CN114076605A - 检查针对数字环境地图的环境模型的探测到的变化的方法 - Google Patents

Abstract

在根据本发明的用于检查针对数字环境地图（11）的环境模型的探测到的变化的方法中，具有传感器装置（SS₁）的第一车辆探测到（1）相对于数字环境地图的环境模型而言的环境变化。由所述第一车辆将数据传输（2）到中央服务器（15），其中所述数据包括关于探测到的环境变化的信息、所述探测到的环境变化的位置数据以及能够被用于确定所述传感器装置（SS₁）的传感器质量的信息。根据所述传感器装置（SS₁）的传感器质量，所述中央服务器（15）通过由另外的车辆的传感器装置（SS₂，SS_max）探测（3）并传输（4）到所述中央服务器（15）的数据（3）对探测到的环境变化进行（5）合理性检查。

Description

检查针对数字环境地图的环境模型的探测到的变化的方法

技术领域

本发明涉及一种用于检查针对数字环境地图的环境模型的探测到的变化的方法，该方法特别是可以用于防止环境模型的错误（fälschlich）变化以及用于优化车辆环境传感器对变化的识别。

背景技术

现在在机动车辆中使用了大量辅助***，以实现：特别是对于驾驶员而言在道路交通中驾驶车辆时经改善的舒适度和经提高的安全性。为此在车辆中安装了用于监视车辆环境的传感器，例如一个或多个视频摄像机或基于超声、雷达或激光的传感器。对这些传感器的数据进行的评估实现：识别关于车辆环境中静态和移动的对象和结构的各种信息以及行驶道路的结构边界并将它们组合成环境模型。

这样的环境模型特别是对于自主驾驶或高度自动化驾驶非常重要，因为为此仅基于诸如GPS这样的当今卫星定位***和用于当今导航应用的地图数据而进行的位置确定是不够的。

相反，具有高精度数字地图模型的环境模型允许高精度地确定车辆的位置。为此使用集成在车辆中的环境传感器来精确测量与地标的间距，其中所述地标例如是交通标志、道路标牌、交通灯、路缘、房屋边缘、护栏和其他环境对象。然后，可以通过与高分辨率地图中相对应地标注的参考点进行比较来精确定位自主驾驶车辆。

如果车辆在自身的传感器数据与地图数据的比较中确定出偏差，则该单个车辆可以临时（temporär）学习校正自身的数字地图。如果大量车辆将这种校正数据传送到中央服务器，则可以集中评估和学习这些校正数据，其中所学习到的地图变化然后可再次被提供给所有车辆。就此而言也论及自学习地图。

在该背景下，DE 10 2009 017 731 A1描述了将自学习的数字地图用于为驾驶员辅助***的已存在的数字地图进行有效性检查，其中该自学习的数字地图基于来自环境传感器的数据结合全球导航***而被迭代地创建或改进。

DE 10 2010 012 877 A1描述了一种用于评估这种自学习地图数据的地图信息的方法，以便能够基于该评估而采取对驾驶员辅助***的与安全相关的措施，而不会危及车辆乘员或第三方道路参与者。

此外，US 2020/0025576 A1公开了一种可以用于学习特别是关于弯道分布方面的道路信息的设备。在该文献中，针对车辆沿着其所行驶的弯道将来自地图的弯道数据和来自测量弯道的弯道数据进行比较，并且在一致并且满足登记条件的情况下登记所述测量弯道。

发明内容

本发明的任务是提供一种经改进的用于检查针对环境地图的环境模型的探测到的变化的方法。

该任务通过具有根据本发明的特征的方法来解决。本发明的优选设计方案是在下文描述的主题。

本发明基于以下认识：对于驾驶员辅助***的全自动驾驶和其他安全相关措施，必须保证尽可能最大的安全性，从而需要持久地维护和更新的数字环境模型。因此，一方面，一旦确定出环境模型的变化，就应该尽可能快地进行更新。另一方面，环境模型的尽可能高的可靠性是最重要的。

在根据本发明的用于检查针对数字环境地图的环境模型的探测到的变化的方法中，具有传感器装置的第一车辆探测到相对于数字环境地图的环境模型而言的环境变化。由所述第一车辆将数据传输到中央服务器，其中所述数据包括：关于探测到的环境变化的信息、探测到的环境变化的位置数据以及能够被用于确定所述传感器装置的传感器质量（Sensorgüte）的信息。根据所述传感器装置的传感器质量，所述中央服务器通过由另外的车辆的传感器装置探测并被传输到所述中央服务器的数据对探测到的环境变化执行合理性检查。

以这种方式可以确保：避免由于过时的环境传感器或基于自身结构型式而导致的不精确的环境传感器而在数字地图中错误地出现的环境模型变化。

特别地，在此所述传感器质量说明：对相应车辆环境中的对象和/或结构进行的识别和/或对所述对象和/或结构的变化进行的识别的可靠性的度量。

在此，所述传感器装置优选分别具有环境传感器构成的组。

根据本发明的一个实施方式，当所述第一车辆的传感器装置的传感器质量低于预定义值时进行合理性检查。

根据本发明的另一实施方式，对来自第一车辆的数据进行合理性检查，其方式是，至少一个另外的车辆检查由所述第一车辆探测到的环境变化，其中所述第一车辆包括具有第一传感器质量的传感器装置，所述至少一个另外的车辆包括具有相对于第一传感器质量而言更高的传感器质量的传感器装置。

在此有利的是，为了由所述中央服务器对探测到的环境变化进行合理性检查，将包括具有最高传感器质量的传感器装置的至少一个车辆派（schicken）到所述探测到的环境变化的位置。

在合理性检查的结果为肯定的情况下，有利地更新数字环境地图；相反，在合理性检查的结果为否定的情况下，拒绝（verwerfen）对数字环境地图的更新。

优选地，在合理性检查的结果为肯定的情况下，将关于合理性检查的肯定结果的信息从所述中央服务器传输到具有未识别出环境变化的传感器装置的车辆，以及针对这些传感器装置修改对传感器数据的处理，使得随后可以识别类似的环境变化。

同样，优选地在合理性检查的结果为否定的情况下，关于合理性检查的否定结果的信息从所述中央服务器传输到具有已识别出环境变化的传感器装置的车辆，并且针对这些传感器装置修改对所述传感器数据的处理，使得随后在相同条件下不再识别出环境变化。

本发明还包括中央服务器，其被设置为执行根据本发明的方法。

从结合附图的以下描述中能得出本发明的其他特征。

附图说明

图1示出了根据本发明的方法的流程图；

图2示意性地示出了基础地图（Basiskarte）的数字地图数据的更新的概览；以及

图3示意性地示出了具有经变化的交通标牌的示例，该示例包括具有不同传感器质量的传感器布置的多个车辆和参考车辆。

为了更好地理解本发明的原理，下面基于附图更详细地解释本发明的实施方式。可以理解，本发明不限于这些实施方式，并且在不脱离如权利要求中定义的本发明保护范围的情况下，还可以组合或修改所描述的特征。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的方法的流程图。在第一方法步骤1中，第一车辆利用传感器装置而探测到相对于数字环境地图的环境模型而言的环境变化。该传感器装置在此具有至少一个环境传感器，特别是环境传感器构成的组。

数字环境地图（以下也称为基础地图）在此包含真实地理条件的详细环境模型。因此，例如注明（vermerken）道路信息，诸如道路名称、车道宽度、车道数量、道路标记或车行道边界以及不同地标、诸如交通标志、道路标牌、交通灯、路缘、房屋边缘、护栏和其他环境对象。为这些地标分别存储非常精确的位置说明。

为了探测环境变化，现在使用集成在车辆中的环境传感器检测地标，并将其与数字环境地图中包含的地标进行比较。在此，变化可以如下表达：没有检测到包含在数字环境地图中的地标，无论是因为该地标不再存在于该位置还是因为车辆的环境传感器未检测到存在的地标。同样也可能首次检测到尚未包含在数字环境地图中的地标。此外，环境的变化可能是在于：地标的存在虽然没有变化，但分配给该地标的特性或属性发生了变化。

对环境变化的这种探测特别是可以在车辆于行驶路段上行驶期间进行。因为高精度数字环境模型的数据量由于高分辨率和所包含的大量环境对象而过大，以使得不能将完整道路网的地图数据本地保存在车辆中，因此在此通过移动无线电连接从中央数据库将针对当前道路段在车辆中所需的数字环境数据加载到车辆中。为此，所述车辆可以确定其当前位置数据，例如使用卫星支持的导航***，如GPS***。

所述中央数据库在此可以设置在与车队或车辆群中的大量车辆连接的中央服务器/后端服务器中。所述中央服务器在此也可以是此处未进一步描述的IT基础设施的一部分，所述基础设施例如特别是所谓的云，在所述IT基础设施中，可能在地理上分散的地点处的大量服务器或服务器群（Serverfarmen）被相互连接。

然后在方法步骤2中，由第一车辆将数据传输到中央服务器，其中该传输特别是也能够经由移动无线电网络进行。

传输的数据包括关于探测到的环境变化的信息。因此例如可以传达数字地图中设置的地标不再存在。当已识别出新地标时，除了关于该地标存在性的信息之外还传输新识别的地标的一个或多个属性。可以传送哪些属性在此特别是取决于所述车辆的已用于识别所述新地标的环境传感器。因此，例如道路标牌或交通标牌的文字变化只能够通过相机可视地识别并且然后传送。在此，图像内容已经可以在车辆中被评估和概括（abstrahieren），但同样可以经由移动数据无线电连接将检测到的相机图像传送到中央服务器以进行评估。这在车辆识别出地标的至少一个属性发生变化的情况下同样适用。

必要时还可以考虑与时间相关的参数，如时间、日期和/或周几。为此可以规定，给关于探测到的环境变化的信息配备时间戳，并且在评估中一并考虑所述时间戳。

此外，根据当前车辆位置和地标关于车辆的相对位置而确定探测到的环境变化的位置数据。将所述位置数据传送到中央服务器，以便因此明确地识别所涉及的地标或能够在数字地图中对所涉及的地标进行定位。所述位置数据在此优选地作为地理坐标存在，其中不同的标记法（Notation）是可能的。

此外还传输如下信息，借助于所述信息可以确定环境传感器的传感器质量，所述传感器质量说明对车辆环境中的地标和这些地标的变化进行的识别的可靠性的度量。因此例如可以传送关于车辆的信息，特别是车辆制造商和车辆类型，或者车辆的车辆识别号。然后在其中针对所述车辆信息注明了相应车辆中使用的环境传感器的传感器质量的数据库中，可以查询所涉及的传感器质量并将其用于其他方法。同样还可以传送关于安装在车辆中的环境传感器的信息，例如产品名称或零件编号，然后所述信息又允许通过数据库中的对应说明来确定传感器质量。最后也可以直接传输针对传感器质量的特征码（Kennzahl）。

基于被传输的数据，中央服务器在方法步骤5中根据传感器质量对探测到的环境变化执行合理性检查，以便因此减少关于探测到的环境变化的有效性的不确定性。为此，中央服务器访问如下数据，所述数据由至少一个另外的车辆在方法步骤3中通过所述另外的车辆的环境传感器检测了相同的环境区域之后被确定并且在方法步骤4中已传输到中央服务器。

是否由中央服务器进行合理性检查在此可以取决于各种参数。因此总是在以下情况下进行合理性检查：第一车辆的传感器装置的传感器质量低于预定义值或所述传感器装置的环境传感器属于过时的设备代（Gerätegeneration）但是也在使用具有较新传感器代的车辆。如果从具有较旧传感器代的不同车辆传送关于环境模型的潜在变化的不同信息，则同样可以进行这种合理性检查。

在此可以通过以下方式进行合理性检查：至少一个另外的车辆检查由第一车辆探测到的环境变化，其中所述至少一个另外的车辆包括：具有相对于第一车辆的传感器质量而言更高的传感器质量的传感器装置。为了最大化合理性检查的可靠性，优选地通过具有最高传感器质量的传感器装置的参考车辆进行检查。该检查在此可以由参考车辆进行，所述参考车辆立即（zeitnah）经过相同行驶路段并且通过具有经报告的环境变化的位置，但所述参考车辆同样也可以由中央服务器有针对性地派到探测到的环境变化的位置。

然后根据在方法步骤6中确定的合理性检查的结果，中央服务器可以采取不同的措施。

因此，一方面可以根据合理性检查的结果更新数字环境地图。然后，只有在合理性检查的结果为肯定的情况下才在方法步骤7中进行更新；相反，在结果为否定的情况下，在方法步骤8中拒绝对数字环境地图的更新。

合理性检查的结果同样还可以用于优化安装在车辆中的传感器装置。因此，在合理性检查的结果为肯定的情况下，可以将关于合理性检查的肯定结果的信息传输到具有未识别出环境变化的传感器装置的车辆，以便在方法步骤9中对于这些传感器装置修改对传感器数据的处理并且改善未来对类似环境变化的识别率。因此，例如可以对应地适配用于环境传感器的传感器数据的评估算法。

同样，如果合理性检查的结果是否定的，则可以将关于此的信息传输到具有错误地识别了环境变化的传感器装置的车辆，并且可以在方法步骤10中针对这些传感器装置修改对传感器数据的处理，使得接下来在相同条件下不再识别出环境变化。

用于更新基础地图的数字地图数据的示意概略图在图2中示出。在特定时间点，在中央服务器15中存在版本V_x的基础地图11。车队12由大量不同的车辆组成，这些车辆分别配备有环境传感器构成的组，以下称为传感器组SS₁、SS₂、...、SS_X。不同的传感器组SS₁、SS₂、...、SS_X在此具有不同的传感器质量，所述传感器质量例如取决于车辆年龄或车辆类型。

车队12的车辆用它们的传感器组收集关于相应环境的大量数据。如果具有特定传感器质量的传感器组的车辆检测到环境模型的变化，则如上所述将关于此的信息传送到中央服务器。例如，如果现在潜在变化仅被特定传感器质量的传感器组SS₁识别出，而未被其他传感器组SS₂-SS_X识别出，则首先将由具有传感器组SS_max的参考车辆13检测的传感器数据与V_x版本的基础地图11中对应的环境数据相比较（Abgleich）。在此，如果参考车辆13验证了由传感器组SS₁识别出的变化，则在该验证之后更新基础地图，并且发布版本V_x+1的新基础地图14，然后可以由车辆的驾驶员辅助***使用所述新基础地图。

图3中示出了这种场景的一个示例，其中多个车辆在相同的方向上行驶在道路上。这些车辆在此连接到未示出的中央服务器，其中相应车辆和所述中央服务器之间的通信在此经由无线的数据无线电连接进行，例如借助于设置在车辆中的移动无线电单元进行。

车队12的第一车辆现在确定出：所述第一车辆的当前车辆环境（正如该第一车辆利用其传感器组SS₁所感知的那样）与包含在基础地图中的信息不一致。在所示出的示例中，使用传感器组SS₁，例如使用指向行驶方向前方的外部相机识别出具有限速为60km/h的交通标牌16。通过与基础地图的数字地图数据进行比较，所述车辆现在确定在目前的基础地图中虽然在该地理位置处已经包含了交通标牌形式的地标，然而，在那里注明为以下属性：该交通标牌规定限速为70km/h。然后由该车辆向中央服务器报告：在这里显然存在环境模型的变化，并且现在限速为60km/h而不是限速70km/h。

在此，也将关于车辆或车辆的传感器组的信息传送到中央服务器。由于可能发生误探测，因此中央服务器在启动基础地图中的变化之前在此首先仍等待是否有关于探测到环境变化（在这种情况下是限速的降低）的进一步报告。因此，在所示出的示例中，车队中跟随第一车辆的具有传感器组SS₂的另外的车辆没有识别出所述交通标牌或所述变化。例如，传感器组SS₂虽然同样可以具有外部相机，但该外部相机已经过时，因此在不利的光条件下无法提供明确的数据。由于现在这里存在相互矛盾的结论，因此将具有最高传感器质量的传感器组SS_max的参考车辆13行驶到所涉及的位置点，以验证哪个传感器组反映（abbilden）了现实以及哪个传感器组需要更新。

在所示出的示例中，由参考车辆反馈实际上存在变化。由此可知，传感器组SS₂具有功能故障，并且必要时必须与图像识别算法进行一些适配。然后可以将对应的信息传送到配备有这种传感器组SS₂的车辆。此外，在由参考车辆进行了验证后，将识别出的变化纳入到基础地图中。

同样，如果虽然不存在变化但是由于功能故障而报告了该变化，则这可以通过参考车辆的检查而确定。在这种情况下，也可以启动所涉及的传感器组的优化。如果在此无法重新训练较旧的传感器组，则仍可以使用该检查的结果，其方式例如是：在类似的环境参数或地标的情况下由这种传感器组进行的未来的变化报告被忽视。

附图标记列表

1-10 方法步骤

11 基础地图

12 车队

13 参考车辆

14 经更新的基础地图

15 服务器

16 交通标牌

SS₁、SS₂、…、SS_X 传感器组

Claims (10)

1.用于检查针对数字环境地图（11）的环境模型的探测到的变化的方法，其中

-具有传感器装置（SS₁）的第一车辆探测到（1）相对于数字环境地图的环境模型而言的环境变化；

- 由所述第一车辆将数据传输（2）到中央服务器（15），其中所述数据包括：关于探测到的环境变化的信息、探测到的环境变化的位置数据以及能够被用于确定所述传感器装置（SS₁）的传感器质量的信息；

-根据所述传感器装置（SS₁）的传感器质量，所述中央服务器（15）通过由另外的车辆的传感器装置（SS₂，SS_max）探测（3）并传输（4）到所述中央服务器（15）的数据对探测到的环境变化执行（5）合理性检查。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器质量说明：对相应车辆的环境中的对象和/或结构进行的识别和/或对所述对象和/或结构的变化进行的识别的可靠性的度量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述传感器装置（SS₁）分别具有环境传感器构成的组。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，当所述第一车辆的所述传感器装置（SS₁）的传感器质量低于预定义值时进行合理性检查。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对来自所述第一车辆的数据进行合理性检查，其方式是，至少一个另外的车辆检查由所述第一车辆探测到的环境变化，其中所述第一车辆包括：具有第一传感器质量的传感器装置（SS₁），所述至少一个另外的车辆包括：具有相对于所述第一传感器质量而言更高的传感器质量的传感器装置（SS₂，SS_max）。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，为了由所述中央服务器（15）对探测到的环境变化进行合理性检查，将包括具有最高传感器质量的传感器装置（SS_max）的至少一个车辆（13）派到所述探测到的环境变化的位置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述合理性检查的结果为肯定的情况下，更新（7）所述数字环境地图，而在所述合理性检查的结果为否定的情况下，拒绝（8）对所述数字环境地图的更新。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述合理性检查的结果为肯定的情况下，将关于合理性检查的肯定结果的信息从所述中央服务器（15）传输到具有未识别出环境变化的传感器装置的车辆，以及针对所述传感器装置修改（9）对传感器数据的处理，使得随后能够识别出类似的环境变化。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述合理性检查的结果为否定的情况下，将关于合理性检查的否定结果的信息从所述中央服务器（15）传输到具有已识别出环境变化的传感器装置的车辆，并且针对所述传感器装置修改（10）对所述传感器数据的处理，使得随后在相同条件下不再识别出环境变化。

10.中央服务器，所述中央服务器被设置为执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法。

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