DE102013217061A1

DE102013217061A1 - Spurgenaue Positionierung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102013217061A1
Application number: DE201310217061
Authority: DE
Inventors: Isabella Szottka
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-05

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Schätzen der Position eines Fahrzeugs in einer digitalen Landkarte, wobei die Landkarte Fahrbahnen definiert, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Gruppe von Kandidatenpositionen, wobei jeder Kandidatenposition eine Bewertung zugewiesen ist; Für jede Kandidatenposition: Bestimmen einer Clusterzentrum-Kandidatenposition, wobei die Clusterzentrum-Kandidatenposition eine der Kandidatenpositionen ist, wobei bei dem Bestimmen die Fahrbahn-Distanzen zwischen Kandidatenpositionen berücksichtigt werden; Wobei eine Fahrbahn-Distanz die Distanz von einer Kandidatenposition zu einer anderen Kandidatenposition entlang der Fahrbahn oder, insbesondere an Verzweigungen, entlang der Fahrbahnen ist; Bestimmen jeweils einer Bewertung für die bestimmten Clusterzentrum-Kandidatenpositionen, wobei die Bewertung für die jeweilige Clusterzentrum-Kandidatenposition basierend auf den Bewertungen der Kandidatenpositionen bestimmt wird, für die die jeweilige Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wurde; Auswählen einer Clusterzentrum-Kandidatenposition als Schätzung für die Position des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Bewertungen der bestimmten Clusterzentrum-Kandidatenpositionen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schätzen der Position eines Fahrzeugs in einer digitalen Landkarte sowie ein Computerprogramm und ein Fahrzeug zu demselben Zweck.
Heutzutage sind Navigationssysteme für Fahrzeuge, beispielsweise PKW, LKW, Motorräder oder Fahrräder, weit verbreitet. Diese verfügen über eine digitale Landkarte und Mittel zur Positionsbestimmung, insbesondere Satellitennavigationsempfänger wie GPS-, GLONASS- und/oder Galileo-Empfänger. In Navigationssystemen, die werksseitig in Fahrzeugen verbaut sind, werden häufig auch Lenkwinkelsensoren und Geschwindigkeitssensoren an den Rädern als Mittel zur Positionsbestimmung verwendet. In einer digitale Landkarte sind Straßen typischerweise in einzelne Abschnitte unterteilt und in ausführlicheren digitalen Landkarten wird für zumindest einige Abschnitte der Straße die Anzahl der Fahrspuren für jede Fahrtrichtung angegeben. Eine Straße umfasst mindestens eine Fahrbahn, wobei eine Fahrbahn eine zusammenhängende mit einem Fahrzeug befahrbare Fläche ist. An einer Verzweigung beginnt mindestens eine neue Fahrbahn. Häufig sind digitale Landkarten gemäß dem GDF (geographic data file) Standard strukturiert. Im Betrieb bestimmen die Navigationssysteme die Position des Fahrzeugs in der digitalen Landkarte. Dafür erfasst das Navigationssystem mit den Mittel zur Bestimmung der Position meist zunächst die geographische Position (in Geokoordinaten) des Fahrzeugs, um diese dann in der digitalen Landkarte wiederzufinden. Dieser Vorgang wird auch map matching genannt. Beim Bestimmen der Position des Fahrzeugs in der Landkarte wird die Position das Fahrzeug vorteilhafterweise auf einer Straße und gegebenenfalls auch auf einer Fahrspur der digitalen Landkarte bestimmt. Die Bestimmung der geographischen Position unterliegt häufig für die Positionierung in einer Landkarte relevanten Ungenauigkeiten aufgrund von Messfehlern der Mittel zur Positionsbestimmung; was insbesondere bei derzeit eingesetzten Satellitennavigationsempfängern in kommerziell weit verbreiten Navigationssystemen der Fall ist. Ferner unterliegen auch die Positionsangaben der Straßen in der digitalen Landkarte Ungenauigkeiten. Aus diesen Gründen kommt es häufig vor, dass eine für das Fahrzeug bestimmte geographische Position nicht mit der Position in der Landkarte zusammenfällt, die für das Fahrzeug eigentlich bestimmt werden müsste. Dies gilt insbesondere, wenn eine Positionierung bis auf die Fahrspur genau vorgenommen werden soll, was manchmal auch als spurgenaue Positionierung bezeichnet wird. Eine spurgenaue Positionierung ist insbesondere an Kreuzungen oder Verzweigungen vorteilhaft, da hierdurch dem Fahrer eines Fahrzeugs besonders genaue Fahrtanweisungen gegeben werden können und fortschrittliche Fahrerassistenzfunktionen ermöglicht werden.
Aus der Literatur ist bekannt, für das map matching sogenannte Partikelfilter zu verwenden. Dies ist zum Beispiel beschrieben in: A. Selloum, D. Betaille, E. Le Carpentier und F. Peyret, „Lane level positioning using particle filtering", Proc. 12th IEEE International Conference on intelligent Transportation Systems 200, Seiten 1 bis 6. In dieser Arbeit wird jedoch eine digitale Landkarte verwendet, die bis auf Dezimeter genau ist und damit nicht den digitalen Landkarten in kommerziell weit verbreiteten Navigationssystemen entspricht.
Ferner ist aus dem Bereich der Bildverarbeitung die sogenannte Median-Verschiebung (median-shift) zur Clusterbildung bekannt, mit dessen Hilfe Modi in einer Punktewolke erkannt werden können. Dies ist beschrieben in: L. Shapira, S. Avidan und A. Shamir, „Mode-detection via median-shift", in Proc. IEEE International Conference an Computer Vision, 2009, Seiten 1909 bis 1916. In dieser Arbeit werden jedoch keine Möglichkeiten der Anwendung der dort vorgestellten Median-Verschiebung für die Fahrzeugpositionierung erwähnt oder vorgestellt. Gleichzeitig ist die dort vorgestellte Median-Verschiebung nicht an die Eigenschaften und Probleme bei der Fahrzeugpositionierung angepasst.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, ist es, die Positionierung von Fahrzeugen in digitalen Landkarten zu verbessern und dabei aus mehreren möglichen Fahrzeugpositionen in der digitalen Landkarte eine möglichst gute Auswahl zu treffen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
In einem Aspekt umfasst ein Verfahren zum Schätzen der Position eines Fahrzeugs in einer digitalen Landkarte, wobei die Landkarte Fahrbahnen definiert, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Gruppe von Kandidatenpositionen, wobei jeder Kandidatenposition eine Bewertung zugewiesen ist; wobei die Kandidatenpositionen insbesondere auf den Fahrbahnen der digitalen Landkarte liegen; Für jede Kandidatenposition: Bestimmen einer Clusterzentrum-Kandidatenposition, wobei die Clusterzentrum-Kandidatenposition eine der Kandidatenpositionen ist, wobei bei dem Bestimmen die Fahrbahn-Distanzen zwischen Kandidatenpositionen berücksichtigt werden; Wobei eine Fahrbahn-Distanz die Distanz von einer Kandidatenposition zu einer anderen Kandidatenposition entlang der Fahrbahn oder, insbesondere an Verzweigungen, entlang der Fahrbahnen ist; Bestimmen jeweils einer Bewertung für die bestimmten Clusterzentrum-Kandidatenpositionen, wobei die Bewertung für die jeweilige Clusterzentrum-Kandidatenposition basierend auf den Bewertungen der Kandidatenpositionen bestimmt wird, für die die jeweilige Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wurde; Auswählen einer Clusterzentrum-Kandidatenposition als Schätzung für die Position des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Bewertungen der bestimmten Clusterzentrum-Kandidatenpositionen. Die Gruppe von Kandidatenpositionen ergeben sich typischerweise durch die Anwendung eines Partikelfilters, wobei die Kandidatenpositionen Partikel darstellen.
Auf diese Weise werden die Vorteile der aus anderen Bereichen der Technik bekannten Median-Verschiebung für die Fahrzeugpositionierung nutzbar gemacht. Das Verfahren schlägt die Anwendung der Median-Verschiebung für die Gruppe von Kandidatenpositionen (also möglichen Fahrzeugpositionen) vor. Dabei wird die aus der Literatur bekannte Median-Verschiebung für Vorgaben bei der Fahrzeugpositionierung angepasst. Mithilfe einer Median-Verschiebung werden zunächst Cluster gebildet (die jeweils durch die bestimmte Clusterzentrum-Kandidatenposition und alle Kandidatenpositionen, für die die jeweilige Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wurde, repräsentiert sind). Aus den Clusterzentrum-Kandidatenpositionen wird dann eine als Schätzung der Position ausgewählt. Als wesentlicher Unterschied zur in der Literatur vorgestellten Median-Verschiebung werden bei der Clusterung (umfassend die Bestimmung der Clusterzentrum-Kandidatenpositionen) die Fahrbahn-Distanzen berücksichtigt. Weiterhin unterscheidet sich das hier vorgestellte Verfahren auch bei der Auswahl der Clusterzentrum-Kandidatenposition zur Schätzung der Position des Fahrzeugs von dem in der Literatur vorgestellten Verfahren. Gemäß dem hier offenbarten Verfahren werden nämlich Bewertungen der Kandidatenpositionen selbst für die Auswahl der Schätzung verwendet. Diese Bewertungen werden insbesondere basierend auf Positionsmessungen mithilfe von Satellitennavigationsempfängern oder der Messung der Ausrichtung des Fahrzeugs bestimmt und weisen damit einen Bezug zur physikalischen Messergebnissen auf.
Die Fahrbahn-Distanz kann bei der für digitale Landkarten üblichen Aufteilung von Straßen in Abschnitte leicht über die Angabe der Entfernung der Position des Fahrzeugs vom Beginn des Abschnitts bestimmt werden. Für die korrekte Bestimmung der Fahrbahn-Distanz an Verzweigungen setzt dies in vielen Fällen allerdings voraus, dass Verzweigungen stets neue Abschnitte beginnen lassen, was bei typischen Formaten von digitalen Landkarten (beispielsweise dem GDF-Format) der Fall ist.
In einer Weiterbildung umfasst das Bestimmen der Clusterzentrum-Kandidatenposition für die jeweilige Kandidatenposition ein iteratives Verfahren, in dem nacheinander Kandidatenpositionen gewählt werden, die ein Optimierungskriterium, insbesondere ein Minimierungskriterium, basierend auf der Fahrbahn-Distanz zu anderen Kandidatenpositionen erfüllen, wobei das iterative Verfahren abbricht und die Clusterzentrum-Kandidatenposition gefunden ist, wenn dieselbe Kandidatenposition direkt nacheinander gewählt wird, wobei diese Kandidatenposition als Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wird.
Es wird also anhand der Fahrbahn-Distanzen zwischen einer Kandidatenposition und anderen Kandidatenpositionen und anhand eines darauf basierenden Optimierungskriteriums bestimmt, welche Kandidatenposition eine Clusterzentrum-Kandidatenposition ist. Das Optimierungskriterium besteht typischerweise darin, eine Maßzahl zu minimieren, wobei sich die Maßzahl anhand der Fahrbahn-Distanzen bestimmt. Auf diese Weise wird die aus der Literatur bekannte Median-Verschiebung weiter an die Spezifika der Fahrzeugpositionierung angepasst und eigene, geeignete Kriterien für die Auswahl der Mediane und der Clusterung angewandt.
In einer ersten Alternative ist das Verfahren so ausgestaltet, dass das Bestimmen der Clusterzentrum-KandidatenpositionClusterzentrum-Kandidatenposition für die jeweilige Kandidatenposition ein iteratives Verfahren umfasst, bei dem die jeweilige Kandidatenposition die erste Start-Kandidatenposition ist, wobei das iterative Verfahren umfasst: Bestimmen der Umfeld-Kandidatenpositionen, nämlich derjenigen Kandidatenpositionen, die sich innerhalb einer vorbestimmten Fahrbahn-Distanz von der Start-Kandidatenposition befinden, wobei die Start-Kandidatenposition ebenfalls eine Umfeld-Kandidatenposition ist; Bestimmen der Minimum-Kandidatenposition, nämlich derjenigen Umfeld-Kandidatenposition, die ein Optimierungskriterium erfüllt, insbesondere die Summe der Fahrbahn-Distanzen zu den anderen Umfeld-Kandidatenpositionen oder die Summe von auf den Fahrbahn-Distanzen basierenden Maßen, insbesondere den mit den jeweiligen Bewertungen der anderen Umfeld-Kandidatenpositionen gewichteten Fahrbahn-Distanzen, minimiert; Wiederholen der beiden vorgehenden Schritte, wobei die Minimum-Kandidatenposition die Start-Kandidatenposition ist; Abbrechen der Wiederholung, wenn die Start-Kandidatenposition und die dafür bestimmte Minimum-Kandidatenposition identisch sind, wobei die Start-Kandidatenposition dann die Clusterzentrum-KandidatenpositionClusterzentrum-Kandidatenposition ist.
In einer zweiten Alternative, die vom Rechenaufwand her günstiger ist, wird zunächst für alle Kandidatenpositionen die Minimum-Kandidatenposition bestimmt und gespeichert. Anschließend wird die entstehende Liste verwendet, um die Clusterzentrum-Kandidatenposition zu finden: Das Verfahren umfasst ferner: Für jede Kandidatenposition: Bestimmen der Umfeld-Kandidatenpositionen, nämlich derjenigen Kandidatenpositionen, die sich innerhalb einer vorbestimmten Fahrbahn-Distanz von der jeweiligen Kandidatenposition befinden, wobei die jeweilige Kandidatenposition ebenfalls eine Umfeld-Kandidatenposition ist; Bestimmen der Minimum-Kandidatenposition, nämlich derjenigen Umfeld-Kandidatenposition, die ein Optimierungskriterium erfüllt, insbesondere die Summe der Fahrbahn-Distanzen zu den anderen Umfeld-Kandidatenpositionen oder die Summe von auf den Fahrbahn-Distanzen basierenden Maßen, insbesondere den mit den jeweiligen Bewertungen der anderen Umfeld-Kandidatenpositionen gewichteten Fahrbahn-Distanzen, minimiert; Zuordnen der Minimum-Kandidatenposition zu der jeweiligen Kandidatenposition; Bestimmen der Clusterzentrum-Kandidatenposition für jede Kandidatenposition anhand der Zuordnung, wobei dieser Schritt insbesondere ein iteratives Verfahren umfasst, bei dem die jeweils zugeordnete bestimmte Minimum-Kandidatenposition die erste Start-Kandidatenposition ist, und das iterative Verfahren umfasst: a) Bestimmen der der Start-Kandidatenposition zugeordneten Minimum-Kandidatenposition; b) Wiederholen des vorigen Schrittes, wobei die bestimmte Minimum-Kandidatenposition die Start-Kandidatenposition wird, bis die Start-Kandidatenposition der zugeordneten Minimum-Kandidatenposition entspricht, wobei diese Start-Kandidatenposition dann die Clusterzentrum-Kandidatenposition für die jeweilige Kandidatenposition ist.
In einer Weiterbildung umfasst das Fahrzeug ferner Mittel zur Bestimmung der absoluten geographischen Position des Fahrzeugs, insbesondere ein satellitengestütztes Positionierungssystem (beispielsweise basierend auf GPS und/oder Galileo und/oder GLONASS), wobei die jeder Kandidatenposition zugewiesene Bewertung ferner eine jeweilige Absolutdistanz berücksichtigt, die im Wesentlichen der Distanz zwischen der jeweiligen Kandidatenposition und der bestimmten absoluten geographischen Position des Fahrzeugs, insbesondere in einem Koordinatensystem, entspricht. Hier wird für die Bewertung der Kandidatenpositionen also die Distanz berücksichtigt, wie sie sich zwischen zwei Koordinaten in einem geographischen Koordinatensystem ergeben würde, mithin also nicht die Fahrbahn-Distanz. Es werden physikalische Messwerte bei der Bewertung der Kandidatenpositionen berücksichtigt, die sich auch auf die Bewertungen der Clusterzentrum-Kandidatenpositionen auswirken und damit auf die geschätzte Fahrzeugposition.
In einer anderen Weiterbildung umfasst das Fahrzeug ferner: Mittel zur Bestimmung der Ausrichtung des Fahrzeugs, insbesondere in Bezug zu Himmelsrichtungen; wobei die jeder Kandidatenposition zugewiesene Bewertung auf dem Unterschied der Kandidatenausrichtung zu der bestimmten Ausrichtung des Fahrzeugs basiert, wobei die Kandidatenausrichtung die Ausrichtung der Fahrbahn oder eines Abschnitts der Fahrbahn in der Landkarte ist, auf der bzw. dem sich die jeweilige Kandidatenposition befindet. Die Ausrichtung des Fahrzeugs ist insbesondere die Fahrtrichtung, die manchmal auch heading genannt wird. Es wird somit ein weiteres Kriterium in die Bewertung der Kandidatenpositionen eingeführt, nämlich die Ausrichtung des Fahrzeugs und der Kandidatenposition. Die Ausrichtung der Kandidatenposition wird anhand der digitalen Landkarte bestimmt. Auch hier werden somit physikalische Messwerte bei der Bewertung der Kandidatenpositionen berücksichtigt, die sich auch auf die Bewertungen der Clusterzentrum-Kandidatenpositionen auswirken und damit auf die geschätzte Fahrzeugposition.
Diejenigen Kandidatenpositionen, für die dieselbe Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wurde, können als Cluster oder Clustergruppe bezeichnet werden.
In einer Weiterbildung sind den Kandidatenpositionen auch Fahrspuren zugewiesen; wobei sich die Fahrbahn-Distanz insbesondere unabhängig von den Fahrspuren bestimmt; wobei die Fahrbahnen in Abschnitte unterteilt sind; wobei das Verfahren ferner umfasst: Für jede Fahrspur des Abschnitts, auf dem sich die ausgewählte Clusterzentrum-Kandidatenposition befindet; Summieren oder Bilden eines Mittelwertes der Bewertungen der Kandidatenpositionen, die sich auf dem Abschnitt in der jeweiligen Fahrspur befinden; Bestimmen der Fahrspur für die Schätzung der Fahrzeugposition anhand der Summe oder des Mittelwertes für die jeweilige Fahrspur, insbesondere der höchsten Summe oder des höchsten Mittelwertes. Durch die Auswahl der Clusterzentrum-Kandidatenposition wird also die laterale Position der Schätzung festgelegt, also die Position in Längsrichtung bzw. die Längsposition bezogen auf die Fahrtrichtung. Dies kann insbesondere durch Angabe einer Entfernung von einem Referenzpunkt, beispielsweise dem Start eines Fahrbahnabschnitts oder eines Straßenabschnitts geschehen. Die Fahrspur wird dann anhand der Verteilung der anderen Kandidatenpositionen auf die Fahrspuren innerhalb des Abschnitts, auf dem sich die ausgewählte Clusterzentrum-Kandidatenposition befindet, bestimmt.
Ein anderer Aspekt betrifft ein Computerprogramm, das einen Computer bei der Ausführung des Computerprogramms zur Ausführung eines der vorstehenden Verfahren veranlasst. Der Computer kann ein Mikrocontroller, ein Universalcomputer sein oder dedizierte Schaltkreise umfassen, sofern diese programmtechnisch einrichtbar sind. Das Computerprogramm kann von einem Computerprogrammprodukt umfasst sein.
In einem weiteren Aspekt umfasst ein Fahrzeug: Elektronische Rechenmittel, die zur Ausführung eines der vorstehenden Verfahren eingerichtet sind, wobei das Fahrzeug die in dem jeweiligen Verfahren definierten Mittel umfasst. Die elektronischen Rechenmittel können ein Computer sein.
Das Verfahren kann auch in Kombination mit folgenden Zusatzverfahren ausgeführt werden, von dem unten stehenden Computerprogramm zusätzlich ausgeführt werden oder in dem untenstehenden Fahrzeug wie dort beschrieben zusätzlich implementiert sein, wobei die erste Gruppe von Kandidatenpositionen und deren Bewertungen gemäß den Zusatzverfahren die Gruppe von Kandidatenpositionen und deren Bewertungen sind, für die das bisher vorgestellte Verfahren ausgeführt wird. Zusätzliche Merkmale in den Zusatzverfahren ergänzen die Merkmale der oben dargestellten Verfahren.

1. Zusatzverfahren zum Schätzen der Position eines Fahrzeugs in einer digitalen Landkarte, wobei die Landkarte Fahrbahnen und Fahrspuren definiert, wobei die Position die Entfernung des Fahrzeugs von einem Referenzpunkt entlang der Fahrbahn und die Fahrspur angibt, wobei das Fahrzeug umfasst: Mittel zur Schätzung der Fahrtdistanz, nämlich der Distanz entlang der Fahrbahn, die das Fahrzeug von einem ersten zu einem zweiten Zeitpunkt zurückgelegt hat; eine Kamera, die auf einen Teil der das Fahrzeug umgebenden Fahrbahn, insbesondere die dem Fahrzeug vorausliegende Fahrbahn, gerichtet ist; und Rechenmittel zur Bildverarbeitung, wobei die Rechenmittel dazu eingerichtet sind, in den Aufnahmen der Kamera eine Fahrspurmarkierung zu erkennen; Wobei eine Fahrspurmarkierung eine Markierung auf der Fahrbahn umfasst, die insbesondere die Grenze einer Fahrspur anzeigt; wobei eine Kandidatenposition die Entfernung des Fahrzeugs von einem jeweiligen (nicht notwendigerweise verschiedenen) Referenzpunkt entlang der Fahrbahn und die Fahrspur angibt; Wobei das Verfahren die wiederholte Ausführung der folgenden Schritte umfasst, wobei dabei die zweite Gruppe von Kandidatenpositionen bei einer Wiederholung der Schritte als erste Gruppe von Kandidatenpositionen verwendet wird: Bereitstellen einer ersten Gruppe von Kandidatenpositionen für den ersten Zeitpunkt; Bestimmen einer Bewertung für jede Kandidatenposition der ersten Gruppe von Kandidatenpositionen unter Berücksichtigung der erkannten Fahrspurmarkierung; Bestimmen einer zweiten Gruppe von Kandidatenpositionen für den zweiten Zeitpunkt basierend auf Kandidatenpositionen der ersten Gruppe; wobei die von einer Kandidatenposition der zweiten Gruppe angegebene Entfernung basierend auf der von einer Kandidatenposition der ersten Gruppe angegebenen Entfernung und der Fahrtdistanz bestimmt wird; Bestimmen einer Kandidatenposition aus der ersten Gruppe von Kandidatenpositionen als Schätzung für die Position des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Bewertungen der jeweiligen Kandidatenpositionen der ersten Gruppe. Bei der typischen Anwendung bei der Ausführung eines Partikelfilters, werden also bei der Bewertung der Partikel, also der Kandidatenpositionen, erkannte Fahrspurmarkierungen berücksichtigt. Auf diese Weise wird der bei Partikelfiltern sonst üblicherweise verwendete Bewertungsmaßstab erweitert, eben um Auswertungen der Fahrspurmarkierungen. Aufgrund der zusätzlichen Informationsquelle der Fahrspurmarkierungen wird eine robustere spurgenaue Positionierung möglich. Die Mittel zur Schätzung der Fahrtdistanz können in einem Navigationssystem umfasst sein, oder nur einen Satellitennavigationsempfänger und entsprechende Signalverarbeitung umfassen, sowie auch über Bewegungs- und/oder Radsensoren des Fahrzeugs realisiert sein. Darüber hinaus ist eine (lose) Kopplung der verschiedenen Sensorsysteme beispielsweise in einem Kalman Filter denkbar. Eine Fahrspurmarkierung kann eine Fahrspur begrenzen oder Hinweise bezüglich der Verkehrsleitung geben. Die Begrenzung kann derart sein, dass sie gemäß den Straßenverkehrsregeln von dem Fahrzeug überquert werden darf (gestrichelte Linie bzw. Markierung) oder nicht überquert werden darf (durchgezogene Linie bzw. Markierung). Darüber hinaus sind weitere Klassifizierungen bzw. Typisierungen von Begrenzungen möglich. Eine Markierung zur Verkehrsleitung kann beispielsweise ein Richtungspfeil sein, der angibt, ob die Fahrspur eine Abbiegespur ist. Eine Fahrbahn kann mehrere Fahrspuren umfassen.
2. Zusatzverfahren nach Zusatzverfahren 1, wobei die Rechenmittel ferner dazu eingerichtet sind, zusätzlich den Typ der erkannten Fahrspurmarkierung zu erkennen, insbesondere, ob es sich um eine durchgezogene Markierung oder gestrichelte Markierung handelt oder in welche Richtung ein erkannter Richtungspfeil zeigt; wobei bei dem Bestimmen der Bewertung für jede Kandidatenposition der ersten Gruppe zusätzlich der Typ der Fahrspurmarkierung berücksichtigt wird.
3. Zusatzverfahren nach Zusatzverfahren 2, wobei die Rechenmittel ferner dazu eingerichtet sind, zu erfassen, ob sich die Fahrspurmarkierung rechts oder links des Fahrzeugs befindet; wobei bei dem Bestimmen einer Bewertung für jede Kandidatenposition berücksichtigt wird, ob sich die erkannte Fahrspurmarkierung links oder rechts des Fahrzeugs befindet.
4. Zusatzverfahren nach einem der Zusatzverfahren 2 oder 3, wobei das Bestimmen der Bewertung für jede Kandidatenposition umfasst: Bestimmen einer Einflussgröße für die Bewertung der jeweiligen Kandidatenposition anhand einer vorgespeicherten Zuordnung, insbesondere einer Tabelle, wobei die Zuordnung einem erkannten Typ der Fahrspurmarkierung und einer von einer Kandidatenposition angegebenen Fahrspur eine Einflussgröße zuordnet.
5. Zusatzverfahren nach einem der vorhergehenden Zusatzverfahren 1 bis 4: wobei die Rechenmittel ferner dazu eingerichtet sind, in den Aufnahmen der Kamera eine weitere Fahrspurmarkierung zu erkennen; und insbesondere dazu eingerichtet sind, den Typ der erkannten Fahrspurmarkierung zu erkennen; und weiter insbesondere dazu eingerichtet sind, zu erkennen, ob sich die weitere Fahrspurmarkierung links oder rechts des Fahrzeugs befindet; Wobei das Bestimmen einer Bewertung für jede Kandidatenposition der ersten Gruppe von Kandidatenpositionen ebenfalls die weitere Fahrspurmarkierung berücksichtigt; und insbesondere den Typ der erkannten weiteren Fahrspurmarkierung berücksichtigt, und weiter insbesondere für jede erkannte Fahrspurmarkierung und deren Typ berücksichtigt, ob sich die Fahrspurmarkierung links oder rechts des Fahrzeugs befindet. Durch die Berücksichtigung der weiteren Fahrspurmarkierung, deren Typs und insbesondere, ob sich diese links oder rechts des Fahrzeugs befindet, wird eine genauere Zuordnung des Fahrzeugs zu einer relativen Fahrspurlage möglich. So kann durch die Berücksichtigung einer Fahrspurmarkierung auf einer weiteren Seite des Fahrzeugs auch erkannt werden, ob sich das Fahrzeug in der Fahrspur ganz links oder ganz rechts einer mehrspurigen Fahrbahn befindet. Bei einer Erkennung nur einer Fahrspur kann unter Umständen nur eine Aussage hinsichtlich nur einer Randposition (also Fahrspur ganz links oder andere Fahrspur bzw. Fahrspur ganz rechts bzw. andere Fahrspur) getroffen werden. Mithilfe der beidseitigen Bestimmung kann eine verbesserte Bewertung der Kandidatenpositionen vorgenommen werden.
6. Zusatzverfahren nach Zusatzverfahren 5 im Rückbezug auf Zusatzverfahren 4, wobei die Tabelle einem erkannten Typ der ersten und einem erkannten Typ der zweiten Fahrspurmarkierung und einer von einer Kandidatenposition angegebenen Fahrspur eine Einflussgröße zuordnet und dabei insbesondere berücksichtigt, ob die jeweilige Fahrspurmarkierung und deren Typ links oder rechts des Fahrzeugs erkannt wird.
7. Zusatzverfahren nach einem der vorhergehenden Zusatzverfahren 1 bis 6, wobei die Mittel zur Schätzung der Fahrtdistanz umfassen: Mittel zur Bestimmung der absoluten geographischen Position des Fahrzeugs; Wobei das Verfahren umfasst: Schätzen der absoluten geographischen Position des Fahrzeugs zu dem zweiten Zeitpunkt; Für jede Kandidatenposition der ersten Gruppe: Bestimmen der Absolutdistanz, nämlich der Distanz zwischen der jeweiligen Kandidatenposition und der absoluten geographischen Position des Fahrzeugs; Wobei das Bestimmen einer Bewertung für jede Kandidatenposition ferner die jeweilige bestimmte Absolutdistanz berücksichtigt.
8. Zusatzverfahren nach einem der vorhergehenden Zusatzverfahren 1 bis 7, wobei das Fahrzeug umfasst: Mittel zur Bestimmung der Ausrichtung des Fahrzeugs, wobei diese Mittel zur Bestimmung der Ausrichtung insbesondere von dem Mittel zur Bestimmung der Fahrtdistanz umfasst sind; wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Ausrichtung des Fahrzeugs zum zweiten Zeitpunkt; Für jede Kandidatenposition der ersten Gruppe: Bestimmen der Kandidatenausrichtung, nämlich der Ausrichtung der Fahrbahn oder eines Abschnitts der Fahrbahn in der Landkarte, auf der bzw. dem sich die jeweilige Kandidatenposition befindet; Wobei das Bestimmen einer Bewertung für jede Kandidatenposition ferner den Unterschied der Ausrichtung des Fahrzeugs und der jeweiligen Kandidatenausrichtung berücksichtigt.
9. Zusatzverfahren nach einem der vorhergehenden Zusatzverfahren 1 bis 8, wobei die erste Gruppe eine erste Anzahl an Kandidatenpositionen aufweist; wobei die zweite Gruppe die erste Anzahl an Kandidatenpositionen aufweist; wobei das Bestimmen der zweiten Gruppe umfasst: Bestimmen einer Untergruppe der ersten Gruppe von Kandidatenpositionen unter Berücksichtigung der Bewertung der jeweiligen Kandidatenposition, insbesondere unter Beachtung eines Schwellwertes; wobei die Untergruppe eine zweite Anzahl von Kandidatenpositionen umfasst, die kleiner ist als die erste Anzahl; Bestimmen einer Zwischengruppe von Kandidatenpositionen, wobei die Zwischengruppe die Untergruppe umfasst; wobei die Zwischengruppe die erste Anzahl an Kandidatenpositionen aufweist; Bestimmen der zweiten Gruppe von Kandidatenpositionen basierend auf der Zwischengruppe; wobei die von jeder Kandidatenposition der zweiten Gruppe angegebene Entfernung jeweils basierend auf der von einer Kandidatenposition der Zwischengruppe angegebenen Entfernung zuzüglich der Fahrtdistanz bestimmt wird, so dass die von einer Kandidatenposition der zweiten Gruppe angegebene Entfernung basierend auf der von einer Kandidatenposition der ersten Gruppe angegebenen Entfernung und der Fahrtdistanz bestimmt wird. Dieses Zusatzverfahren ermöglicht also ein sogenanntes Sampling und Resampling. Aus den Kandidatenpositionen der ersten Gruppe werden diejenigen ausgewählt, die am erfolgversprechenden für eine gute Schätzung der Position des Fahrzeugs erscheinen (Untergruppe). Diese werden wieder zur ersten Anzahl vervielfältigt (Zwischengruppe) und entsprechend der Fahrtdistanz verschoben, um zur zweiten Gruppe zu gelangen.
10. Zusatzverfahren nach Zusatzverfahren 9, wobei das Bestimmen der Zwischengruppe umfasst: Vervielfältigen von Kandidatenpositionen der Untergruppe, so dass die Zwischengruppe mit der ersten Anzahl an Kandidatenpositionen entsteht; wobei sich die von jeder Kandidatenposition der zweiten Gruppe angegebene Entfernung jeweils basierend auf der von einer Kandidatenposition der Zwischengruppe angegebenen Entfernung berechnet, zuzüglich der Fahrtdistanz und zuzüglich eines für die jeweilige Kandidatenposition der zweiten Gruppe bestimmten Betrages, der zufällig bestimmt wird, insbesondere gemäß einer Normalverteilung oder der Summe von Normalverteilungen. Die Entfernungen der Kandidatenpositionen werden somit noch „verrauscht”. Dazu kann ein jeweils unterschiedliches Rauschen zu jeder von einer Kandidatenposition der Zwischengruppe angegebene Entfernung gegeben werden. Dies verhindert, dass die vervielfältigten Kandidatenpositionen der Zwischengruppe nach der Verschiebung um die Fahrtdistanz alle dieselbe Position angeben und verbessert die Schätzung darüber hinaus insgesamt.
11. Zusatzverfahren nach einem der vorhergehenden Zusatzverfahren 1 bis 10, wobei die digitale Landkarte zumindest für einige der Abschnitte für jede Fahrspur auch die der jeweiligen Fahrspur in Fahrtrichtung nachfolgende Fahrspur oder nachfolgenden Fahrspuren spezifiziert; Wobei das Bestimmen einer Kandidatenposition der zweiten Gruppe berücksichtigt, welche Fahrspur oder welche Fahrspuren der Fahrspur nachfolgt beziehungsweise nachfolgen, die von der Kandidatenposition der ersten Gruppe angegeben wird, auf der die Kandidatenposition der zweiten Gruppe basiert; wobei die nachfolgende Fahrspur insbesondere dann berücksichtigt wird, wenn eine Kandidatenposition der zweiten Gruppe auf einem anderen Abschnitt liegt, als der Abschnitt, auf dem die Kandidatenposition der ersten Gruppe liegt, basierend auf dem die Kandidatenposition der zweiten Gruppe bestimmt wurde. Bei der Fortschreibung der Kandidatenpositionen (Bestimmung der Kandidatenpositionen der zweiten Gruppe basierend auf Kandidatenpositionen der ersten Gruppe) wird also berücksichtigt auf welcher Fahrspur sich die ursprüngliche Kandidatenposition befindet und welches die nachfolgenden Fahrspuren für die Fahrspur der ursprünglichen Kandidatenposition sind. Auf diese Weise wird eine sinnvolle Verschiebung der Kandidatenpositionen im Laufe der Ausführung des Verfahrens (ggf. eines Partikelfilters) möglich. Die Verschiebung entspricht dem Fahrspurverhalten, das ein Fahrzeug ausführen könnte. Auf diese Weise werden Kandidatenpositionen auf intelligentere und verbesserte Weise erzeugt. Folglich ist auch die Schätzung der Position des Fahrzeugs, die auf den Kandidatenpositionen basiert, verbessert.
12. Zusatzverfahren nach einem der vorhergehenden Zusatzverfahren 1 bis 11, wobei die Rechenmittel ferner dazu eingerichtet sind, in den Aufnahmen der Kamera die Überquerung einer Fahrspurmarkierung zu erkennen, und weiter insbesondere dazu eingerichtet sind, einen Fahrspurwechsel des Fahrzeugs zu erkennen, wobei das Bestimmen der Fahrspuren der Kandidatenpositionen der zweiten Gruppe den erkannten Fahrspurwechsel berücksichtigt. Es wird somit eine weitere Informationsquelle, nämlich die Kamera und ein Fahrspurwechsel, verwendet um die Kandidatenpositionen entsprechend dem beobachteten Verhalten des Fahrzeugs fortzuschreiben. Dies ermöglicht die Bestimmung von Kandidatenpositionen, deren Positionsangaben besser der tatsächlichen Position des Fahrzeugs entsprechen und damit eine verbesserte Schätzung ermöglichen.
13. Zusatzverfahren nach Zusatzverfahren 12, wobei die Fahrspuren, die von der Kandidatenpositionen der zweiten Gruppe angegeben werden, basierend auf den Fahrspuren, die von den Kandidatenpositionen der ersten Gruppe angegeben werden, und dem erkannten Fahrspurwechsel bestimmt werden.

Computerprogramm, das einen Computer bei der Ausführung des Computerprogramms zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Zusatzverfahren 1 bis 13 veranlasst.
Fahrzeug, umfassend:
Mittel zur Schätzung der Fahrtdistanz, nämlich der Distanz die das Fahrzeug von einem ersten zu einem zweiten Zeitpunkt zurückgelegt hat;
eine Kamera, die auf einen Teil der das Fahrzeug umgebenden Fahrbahn, insbesondere die dem Fahrzeug vorausliegende Fahrbahn, gerichtet ist; und
Elektronische Rechenmittel zur Bildverarbeitung, wobei die Rechenmittel dazu eingerichtet sind, in den Aufnahmen der Kamera eine Fahrspurmarkierung zu erkennen;
Elektronische Rechenmittel, die programmtechnisch einrichtbar sind;
Wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Zusatzverfahren 1 bis 13 auszuführen und die in dem jeweiligen Zusatzverfahren definierten Mittel umfasst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines ersten, optionalen Teils des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine zweite Gruppe an Kandidatenpositionen und einen Abschnitt einer Fahrbahn gemäß dem ersten Teil des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt schematisch ein Flussdiagramm des zweiten Teils des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
4 zeigt schematisch die Clusterung von Kandidatenpositionen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 stellt Schritte eines ersten Teils des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel dar. Diese Schritte sind im erfindungsgemäßen Verfahren optional. In dem ersten optionalen Teil des Verfahrens gemäß 1 umfassen die Straßen der digitalen Landkarte jeweils mindestens eine Fahrbahn, die in einzelne Abschnitte l, manchmal auch links genannt, unterteilt sind. Des Weiteren gibt die digitale Landkarte für jeden Abschnitt auch die Maximalanzahl an befahrbaren Fahrspuren in eine Fahrtrichtung an. Darüber hinaus spezifiziert die digitale Landkarte, welcher Abschnitt auf einen gegebenen Abschnitt in Fahrtrichtung folgt und spezifiziert auch, welche Fahrspur eines Abschnitts mit welcher Fahrspur des folgenden Abschnitts verbunden ist. In digitalen Landkarten enden Abschnitte insbesondere an Verzweigungen von Straßen oder Fahrbahnen. Deshalb können für einen Abschnitt bzw. eine Fahrspur auch mehrere Folgeabschnitte und Folgefahrspuren spezifiziert werden. Generell kann die Erfindung auch mit einer digitalen Landkarte ausgeführt werden, die keine Spezifizierung der jeweils folgenden Abschnitte und Fahrspuren bereitstellt.
Die geschätzte Position x oder die Kandidatenposition c eines Fahrzeugs in einer digitalen Landkarte wird in der digitalen Landkarte durch drei Angaben spezifiziert: Die Identifikation l des Abschnitts der Straße, die hierin eine natürliche Zahl ist; die Identifikation der Fahrspur, die hierin ebenfalls eine natürliche Zahl ist; und die Entfernung s von dem Beginn des Abschnitts (der als Referenzpunkt dient) entlang der Fahrbahn, die eine reelle Zahl größer 0 ist. Somit lässt sich die geschätzte Position x zum Zeitpunkt t·T (wobei t eine natürliche Zahl ist und T eine Zeitdauer angibt, beispielsweise 0,1 s; 0,5 s; 1 s; 5 s) darstellen als: x_t = (l_t, k_t, s_t) und die Kandidatenposition c zum Zeitpunkt t lässt sich darstellen als: c_t = (l_t, k_t, s_t).
Das Verfahren zur Schätzung der Position des Fahrzeugs in der digitalen Landkarte wird von einem Fahrzeug ausgeführt, das Mittel zur Schätzung der Fahrtdistanz des Fahrzeugs von einem ersten Zeitpunkt zu einem zweiten Zeitpunkt umfasst. Diese Mittel umfassen einen Satellitennavigationsempfänger, einen Geschwindigkeitsmesser an zumindest einem Rad des Fahrzeugs und eine Giergeschwindigkeitsbestimmung mittels des Lenkwinkels. Die Ausgaben dieser Sensoren werden in einem aus dem Stand der Technik bekannten Extended Kalman Filter miteinander verknüpft um, die Fahrtdistanz d_t zu schätzen, die das Fahrzeug von einem ersten Zeitpunkt (t – 1)·T zu einem zweiten Zeitpunkt t·T zurückgelegt hat. Ferner umfasst das Fahrzeug eine Kamera, die auf die dem Fahrzeug vorausliegende Fahrbahn gerichtet ist. Die Kamera kann Aufnahmen im sichtbaren Bereich des Lichts machen und einen CMOS Sensor verwenden. Weitere Beispiele von verwendbaren Kameras sind im Stand der Technik bekannt. Das Fahrzeug umfasst ferner Elektronische Rechenmittel zur Bildverarbeitung, wobei die Rechenmittel dazu eingerichtet sind, in den Aufnahmen der Kamera die dort vorhandenen Fahrspurmarkierungen und deren Typ zu erkennen. Verfahren hierzu sind im Stand der Technik bekannt. Es werden die dem Fahrzeug nächsten Fahrspurmarkierungen identifiziert und jeweils als linke oder rechte Fahrspurmarkierung (von der Fahrtrichtung aus gesehen) klassifiziert. Das Fahrzeug umfasst ferner Mittel zur Bestimmung der Ausrichtung h des Fahrzeugs, die in den Mitteln zur Bestimmung der Fahrtdistanz umfasst sind. Die Ausrichtung h wird basierend auf der Giergeschwindigkeitsbestimmung und/oder einem elektronischen Kompass ermittelt, wobei die Ausrichtung h_t des Fahrzeugs in Bezug auf ein unveränderliches Referenzsystem, beispielsweise die Himmelsrichtung, zum Zeitpunkt t·T beschrieben wird.
Zur Initiierung des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 1 wird die absolute Position des Fahrzeugs mittels der Positionsbestimmungsmittel ermittelt, S1. Es wird dann die dieser Position am nächsten kommende Position x_ini in der digitalen Landkarte bestimmt. Diese Position in der digitalen Landkarte wird vervielfältigt, so dass eine erste Anzahl an Kandidatenpositionen (auch Partikel genannt), erreicht wird. Die erste Anzahl kann beispielsweise 10, 20, 30, 50 oder mehr sein. Diese Kandidatenpositionen werden anschließend „verrauscht” also jeweils mit einer anderen Abweichung von der Position x_ini versehen, wobei die Abweichungen entsprechend einer Normalverteilung gewählt werden. Die Abweichung wird zweidimensional vorgenommen, so dass sich sowohl die Entfernung s_t und der Abschnitt l_t als auch die Fahrspur k_t einer Kandidatenposition c_t durch die Verrauschung ändern kann. Bei dem Versatz einer Kandidatenposition quer zur Fahrtrichtung, also auf eine andere Fahrspur, wird die typische Breite einer Fahrspur berücksichtigt, sofern nicht durch die digitale Landkarte spezifiziert. Des Weiteren werden die Angaben zur Verbindung von Abschnitten und zur Verbindung von Fahrspuren über die Abschnitte hinweg bei der Verrauschung berücksichtigt, so dass die absolute Position einer Kandidatenposition durch die Kandidatenposition in der digitalen Landkarte wiedergegeben wird. Die (verrauschten) Kandidatenpositionen stellen die erste Gruppe an Kandidatenpositionen dar, S2.
Für jede Kandidatenposition c der ersten Gruppe wird eine Bewertung w_c,t für den Zeitpunkt t·T erstellt, S3. Die Bewertung besteht aus drei Komponenten: a) eine Bewertungskomponente w_c,t,dist aufgrund der Absolutdistanz; b) einer Bewertungskomponente w_c,t,heading aufgrund der Ausrichtung der Kandidatenposition; und c) einer Bewertungskomponente w_c,t,lane aufgrund der erkannten Fahrspurmarkierungen. Die Bewertung w_c,t errechnet sich dann aus einer Multiplikation der einzelnen Komponenten: w_c,t = w_c,t,dist·w_c,t,heading·w_c,t,lane
Die Bewertungskomponente aufgrund der Absolutdistanz w_c,t,dist bezieht sich auf die Distanz d_abs zwischen einer mit den Mitteln zur Positionsbestimmung festgestellten absoluten geographischen Position des Fahrzeugs zu einer absoluten Position des Fahrzeugs, die für die jeweilige Kandidatenposition in der Landkarte bestimmt wird. Es wird also von der Kandidatenposition in der Landkarte auf eine absolute Position zurückgeschlossen. Die Bewertungskomponente w_c,t,dist berechnet sich beispielsweise wie folgt: w_c,t,dist = exp(–0,08·d_abs).
Die Bewertungskomponente w_c,t,heading aufgrund der Ausrichtung der Kandidatenposition bezieht sich auf die absolute Ausrichtung des Fahrzeugs und die absolute Ausrichtung der Kandidatenposition in der Landkarte. Die Ausrichtung des Fahrzeugs wird mit den Mittel zur Bestimmung der Ausrichtung bestimmt. Die absolute Ausrichtung der Kandidatenposition wird aufgrund der absoluten Ausrichtung des Abschnitts der Straße oder der Fahrbahn in der digitalen Landkarte bestimmt. Es kann vorgesehen sein, die Ausrichtung nur eines Teils des Abschnitts zu verwenden, wenn dieser seine Ausrichtung stark ändert. Ebenso ist eine Bestimmung der Ausrichtung aufgrund der Fahrspur bzw. Straße möglich, auf der sich das Fahrzeug befindet, sofern die Ausrichtungen der einzelnen Fahrspuren voneinander abweichen und bekannt sind (beispielsweise als Zusatzinformation in der digitalen Landkarte). Es wird der Winkelunterschied d_heading (in Bogenmaß) zwischen den beiden Ausrichtungen bestimmt. Die Bewertungskomponente w_c,t,heading bestimmt sich beispielsweise wie folgt: w_c,t,heading = (1 + exp(10·d_heading – 7,5))^–1
Der Vorteil dieser Berechnung der Bewertungskomponente aufgrund der Ausrichtung liegt darin, dass kleine Abweichungen der Ausrichtung des Abschnitts in der Landkarte nicht zu sehr ins Gewicht fallen. Dies ist insbesondere an Verzweigungen oder Abzweigungen der Straßen nützlich, welche gerade bei digitalen und möglicherweise abstrahierten Landkarten die tatsächlichen Ausrichtungen nur ungenau wiedergeben. Andererseits ändert sich die Bewertungskomponente hinreichend, wenn der Winkelunterschied steigt.
Die Bewertungskomponente w_c,t,lane bezieht sich auf die erkannten Fahrspurmarkierungen. Die Kamera des Fahrzeugs und die elektronischen Rechenmittel erkennen die dem Fahrzeug links und rechts nächsten Fahrspurmarkierungen und deren Typ. Als Typen werden „durchgezogen” und „gestrichelt” unterschieden sowie „unbekannt”, falls die Markierung nicht als „durchgezogen” oder „gestrichelt” bestimmt werden kann. Im Fahrzeug, insbesondere in den elektronischen Rechenmitteln, ist ferner eine Zuordnung in der Form einer Tabelle gespeichert, mit deren Hilfe die Bewertungskomponente w_c,t,lane ermittelt wird. Über die Tabelle wird Ausgangsgrößen ein Wert für die Bewertungskomponente w_c,t,lane zugeordnet. Die Ausgangsgrößen sind der Typ der erkannten linken Fahrspurmarkierung, der Typ der erkannten rechten Fahrspurmarkierung, die Anzahl der Fahrspuren in einer Fahrtrichtung auf dem Abschnitt in dem sich die jeweilige Kandidatenposition befindet und die Fahrspur, die die Kandidatenposition angibt. Es ist möglich, auch nur mit einer erkannten Fahrspur und deren Typ die Bewertungskomponente w_c,t,lane zu bestimmen. In diesem Fall kann die Bewertungskomponente unter Umständen jedoch seltener eine Änderung der Bewertung der Kandidatenposition bewirken.
Die in der Tabelle gegebenen Bewertungskomponenten w_c,t,lane zeigen inwieweit die Fahrspurmarkierungen, die für eine Kandidatenposition erwartet würden mit den in der Kamera erkannten Fahrspurmarkierungen übereinstimmen. Auf die erwartete Fahrspurmarkierung kann anhand der Anzahl der Fahrspurmarkierungen in einer Fahrtrichtung und der Fahrspur der Kandidatenposition geschlossen werden, indem die relative Lage der Fahrspur bezogen auf alle Fahrspuren bestimmt wird. Beispielsweise kann darauf geschlossen werden, dass sich die Kandidatenposition in der Fahrspur ganz links befindet, wenn die Kandidatenposition angibt, in der dritten Fahrspur von rechts zu sein (beispielsweise k_t = 3) und der Abschnitt drei Fahrspuren insgesamt in eine Fahrtrichtung aufweist. In diesem Fall würde erwartet, dass die linke Fahrspurmarkierung eine durchgezogene Linie ist und die rechte Fahrspurmarkierung eine gestrichelte Linie ist. Wenn die erwarteten Markierungen mit den erkannten Markierungen übereinstimmen, wird die Bewertung der Kandidatenposition verbessert. Dies geschieht über eine entsprechende Wahl des Wertes für w_c,t,lane in der Tabelle bzw. Zuordnung. So kann im vorliegenden Fall beispielsweise w_c,t,lane = 1 sein. Wenn hingegen die erwarteten Markierungen nicht mit den erkannten Markierungen übereinstimmen, kann die Bewertung der Kandidatenposition verringert werden. Dies geschieht über eine entsprechende Wahl des Wertes für w_c,t,lane in der Tabelle bzw. Zuordnung. So kann im vorliegenden Fall beispielsweise w_c,t,lane = 0,5 sein. Dabei ist zu beachten, dass die Erkennung der Fahrspuren und der Typen der Fahrspuren mithilfe von Aufnahmen der Kamera fehlerbehaftet ist. Aus diesem Grund sollten Kandidatenpositionen, deren erwartete Fahrspurmarkierung nicht mit der erkannten Fahrspurmarkierung übereinstimmt, nicht aufgrund dieses Unterschiedes vollständig abgewertet werden. Generell ist die vollständige Abwertung natürlich trotzdem möglich, insbesondere bei einer besonders zuverlässigen Erkennung der Fahrspurmarkierungen.
In einem anderen Beispiel kann darauf geschlossen werden, dass sich die Kandidatenposition in einer mittleren Fahrspur links befindet, wenn die Kandidatenposition angibt, in der zweiten Fahrspur von rechts zu sein (beispielsweise k_t = 2) und der Abschnitt drei Fahrspuren insgesamt in eine Fahrtrichtung aufweist. In diesem Fall würde erwartet, dass die linke Fahrspurmarkierung eine gestrichelte Linie ist und die rechte Fahrspurmarkierung eine gestrichelte Linie ist. Wenn die erwarteten Markierungen mit den erkannten Markierungen übereinstimmen, wird die Bewertung der Kandidatenposition verbessert. Dies geschieht über eine entsprechende Wahl des Wertes für w_c,t,lane in der Tabelle bzw. Zuordnung. So kann im vorliegenden Fall beispielsweise w_c,t,lane = 1 sein. Wenn hingegen die erwarteten Markierungen nicht mit den erkannten Markierungen übereinstimmen, kann die Bewertung der Kandidatenposition verringert werden. Dies geschieht über eine entsprechende Wahl des Wertes für w_c,t,lane in der Tabelle bzw. Zuordnung. So kann im vorliegenden Fall beispielsweise w_c,t,lane = 0,5 sein.
In dem Fall der Erkennung nur der rechten Fahrspurmarkierung, kann z. B. nur differenziert werden, ob sich das Fahrzeug auf der ganz rechten Fahrspur befindet oder auf einer anderen Fahrspur. Bei einer dreispurigen Fahrbahn lässt sich so für die von einer Kandidatenposition angegebene Fahrspur ganz links keine gesonderte Aussage treffen. Die Einflussnahme auf die Bewertung der Kandidatenpositionen ist damit gegenüber der Erkennung von Fahrspurmarkierungen auf zwei Seiten des Fahrzeugs eingeschränkt.
Es sind Zwischenwerte für w_c,t,lane möglich, beispielsweise w_c,t,lane = 0,8, wenn der Typ einer Fahrspurmarkierungen unbekannt ist. Generell können Werte von 0,8 und 1 für w_c,t,lane eine verbesserte Bewertung bewirken, während beispielsweise 0,5 eine verringerte Bewertung bewirkt.

Tabelle 1 gibt ein Beispiel für mögliche Werte für w_c,t,lane an, für den Fall, dass der Straßenabschnitt zwei oder mehr Fahrspuren aufweist. Die Rubriken der Zeilen und Spalten geben die erkennten Typen der Fahrspurmarkierungen für links bzw. rechts an. In den Ergebniszellen werden die Werte für w_c,t,lane angegeben. Wobei der anzuwendende Wert sich nach der relativen Lage der Fahrspur bestimmt, die aufgrund der Fahrspur der Kandidatenposition und der Maximalanzahl der Fahrspuren ermittelt wird. Befindet sich die Fahrspur ganz links, so ist der erste Wert für w_c,t,lane zu verwenden. Befindet sich die Fahrspur ganz rechts, so ist der letzte Wert zu verwenden. Wenn mehr als drei Fahrspuren auf dem Abschnitt vorhanden sind und die Fahrspur keine Fahrspur am Rand ist, so ist der mittlere Wert zu verwenden. Tabelle 1

Typ Rechts Typ Links	Durchgezogene Linie	Gestrichelte Linie	Unbekannt
Durchgezogene Linie	0,5\|0,5\|0,5	1\|0,5\|0,5	0,8\|0,5\|0,5
Gestrichelte Linie	0,5\|0,5\|1	0,5\|1\|0,5	0,5\|0,5\|0,8
Unbekannt	0,5\|0,5\|0,8	0,8\|0,8\|0,5	0,5\|0,5\|0,5

In dem Fall, dass ein Abschnitt nur zwei Fahrspuren aufweist ist für den Unterfall, dass rechts und links jeweils gestrichelte Linien erkannt werden, statt der in Tabelle 1 gezeigten Aufteilung, der Wert 1 sowohl für die Angabe einer rechten als auch linken Fahrspur von der Kandidatenposition zu verwenden.
Die Ermittlung des Wertes für die Bewertungskomponente w_c,t,lane kann noch weitere Kriterien mit einbeziehen. So kann die Bewertung die Übereinstimmung zwischen den erkannten Fahrspurmarkierungen und der Spezifikation der digitalen Landkarte bezüglich der Verbindung einer Fahrspur mit Fahrspuren nachfolgender Abschnitte berücksichtigen. Wenn beispielsweise die Fahrspur, die von einer Kandidatenposition angegeben wird, nur mit einer einzigen Fahrspur des nachfolgenden Abschnitts verbunden ist, gleichzeitig aber rechts und links gestrichelte Fahrspurmarkierungen erkannt werden, kann dies zur Verringerung der Bewertung der Kandidatenposition verwendet werden.
Im nächsten Schritt dieses beispielhaften Verfahrens wird aus der ersten Gruppe der Kandidatenpositionen, die eine erste Anzahl an Kandidaten aufweist, eine Untergruppe gewählt, die eine zweite Anzahl an Kandidatenpositionen aufweist, S4. Diese Auswahl kann anhand eines Schwellwertes für w_c,t geschehen oder anhand der ersten Anzahl, die vorgegeben werden kann. So kann zum Beispiel festgelegt werden, dass die Untergruppe diejenigen Kandidatenpositionen der ersten Gruppe umfasst, die die höchsten Bewertungen aufweisen, wobei die zweite Anzahl die Hälfte der ersten Anzahl ist (oder beispielsweise 30% oder 70% der ersten Anzahl).
Basierend auf der Untergruppe wird im Folgenden eine Zwischengruppe an Kandidatenpositionen z_t-1 bestimmt, S5. Die Zwischengruppe an Kandidatenpositionen umfasst wieder die erste Anzahl an Kandidatenpositionen. Um dies zu erreichen werden Kandidatenpositionen der Untergruppe vervielfältigt. Die Kandidatenpositionen der Untergruppe, die vervielfältigt werden, können anhand der Bewertung der Kandidatenposition der Untergruppe ausgewählt werden. Ebenso kann sich die Anzahl der Vervielfältigungen einer Kandidatenposition nach der Bewertung richten.
Basierend auf den Kandidatenpositionen z_t-1 der Zwischengruppe werden neue Kandidatenpositionen c_t bestimmt, die die zweite Gruppe bilden, S6. Die Kandidatenpositionen der zweiten Gruppe sind die Fortschreibung der Kandidatenpositionen der Zwischengruppe gemäß der vom Fahrzeug zurückgelegten Fahrtdistanz d_t zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt. In der Fortschreibung wird die Angabe der Entfernung s_z,t-1 der jeweiligen Kandidatenposition der Untergruppe gemäß der ermittelten Fahrtdistanz angepasst, was manchmal auch spreading genannt wird: s_c,t = s_z,t-1 + d_tα_c + β_c
Die Entfernung s_c,t einer Kandidatenposition der zweiten Gruppe errechnet sich somit als Entfernung der Kandidatenposition der Zwischengruppe (wobei die Untergruppe eben Kandidatenpositionen für den Zeitpunkt (t – 1)·T bereitstellt) zuzüglich der Fahrtdistanz d_t, die verrauscht wird mit dem Rauschfaktor α_c und dem Rauschparameter β_c. Der Rauschfaktor α_c ist normalverteilt mit einem Mittelwert von 1 und einer Standardabweichung von beispielsweise 0,5, die Ungenauigkeiten in der Bestimmung der Fahrtdistanz repräsentiert. Zu diesem addiert sich ein normalverteilter und mittelwertfreier Rauschparameter β_c, der vor allem Fehler in der digitalen Landkarte bezüglich der Positionierung von Straßen, Fahrbahnen und Fahrspuren berücksichtigen soll. Die Standardabweichung für β_c ist beispielsweise 20 m.
Wenn für eine Kandidatenposition c_t der zweiten Gruppe eine Entfernung s_c,t bestimmt wird, die das Ende des aktuellen Abschnitts der digitalen Landkarte übersteigt, wird für diese Kandidatenposition c_t der dem Abschnitt l_t-1 nachfolgende Abschnitt l_t bestimmt. Die Entfernung s_c,t der Kandidatenposition der zweiten Gruppe wird entsprechend an die neue Referenzposition (den Start des neuen Abschnitts) angepasst. Trotzdem entspricht die Distanz zwischen der Kandidatenposition der Zwischengruppe und der Kandidatenposition der zweiten Gruppe der durch die Berechnung vorgegebenen Distanz, die nun einfach nur auf mehrere Abschnitte verteilt ist.
Wenn es für einen Abschnitt mehr als einen nachfolgenden Abschnitt gibt, wird der nachfolgende Abschnitt entsprechend der Angabe der digitalen Karte, auf welchem Abschnitt die Fahrspur liegt, die auf die Fahrspur l_t-1 der Kandidatenposition der Zwischengruppe folgt, mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% gewählt. In diesem Fall wird auch die Fahrspur für die Kandidatenposition der Zwischengruppe entsprechend der Nachfolge-Spezifikation der digitalen Landkarte gewählt. In den restlichen 10% der Fälle wird der nachfolgende Abschnitt und die Fahrspur für die Kandidatenposition der zweiten Gruppe zufällig gewählt (insbesondere gleichverteilt) unter den möglichen Abschnitten und deren jeweiligen Fahrspuren.
Gibt es nur einen nachfolgenden Abschnitt, so wird mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% die Nachfolge-Spezifikation für die Fahrspur der jeweiligen Kandidatenposition der Zwischengruppe beachtet. In den übrigen Fällen wird die Fahrspur für die Kandidatenposition der zweiten Gruppe zufällig (insbesondere gleichverteilt) gewählt. Diese Strategie ermöglicht die Berücksichtigung von Fehlern in der digitalen Landkarte, insbesondere Fehler bezüglich der Nachfolgespezifikation, und von ungewöhnlichen Fahrmanövern.
Wenn die digitale Landkarte keine nachfolgenden Abschnitte oder Fahrspuren spezifiziert, werden die nachfolgenden Abschnitte und Fahrspuren zufällig und insbesondere gleichverteilt gewählt.
Optional können die für die Kandidatenpositionen der zweiten Gruppe bestimmten Fahrspuren unter Berücksichtigung eines weiteren Kriteriums bestimmt werden und zwar entsprechend einem mithilfe der Kamera erkannten Spurwechsel. Wurde beispielsweise ein Spurwechsel nach links erkannt, so wird zusätzlich zur oben dargelegten Fahrspurbestimmung für jede Kandidatenposition der zweiten Gruppe die Fahrspur neu bestimmt, sofern möglich. Dies geschieht in dem Beispiel des Fahrspurwechsels nach links durch das Zuweisen einer Fahrspur eins weiter links als bisher berechnet. Ein Spurwechsel wird über die Beobachtung der Abstände der linken und rechten Fahrspurmarkierungen zum Fahrzeug erkannt. Da die Spurwechselerkennung fehlerbehaftet sein kann, wird für einen kleinen Teil der Kandidatenposition der zweiten Gruppe, beispielsweise 10%, 20%, oder 30% ein zufälliger (und gleichverteilter) Spurwechsel nach links oder rechts angenommen und entsprechend in der Bestimmung der Fahrspur für die entsprechende Kandidatenposition nachvollzogen. Für den zufälligen Spurwechsel kann angenommen werden, dass das Fahrzeug mit einer Wahrscheinlichkeit von 20% einen Fahrspurwechsel ausführt. Für diesen Teil der Kandidatenpositionen spielt der erkannte Fahrspurwechsel keine Rolle.
Diese zweite Gruppe an Kandidatenpositionen dient bei einer erneuten Ausführung der Schritte des Verfahrens wieder als erste Gruppe und die Schritte des Verfahrens werden ausgehend von dieser Gruppe ausgeführt.
Schließlich wird die Position des Fahrzeugs geschätzt, S7, wofür das in Bezug auf 3 beschriebene Verfahren verwendet wird.
2 zeigt ein Beispiel für die zweite Gruppe an Kandidatenpositionen. 2 zeigt schematisch die Repräsentation von Abschnitten von Fahrbahnen in einer digitalen Landkarte. Die absolute Position 1 des Fahrzeugs ist mit einem Pfeil gekennzeichnet. Die Kandidatenpositionen sind mit Punkten 2 gekennzeichnet. In diesem Beispiel sind die Kandidatenpositionen auf die Mitte der Fahrspuren zentriert. Von der vierspurigen Fahrbahn zweigt eine Fahrspur ab. Auf dieser befindet sich das Fahrzeug 1, dessen Kamera folglich als rechte Fahrspurmarkierung eine durchgezogene Linie erkennt und als linke Fahrspurmarkierung eine gestrichelte Linie. Mithilfe dieses Wissens werden die Kandidatenpositionen der ersten Gruppe (nicht gezeigt) bewertet. Gemäß dem oben aufgezeigten Verfahren werden diejenigen Kandidatenpositionen, die auf der abzweigenden Spur liegen besser bewertet als die anderen Kandidatenpositionen. Dementsprechend häufig vertreten sind in der zweiten Gruppe Kandidatenpositionen auf der abzweigenden Fahrspur.
3 zeigt schematisch ein Flussdiagramm für den zweiten Teil des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. In diesem zweiten Teil wird die Position des Fahrzeugs geschätzt.
Im ersten Schritt S8 wird die erste Gruppe an Kandidatenpositionen zusammen mit ihrer jeweiligen Bewertung bereitgestellt. Diese Gruppe an Kandidatenpositionen und ihre Bewertungen können mithilfe des mit Bezug auf 1 und 2 dargestellten Verfahrens bestimmt werden. Denkbar ist auch eine andere Herkunft für die Gruppe an Kandidatenpositionen und ihrer jeweiligen Bewertung.
Im nächsten Schritt S9 werden für jede Kandidatenposition Umfeld-Kandidatenpositionen bestimmt, dies sind all jene Kandidatenpositionen, deren Fahrbahn-Distanz zu der betrachteten Kandidatenposition kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, beispielsweise 10 m. Die betrachtete Kandidatenposition selbst ist ebenfalls Teil der Umfeld-Kandidatenpositionen.
Im anschließenden Schritt S10 wird für jede Kandidatenposition die Minimum-Kandidatenposition bestimmt, manchmal auch Median-Kandidatenposition genannt. Zur Bestimmung der Minimum-Kandidatenposition für die betrachtete Kandidatenposition wird für jede Umfeld-Kandidatenposition, die für die betrachtete Kandidatenposition bestimmt wurde, der Wert eines Optimierungskriteriums errechnet. Das Optimierungskriterium ist die Summe der gewichteten Fahrbahn-Distanzen von der jeweiligen gerade betrachteten Umfeld-Kandidatenposition zu den anderen Umfeld-Kandidatenpositionen. Dabei bedeutet die Gewichtung, dass die Fahrbahn-Distanz von der jeweiligen Umfeld-Kandidatenposition zu der jeweiligen anderen Umfeld-Kandidatenposition mit der Bewertung der jeweiligen anderen Umfeld-Kandidatenposition multipliziert wird. Diejenige Umfeld-Kandidatenposition, die den niedrigsten Wert des Optimierungskriteriums aufweist, ist die Minimum-Kandidatenposition für die betrachtete Kandidatenposition. Es wird also für eine betrachtete Kandidatenposition eine Umfeld-Gruppe an Kandidatenpositionen bestimmt (alle Umfeld-Kandidatenpositionen für die betrachtete Kandidatenposition, inklusive der betrachteten Kandidatenposition) und für diese Umfeld-Gruppe wird die Minimum-Kandidatenposition bestimmt. Diese Minimum-Kandidatenposition wird dann der betrachteten Kandidatenposition zugeordnet.
Im Schritt S11 wird die entstandene Zuordnung zwischen jeder Kandidatenposition der ersten Gruppe und der für diese jeweils bestimmten Minimum-Kandidatenposition gespeichert.
Im anschließenden Schritt S12 wird für jede Kandidatenposition die Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt. Dies geschieht dadurch, dass zu einer betrachteten Kandidatenposition (bzw. deren zuvor bestimmten Minimum-Kandidatenposition) die zugehörige Minimum-Kandidatenposition anhand der Zuordnung gesucht wird (Nachschlagen in der Zuordnung). Für die gefundene Minimum-Kandidatenposition wird dann ebenfalls anhand der Zuordnung die nächste Minimum-Kandidatenposition gesucht. Die gefundene Minimum-Kandidatenposition ist somit die Start-Kandidatenposition für das nächste Nachschlagen in der Zuordnung. Dieses iterative Nachschlagen in der Zuordnung endet, wenn die gefundene Minimum-Kandidatenposition der Kandidatenposition entspricht, für die die Minimum-Kandidatenposition gesucht wurde. Mit anderen Worten: Wenn die Eingabe in die Zuordnung der Ausgabe entspricht. Die letzte Start-Kandidatenposition ist dann die Clusterzentrum-Kandidatenposition für die betrachtete Kandidatenposition.
Daraufhin wird im Schritt S13 für jede Clusterzentrum-Kandidatenposition eine Bewertung bestimmt. Die Bewertung einer Clusterzentrum-Kandidatenposition ergibt sich aus der Summe der Bewertungen derjenigen Kandidatenpositionen der ersten Gruppe, für die diese Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wurde. Mithin also aus den Bewertungen der Kandidatenpositionen eines Clusters. Die Bewertung der Kandidatenpositionen kann dabei w_c,t sein oder auch nur w_c,t,dist·w_c,t,heading.
Im Schritt S14 wird diejenige Clusterzentrum-Kandidatenposition als Schätzung für die Position des Fahrzeugs ausgewählt, deren Bewertung am höchsten ist.
Im letzten optionalen Schritt S15 kann im Verfahren vorgesehen sein, auch eine Fahrspur für das Fahrzeug zu schätzen. Dazu werden zunächst diejenigen Kandidatenpositionen der ersten Gruppe ausgesondert, die auf demselben Abschnitt der Straße bzw. Fahrbahn liegen, in der auch die geschätzte Fahrzeugposition liegt. Dann wird jede Fahrspur bewertet, indem für jede Fahrspur die Bewertungen derjenigen Kandidatenpositionen betrachtet werden (beispielsweise summiert und gemittelt), die in der jeweiligen Fahrspur liegen. Die Fahrspur mit der höchsten Bewertung wird als Schätzung für die Fahrspur des Fahrzeugs herangezogen.
4 zeigt schematisch die Clusterung von Kandidatenpositionen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Darstellung zeigt die Verzweigung gemäß 2. Die beiden an der Verzweigung abgehenden Fahrbahnen sind mit 3 und 4 bezeichnet. Die Kandidatenpositionen der ersten Gruppe sind durch die einzelnen Striche dargestellt, wobei die Information der Fahrspur nicht dargestellt wird, sondern nur die „Längsposition” auf den Fahrbahnen (die aus der Entfernungsangabe der Position der Kandidatenpositionen gewonnen werden kann). Die Länge der Striche symbolisiert die Bewertung der jeweiligen Kandidatenposition. 4 zeigt außerdem, für welche Kandidatenpositionen dieselbe Medien-Kandidatenposition bestimmt wurde. Diese Kandidatenpositionen bilden ein Cluster. Die Zugehörigkeit zu einem Cluster wird durch ein gleichartiges Symbol am Ende des jeweiligen Strichs gezeigt. Weiterhin zeigt 4 die Clusterzentrum-Kandidatenpositionen 5 bis 8 für das jeweilige Cluster. Die Clusterzentrum-Kandidatenpositionen 5 bis 8 sind durch fette Symbolwiederholungen auf der Höhe der schematisch dargestellten Fahrbahnen gekennzeichnet. In dem Fall der 4 hat die Clusterzentrum-Kandidatenposition 8 die höchste Bewertung und würde als Schätzung für die Kandidatenposition verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

A. Selloum, D. Betaille, E. Le Carpentier und F. Peyret, „Lane level positioning using particle filtering”, Proc. 12th IEEE International Conference on intelligent Transportation Systems 200, Seiten 1 bis 6 [0003]
L. Shapira, S. Avidan und A. Shamir, „Mode-detection via median-shift”, in Proc. IEEE International Conference an Computer Vision, 2009, Seiten 1909 bis 1916 [0004]

Claims

Verfahren zum Schätzen der Position eines Fahrzeugs in einer digitalen Landkarte, wobei die Landkarte Fahrbahnen definiert, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Gruppe von Kandidatenpositionen, wobei jeder Kandidatenposition eine Bewertung zugewiesen ist; Für jede Kandidatenposition: Bestimmen einer Clusterzentrum-Kandidatenposition, wobei die Clusterzentrum-Kandidatenposition eine der Kandidatenpositionen ist, wobei bei dem Bestimmen die Fahrbahn-Distanzen zwischen Kandidatenpositionen berücksichtigt werden; Wobei eine Fahrbahn-Distanz die Distanz von einer Kandidatenposition zu einer anderen Kandidatenposition entlang der Fahrbahn oder, insbesondere an Verzweigungen, entlang der Fahrbahnen ist; Bestimmen jeweils einer Bewertung für die bestimmten Clusterzentrum-Kandidatenpositionen, wobei die Bewertung für die jeweilige Clusterzentrum-Kandidatenposition basierend auf den Bewertungen der Kandidatenpositionen bestimmt wird, für die die jeweilige Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wurde; Auswählen einer Clusterzentrum-Kandidatenposition als Schätzung für die Position des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Bewertungen der bestimmten Clusterzentrum-Kandidatenpositionen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Clusterzentrum-Kandidatenposition für die jeweilige Kandidatenposition ein iteratives Verfahren umfasst, in dem nacheinander Kandidatenpositionen gewählt werden, die ein Optimierungskriterium, insbesondere ein Minimierungskriterium, basierend auf der Fahrbahn-Distanz zu anderen Kandidatenpositionen erfüllen, wobei das iterative Verfahren abbricht und die Clusterzentrum-Kandidatenposition gefunden ist, wenn dieselbe Kandidatenposition direkt nacheinander gewählt wird, wobei diese Kandidatenposition als Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Clusterzentrum-Kandidatenposition für die jeweilige Kandidatenposition ein iteratives Verfahren umfasst, bei dem die jeweilige Kandidatenposition die erste Start-Kandidatenposition ist, und das iterative Verfahren umfasst: Bestimmen der Umfeld-Kandidatenpositionen, nämlich derjenigen Kandidatenpositionen, die sich innerhalb einer vorbestimmten Fahrbahn-Distanz von der Start-Kandidatenposition befinden, wobei die Start-Kandidatenposition ebenfalls eine Umfeld-Kandidatenposition ist; Bestimmen einer Minimum-Kandidatenposition, nämlich derjenigen Umfeld-Kandidatenposition, die ein Optimierungskriterium erfüllt, insbesondere die Summe der Fahrbahn-Distanzen zu den anderen Umfeld-Kandidatenpositionen oder die Summe von auf den Fahrbahn-Distanzen basierenden Maßen, insbesondere den mit den jeweiligen Bewertungen der anderen Umfeld-Kandidatenpositionen gewichteten Fahrbahn-Distanzen, minimiert; Wiederholen der beiden vorgehenden Schritte, wobei die Minimum-Kandidatenposition die Start-Kandidatenposition ist; Abbrechen der Wiederholung, wenn die Start-Kandidatenposition und die dafür bestimmte Minimum-Kandidatenposition identisch sind, wobei die Start-Kandidatenposition dann die Clusterzentrum-Kandidatenposition ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner umfassend: Für jede Kandidatenposition: Bestimmen der Umfeld-Kandidatenpositionen, nämlich derjenigen Kandidatenpositionen, die sich innerhalb einer vorbestimmten Fahrbahn-Distanz von der jeweiligen Kandidatenposition befinden, wobei die jeweilige Kandidatenposition ebenfalls eine Umfeld-Kandidatenposition ist; Bestimmen der Minimum-Kandidatenposition, nämlich derjenigen Umfeld-Kandidatenposition, die ein Optimierungskriterium erfüllt, insbesondere die Summe der Fahrbahn-Distanzen zu den anderen Umfeld-Kandidatenpositionen oder die Summe von auf den Fahrbahn-Distanzen basierenden Maßen, insbesondere den mit den jeweiligen Bewertungen der anderen Umfeld-Kandidatenpositionen gewichteten Fahrbahn-Distanzen, minimiert; Zuordnen, und insbesondere Speichern der Zuordnung, der Minimum-Kandidatenposition zu der jeweiligen Kandidatenposition; Bestimmen der Clusterzentrum-Kandidatenposition für jede Kandidatenposition anhand der Zuordnung, wobei dieser Schritt insbesondere ein iteratives Verfahren umfasst, bei dem die jeweilige Kandidatenposition oder die dafür zuvor bestimmte Minimum-Kandidatenposition die Start-Kandidatenposition ist, und das iterative Verfahren umfasst: a) Bestimmen der der Start-Kandidatenposition zugeordneten Minimum-Kandidatenposition; b) Wiederholen des vorigen Schrittes, wobei die bestimmte Minimum-Kandidatenposition die Start-Kandidatenposition wird, bis die Start-Kandidatenposition der zugeordneten Minimum-Kandidatenposition entspricht, wobei diese Start-Kandidatenposition dann die Clusterzentrum-Kandidatenposition für die jeweilige Kandidatenposition ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug ferner Mittel zur Bestimmung der absoluten geographischen Position des Fahrzeugs, insbesondere ein satellitengestütztes Positionierungssystem, umfasst, wobei die jeder Kandidatenposition zugewiesene Bewertung ferner eine jeweilige Absolutdistanz berücksichtigt, die im Wesentlichen der Distanz zwischen der jeweiligen Kandidatenposition und der bestimmten absoluten geographischen Position des Fahrzeugs, insbesondere in einem Koordinatensystem, entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug umfasst: Mittel zur Bestimmung der Ausrichtung des Fahrzeugs, insbesondere in Bezug zu Himmelsrichtungen; wobei die jeder Kandidatenposition zugewiesene Bewertung auf dem Unterschied der Kandidatenausrichtung zu der bestimmten Ausrichtung des Fahrzeugs basiert, wobei die Kandidatenausrichtung die Ausrichtung der Fahrbahn oder eines Abschnitts der Fahrbahn in der Landkarte ist, auf der bzw. dem sich die jeweilige Kandidatenposition befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diejenigen Kandidatenpositionen, für die dieselbe Clusterzentrum-Kandidatenposition bestimmt wurde, eine Clustergruppe bilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei den Kandidatenpositionen auch Fahrspuren zugewiesen sind; wobei sich die Fahrbahn-Distanz insbesondere unabhängig von den Fahrspuren bestimmt; wobei die Fahrbahnen in Abschnitte unterteilt sind; wobei das Verfahren ferner umfasst: Für jede Fahrspur des Abschnitts, auf dem sich die ausgewählte Clusterzentrum-Kandidatenposition befindet; Summieren oder Bilden eines Mittelwertes der Bewertungen der Kandidatenpositionen, die sich auf dem Abschnitt in der jeweiligen Fahrspur befinden; Bestimmen der Fahrspur für die Schätzung der Fahrzeugposition anhand der Summe oder des Mittelwertes für die jeweilige Fahrspur, insbesondere der höchsten Summe oder des höchsten Mittelwertes.
Computerprogramm, das einen Computer bei der Ausführung des Computerprogramms zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche veranlasst.
Fahrzeug, umfassend: Elektronische Rechenmittel, die zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet sind, wobei das Fahrzeug die in dem jeweiligen Anspruch definierten Mittel umfasst.