相机传感器感测十字路口11的圆锥形的区域13。借助于车对X通信利用WLAN连接将圆锥形区域13所具有的环境数据传递给本地数据库16。本地数据库16设置在十字路口11附近并且包含关于在图1b中所示的十字路口11的信息。紧接着，车辆14从下部驶入十字路口11(图1c)。车辆14同样装配有相机传感器并且通过该相机传感器感测十字路口11的圆锥形的区域15。该圆锥形的区域15所具有的环境数据同样经由WLAN连接被传递给本地数据库16并在该处与已经存在的数据合并。由此在数据库中存在图1d中所示的当前的情况图。在该示例中，车辆12和14的位置数据未记录在当前的情况图中。
图2a示出了十字路口21。车辆22驶入十字路口21并借助于相机传感器识别出设置在十字路口21处的交通标志23是限速“速度30”。遵从利用物体识别算法的评估的车辆22将带有“速度30”特征的交通标志23的存在概率假设为80％。不仅是描述交通标志23的环境数据，而且假设的、有关的存在概率均借助于车对X通信利用ISM连接传递给本地数据库25，并在所述数据库中与已经存在的数据合并。在图2b中可以看出由此所建立的当前的情况图，并且该图被传递给所有驶入十字路口的其他车辆。在图2c中，车辆24驶入十字路口21，并同样借助于相机传感器感测交通标志23。但是车辆24所识别出的交通标志23并不是限速“速度30”，而是“注意先行权！”。物体识别所基于的物体识别算法将带有“注意先行权！”特征的交通标志23的存在概率假设为60％。该数据同样由车辆24发送给本地数据库25并在此与已经存在的情况图合并以形成当前的情况图(图2d)。因此该当前的情况图包含在交通标志23位置处的两个带有不同存在概率的相矛盾的物体。这些数据被本地数据库传递给其他所有驶入十字路口21的车辆，并且提供给这些车辆中的相应的驾驶员辅助***。同样被发送的存在概率被其他车辆用于减小物体识别算法的阈值。由于存在于本地数据库中的带有“速度30”特征的交通标志23的存在概率为80％，带有“注意先行权！”特征的交通标志23的存在概率仅为60％，所以识别带有“速度30”特征的交通标志23的阈值与识别带有“注意先行权！”特征的阈值相比降低程度要大。
图3示出了根据本发明的方法的示例性流程的流程图。在方法步骤31、32和33中，车辆借助于环境和车辆传感器、数字地图和全球卫星定位***来捕捉或读取或确定环境数据、地图数据和位置数据。在步骤34中，将数据库中已经存在的情况图传递给车辆，在步骤35中，将该情况图与车辆所捕捉的数据相比较。在步骤36中，将车辆所捕捉的那些与数据库中所存在的情况图有偏差的数据从车辆传递给数据库。在方法步骤37中，将已经存在于数据库中的情况图与从车辆发来的环境数据、地图数据和位置数据一起合并成当前的情况图，并在步骤38中，重新从本地数据库将该情况图发送给所有与当前情况有关的车辆。
Claims (12)
1.一种用于建立当前的情况图的方法，包括：
借助于车载***的环境传感器和车辆传感器的至少一者获取地理区域中的环境数据，
借助于车载***的处理器产生与所述环境数据相关的概率，并且将概率存储在车载***的数字存储器中，
借助于车载***的处理器从车载***的数字存储器中读取地图数据，
借助于车载***的处理器并且借助于车载***的全球卫星定位***确定车辆的位置，
借助于车载***的车对X通信装置将环境数据和相关的概率无线传输至静态数据库，所述静态数据库布置成邻近所述地理区域，
借助于所述静态数据库的处理器将所述环境数据和相关的概率与静态数据库的存储器中已经存在的地理区域中的其它环境数据和其它相关的概率进行比较，从而确定所述环境数据和相关的概率何时与静态数据库的存储器中已经存在的其它环境数据和其它相关的概率不同，
当所述环境数据和相关的概率与静态数据库的存储器中已经存在的其它环境数据和其它相关的概率不同时，借助于所述静态数据库的处理器持续合并所述环境数据和相关的概率与静态数据库的存储器中已经存在的其它环境数据和其它相关的概率，以形成当前的地理区域的情况图，
借助于所述静态数据库的车对X通信装置将当前的地理区域的情况图传输至车载***，和
借助于车载***的处理器基于接收到的概率控制所述环境数据的识别。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据库(16、25)将当前的情况图发送给包含在局部有界的情况中的车辆(12、14、22、24)，并且通过这些车辆(12、14、22、24)将当前的情况图提供给至少一个驾驶员辅助***。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述数据库(16、25)的在当前的情况图中的物体和事件提供存在概率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由接收车辆(12、14、22、24)对物体的存在概率进行附加的单独评估。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由大量车辆(12、14、22、24)以相对较低的传递优先级将环境数据、地图数据和位置数据的至少一者发送给数据库(16、25)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由大量车辆(12、14、22、24)仅将那些与数据库(16、25)所发出的当前情况图有偏差的环境数据、地图数据和位置数据的至少一者发送给数据库(16、25)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由大量车辆(12、14、22、24)所发出的位置数据包括为确定位置数据所使用的卫星的身份信息。
8.一种用于建立当前的情况图的***，该***包括：
大量车辆(12、14、22、24)，每个车辆带有车载***的处理器、数字存储器、环境传感器、车辆传感器、全球卫星定位***和车对X通信装置的至少一者，
布置成邻近地理区域的静态装置的静态数据库，所述静态装置无线接收由车载***的车对X通信装置无线传输的环境数据、地图数据和位置数据的至少一者，
其中大量车辆(12、14、22、24)借助于车载***的环境传感器和车辆传感器的至少一者获取地理区域中的环境数据，产生与环境数据相关的概率，将环境数据和相关的概率无线传输至静态数据库，并且从车载***的相应的数据存储器中读取地图数据，
其中所述静态数据库包括处理器，所述静态数据库的处理器配置成：
将环境数据和相关的概率与静态数据库中已经存在的地理区域中的其它环境数据和其它相关的概率进行比较，从而确定环境数据和相关的概率何时与静态数据库中已经存在的地理区域中的其它环境数据和其它相关的概率不同，
当环境数据和相关的概率与静态数据库中已经存在的其它环境数据和其它相关的概率不同时，持续合并环境数据和相关的概率与静态数据库中已经存在的其它环境数据和其它相关的概率，以形成当前的地理区域的情况图，
将当前的地理区域的情况图传输至车载***，并且
其中，车载***基于接收到的概率控制所述环境数据的识别。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述数据库(16、25)被本地地布置在情况图所包含的位置处。
10.根据权利要求8所述的***，其特征在于，
所述环境传感器是来自于下组中的一个或多个元件：
—雷达传感器，
—光学相机传感器，
—LIDAR传感器，
—激光传感器，
—超声波传感器，
—ESP传感器，
—ABS传感器和
—倾斜传感器
并且车对X通信装置基于下组中的一个或多个连接类型来发送和/或接收环境数据、地图数据和位置数据的至少一者:
—WLAN连接，
—ISM连接，
—蓝牙连接，
—ZigBee连接，
—UWB连接，
—WiMax连接
—红外连接和
—移动无线电连接。
11.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述***实施以下的方法：
由大量车辆借助于车对X通信装置将描述局部有界的情况的环境数据、地图数据和位置数据的至少一者发送给数据库，
其中，借助于环境传感器和车辆传感器的至少一者获取环境数据，
其中，从数字存储器中读取地图数据，至少借助于全球卫星定位***确定位置数据，所述环境数据、地图数据和位置数据的至少一者与数据库中已经存在的情况图持续合并以形成当前的情况图，并且数据库和情况图都是位置固定的。
12.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述WLAN连接是基于IEEE 802.11标准的WLAN连接。
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