DE102016207181B4

DE102016207181B4 - Verfahren und System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn

Info

Publication number: DE102016207181B4
Application number: DE102016207181.5A
Authority: DE
Inventors: Frederik Meysel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: DE102016207181A1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (1) auf einer Fahrbahn (4), wobei
ein Referenzfahrzeug (2) auf der Fahrbahn (4) geführt wird, wobei durch Referenzfahrzeug-Sensoren (21) eine Referenz-Position (x₁, x₂, x₃, x₄) und ein Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einer lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs (2) erfasst werden, wobei
das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) eine lokale Unebenheit der lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs (2) umfasst,
anhand der Referenz-Position (x₁, x₂, x₃, x₄) und des Referenz-Höhenprofils (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) Referenzkartendaten erzeugt und an das Fahrzeug (1) übertragen werden,
das Fahrzeug (1) auf der Fahrbahn (4) geführt wird, wobei durch Fahrzeug-Sensoren (11) ein Ist-Höhenprofil (10e) einer lokalen Umgebung des Fahrzeugs (1) erfasst wird,
durch einen Vergleich des Ist-Höhenprofils (10e) mit den Referenzkartendaten eine Ist-Position des Fahrzeugs (1) bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) und das Ist-Höhenprofil (10e) entlang einer Quererstreckung (y) der Fahrbahn (4) erfasst werden und
die Ist-Position des Fahrzeugs (1) relativ zur Quererstreckung (y) der Fahrbahn (4) bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn.
Für die zunehmende Automatisierung von Fahrfunktionen und erweiterte Komfortfunktionen in modernen Fahrzeugen werden genaue Kenntnisse der eigenen Fahrzeugposition in Relation zur Umgebung oder einer hochgenauen Karte benötigt. Beispielsweise können Navigationssysteme wesentlich durch Informationen darüber unterstützt werden, auf welcher Fahrspur einer Fahrbahn sich ein Fahrzeug befindet. Das Fahrzeug soll in Echtzeit über eine spurgenaue Eigenlokalisierung verfügen, die eine möglichst große Genauigkeit aufweisen soll.
Die bekannten Methoden für diese Lokalisierung sind oft anfällig für Störungen, etwa aufgrund von schlechten Bedingungen für ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem oder Störungen einzelner Sensoren.
Die DE 10 2010 055 371 A1 schlägt ein Verfahren zur Ermittlung einer Position eines Fahrzeugs vor, bei dem dreidimensionale Informationen aus einer Umgebung des Fahrzeugs erfasst und mit einer dreidimensionalen geographischen Karte verglichen werden. Dabei wird insbesondere der Fahrbahnverlauf erfasst.
Die DE 10 2013 016 974 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenhöhenprofils. Dabei werden Daten von Sensoren des Fahrzeugs durch weitere Daten über das vorausliegende Höhenprofil ergänzt, die von einer Speichereinheit abgerufen werden. Dies erlaubt zum Beispiel die vorausschauende Anpassung eines aktiven Fahrwerks an den Zustand der Fahrbahn. Zudem kann eine Lokalisierung vorgenommen werden, indem das erfasste Höhenprofil mit gespeicherten Daten verglichen wird, die mit Positionsdaten verknüpft sind. Anhand der gemessenen Daten können die gespeicherten Profile aktualisiert werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Bestimmen der Position eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn bereitzustellen, die eine besonders hohe Auflösung erlauben und zudem robust gegen Störungen sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Referenzfahrzeug auf der Fahrbahn geführt, wobei durch Referenzfahrzeug-Sensoren eine Referenz-Position und ein Referenz-Höhenprofil einer lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs erfasst werden. Dabei umfasst das Referenz-Höhenprofil eine lokale Unebenheit der lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs.
Anhand der Referenz-Position und des Referenz-Höhenprofils werden Referenzkartendaten erzeugt und an das Fahrzeug übertragen. Das Fahrzeug wird auf der Fahrbahn geführt, wobei durch Fahrzeug-Sensoren ein Ist-Höhenprofil einer lokalen Umgebung des Fahrzeugs erfasst wird. Anschließend wird durch einen Vergleich des Ist-Höhenprofils mit den Referenzkartendaten eine Ist-Position des Fahrzeugs bestimmt.
Dadurch werden vorteilhafterweise Eigenschaften der lokalen Umgebung des Fahrzeugs anhand eines Höhenprofils erfasst und für die Bestimmung der Position des Fahrzeugs genutzt. Insbesondere können die Welligkeit und vergleichbare Eigenschaften der Fahrbahn genutzt werden. Da typischerweise das Vorhandensein einer nicht perfekten, das heißt nicht vollkommen ebenen, Fahrbahn vorausgesetzt werden kann, erlauben deren Eigenschaften eine Positionierung des Fahrzeugs auch in merkmalsarmen Umgebungen, sodass eine besonders gute Abdeckung für die Positionsbestimmung erreicht werden kann.
„Lokale Unebenheiten“ der lokalen Umgebung bezeichnen erfindungsgemäß Variationen der Höhe der Fahrbahnoberfläche, die nicht den globalen Verlauf der Fahrbahn relativ zu einem geographischen Raum betreffen, sondern die für das Fahren im Bereich auf der Straße selbst von Bedeutung sind. Dabei entspricht die lokale Umgebung des Referenzfahrzeugs im Wesentlichen der lokalen Umgebung des Fahrzeugs, wenn sich die Ist-Position in geringem Abstand zur Referenz-Position befindet, insbesondere wenn sich das Referenzfahrzeug und das Fahrzeug im Wesentlichen an der gleichen Position entlang der Längsausdehnung der Fahrbahn befinden. Dabei kann die lokale Umgebung durch die Erfassungsbereiche der Sensoren für die Erfassung der Höhenprofile bestimmt sein.
Die lokalen Unebenheiten betreffen insbesondere die lokale Umgebung des Fahrzeugs, das heißt ihre Abmessungen bewegen sich in einer Größenordnung der Abmessungen des Fahrzeugs selbst. Im Gegensatz zu einem globalen Höhenverlauf, etwa an einer Bergkuppe, oder einem Kurvenverlauf der Fahrbahn betreffen die lokalen Unebenheiten daher einen im geographischen Maßstab kleinen Raum und sind typischerweise nicht von Kartendaten, etwa für ein Navigationssystem, umfasst.
Insbesondere werden dabei Abweichungen von einem vollkommen flachen Höhenprofil der lokalen Umgebung des Fahrzeugs betrachtet. Solche Abweichungen können etwa durch Abnutzung entstehen. Beispielsweise können die lokalen Unebenheiten Spurrillen sein, deren Breite und Höhe typischerweise deutlich kleiner als die Breite und Höhe des Fahrzeugs sind. Ferner können Bodenwellen, Teernarben oder Straßenschäden wie Schlaglöcher als lokale Unebenheiten erfasst werden, deren Abmessungen ebenfalls kleiner als die des Fahrzeugs sind oder die eine relativ zu den Abmessungen des Fahrzeugs geringe Auswirkung auf die Höhe der Fahrbahnoberfläche haben.
In analoger Weise können Fahrbahnbegrenzungen, etwa Bordsteine, Lärmschutzwände, Leitpfosten oder Leitplanken sowie deren lokaler Verlauf als lokale Unebenheiten im Sinne der Erfindung erfasst werden. Diese und ähnliche Elemente einer typischen Straßeninfrastruktur können anhand des Höhenprofils detektiert werden, beispielsweise als steile Kanten, Stufen oder seitliche Begrenzungen des Erfassungsbereichs. Auf diese Weise kann ferner die Position der Strukturen innerhalb des Höhenprofils, insbesondere auch relativ zu der Referenz-Position, bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Bestimmung der lateralen Position der Struktur relativ zum Fahrzeug bestimmt werden. Auch bei diesen Strukturen können Unebenheiten auftreten und erfasst werden. Beispielsweise verlaufen Leitplanken in einer globalen Betrachtung typischerweise parallel zur Fahrbahn, bei Betrachtung einer lokalen Umgebung können jedoch Variationen des Verlaufs erfasst werden, etwa durch eine nicht vollkommen parallele Anordnung relativ zum Straßenverlauf. Ferner können die Unebenheiten erfasst werden, etwa an der Position einer Verformung nach einem Aufprall eines Fahrzeugs oder durch andere Schäden.
Mittels eines Höhenprofils können verschiedene Informationen über lokale Unebenheiten erfasst werden, beispielsweise deren Form, Höhe und Position, insbesondere relativ zueinander oder relativ zu dem Fahrzeug, durch welches das Höhenprofil erfasst wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt diese lokalen Unebenheiten zur Positionsbestimmung, während bei bekannten Verfahren typischerweise das Problem gelöst werden muss, dass die lokalen Unregelmäßigkeiten die Identifikation globaler Eigenschaften der Fahrstrecke und Fahrbahn stören und kompensiert werden müssen. Die Erfindung nutzt dagegen aus, dass viele lokale Unebenheiten der Fahrbahn, wie etwa Bodenwellen, für einen Streckenabschnitt charakteristisch sind und typischerweise über längere Zeiträume unverändert bleiben. Es werden also Abweichungen von einem idealtypischen Verlauf der Oberfläche in der Umgebung des Fahrzeugs genutzt, um eine Positionsbestimmung durchzuführen.
Insbesondere berücksichtigt die Erfindung, dass lokale Unebenheiten in der gesamten lokalen Umgebung des Fahrzeugs, etwa auf der gesamten Oberfläche der Fahrbahn, auftreten können, insbesondere mit einer charakteristischen Verteilung über die Breite der Fahrbahn, und kann dies zur genauen Positionsbestimmung auf der Fahrbahn nutzen.
Dagegen beziehen sich globale Eigenschaften der Fahrbahn typischerweise auf deren Verlauf, das heißt lediglich auf ihre Längserstreckung, sodass auf herkömmliche Weise nur eine Position in dieser Richtung bestimmt werden kann.
Das Verfahren nutzt Referenzkartendaten, die anhand von durch ein Referenzfahrzeug erfassten Daten über den Verlauf der Fahrbahn und ihr Höhenprofil erzeugt werden. Diese Referenzkartendaten werden anschließend von weiteren Fahrzeugen genutzt, welche die Fahrbahn befahren und dabei jeweils ihre eigene Position bestimmen können. Die eigene Position kann dabei auf verschiedenen Größenordnungen der Umgebung bestimmt werden, etwa in Längserstreckungsrichtung der Fahrbahn als Ort eines Wegenetzes, zu dem die Fahrbahn gehört, oder als laterale Position auf der Fahrbahn.
Erfindungsgemäß umfassen die Referenzkartendaten Informationen, die anhand des Referenz-Höhenprofils gewonnen wurden, und ordnen diesen die jeweilige Referenz-Position zu. Dabei kann die Referenz-Position anhand von Daten über ein Wegenetz einer geographischen Position zugeordnet werden, sie kann aber auch relativ zu einem Referenzpunkt bestimmt werden, beispielsweise relativ zu einem bestimmten Autobahnabschnitt.
Bei dem Vergleich der Referenzkartendaten mit dem Ist-Höhenprofil wird insbesondere eine Korrelation bestimmt, die einen quantitativen Wert für die Ähnlichkeit der erfassten Werte angibt und eine Beurteilung erlaubt, welche Datensätze einer bestimmten Position auf der Fahrbahn zugeordnet sind. Insbesondere kann dadurch bestimmt werden, welche Referenzkartendaten bei der jeweiligen Position relevant sind.
Bei einer Ausbildung der Erfindung umfasst das Referenz-Höhenprofil und/oder das Ist-Höhenprofil ferner eine Neigung der Fahrbahn. Dadurch können in vorteilhafter Weise relevante Eigenschaften der Fahrbahn erfasst werden.
Die Erfassung des Referenz-Höhenprofils und des Ist-Höhenprofils kann nach an sich bekannter Art erfolgen, beispielsweise mittels eines Laserscanners, insbesondere eines Light-Detection-and-Ranging (LiDAR)-Sensors, eines Radio-Detection-and Ranging (RADAR)-Sensors, eines Ultraschallsensors oder einer Kamera, insbesondere einer Stereo-Kamera. Ferner können mehrere Sensoren, auch unterschiedlicher Art, verwendet werden, etwa zum Erreichen einer höheren Robustheit durch Redundanz. Insbesondere können dabei Sensoren verwendet werden, die bereits für andere Systeme des Fahrzeugs vorgesehen sind, etwa Sensoren einer Abstandsregelung.
Bei der Erfassung kann der Höhenverlauf in einem Bereich der Fahrbahn vor dem Referenzfahrzeug erfasst werden, insbesondere in Richtung einer Quererstreckung der Fahrbahn. Durch eine Bewegung des Referenzfahrzeugs entlang der Längserstreckung der Fahrbahn können die Daten des Referenz-Höhenprofils über eine bestimmte Strecke erfasst werden. Insbesondere können räumlich dicht aufeinander folgende Höhenprofile zusammengesetzt werden, um ein Höhenprofil der lokalen Umgebung, insbesondere der Fahrbahn, zu bestimmen. Auf diese Weise können beispielsweise auch Variationen des Verlaufs einer Fahrbahnbegrenzung, etwa von Leitplanken, mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Bei einer weiteren Ausbildung wird die Ist-Position des Fahrzeugs ferner anhand eines Trägheitsnavigationssystems und/oder eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems bestimmt. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Kombination verschiedener Daten über die Position des Fahrzeugs genutzt werden, um auf unterschiedlichen Skalen möglichst präzise Werte zu erhalten.
Durch eine Fusion von Daten verschiedener Quellen, die insbesondere nach an sich bekannten Verfahren erfasst werden, können Informationen verschiedener Maßstäbe und Genauigkeiten vereinigt werden. Beispielsweise kann eine Position des Fahrzeugs mittels Global Positioning System (GPS) erfasst werden, wobei unter guten Bedingungen eine Genauigkeit von mehreren Metern erreicht werden kann. Diese Position kann anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens anschließend präzisiert werden.
Bei einer Weiterbildung werden anhand des Referenz-Höhenprofils charakteristische Merkmale bestimmt und die Referenzkartendaten umfassen die bestimmten charakteristischen Merkmale. Dadurch kann vorteilhafterweise ein einfacher Vergleich der Höhenprofile erfolgen.
Ferner können die charakteristischen Merkmale eine seitliche Begrenzung und/oder eine Rille der Fahrbahn umfassen. Dies erlaubt vorteilhafterweise die Detektion besonders relevanter Daten über die Fahrbahn und die Ist-Position des Fahrzeugs.
Beispielsweise können die Parameter und Positionen einzelner Bodenwellen, Spurrillen, Teernarben, Straßenschäden oder Fahrbahnbegrenzungen sowie gegebenenfalls anhand des Höhenprofils detektierbarer Verkehrszeichen auf der Fahrbahn erfasst werden. Ferner können Krümmungen, Faltungen oder Furchungen der Fahrbahn erfasst werden. Die Informationen über charakteristische Merkmale können neben der Bestimmung der Ist-Position auch für weitere Aufgaben genutzt werden, etwa zur Lokalisierung von Fahrspuren, da typischerweise von Spurrillen entlang dieser Bereiche der Fahrbahn auszugehen ist.
Bei der Bestimmung der charakteristischen Merkmale wird insbesondere eine Parametrisierung der Merkmale vorgenommen, um einen Abgleich der Referenzkartendaten mit dem Ist-Höhenprofil zu erleichtern. Insbesondere wird die Position der erkannten charakteristischen Merkmale bestimmt. Beispielsweise kann das erfasste Referenz-Höhenprofil zur Erzeugung der Referenzkartendaten so verarbeitet werden, dass zum Abgleich mit dem Ist-Höhenprofil geringere Datenmengen berücksichtigt werden müssen, etwa indem lediglich das Auftreten und die relativen Positionen der charakteristischen Merkmale zueinander berücksichtigt werden.
Bei einer Ausbildung werden durch die Referenzfahrzeug-Sensoren ferner Referenzfahrzeug-Bilddaten der Fahrbahn erfasst und die Referenzkartendaten werden ferner anhand der Referenzfahrzeug-Bilddaten erzeugt.
Dies erlaubt vorteilhafterweise die Kombination von Daten über das Höhenprofil der Fahrbahn mit weiteren Daten, die nicht als Charakteristika des Höhenprofils ausgeprägt sind, etwa Fahrbahnmarkierungen. Ferner können Bilddaten, insbesondere einer Stereo-Kamera, auch zum Erfassen des Höhenprofils verwendet werden oder ergänzend Daten dazu beitragen. Beispielweise können Objekte auf der Fahrbahn erkannt werden, deren Anwesenheit nicht dauerhaft ist, beispielsweise herumliegende Gegenstände, und daher nicht als charakteristische Merkmale des erfassten Referenz-Höhenprofils berücksichtigt werden sollen. Beispielsweise können dauerhaft oder temporär vorhandene Objekte unterschieden werden, beispielsweise Gegenstände auf der Fahrbahn oder witterungsbedingte Einflüsse, etwa Laub, Schnee oder Wasserpfützen. Zudem können Bilddaten eine Erkennung von Merkmalen in der Umgebung der Fahrbahn erlauben und die Bestimmung der Ist-Position kann anhand dieser Merkmale verbessert werden.
Bei einer weiteren Ausbildung werden durch die Fahrzeug-Sensoren ferner Fahrzeug-Bilddaten der Fahrbahn erfasst und anhand der Fahrzeug-Bilddaten werden Objekte auf der Fahrbahn erkannt. Dabei kann vorteilhafterweise die Erfassung des Ist-Höhenprofils verbessert werden.
Analog zur oben beschriebenen Nutzung von Referenzfahrzeug-Bilddaten zur Verbesserung der Erfassung des Referenz-Höhenprofils können auch die von den Fahrzeug-Sensoren erfassten Daten durch Fahrzeug-Bilddaten ergänzt werden, die etwa eine Bereinigung des Höhenprofils von störenden Objekten und witterungsbedingten Einflüssen auf der Fahrbahn ermöglichen.
Bei einer Weiterbildung wird bei dem Vergleich des Ist-Höhenprofils mit den Referenzkartendaten eine Verschiebung des Ist-Höhenprofils gegenüber dem Referenz-Höhenprofil bestimmt. Die Ist-Position kann damit vorteilhafterweise als Abweichung von der Referenz-Position besonders einfach ermittelt werden, insbesondere in Richtung der Quererstreckung der Fahrbahn.
Beispielweise kann bestimmt werden, dass ein charakteristisches Merkmal, etwa eine Spurrille, vom Fahrzeug aus in größerem Abstand beobachtet wird als vom Referenzfahrzeug aus. Typischerweise ist in diesem Fall ferner der beobachtete Abstand zu anderen Merkmalen geringer. Durch einen Abgleich der bestimmten Abstände und Merkmale kann eine relative Verschiebung der Positionen der Fahrzeuge zueinander bestimmt werden.
Erfindungsgemäß werden das Referenz-Höhenprofil und das Ist-Höhenprofil entlang einer Quererstreckung der Fahrbahn erfasst und die Ist-Position des Fahrzeugs wird relativ zur Quererstreckung der Fahrbahn bestimmt. Dadurch wird vorteilhafterweise eine laterale Eigenlokalisierung auf der Fahrbahn ermöglicht.
Beispielsweise kann die Position des Fahrzeugs relativ zur Breite der Fahrbahn bestimmt werden oder es kann eine Position relativ zum Referenzfahrzeug oder zu charakteristischen Merkmalen des Fahrbahn bestimmt werden. Dies ist insbesondere für die Bestimmung der befahrenen Fahrspur von Bedeutung, die zur sicheren Navigation des Fahrzeugs bekannt sein muss.
Bei einer weiteren Ausbildung umfassen die Referenzkartendaten eine Vielzahl von Referenzpositionen und Referenz-Höhenprofilen entlang einer Längserstreckung der Fahrbahn und die Ist-Position des Fahrzeugs wird relativ zur Längserstreckung der Fahrbahn bestimmt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine Bestimmung der Ist-Position in Längsrichtung der Fahrbahn.
Insbesondere kann das Verfahren auf diese Weise zur Verbesserung bekannter Positionsbestimmungssysteme verwendet werden, die eine Position des Fahrzeugs innerhalb eines Wegenetzes bestimmen, ohne dabei notwendigerweise die laterale Position auf der Fahrbahn zu berücksichtigen. Beispielweise kann das Höhenprofil der Fahrbahn als Signatur betrachtet und zur Identifikation eines Streckenabschnitts verwendet werden, da die Unregelmäßigkeiten typischerweise statistisch verteilt auftreten und bei ausreichend hoher Genauigkeit und Datenvolumen eine Position entlang der Längserstreckung der Fahrbahn mit hoher Sicherheit und Genauigkeit bestimmt werden kann.
Insbesondere werden der Referenzkartendaten sowohl zur lateralen Positionsbestimmung als auch zur Bestimmung der Position in Längsrichtung verwendet.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird das Referenz-Höhenprofil und/oder das Ist-Höhenprofil mit einer Auflösung von unter 20 cm, bevorzugt unter 10 cm, erfasst. Insbesondere wird diese Auflösung in vertikaler Richtung, also senkrecht zu Fahrbahn, und/oder lateral, also in eine seitliche Richtung, erreicht. Dadurch wird vorteilhafterweise eine ausreichend genaue Erfassung der Höhenprofile ermöglicht. Die Auflösung muss insbesondere zur Erfassung relevanter lokaler Unebenheiten ausreichen.
In einer Ausbildung werden das Referenz-Höhenprofil und/oder das Ist-Höhenprofil so erfasst, dass Oberflächeneigenschaften der Fahrbahn erfasst werden, etwa die Rauheit der Oberfläche, die beispielsweise durch das Befahren abgenutzt wird. Dies kann die erfassten Daten weiter vervollständigen.
Bei einer weiteren Ausbildung wird ferner das erfasste Referenz-Höhenprofil und/oder Ist-Höhenprofil gemittelt. Dadurch werden die erfassten Daten vorteilhafterweise geglättet, etwa anhand eines gleitenden Durchschnitts, um die Einflüsse von Rauschen und kleinen Messfehlern zu kompensieren. Beispielsweise kann eine Nickbewegung des Fahrzeugs bei der Fahrt über die Fahrbahn zu Abweichungen der Messungen führen. Das Mitteln kann etwa in Längs- und/oder Querrichtung des Fahrbahn erfolgen, etwa anhand einer Glättung über die Breite des Höhenprofils und/oder über mehrere erfasste Höhenprofile, die während der Fahrt des Fahrzeugs auf der Fahrbahn erfasst wurden.
Bei einer Weiterbildung werden die Referenzkartendaten an einen externen Server übertragen und durch den externen Server gespeichert. Die Referenzkartendaten können dadurch vorteilhafterweise zentral verwaltet und gespeichert werden, um sie dem Fahrzeug unabhängig von dem Referenzfahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Beispielweise können die Referenzkartendaten von Einrichtungen des Referenzfahrzeugs erzeugt und an den externen Server übertragen werden. Ferner können die Referenz-Position und das Referenz-Höhenprofil beziehungsweise diesbezügliche Daten an den externen Server übertragen werden und die Referenzkartendaten können durch diesen erzeugt werden. Insbesondere können bei der Erzeugung der Referenzkartendaten durch den externen Server weitere Daten verwendet werden, etwa von weiteren Fahrzeugen erfasste Daten oder andere Daten, die beispielsweise aus einer Datenbank erfasst werden können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung werden ferner anhand des Ist-Höhenprofils neue Referenzkartendaten erzeugt. Dies erlaubt vorteilhafterweise eine Korrektur und/oder eine Aktualisierung der Referenzkartendaten anhand der durch das Fahrzeug erfassten Daten.
So können etwa die von dem Fahrzeug erfassten Daten, etwa das Ist-Höhenprofil, an den externen Server überragen werden und die Referenzkartendaten können aktualisiert werden. Die Aktualisierung kann auch durch Einrichtungen des Fahrzeugs selbst erfolgen. Beispielsweise kann so die Abnutzung der Fahrbahn berücksichtigt werden, indem die Referenzkartendaten immer wieder an den tatsächlichen Zustand der Fahrbahn angepasst werden.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Übertragung der Referenzkartendaten zwischen mehreren Fahrzeugen direkt oder über ein Netz von Fahrzeugen erfolgen. Auch hier kann eine Aktualisierung der Referenzkartendaten in ähnlicher Weise wie oben beschrieben erfolgen, wobei inkrementelle Aktualisierungen zwischen den Fahrzeugen übertragen werden können, insbesondere betreffend temporäre Veränderungen des Höhenprofils der Fahrbahn.
Ferner kann eine Abweichung zwischen dem Referenz-Höhenprofil und dem Ist-Höhenprofil bestimmt werden. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass in einem bestimmten Bereich der Längserstreckung der Fahrbahn eine gute Positionsbestimmung möglich ist, während in einem angrenzenden Bereich deutliche Abweichungen der erfassten Höhenprofile detektiert werden. Beispielsweise kann dies auftreten, wenn seit dem Erfassen des Referenz-Höhenprofils ein Schaden aufgetreten ist oder die Fahrbahn renoviert wurde. In diesem Fall kann das Fahrzeug die Rolle des Referenzfahrzeugs übernehmen. Anhand der durch dieses Fahrzeug erfassten Daten können neue Referenzkartendaten erzeugt werden oder es kann die Information erzeugt werden, dass die bestehenden Referenzkartendaten in diesem Bereich nicht verlässlich sind und neue Referenzkartendaten erzeugt werden sollen beziehungsweise die Information, ob ein neues Referenz-Höhenprofil in diesem Bereich erfasst werden soll.
Insbesondere kann überprüft werden, ob die erfasste Abweichung zu einer Veränderung der Referenzkartendaten verwendet werden soll. Beispielsweise kann dazu bestimmt werden, wie viele Fahrzeuge abweichende Ist-Höhenprofile erfasst haben, etwa um eine besonders kurzfristige Beeinträchtigung eines einzelnen Fahrzeugs auszuschließen. Ferner können temporäre Phänomene berücksichtigt werden, etwa eine Wanderbaustelle, die zu einer Änderung der Fahrbahn gegenüber den Referenzkartendaten führt, aber nicht dauerhaft vorgesehen ist. In einem solchen Fall kann nach Wegfall der temporären Änderung zu den ursprünglichen Referenzkartendaten zurückgekehrt werden.
Ferner können periodische Änderungen der Eigenschaften der Fahrbahn berücksichtigt werden, etwa bedingt durch den Wechsel von Tag und Nacht, niedrigen und hohen Temperaturen oder den wechselnden Jahreszeiten. Dazu können beispielsweise verschiedene Referenzkartendaten für wechselnde Bedingungen vorgesehen sein, ohne dass jedes Mal eine vollständig neue Erfassung notwendig wäre.
Das erfindungsgemäße System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn umfasst ein Referenzfahrzeug, das auf der Fahrbahn führbar ist, wobei durch Referenzfahrzeug-Sensoren eine Referenz-Position und ein Referenz-Höhenprofil einer lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs erfassbar sind, wobei das Referenz-Höhenprofil eine lokale Unebenheit der lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs umfasst. Anhand der Referenz-Position und des Referenz-Höhenprofils sind Referenzkartendaten erzeugbar und an das Fahrzeug übertragbar. Das Fahrzeug ist dabei auf der Fahrbahn führbar, wobei durch Fahrzeug-Sensoren ein Ist-Höhenprofil einer lokalen Umgebung des Fahrzeugs erfassbar ist. Durch einen Vergleich des Ist-Höhenprofils mit den Referenzkartendaten ist eine Ist-Position des Fahrzeugs bestimmbar. Das Referenz-Höhenprofil und das Ist-Höhenprofil sind entlang einer Quererstreckung der Fahrbahn erfassbar und die Ist-Position des Fahrzeugs ist relativ zur Quererstreckung der Fahrbahn bestimmbar.
Das erfindungsgemäße System ist insbesondere ausgebildet, das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zu implementieren. Das System weist somit dieselben Vorteile auf wie das erfindungsgemäße Verfahren.
Dabei können die Referenzfahrzeug-Sensoren und/oder die Fahrzeug-Sensoren einen Laserscanner, einen Radarsensor, einen Ultraschallsensor oder eine Kamera umfassen. Dadurch kann das Höhenprofil der Fahrbahn vorteilhafterweise besonders einfach anhand an sich bekannter Verfahren erfasst werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems,
2 und 3 zeigen das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems auf einer Fahrbahn,
4 zeigt Referenz-Höhenprofile, wie sie durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst werden, und
5 zeigt die Bestimmung einer Verschiebung zwischen einem Referenz-Höhenprofil und einem Ist-Höhenprofil.

Mit Bezug zu 1 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems erläutert.
Ein Fahrzeug 1 umfasst Fahrzeug-Sensoren 11 und eine mit den Fahrzeug-Sensoren 11 gekoppelte Fahrzeug-Steuereinheit 12. Durch die Fahrzeug-Sensoren 11 sind in einem Fahrzeug-Erfassungsbereich 10 in Fahrtrichtung R vor dem Fahrzeug 1 Daten eines Fahrzeug-Höhenprofils der vor dem Fahrzeug 1 befindlichen Oberfläche erfassbar.
In dem Ausführungsbeispiel umfassen die Fahrzeug-Sensoren 11 einen LiDAR-Sensor, bei dem ein Laserstrahl über den Fahrzeug-Erfassungsbereich 10 geschwenkt wird, wobei Pulse ausgesandt werden, die von der Oberfläche im Fahrzeug-Erfassungsbereich 10 reflektiert werden. Dabei wird die Laufzeit der Pulse von der Aussendung bis zum Empfang gemessen und daraus die Entfernung gemessen. Aus einer Reihe solcher Messwerte ergibt sich ein Ist-Höhenprofil der Oberfläche in dem Fahrzeug-Erfassungsbereich 10. Ferner kann die Charakteristik des reflektierten Laserstrahls weitere Informationen liefern, etwa über Eigenschaften der Oberfläche.
In weiteren Ausführungsbeispielen werden alternativ oder zusätzlich dazu andere, an sich bekannte Verfahren und Sensoren zur Erfassung des Höhenprofils verwendet, etwa RADAR- oder Ultraschallsensoren.
Die Fahrzeug-Sensoren 11 umfassen in dem Ausführungsbeispiel ferner eine Kamera, durch die Fahrzeug-Bilddaten in dem in Fahrtrichtung R vor dem Fahrzeug 1 liegenden Bereich erfasst werden, der insbesondere den Fahrzeug-Erfassungsbereich 10 umfasst.
Ein Referenzfahrzeug 2 umfasst in dem gezeigten Beispiel Referenzfahrzeug-Sensoren 21 von prinzipiell der gleichen Art wie die Fahrzeug-Sensoren 11 sowie eine mit diesen gekoppelte Referenzfahrzeug-Steuereinheit 22. Durch die Referenzfahrzeug-Sensoren 21 wird ein Referenz-Höhenprofil in einem Referenzfahrzeug-Erfassungsbereich 20 in Fahrtrichtung R vor dem Referenzfahrzeug 2 erfasst. Auch das Referenzfahrzeug 2 umfasst in dem Beispiel eine Kamera, die Referenzfahrzeug-Bilddaten erfasst, welche den Referenzfahrzeug-Erfassungsbereich 20 umfassen.
Das Auflösungsvermögen der Fahrzeug-Sensoren 11 und der Referenzfahrzeug-Sensoren 21 ist insbesondere so gewählt, dass eine ausreichend genaue Erfassung des Ist-Höhenprofils 10e beziehungsweise des Referenz-Höhenprofils möglich ist, wie es später mit Bezug zu 5 erläutert wird. Insbesondere beträgt die Auflösung in Querrichtung der Fahrbahn 4 unter 1 m, bevorzugt unter 50 cm, besonders bevorzugt unter 20 cm. Dies ist also die Auflösung betreffend den Abstand der Messpunkte von den Fahrzeug-Sensoren 11. Die Auflösung in einer Richtung senkrecht zur Fahrbahnoberfläche, das heißt betreffend die Auflösung der Höhe, ist so gewählt, dass typische Werte der Neigung der Fahrbahn 4 sowie Bodenwellen, Fahrrillen und weitere charakteristische Merkmale erkennbar sind. Sie beträgt insbesondere unter 20 cm, bevorzugt unter 10 cm.
Die Fahrzeug-Steuereinheit 12 und die Referenzfahrzeug-Steuereinheit 22 sind wenigstens zeitweise datentechnisch mit einem externen Server 3 verbunden. Diese datentechnische Verbindung kann auf verschiedene, an sich bekannte Arten hergestellt werden, insbesondere durch eine Verbindung mit dem Internet über ein Mobilfunknetz. Anhand der datentechnischen Verbindung können Daten zwischen dem externen Server 3 und dem Fahrzeug 1 beziehungsweise dem Referenzfahrzeug 2 ausgetauscht werden. Ferner kann durch den externen Server 3 ein Datenaustausch zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Referenzfahrzeug 2 durchgeführt werden. Ferner kann der externe Server 3 Daten speichern und es können dort gespeicherte Daten durch das Fahrzeug 1 und das Referenzfahrzeug 2 abgerufen werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist alternativ oder zusätzlich ein direkter Datenaustausch zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Referenzfahrzeug 2 vorgesehen.
Mit Bezug zu den 2, 3 und 4 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Dabei wird von dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems ausgegangen.
Das Referenzfahrzeug 2 und das Fahrzeug 1 befahren die Fahrbahn 4 in der gleichen Fahrtrichtung R. An aufeinander folgenden Positionen entlang der Fahrbahn 4 sind Referenz-Positionen x₁, x₂, x₃, x₄ durch gestrichelte Linien angedeutet, wobei darauf hingewiesen sei, dass die in der beispielhaften Darstellung angedeuteten räumlichen Verhältnisse und Größenverhältnisse rein beispielhaft zu verstehen sind. Im dargestellten Fall befinden sie sich gleichzeitig auf der Fahrbahn 4, sie können diese allerdings auch zu verschiedenen Zeitpunkten befahren. In jedem Fall befährt jedoch das Referenzfahrzeug 2 die Fahrbahn vor dem Fahrzeug 1.
Beim den Referenz-Positionen x_1, x₂, x₃, x₄ erfasst das Referenzfahrzeug 2 jeweils Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d, 20e im Referenzfahrzeug-Erfassungsbereich 20. Vier solcher Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d sind in 4 dargestellt. Dabei werden in dem Ausführungsbeispiel die Referenz-Positionen x₁, x₂, x₃, x₄ nach an sich bekannter Art erfasst, etwa mittels eines GPS-Moduls in Kombination mit einem Trägheitsnavigationssystem. Anhand der Referenz-Positionen x₁, x₂, x₃, x₄ und Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d werden Referenzkartendaten erzeugt, die in dem Beispiel die erfassten Daten der Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d, 20e mit den dazugehörigen Referenz-Positionen x₁, x₂, x₃, x₄ umfassen.
In weiteren Ausführungsbeispielen werden die Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d, 20e in diesem Schritt bereits vorverarbeitet, wobei anhand lokaler Unebenheiten der Fahrbahn 4 charakteristische Merkmale erkannt und ihre Positionen relativ zur Quererstreckung y der Fahrbahn 4 bestimmt werden. Dabei werden beispielsweise Leitplanken und Bordsteine, aber auch Spurrillen, Teernarben, Bodenwellen und weitere Unebenheiten sowie globale Eigenschaften der Oberfläche der Fahrbahn 4, etwa eine Neigung der Fahrbahn 4, bestimmt.
Die Referenzkartendaten umfassen in diesem Fall die charakteristischen Merkmale und ihre lateralen Positionen alternativ oder zusätzlich zu den vollständigen Referenz-Höhenprofilen 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, anhand derer diese bestimmt wurden.
In ähnlicher Weise erfassen die Fahrzeug-Sensoren 11 im Fahrzeug-Erfassungsbereich 10 ein Ist-Höhenprofil 10e. Dabei kann ferner eine Erkennung charakteristischer Merkmale des Ist-Höhenprofils 10e durchgeführt werden, analog zu dem oben für das Referenzfahrzeug 2 beschriebenen Verfahren. In dem Ausführungsbeispiel umfassen die Fahrzeug-Sensoren 11 ferner ein GPS-Moduls zur satellitengestützten Positionsbestimmung. Anhand der Daten des GPS-Moduls wird die Position insbesondere in Richtung der Längserstreckung x der Fahrbahn 4 mit einer Genauigkeit von einigen Metern bestimmt und es werden Referenzkartendaten von dem externen Server 3 abgerufen, die für diesen Bereich relevante Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d, 20e beziehungsweise die Daten über die charakteristischen Merkmale der relevanten Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d, 20e umfassen. Alternativ oder zusätzlich wird ferner ein Trägheitsnavigationssystem genutzt, bei dem die Position des Fahrzeugs 1 anhand seiner Bewegung relativ zu einem Startpunkt bestimmt wird.
Die erzeugten Referenzkartendaten werden an das Fahrzeug 1 übertragen, wobei die Übertragung über den externen Server 3 erfolgt, wie bereits oben mit Bezug zu 1 beschrieben. Der externe Server 3 speichert die Referenzkartendaten und stellt sie den Fahrzeug 1, insbesondere auf Abruf, zur Verfügung.
In dem Ausführungsbeispiel ist ferner eine Aktualisierung der auf dem Server 3 gespeicherten Referenzkartendaten anhand der von den Fahrzeug-Sensoren 11 erfassten Daten vorgesehen. Dazu wird bestimmt, ob und in welcher Weise Abweichungen zwischen den Referenzkartendaten und den erfassten Daten vorliegen. Es kann anhand der Abweichungen bestimmt werden, ob eine Aktualisierung der Referenzkartendaten vorgenommen werden soll, etwa um die fortschreitende Abnutzung der Fahrbahn 4 oder nach einer Renovierung eines Abschnitts der Fahrbahn 4 das veränderte Höhenprofil zu berücksichtigen.
Durch die Fahrzeug-Steuereinheit 12 werden die Referenzkartendaten mit dem erfassten Ist-Höhenprofil 10e verglichen und es wird ein Versatz (offsef) Δy bestimmt, der die Differenz zwischen der lateralen Position des Referenzfahrzeugs 2 und des Fahrzeugs 1 angibt. Die Bestimmung des Versatzes Δy ist unten genauer erläutert. Aus dem Versatz Δy ergibt sich somit eine genaue Lokalisierung des Fahrzeugs in lateraler Richtung y der Fahrbahn 4.
Wie oben beschrieben, werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch Bilddaten erfasst. Diese werden mittels an sich bekannter Bildverarbeitungsverfahren ausgewertet und es wird etwa bestimmt, ob das jeweils erfasste Höhenprofil der Fahrbahn 4 durch auf der Fahrbahn 4 liegende Objekte verfälscht wird, insbesondere wenn diese Objekte nur temporär vorhanden sind. Dies kann etwa bei Gegenständen wie Kies, Laub, oder Abfällen der Fall sein. Ferner können auch witterungsbedingte Einflüsse erkannt und berücksichtigt werden, etwa Schnee auf der Fahrbahn oder Wasserpfützen, die zu einer Veränderung des erfassten Höhenprofils der Fahrbahnoberfläche führen können. Falls eine Aktualisierung der Referenzkartendaten vorgesehen ist, kann dies auch in Abhängigkeit von den Bilddaten erfolgen, etwa wenn erkannt wird, ob eine Veränderung des Ist-Höhenprofils 10e gegenüber dem zu einem früheren Zeitpunkt erfassten Referenz-Höhenprofil 20a, 20b, 20c, 20d, 20e dauerhafter oder temporärer Natur sind.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Position einer Fahrbahnbegrenzung, insbesondere einer Leitplanke, der Fahrbahn 4 erfasst und anhand von nacheinander erfassten Höhenprofilen wird erfasst, wie die Fahrbahnbegrenzung relativ zur Fahrbahn 4 verläuft. Dabei werden insbesondere Variationen des Abstands einer Leitplanke relativ zur Fahrbahn 4 erfasst, wie sie sich typischerweise aus praktischen Gründen des Straßenbaus ergeben. Der Verlauf des Abstands kann dabei anhand mehrerer erfasster Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d, 20e erfasst werden und als charakteristisches Merkmal verwendet werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen erfolgt eine Lokalisierung des Fahrzeugs 1 entlang der Längserstreckung x der Fahrbahn 4. Dazu wird das erfasste Ist-Höhenprofil 10a mit entlang der Längserstreckung x erfassten Referenz-Höhenprofilen 20a, 20b, 20c, 20d, 20e verglichen und ein Referenz-Höhenprofil 20a, 20b, 20c, 20d, 20e wird ermittelt. Die diesem Referenz-Höhenprofil 20a, 20b, 20c, 20d, 20e zugeordnete Referenz-Position x₁, x₂, x₃, x₄ wird als aktuelle Ist-Position bestimmt. Dabei wird insbesondere der potentielle Versatz Δy der Höhenprofile zueinander berücksichtigt.
In weiteren Ausführungsbeispielen werden zur Bestimmung einer Ist-Position relativ zur Längserstreckung x der Fahrbahn 4 mehrere an verschiedenen, insbesondere aufeinanderfolgenden Ist-Positionen erfasste Ist-Höhenprofile 10e zusammengefasst und mit verschiedenen Referenz-Positionen x₁, x₂, x₃, x₄ zugeordneten Referenzkartendaten verglichen. Dies kann etwa eine besonders sichere Bestimmung der Ist-Position erlauben, da hier die Daten mehrerer Höhenprofile berücksichtigt werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen werden die erfassten Referenz-Höhenprofile 20a, 20b, 20c, 20d, 20e und/oder Ist-Höhenprofile 10e geglättet oder gemittelt, wobei beispielsweise ein gleitender Durchschnitt entlang der Richtung der Breitenerstreckung y und/oder der Längserstreckung x der Fahrbahn 4 gebildet wird. Auf diese Weise kann Rauschen bei der Detektion oder es können kleinere Abweichungen, etwa durch Objekte auf der Straße, unterdrückt werden.
Mit Bezug zu 5 wird die Bestimmung einer Verschiebung zwischen einem Referenz-Höhenprofil und einem Ist-Höhenprofil erläutert. Dabei wird von dem oben erläuterten erfindungsgemäßen System und Verfahren ausgegangen.
Dargestellt sind ein Referenz-Höhenprofil 20e, das von dem Referenzfahrzeug 2 erfasst wurde, und ein Ist-Höhenprofil 10e, das von dem Fahrzeug 1 erfasst wurde. Das Referenzfahrzeug 2 und das Fahrzeug 1 befahren nicht genau die gleiche Trajektorie auf der Fahrbahn 4, sondern insbesondere ihre lateralen Positionen relativ zur Quererstreckungsrichtung y der Fahrbahn 4 unterscheiden sich. Die Höhenprofile, die in Richtung der Quererstreckung y erfasst werden, sind daher aus der Perspektive des Referenzfahrzeugs 2 und des Fahrzeugs 1 relativ zueinander verschoben.
Der Versatz der Höhenprofile 10e, 20e zueinander ist in 5 als Δy bezeichnet und kann etwa anhand charakteristischer Merkmale 5a, 5b, 5c, die sowohl im Referenz-Höhenprofil 20e als auch im Ist-Höhenprofil 10e detektiert werden, bestimmt werden. Dies ist anhand von Pfeilen 6a, 6b, 6c dargestellt, welche die Verschiebung Δy der charakteristischen Merkmale 5a, 5b, 5c zueinander verdeutlichen. Anhand der Verschiebung Δy kann die laterale Position des Fahrzeugs 1 bestimmt werden, wobei zunächst eine laterale Position relativ zur Position des Referenzfahrzeugs 2 bestimmt wird und anhand dieser relativen Position eine absolute laterale Position des Fahrzeugs 1 bestimmt werden kann, sofern die absolute laterale Position des Referenzfahrzeugs 2 bekannt ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Referenzfahrzeug
3: Externer Server
4: Fahrbahn
5a, 5b, 5c: Charakteristische Merkmale
6a, 6b, 6c: Pfeile
10: Fahrzeug-Erfassungsbereich
10e: Ist-Höhenprofil
11: Fahrzeug-Sensoren
12: Fahrzeug-Steuereinheit
20: Referenzfahrzeug-Erfassungsbereich
20a, 20b, 20c, 20d, 20e: Referenz-Höhenprofil
21: Referenzfahrzeug-Sensoren
22: Referenzfahrzeug-Steuereinheit
R: Fahrtrichtung
x: Längserstreckung
y: Quererstreckung, laterale Richtung
x1, x2, x3, x4: Referenz-Position
Δy: Versatz, Offset

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (1) auf einer Fahrbahn (4), wobei ein Referenzfahrzeug (2) auf der Fahrbahn (4) geführt wird, wobei durch Referenzfahrzeug-Sensoren (21) eine Referenz-Position (x₁, x₂, x₃, x₄) und ein Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einer lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs (2) erfasst werden, wobei das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) eine lokale Unebenheit der lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs (2) umfasst, anhand der Referenz-Position (x₁, x₂, x₃, x₄) und des Referenz-Höhenprofils (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) Referenzkartendaten erzeugt und an das Fahrzeug (1) übertragen werden, das Fahrzeug (1) auf der Fahrbahn (4) geführt wird, wobei durch Fahrzeug-Sensoren (11) ein Ist-Höhenprofil (10e) einer lokalen Umgebung des Fahrzeugs (1) erfasst wird, durch einen Vergleich des Ist-Höhenprofils (10e) mit den Referenzkartendaten eine Ist-Position des Fahrzeugs (1) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) und das Ist-Höhenprofil (10e) entlang einer Quererstreckung (y) der Fahrbahn (4) erfasst werden und die Ist-Position des Fahrzeugs (1) relativ zur Quererstreckung (y) der Fahrbahn (4) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) und/oder das Ist-Höhenprofil (10e) ferner eine Neigung der Fahrbahn (4) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Position des Fahrzeugs (1) ferner anhand eines Trägheitsnavigationssystems und/oder eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Referenz-Höhenprofils (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) charakteristische Merkmale bestimmt werden und die Referenzkartendaten die bestimmten charakteristischen Merkmale umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristischen Merkmale eine seitliche Begrenzung und/oder eine Rille der Fahrbahn (4) umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Referenzfahrzeug-Sensoren (21) ferner Referenzfahrzeug-Bilddaten der Fahrbahn (4) erfasst werden und die Referenzkartendaten ferner anhand der Referenzfahrzeug-Bilddaten erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Fahrzeug-Sensoren (11) ferner Fahrzeug-Bilddaten der Fahrbahn (4) erfasst werden und anhand der Fahrzeug-Bilddaten Objekte auf der Fahrbahn (4) erkannt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vergleich des Ist-Höhenprofils (10e) mit den Referenzkartendaten eine Verschiebung des Ist-Höhenprofils (10e) gegenüber dem Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkartendaten eine Vielzahl von Referenzpositionen (x₁, x₂, x₃, x₄) und Referenz-Höhenprofilen (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) entlang einer Längserstreckung (x) der Fahrbahn (4) umfassen und die Ist-Position des Fahrzeugs (1) relativ zur Längserstreckung (x) der Fahrbahn (4) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) und/oder das Ist-Höhenprofil (10e) mit einer Auflösung von unter 20 cm, besonders bevorzugt unter 10 cm, erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner das erfasste Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) und/oder Ist-Höhenprofil (10e) gemittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkartendaten an einen externen Server (3) übertragen und durch den externen Server (3) gespeichert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner anhand des Ist-Höhenprofils (10e) neue Referenzkartendaten erzeugt werden.
System zum Bestimmen einer Position eines Fahrzeugs (1) auf einer Fahrbahn (4) mit einem Referenzfahrzeug (2), das auf der Fahrbahn (4) führbar ist, wobei durch Referenzfahrzeug-Sensoren (21) eine Referenz-Position (x₁, x₂, x₃, x₄) und ein Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) einer lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs (2) erfassbar sind, wobei das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) eine lokale Unebenheit der lokalen Umgebung des Referenzfahrzeugs (2) umfasst, anhand der Referenz-Position (x₁, x₂, x₃, x₄) und des Referenz-Höhenprofils (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) Referenzkartendaten erzeugbar und an das Fahrzeug (1) übertragbar sind, das Fahrzeug (1) auf der Fahrbahn (4) führbar ist, wobei durch Fahrzeug-Sensoren (11) ein Ist-Höhenprofil (10e) einer lokalen Umgebung des Fahrzeugs (1) erfassbar ist, durch einen Vergleich des Ist-Höhenprofils (10e) mit den Referenzkartendaten eine Ist-Position des Fahrzeugs (1) bestimmbar ist dadurch gekennzeichnet, dass das Referenz-Höhenprofil (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) und das Ist-Höhenprofil (10e) entlang einer Quererstreckung (y) der Fahrbahn (4) erfassbar sind und die Ist-Position des Fahrzeugs (1) relativ zur Quererstreckung (y) der Fahrbahn (4) bestimmbar ist.