CN109477728B

CN109477728B - 用于确定车辆相对于路面行车道的横向位置的方法和装置

Info

Publication number: CN109477728B
Application number: CN201780044340.6A
Authority: CN
Inventors: M.沙克; M.克尔珀
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2037-06-13
Also published as: EP3491339A1; US11260861B2; WO2018019464A1; CN109477728A; EP3491339B1; US20190263405A1; DE102016213782A1

Abstract

本发明涉及一种用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的方法、装置(20)和带有指令的计算机可读存储介质。所述装置(20)具有用于探测(10)路面标记的图像处理单元(22)以及用于为车辆确定(11)初始位置的位置确定单元(23)。评估单元(24)被设置为确认(12)探测到的路面标记不足以通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆确定的初始位置研究确定车辆的横向位置。在此情况中，评估单元(24)在考虑源自车道几何地图的信息的情况下研究确定(13)车辆的近似横向位置。

Description

用于确定车辆相对于路面行车道的横向位置的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的、尤其用于确定具有亚车道精度的相对横向位置的方法、装置和带有指令的计算机可读存储介质。本发明还涉及一种具有这种装置的车辆。

背景技术

现代车辆变得越来越不需要人驾驶，即车辆给驾驶员提供越来越多的功能和***，这些功能和***在控制车辆时通过指示辅助驾驶员或者承担部分车辆控制。对于这种功能和***，大量关于车辆和车辆周围环境的信息是必要的。

对于“精确至车道的导航”功能例如需要对待导航车辆(有自我意识的车辆，EGO车辆)所处的车道的认知。这种车道也被称为“有自我意识的车道，EGO车道”。此外，对于自动驾驶和基于Car-to-Car的应用，除了认知EGO车道之外还需要关于EGO车辆相对于EGO车道的横向位置的准确信息。必须在任何时候以亚车道精度知道EGO车辆横向相对于路面处于何处。

文献US 2014/0358321 A1公开了一种用于识别和跟踪行车道边界的方法。该方法使用带有关于道路几何、GPS数据、走向数据和其他车辆的位置的地图，用于确定当前位置。

文献EP 2 899 669 A1说明了一种用于确定车辆相对于街道的行车道的横向位置的方法。借助摄像机研究确定车道的几何方面，例如路面标记。研究确定的方面被分类并且用于确定位置。该分类需要分类单元的训练。

文献DE 10 2012 104 786 A1说明了一种用于准确估计车辆行驶在其中的车道的***。用于研究确定车道的***提供估计出的车道，该车道以不同的方式确定。例如，由摄像机检测到的车道标记、前导车或者准确至车道级别的GPS/地图。估计出的车道带有信任信息。估计出的车道和相应的信任信息被合并，以便得到研究确定的车道。

总之，为了确定车辆相对于路面的横向位置，目前基本上遵循三种解决方法。

第一种方法是结合高精度双频GPS***使用高精度测量的数字车道几何地图，该地图具有厘米范围内的绝对精度。在此，在地图中的位置借助GPS传感器在没有另外的成像传感技术的情况下确定。但是，在绝对位置方面GPS的不精确和地图的不精确经常导致不能将EGO车辆分配到正确的车道上。此外，利用高精度地图和高精度GPS的解决方案是非常昂贵的。

另一个方法是使用成像传感器、例如摄像机***。由此基于由传感器技术研究确定的车道可以将EGO车辆分配到车道。但是，在没有同时使用数字地图的情况下使用成像传感器导致通过传感技术经常仅仅识别到一个或者两个车道。EGO车辆的定位就只能相对于被识别到的车道进行，而不是相对于所有车道。

第三种方法结合了成像的传感器技术和关于车道的数量和标记类型的地图信息。通过使用成像传感器和源自数字地图的信息、即存在多少车道和这些车道有哪种边界标志(虚线、实线等)，EGO车辆可以被分配到所有车道。然而，由于通过传感器检测到的车道标记相对于EGO车辆的距离误差，对上述应用方法来说相对于相应车道的横向位置的精度是不够的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的方法和装置，其实现具有亚车道精度的相对横向位置的确定。

所述技术问题通过带有根据本发明的特征的方法、通过带有根据本发明的特征的装置以及通过根据本发明的带有指令的计算机可读存储介质来解决。本发明的优选设计方案是本发明的内容。

按照本发明的第一方面，用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的方法包括步骤：

-探测路面标记；

-为车辆确定初始位置；

-确认探测到的路面标记不足以通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆确定的初始位置研究确定车辆的横向位置；和

-在考虑源自车道几何地图的信息的情况下研究确定车辆的近似横向位置。

按照本发明的另一方面，用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的装置具有：

-用于探测路面标记的图像处理单元；

-用于为车辆确定初始位置的位置确定单元；

-评估单元，其被设置用于，确认探测到的路面标记不足以通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆确定的初始位置研究确定车辆的横向位置，并且被设置用于，在考虑源自车道几何地图的信息的情况下研究确定车辆的近似横向位置。

按照本发明的另一方面，计算机可读存储介质包含指令，所述指令在被计算机执行时使计算机执行下述步骤：

-探测路面标记；

-为车辆确定初始位置；

-确认探测到的路面标记不足以通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆的确定初始位置研究确定车辆的横向位置；和

按照本发明的、用于确定相对于路面的横向车辆位置的、精确至亚车道的方法基于利用源自数字车道几何地图的路面标记几何对通过成像传感器***识别到的路面标记的调整。这不由绝对精度方面特别的要求所决定，但是包括了相对彼此具有较高精度的车道中线几何和车道边缘几何。基于这种比较，研究确定车辆的横向位置。对于探测到的路面标记对调整来说不充分的情况，基于源自车道几何地图的信息确定近似的横向位置。所述信息尤其是关于行车道和/或路面标记的说明。探测到的路面标记以足够的数量和精度的可用性不总是能被保证的，主要是由于摄像机***的识别精度，有时也由于外部影响，例如摄像机视线被其他车辆阻挡或者由于修理路面部段导致的路面标记中断。在可用的探测到的路面标记的数量和/或修正不足的情况下确定近似的横向位置实现了，可以将先前通过所述方法研究确定的横向位置在一定的时间段适配于持续的车辆运动并且以此在短时期保证先前获得的校准结果。

按照本发明的一方面，车辆的近似横向位置通过下述方式研究确定：

-按照源自车道几何地图的信息研究确定基于初始位置仅一个行车道可被视为是可行驶的；和

-将在被认定为可行驶的行车道上的位置确定为车辆的近似横向位置。

如果对于车辆仅有一个可行驶的行车道，则有较高可能性认为车辆处于该行车道上。这例如在没有反向车道的单车道街道上是这种情况。在这种情况中，将车辆的横向位置这样地调整，使得该横向位置处于该行车道上。这种方法提供可靠的近似横向位置。此外还具有的优点是，该方法不使用源自上一次调整的位置。

-按照源自车道几何地图的信息研究确定基于初始位置和先前研究确定的车辆横向位置变换到其他行车道是不可行的；和

-将在通过初始位置认定的行车道上的位置确定为车辆的近似横向位置。

如果尽管对于车辆有多个可行驶的行车道，但是基于初始位置和最后一次研究确定的位置不能进行行车道变换，则有较大的可能性认为，车辆处于通过初始位置认定的行车道上。这例如在路面标记禁止变道时是这种情况。这种方法也提供了比较可靠的近似横向位置。

是否将行车道视为可行驶和变换到其他行车道是否可行的判定，优选考虑道路交通规则的遵守和/或车辆的航向角度与行车道的方向角度之间的差别。哪些行驶机动被视为可行，哪些被视为足以不可能将其视为不可行，很大程度是取决于应用情况的。通常，由摄像机***没有接收到关于路面标记的足够信息的时间段持续得越长，对可行的行驶机动的限制地选择就越必要。对于遵守道路交通规则的假设例如判定，是否将按照道路交通规则不允许被越过的路面标记、例如实线或者阴影面也视为是可驶过的，或者是否仅将建筑式分隔物视为不可被驶过的。同样判定，是否将按照道路交通规则不允许行驶的行车道、例如紧急车道视为是可行驶的。关于确定的行驶机动的可能性和不可能性的各种假设优选可以被配置。在角度偏差方面，只有这种路面被视为是可行驶的，即该路面的方向角度以小于可配置的角度的程度区别于车辆的航向角度。

按照本发明的一个方面，为确定在认定出的行车道上的位置规定多个模式，多个模式可以借助配置参数来选择。在第一模式中，初始位置横向地移动到行车道的中点上。按照第二模式，初始位置被横向地这样移动，即移动后的位置和行车道的中点之间的距离相较于之前最后的位置保持不变。按照第三模式，不关注行车道的几何图形。对车辆运动的估计在此情况中仅基于已研究确定的初始位置。这三种模式实现了，在已认定的行车道上位置的确定适配于车辆集成的程度。因此，例如当对位置的确定、尤其是对平稳的相对运动的测量具有高精度时，第三模式例如就是特别有意义的。

-研究确定行车道，车辆从上一次的最终位置出发可以在该车道上继续其行驶；

-研究确定在已研究确定的行车道上的可行位置；

-评估已研究确定的可行位置；和

-采用评估结果最好的可行位置作为车辆的近似横向位置。

如果对于车辆研究确定了多个可行的行车道，则基于由对可行的车辆位置的确定、对位置的评估和选择评估结果最好的位置组成的多阶段方法研究确定近似的横向位置。通常，利用该方法可以为行车道不明确的情况也确定足够可靠的横向位置。已研究确定的行车道优选包括属于之前的最后的位置的行车道和该车道可能的后续车道以及直接邻接的行车道。最有可能的车辆位置就在这些车道中。

优选地，按照本发明的方法或者按照本发明的装置用于无人驾驶或者人工控制的车辆、尤其机动车。

本发明的其他特征由下面的说明结合附图体现。

附图说明

图1示意性示出了用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的方法；

图2示出了用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的装置的第一实施例；

图3示出了用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的装置的第二实施例；

图4示出了图1中所示方法的优选实施方式；

图5示例性示出了在仅有一个可行驶的行车道的情况下对位置的确定；

图6示出了变道不可行的情况的例子；

图7示出了变道可行的情况；和

图8示意性示出了基于对可行的前进位置的评估来确定近似横向位置的方法。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的原理，下面根据附图详细阐述本发明的实施方式。本发明当然不限于这些实施方式并且所述特征也可以组合和更改，而不脱离本发明的保护范围，如其在权利要求书中所定义的那样。

图1示意性示出了用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的方法。在第一步骤中探测10路面标记。接着为车辆确定11初始位置。如果确认12到，探测到的路面标记不足以通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆确定的初始位置研究确定车辆的横向位置，则取而代之地在考虑源自车道几何地图的信息的情况下研究确定13车辆的近似横向位置。所述信息尤其是关于行车道和/或路面标记的说明。例如，可以为确定近似的横向位置检查，按照源自车道几何地图的信息是否基于初始位置仅有一个行车道是视为可行驶的，或者变换行车道是否是不可行的。为此，尤其考虑遵守道路交通规则和/或在车辆航线角度和行车道的方向角度之间的偏差。在此情况中，行车道被明确认定，并且可以将在已认定的行车道上的位置确定为车辆的近似横向位置。如果为车辆研究确定了多个可行的行车道，则可以基于由对可行的车辆位置的确定、对位置的评估和选择评估结果最好的位置组成的多阶段方法研究确定近似的横向位置。

图2示出了用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的装置20的第一实施方式的简化示意图。装置20具有用于探测10路面标记的图像处理单元22。为此，图像处理单元22例如利用摄像机单元25的图像信息，该图像信息通过装置20的输入端21被接收。装置20还具有用于为车辆确定11初始位置的位置确定单元23。该初始位置例如基于GPS接收器26的接收数据来确定，该接收数据也可以通过输入端21被接收。评估单元24被设置为，确认12探测到的路面标记不足以通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆确定的初始位置研究确定车辆的横向位置。在此情况中，评估单元24在考虑源自车道几何地图的信息的情况下、尤其在考虑关于行车道和/或路面标记的说明的情况下研究确定13车辆的近似横向位置。

例如，评估单元24可以为确定近似的横向位置检查，是按照源自车道几何地图的信息基于初始位置仅有一个行车道是视为可行驶的，还是变换行车道是不可行的。为此，尤其考虑遵守道路交通规则和/或在车辆航线角度和行车道的方向角度之间的偏差。在此情况中，行车道被明确认定，并且可以将在已认定的行车道上的位置确定为车辆的近似横向位置。如果为车辆研究确定了多个可行的行车道，则评估单元24可以基于由对可行的车辆位置的确定、对位置的评估和选择评估结果最好的位置组成的多阶段方法研究确定近似的横向位置。

由评估单元24确定的车辆横向位置优选通过装置20的输出端27对进一步处理可用，例如对在车道导引***中的处理可用。此外，它们可以存储在装置20的存储器28中，例如用于后续的评估。输入端21和输出端27可以实施为分开的接口或者可以实施为组合的双向接口。图像处理单元22、位置确定单元23以及评估单元24可以实施为确定的硬件、例如实施为集成电路。当然其也可以部分地或者完全地组合地实施或者实施为软件，该软件在合适的处理器上运行。

图3示出了用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的装置30的第二实施方式的简化示意图。装置30具有处理器32和存储器31。例如装置30是计算机或者工作站。在存储器31中存有指令，该指令在通过处理器32执行时使得装置30执行按照上述方法之一的步骤。存储在存储器31中的指令因而体现为可通过处理器32执行的程序，该程序实施按照本发明的方法。该装置具有用于接收信息的输入端33。由处理器32生成的数据通过输出端34提供。此外，这些数据也能存储在存储器31中。输入端33和输出端34可以组合为双向接口。

处理器32可以包括一个或者多个处理器单元，例如微处理器、数字信号处理器或其组合。

所述实施方式的存储器28、31可以具有易失的存储器区域和/或非易失的存储器区域，并且可以包括各种存储设备和存储介质，例如硬盘、光学存储介质或者半导体存储器。

对优选实施方式的说明

下面详细说明本发明的优选实施方式。所述方法基于一系列的输入数据。首先需要的是由成像传感器***研究确定的可见路面标记的几何信息和特性信息。下文中其被称为BV线(BV代表图像处理)。还需要带有方向说明和速度说明的绝对位置信息。这例如可以由车辆GPS提供。在本实施方式中对于绝对位置信息规定了在代表通过GNSS***(GNSS：全球导航卫星***)的定位的直接结果的绝对位置信息(GNSS位置数据)和基于经历过的GNSS定位通过Dead-Reckoning(航位推算)插值的绝对位置信息(绝对位置数据)之间的区分。可选地也可以使用相对的、无突变的位置信息，该位置信息例如借助运动评估来研究确定。附加地使用在车道和路面标记方面具有高相对精度的地图数据。这例如通过地图数据服务器110提供。该地图信息在下文中称为DLM车道(DLM：Detailed Lane Model，详细车道模型)和DLM车道标记。优选地包括由所述方法的先前的一个或者多个进程得出的结果作为历史记录，当然在第一次迭代中除外。

所述方法的原则上的进程分为多个部分，其在图4中部分地概括在以虚线显示的块中。

在对输入数据的准备40范围内，确定41大致的车辆位置。这作为用于利用地图数据调整路面标记的初始点。此外进行BV线的几何的换算和聚合。

通过摄像机***探测到的路面标记的几何通常通过回旋曲线写在相对于车辆的笛卡尔坐标系中。回旋曲线轨迹被转换为折线，所述折线非常近似地模仿所述回旋曲线几何。实施向折线的转换，因为稍后在路面标记几何上进行的算法明显更方便地执行。在本实施方式中，折线的坐标从相对于车辆的笛卡尔坐标系转换42到WGS84-坐标系。下面的算法在WGS84-坐标系中进行，因为地图数据和车辆位置信息和车辆运动信息通常也存在于该坐标系中。

通过摄像机***识别到的路面标记的几何总是在车辆近前方起始，并且大约沿行驶方向/摄像机视线方向具有几米的尺寸。偶尔地，通过摄像机***首先正确识别和传送路面标记，然而不久之后就不再探测。在算法迭代时存在的BV线因此始终被临时存储并且在下次迭代时利用新的、通过摄像机***传送的几何来调整43。

接着提取50重要的几何形貌(Geometrieaspekte)。在此计算BV线和DLM路面标记相对于纵向的车辆位置的点。为此，首先以相对于大致的车辆位置的可配置的间距构建51可配置的长度的正交线。接着研究确定52DLM路面标记和DLM车道与正交线段的交点，分为与DLM路面标记的交点(标记交点)和与DLM车道的交点(车道交点)。对于每个交点优选固定其相对于车辆的横向位置、例如作为相对于正交线段的中点的距离，并且在DLM路面标记的情况下固定关联的路面标记(虚/实线、护栏、路边等等)的种类的信息。在进一步的步骤中构成53正交的线段与BV线的交点。再一次地，对每个交点优选固定其相对于车辆的横向位置和识别到的路面标记(虚/实线、护栏、路边等等)的种类的信息。

基于上述步骤的结果，研究确定60可行的车辆位置的数量。它们接着通过相应的评估函数的序列被评估70，其中，必要时补充或者改变可行的车辆位置。借助评估函数分配惩罚点。第一评估函数71关注由摄像机检测到的线型相对于存储在地图中的线型的配属。对此评估，优选使用上文已述的可配置矩阵，该矩阵为由BV线与地图路面标记类型构成的每种组合都分配专门的值。第二评估函数72考虑车辆位置的历史记录。与历史记录差别很大的可行的车辆位置例如通过高惩罚点表征。在本实施方式中，第三评估函数73评估车道类型。车辆被推定为在路面的一般车道上。因此，在被规定不可驶入的行车道(路肩、DLM的“未知行车道”和紧急车道等等)上的可行的车辆位置被不利地评估，在可行驶的行车道上的可行的车辆位置被中立地评估。作为另外的例子，为在反向车道上的可行的车辆位置分配比为沿行驶方向的位置明显更高的惩罚点。惩罚点的设置取决于所使用的传感器***和所使用的数字地图。因此，可以非常方便地进行用于所使用的***的具体的调整。作为该评估方法的结果，最后选择80评估为最佳的可行的车辆位置，即所谓的最终位置。

在所述方法的进程期间，在各种位置上都会发生由于输入数据的错误或者输入数据的质量不够导致的不能进行位置确定和进程不能继续。对这些情况规定，在相应的位置离开模块化进程并且启动故障处理90。在图4中，一般进程的途径通过实线箭头表示，不同于一般进程的途径通过虚线箭头表示。例如在没有地图数据可用于按照绝对位置信息的当前车辆位置的情况下，不进行对可行车辆位置的研究确定。在缺失绝对位置信息(例如建筑导致接收不到GNSS)的情况下，可以在相对位置信息可用时通过更早的绝对位置信息和相对位置信息替代绝对位置信息。如果相对位置信息不可用，则在缺失绝对位置信息时不进行对可行车辆位置的研究确定。在这些情况中输出91相应的故障状态。

上述用于确定车辆位置的方法还可以仅在摄像机***已正确识别到足够量的路面标记并且相应地多个适配于DLM路面标记的BV线可用时才被执行。如果识别到的BV线太少，或者未找到DLM路面标记相对于BV线的足够好的配属，则一般方法失败。

BV线以足够的数量和精度的可用性不总是能被保证的，主要是由于摄像机***的识别精度，有时也由于外部影响，例如摄像机视线被其他车辆阻挡或者由于修理路面部段导致的路面标记中断。

如上文所述，当源自上一次迭代的位置信息可用于迭代时，对可行位置的评估更可靠。因此，所述方法规定了机制92，在可用BV线的数量和/或准确度不足的情况下，将先前通过所述方法研究确定的位置在一定时期内适配于继续的车辆运动，并且以此在缺少足够的关于BV线的信息的较短时期内保持先前获得的结果。下面说明所使用的机制。

因为所述机制的基础是，估计以前迭代的最终位置的继续运动，对当前生成的最终位置的质量估计也基于对先前的最终位置的质量估计。通常，质量估计的值与在此所述方法中的一个的每次迭代被这样适配，即要预计的可靠性相应于通过正进行的迭代预计的偏差而降低。质量估计的减小是可配置的，并且可以适配于相应车辆集成(Fahrzeugintegration)的要预计的偏差。因此可以考虑多个方面，例如所使用的GNSS***的精确度和功能范围、相对运动信息的可用性和精确度(无突变)、传感器融合方法的可用性、精确度和可靠性等等。如果已研究确定的质量值低于可配置的阈值，则所述调整失败。

在确定的情况中可以研究确定的是，车辆只能处于正好一个DLM车道上，最终的位置因此是明确的。在该情况中，将车辆的横向位置这样地调整，使得该横向位置处于该车道上。

是否存在这种情况，有时也取决于这种假设，即对于车辆哪些车道是可行驶和可到达的。因此，例如对于具有正好一个行车道和附加地紧急车道的高速路入口和出口重要的是，在紧急车道上行驶是否被视为可行或者说可能。如果在紧急车道上的行驶被视为不可行，则明确的是，车辆处于行车道上并且最后的位置可以被确定；否则的话就不是明确的。

哪些行驶机动被视为可行，哪些被视为足以不可能将其视为不可行，很大程度是取决于应用情况的。通常，由摄像机***没有接收到关于BV线的足够信息的时间段持续得越长并且在为了基于对进一步的车辆运动估计进行位置确定而用下文所述方法进行迭代时质量估计下降得越快，对可行的行驶机动的限制地选择就越必要。当所使用的位置信息的要预计的偏差是大的，则质量估计下降的速度首要地就也是大的，使得例如使用仅仅一个具有中级精度的GNSS***可以使得对可行的行驶机动的更限制性的配置是必要的，相反地，结合无突变的相对位置信息允许可行的行驶机动的明显更大的误差。

关于确定的行驶机动的可能性和不可能性的各种假设优选可以被配置。例如可以借助参数确认是否应考虑道路交通规则。该参数判定，是否将按照道路交通规则不允许被越过的路面标记、例如实线或者阴影面也视为是可驶过的，或者是否仅将建筑式分隔物视为不可被驶过的。该参数还判定，按照道路交通规则不允许行驶的行车道、例如紧急车道是否视为是可行驶的。另外的可能性是确认角度差别。只有当路面的行驶方向以小于在此被配置的角度的程度区别于车辆的航向角度时，路面才被视为是可行驶的。

在明确地成功确定最终的位置时，为生成的最终位置优选采用上次迭代的最终位置的质量值。

在环境中仅有一个可行驶行车道的情况下的最终位置

这是用于在BV线不足的情况下确定最终位置唯一的方法，该方法可以在不使用源自上次迭代的位置的情况下使用。

与确定地图交点相似地，在当前初始位置的纵向位置处相对于当前车辆运动正交地构建线段并且确定相应的地图交点。

如果在正交线段上有与DLM车道的正好一个交点，根据关于确定的行车道的行驶可能性的已配置的假设该DLM车道可以被行驶，则调整车辆的横向位置，使得该横向位置处于该DLM车道上。否则，如果源自上次迭代的位置信息可用，就接着尝试用另外的用于在BV线不足的情况下确定位置的方法得到结果。

图5示例性示出了在环境中仅有一个可行驶的DLM车道情况下对位置的确定。可以看到具有两个车道FS的路面FB，两个车道通过车道标记FBM相互分界，还可以看到配属的行车道中线FSM。左侧行车道是一般行车道，右侧行车道是紧急车道。还示出初始位置AP、就是说大致的车辆位置，和构建的正交线OL。正交线OL在此示例中仅与两个行车道相交，其中，紧急行车道按照道路交通规则不允许驶入并且根据在示例中假设的配置被评估为是不可能行驶的。与紧急车道的交点UP因此是不可行的车辆位置。因此，唯一可行的车辆位置是与左侧行车道的交点FP。假如通过该配置，驶入紧急车道不被规定为不可行，则在此就有两个可行的行车道，基于环境中仅一个可行驶的DLM车道的位置确定就不能被执行。

在不能变换车道的情况下的最终位置

该方法检查自最后已知的位置起是否能进行车道的变换。该方法需要源自上次迭代的位置作为初始点并且在下文根据图6和图7说明。

与确定地图交点相似地构建线段，该线段正交于在上次和目前迭代之间平均的车辆运动，并且在上次迭代的最终位置和当前的初始位置之间的纵向位置处。基于该线段确定相应的地图交点。

首先研究确定与当前的初始位置最一致的车道交点。然后检查，是否能从该交点出发到达相邻的车道交点。为此，观察和检查从属于初始位置的交点出发向左和向右的最近的交点：

·如果是相应于关于可行的行驶机动的假设可以驶过的标记交点，则沿该方向继续检查下一个标记交点。

·如果是相应于关于可行的行驶机动的假设不可驶过的标记交点，则终结沿该方向的检查，结果是向该方向的车道变换是不可行的。

·如果是相应于关于可行的行驶机动的假设可以驶入的车道交点，则终结沿该方向的检查，结果是向该方向的车道变换是可行的。

·如果是相应于关于可行的行驶机动的假设不可驶入的车道交点，则终结沿该方向的检查，结果是向该方向的车道变换是不可行的。

·如果沿该方向不再有交点，则终结沿该方向的检查，结果是向该方向的车道变换是不可行的。

如果检查表明，向两个方向的车道变换都是不可行的，则调整车辆的横向位置，使得该横向位置处于与初始位置一致的DLM车道上。

图6例如示出一种情况，其中，向左或者向右离开DLM车道是不可行的。示出具有四个车道的路面，四个车道通过车道标记FBM相互分界，还示出配属的行车道中线FSM。最右侧的行车道是紧急车道。还示出初始位置AP、最后一次已知的车辆位置VFP，也即上一次迭代的最终位置、相对于无突变的运动构建的正交线OL和地图交点，其分为与DLM车道标记的交点SPM和与DLM车道的交点SPL。可越过的地图标记用实线标记，不可越过的地图交点用虚线标记。属于初始位置AP的地图交点KAP处于一种DLM车道上，该DLM车道在两侧被实线界定，该实线按照道路交通规则不允许被越过。因此在图6中研究确定，通过虚线箭头表示的向左或者向右离开行车道是不可行的。因此可以确定明确的车辆位置FP。

相反，图7示例性示出一种情况，其中研究确定另外的DLM车道，车辆可以变换到该DLM车道上。按照已研究确定的初始位置，车辆处于一种DLM车道上，该DLM车道右侧被实线限定，相反地左侧被可被越过的单面的车道界线(虚实双重线)限定。因此可以进行向左到替换的行车道AFS上的车道变换，这通过实线箭头表示。因此，可驶入的DLM车道不再明确，并且用所述方法不能找到结果。因此尝试用下述替换方法的一种得到结果。

除了关于路面标记的信息之外附加地，在检查换车道是否可行时也处理其他信息。例如如果通过相应的交通标志显示禁止超车，则在不存在实线时行车道变换也是不可行的。因此有意义的是，也利用关于交通标志的现有信息，例如源自可用的导航数据或者源自自动交通标志识别的结果。

对进一步的车辆运动的估计

如上所述，在已研究确定了车辆可能处于行车道上之后，横向位置被确定在该行车道上。为此优选规定三种不同的模式，三种模式可以通过配置参数与车辆集成相应地进行选择。

在第一模式“在DLM车道上定位”中，初始位置横向地移动到DLM车道的中心上。移动后的位置被作为最终位置输出。

在第二模式“沿DLM车道定位”中，初始位置被横向地这样移动，即移动后的位置和DLM车道的中点之间的距离相较于之前的最终位置保持不变。移动后的位置被作为最终位置输出。

在第三模式“忽视车道几何”中，不关注车道的几何，对车辆运动的估计仅仅基于已研究确定的初始位置。为此，使用在前一轮中研究确定的位置并且以估计的车辆运动继续移动。当对位置的确定、尤其对平稳的相对运动的测量具有高精度时，该模式可以被使用。

对可行的前移位置的评估

上述用于在BV线不足的情况下确定横向位置的方法可以扩展地类似于在利用车道几何地图调整BV线情况下的方式地构建。因此，对横向位置的确定以两级式方法进行，该两级式方法由确定可行的车辆位置、评估位置和选择评估结果最好的位置构成。这示例性地在图8中示出。

首先相对于以前的最终位置确定15所有行车道，车辆可以沿这些行车道继续其行驶。这些行车道尤其是属于最后一次研究确定的最终位置的行车道和可能的其后续车道，但是也包括直接邻接的行车道。术语后续车道理解为已知车道沿行驶方向延伸的行车道。在从单一行车道到两个行车道的过渡情况下，这两个行车道是该单一行车道的后续车道。根据位置信息确定车辆的纵向运动。与纵向运动相应地在从上一次位置确定起的时间中经历的路段，被从先前确定的位置出发沿可行的行驶路径截取。相应的终点被记录16为可行的位置。

接着进行对已研究确定的可行位置的评估17。评估结果最好的可行位置最终作为车辆的近似横向位置被采用18。在此，第一评估标准可以是按照位置信息的相对运动的对应。相应于先前的位置确定的位置被相应于由位置信息得到的相对运动继续导引。已研究确定的可行位置越靠近所述被继续导引的先前的位置，则该可行位置的评估结果越好。

可行位置被以新的可行位置补充，新的可行位置位于现有的可行位置和继续导引的先前的位置之间。在此，新的可行位置被相应于对先前位置的评估和对现有可行位置的评估分配权重地更靠近具有相应更好评估结果的位置地布置。

第二评估标准可以是相对于新的位置信息的距离。具有相对于当前位置信息较小距离的可行位置被正面地评估。

与以何种方式研究确定了最终的横向位置或者近似横向位置无关地，在最终步骤100中准备结果，该结果提供用于进一步处理和接收在历史记录中。

附图标记列表：

10探测路面标记

11为车辆确定初始位置

12确认探测到的路面标记不足

13研究确定近似的横向位置

15为车辆研究确定可行的行车道

16研究确定在行车道上的可行位置

17评估已研究确定的可行位置

18采用评估结果最好的可行位置

20装置

21输入端

22图像处理单元

23位置确定单元

24评估单元

25摄像机单元

26GPS接收器

27输出端

28存储器

30装置

31存储器

32处理器

33输入端

34输出端

40输入数据的准备

41确定大致的车辆位置

42转换到WGS84坐标系

43新的被传送的几何的调整

50提取几何形貌

51构建正交线

52研究确定地图交点

53研究确定与BV线的交点

60研究确定可行的车辆位置

70评估可行的车辆位置

71第一评估函数

72第二评估函数

73第三评估函数

80选择评估结果最好的车辆位置

90故障处理

91输出故障状态

92基于地图的方法

100准备结果

110地图数据服务器

FB路面

FS行车道

FSM行车道中线

FBM路面标记

OL正交线

AP初始位置

FP车辆位置

UP不可行的车辆位置

SPM标记交点

SPL车道交点

VFP最后一次已知的车辆位置

KAP属于初始位置的地图交点

AFS替换的行车道

Claims

1.一种用于确定车辆相对于路面的行车道的横向位置的方法，具有步骤：

-通过图像处理单元探测(10)路面标记；

-通过GNSS或GPS接收器确定(11)针对车辆的初始位置；和

-确认(12)探测到的路面标记不能够以足够的数量和精度用于通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆确定的初始位置研究确定车辆的横向位置；

其中源自车道几何地图的路面标记信息通过地图数据服务器(110)提供，

其特征在于：

-根据源自车道几何地图的关于路面的行车道的可行驶性或变换行车道的可行性的信息基于先前研究确定的车辆横向位置研究确定(13)车辆的近似横向位置，

其中如果为车辆研究确定了多个可行驶的行车道，则基于由对可行驶的车辆位置的确定、对位置的评估和选择评估结果最好的位置组成的多阶段方法研究确定近似横向位置。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，被考虑的源自车道几何地图的信息是关于行车道和/或路面标记的说明。

3.按照权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括步骤：

-研究确定，按照源自车道几何地图的信息基于初始位置仅一个行车道可被视为是可行驶的；和

4.按照权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括步骤：

-研究确定，按照源自车道几何地图的信息基于初始位置和先前研究确定的车辆横向位置变换到其他行车道是不可行的；和

-将通过初始位置认定的行车道上的位置确定为车辆的近似横向位置。

5.按照权利要求3或4所述的方法，其中，是否将行车道视为可行驶和变换到其他行车道是否可行的判定，考虑道路交通规则的遵守和/或车辆的航向角度与行车道的方向角度之间的差别。

6.按照权利要求3或4所述的方法，其中，为确定在认定出的行车道上的位置规定多个模式，所述多个模式能够借助配置参数来选择。

7.按照权利要求6所述的方法，其中，在第一模式中，初始位置横向地移动到行车道的中心上，按照第二模式，将初始位置横向地移动为，使得在移动后的位置和行车道中点之间的间距相较于先前的最终位置保持不变，并且按照第三模式，不关注行车道的几何并且对车辆运动的估计仅基于已研究确定的初始位置。

8.按照权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括步骤：

-研究确定行车道，车辆从上一次的最终位置出发能够在所述行车道上继续其行驶；

-研究确定在已研究确定的行车道上的可行位置；

-评估已研究确定的可行位置；和

-采用评估结果最好的可行位置作为车辆的近似横向位置。

9.按照权利要求8所述的方法，其中，已研究确定的行车道包括属于之前的最后的位置的行车道和该行车道可能的后续车道以及直接邻接的行车道。

10.一种用于确定车辆相对于路面的行车道的横向位置的装置(20)，其中，所述装置(20)具有：

-图像处理单元(22)，用于探测(10)路面标记；

-位置确定单元(23)，用于为车辆确定(11)初始位置；和

评估单元(24)，其被设置用于，确认(12)探测到的路面标记不能够以足够的数量和精度用于通过将探测到的路面标记与源自车道几何地图的路面标记信息进行比较来为针对车辆确定的初始位置研究确定车辆的横向位置；

其特征在于：

所述评估单元被设置用于，根据源自车道几何地图的关于路面的行车道的可行驶性或变换行车道的可行性的信息基于先前研究确定的车辆横向位置研究确定(13)车辆的近似横向位置，

11.一种计算机可读存储介质，其具有指令，所述指令在被计算机执行时使计算机执行下述步骤：

-探测(10)路面标记；

-确定(11)针对车辆的初始位置；和

其特征在于：

12.一种自动或者人工控制的车辆，其特征在于，所述车辆具有按照权利要求10所述的装置，或者所述车辆被设置为执行按照权利要求1至9之一所述的方法。