DE102017210830A1

DE102017210830A1 - Erzeugen und Verwenden einer Randbebauungskarte

Info

Publication number: DE102017210830A1
Application number: DE102017210830.4A
Authority: DE
Inventors: Axel Jansen
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-12-27

Abstract

Ein Verfahren zum Erstellen einer Randbebauungskarte einer Fahrspur umfasst Schritte des Bestimmens von Hindernisdistanzen, die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur in einer zugeordneten Höhe angeben; des Bestimmens von Distanzverläufen, die jeweils den Verlauf einer der Hindernisdistanzen entlang der Fahrspur in der jeweiligen Höhe angeben; des Abbildens der Distanzverläufe in eine Referenzhöhe; und des Bereitstellens der abgebildeten Distanzverläufe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Randbebauungskarte. Insbesondere betrifft die Erfindung das Erzeugen und Verwenden einer hochgenauen Randbebauungskarte für ein Kraftfahrzeug.
Ein Kraftfahrzeug ist mit einem Navigationssystem ausgestattet, das es ihm erlaubt, seine eigene Position zu bestimmen, beispielsweise mittels eines Empfängers für ein Satellitennavigationssystem, und in Relation zu Positionen anderer Gegenstände zu setzen, wobei die Informationen in einem Kartenspeicher abgelegt sind. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung für das Kraftfahrzeug beträgt üblicherweise ca. ein Meter und Informationen in einem üblichen Kartenspeicher weisen eine ähnliche Genauigkeit auf. Soll das Kraftfahrzeug teilweise oder vollständig autonom in Längs- und/oder Querrichtung gesteuert werden, so sind genauere Informationen bezüglich der Position des Kraftfahrzeugs und Objekten in seiner Umgebung erforderlich.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zum Erzeugen und Verwenden einer Randbebauungskarte, insbesondere im Zusammenhang mit einem teilweise oder vollständig autonom steuerbaren Kraftfahrzeug, anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Nach einem ersten Aspekt umfasst ein Verfahren zum Erstellen einer Randbebauungskarte einer Fahrspur Schritte des Bestimmens von Hindernisdistanzen, die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur in einer zugeordneten Höhe angeben; des Bestimmens von Distanzverläufen, die jeweils den Verlauf einer der Hindernisdistanzen entlang der Fahrspur in der jeweiligen Höhe der zugeordneten Hindernisdistanzen angeben; des Abbildens der Distanzverläufe in eine Referenzhöhe; und des Bereitstellens der abgebildeten Distanzverläufe.
Dadurch ist es möglich, Informationen über Objekte, die seitlich eines Fahrstreifens erfasst werden können, in eine universell nutzbare Form zu bringen, die durch unterschiedliche Applikationen an unterschiedlichen Kraftfahrzeugen ausgenutzt werden kann. Die Informationen über die Randbebauung können derart reduziert sein, dass ihr Speicherverbrauch akzeptabel ist, gleichzeitig detailliert bzw. genau genug, um auch anspruchsvolle Positionier- oder Steueraufgaben des Kraftfahrzeugs unterstützen zu können. Einmal bereitgestellte Distanzverläufe können auf Basis neuer Informationen leicht angepasst werden, ohne die ursprünglichen Originaldaten zu erfordern. Ein Zugriff auf die abgebildeten Distanzverläufe kann rasch erfolgen. Die Distanzverläufe können leicht auf den Verlauf der Fahrspur bezogen werden, sodass ein schneller Zugriff möglich ist. Die erzeugten abgebildeten Distanzverläufe können mittels einer generischen Schnittstelle bereitgestellt werden.
Durch das Abbilden auf die Referenzhöhe können charakteristische Eigenschaften der Distanzverläufe erhalten bleiben, während die Daten gleichzeitig leichter verarbeitet werden können. Ein erforderlicher Speicherplatz kann verringert sein. Die Referenzhöhe ist bevorzugt fest vorbestimmt und liegt bevorzugt innerhalb eines Höhenbereichs, der durch die Hindernisdistanzen abgedeckt ist. Die Referenzhöhe kann mit der vorbestimmten Höhe einer der Hindernisdistanzen zusammenfallen. Die Referenzhöhe ist üblicherweise bezogen auf eine vertikale Höhe über der Fahrspur und kann in einer weiter bevorzugten Ausführungsform null betragen.
Es ist bevorzugt, dass zueinander identische Abschnitte der abgebildeten Distanzverläufe auf einen Abschnitt reduziert werden. Abschnitte, auf denen mehrere Distanzverläufe übereinanderliegen, können so platzsparend abgelegt werden. Es kann bestimmt werden, wie weit die Abschnitte auseinander liegen dürfen, um noch als identisch angesehen zu werden. Ein derartiger Abstand kann beispielsweise einige Zentimeter oder Millimeter betragen.
Es ist weiter bevorzugt, dass die abgebildeten Distanzverläufe in vektorieller Form abgelegt werden. Einerseits kann dadurch der Speicherbedarf für die abgebildeten Distanzverläufe weiter reduziert sein, andererseits kann die Genauigkeit leicht angepasst bzw. in Abhängigkeit eines umgebenden Systems gewählt werden. Potentiell ist die erreichbare Genauigkeit deutlich höher als bei einer Abspeicherung, die sich auf ein vorbestimmtes Raster der Umgebung bezieht.
Es ist von besonderem Vorteil, dass die Hindernisdistanzen aus unterschiedlichen Datenquellen stammen können. Dabei ist es auch möglich, unterschiedliche Datenquellen miteinander zu fusionieren. Die Genauigkeit oder Zuverlässigkeit der generierten Daten kann so gesteigert sein. Bereits bestehende Datensammlungen können verbessert genutzt werden, auch nachträglich, um bereits bestehende Distanzverläufe zu verbessern oder genauer zu machen. Beispielsweise können kartographische Daten von Objekten entlang der Fahrspur genauso verwendet werden wie aktuelle Abtastungen, die an Bord des Kraftfahrzeugs erstellt werden.
Die abgebildeten Distanzverläufe können zusammen mit einem Hinweis auf eine zugrunde liegende Datenquelle der Hindernisdistanzen bereitgestellt werden. Dadurch ist es verbessert möglich, seitens einer die Randbebauungskarte verwendenden Applikation zu beurteilen, welche Qualität, Aktualität oder Intention die Datenquelle hatte, auf deren Basis die Hindernisdistanzen bestimmt wurden. Unter mehreren abgebildeten Distanzverläufen kann einer ausgewählt werden, der auf eine vorbestimmte Datenquelle zurückgeht.
Die abgebildeten Distanzverläufe können ferner zusammen mit einem Hinweis zur relativen Lage von Punkten entlang der Fahrspur bereitgestellt werden. Die Randbebauungskarte kann dadurch besser verwaltet werden. Insbesondere kann ein Zugriff auf Distanzverläufe leichter bzw. schneller erfolgen. Die abgebildeten Distanzverläufe können besser auf Positionen bezogen werden, die ebenfalls bezüglich Punkten entlang der Fahrspur definiert sind, etwa die Positionen von sichtbaren Objekten entlang der Fahrspur.
Für einen Abschnitt der abgebildeten Distanzverläufe entlang der Fahrspur kann ein Hinweis auf ein Objekt bereitgestellt werden, welches den hindernisfreien Raum eines der Distanzverläufe in Tiefenrichtung begrenzt. Die Tiefenrichtung erstreckt sich bevorzugt senkrecht zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs in einer Richtung parallel zu einem Untergrund, insbesondere einer Fahrspur, oder parallel zur Normal-Null-Fläche. Anders ausgedrückt kann bei den abgebildeten Distanzverläufen angegeben sein, welches Objekt den Distanzverlauf an einer vorbestimmten Stelle entlang der Fahrspur begrenzt. Die Auswertung bzw. Nutzung der abgebildeten Distanzverläufe kann dadurch weiter verbessert werden.
Vor dem Bestimmen eines Distanzverlaufs kann die Oberfläche eines Objekts bestimmt werden, welches den hindernisfreien Raum in Tiefenrichtung begrenzt. So kann beispielsweise ein Messfehler, ein Messrauschen oder eine saisonale Abweichung von Vergleichswerten besser interpretiert werden. Handelt es sich beispielsweise bei dem Objekt um einen Baum oder Strauch, so ist bei einer wiederholten Abtastung mit einer größeren Abweichung zu rechnen als beispielsweise bei einem Bauwerk wie einem Haus.
Die Oberfläche zwischen bestimmten Hindernisdistanzen kann interpoliert werden. Die abgetastete Oberfläche kann so durch Nachbearbeitung geschlossen werden. Vegetation wie ein Strauch kann so weniger realistisch, aber dafür besser verarbeitbar und somit nützlicher modelliert werden.
Es ist weiter bevorzugt, dass ein Rauschen der Hindernisdistanzen reduziert wird. Dazu kann insbesondere ein Tiefpassfilter verwendet werden. Es können auch mehrere Rauschfilter an unterschiedlichen Zwischen- oder Endergebnissen des Verfahrens eingesetzt werden. Die Vergleichbarkeit der erzielbaren abgebildeten Distanzverläufe mit beispielsweise aktuellen Messungen kann dadurch erhöht werden.
Allgemein ist bevorzugt, dass Abschnitte der abgebildeten Distanzverläufe in Kacheln organisiert werden, wobei für jede Kachel ein Hinweis auf eine andere Karteninformation desselben Abschnitts bereitgestellt ist. Die Kacheln können insbesondere auf eine Weise gebildet werden, wie sie beim Navigation Data Standard (NDS) verwendet wird. Dabei können die abgebildeten Distanzverläufe auf einer dedizierten Kartenebene, insbesondere Ebene 13, abgelegt und bevorzugt mit Objekten oder Elementen anderer Ebenen referenziert werden.
Eine Vorrichtung zur Erstellung einer Randbebauungskarte einer Fahrspur umfasst eine Schnittstelle zur Aufnahme von Hindernisdistanzen, die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur in einer zugeordneten Höhe angeben; eine Speichervorrichtung und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, auf Basis der bestimmten Hindernisdistanzen Distanzverläufe zu bestimmen, die jeweils den Verlauf einer Hindernisdistanz entlang der Fahrspur in einer vorbestimmten Höhe beschreiben. Weiter ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die bestimmten Distanzverläufe auf eine Referenzhöhe abzubilden und die abgebildeten Distanzverläufe bereitzustellen.
Die Vorrichtung kann beispielsweise an Bord eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Die Verarbeitungseinrichtung kann insbesondere einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen. Die Vorrichtung und insbesondere die Verarbeitungseinrichtung können dazu eingerichtet sein, das oben beschriebene Verfahren ganz oder teilweise durchzuführen. Dazu kann das Verfahren in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Merkmale und Vorzüge des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden und umgekehrt.
Nach einem zweiten Aspekt umfasst ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines Kraftfahrzeugs entlang einer Fahrspur Schritte des Bestimmens von Hindernisdistanzen, die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur in einer zugeordneten Höhe angeben; des Bestimmens von Distanzverläufen, die jeweils den Verlauf einer der Hindernisdistanzen entlang der Fahrspur in der jeweiligen Höhe angeben; des Abbildens der Distanzverläufe in eine Referenzhöhe; des Vergleichens der abgebildeten Distanzverläufe mit vorbestimmten, abgebildeten Distanzverläufen, denen ein Hinweis auf die Lage wenigstens eines Punkts entlang der Fahrspur zugeordnet ist; und des Bestimmens der Position des Kraftfahrzeugs auf der Basis des wenigstens einen Punkts.
Das Bestimmen der abgebildeten Distanzverläufe kann erfolgen wie im oben angegebenen Verfahren, wobei die Hindernisdistanzen bevorzugt aktuell vom Kraftfahrzeug aus abgetastet werden. Die abgebildeten Distanzverläufe können dann mit den abgebildeten Distanzverläufen verglichen werden, die nach dem oben beschriebenen Verfahren in einer Randbebauungskarte abgelegt sein können. Das Bestimmen der Position des Kraftfahrzeugs bezüglich der abgebildeten Distanzverläufe ist eine bevorzugte Anwendung der Ergebnisse des oben beschriebenen Verfahrens. Die Position des Kraftfahrzeugs entlang der Fahrspur kann schnell und mit sehr hoher Genauigkeit bestimmt werden. Dadurch kann beispielsweise ein Verfahren zum Steuern des Kraftfahrzeugs in Längs- und/oder Querrichtung auf der Basis der hochgenau bestimmten Position des Kraftfahrzeugs verbessert funktionieren.
Eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeugs entlang einer Fahrspur umfasst eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung von Hindernisdistanzen, die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur in einer zugeordneten Höhe angeben; eine Datenquelle für eine Randbebauungskarte; und eine Verarbeitungseinrichtung. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu eingerichtet, auf Basis der bestimmten Hindernisdistanzen wenigstens einen Distanzverlauf zu bestimmen, der den Verlauf einer Hindernisdistanz entlang der Fahrspur in einer vorbestimmten Höhe angibt; den Distanzverlauf in eine vorbestimmte Höhe abzubilden; den abgebildeten Distanzverlauf mit einem vorbestimmten Distanzverlauf aus der Datenquelle zu vergleichen, wobei dem vorbestimmten Distanzverlauf ein Hinweis auf die Lage wenigstens eines Punkts entlang der Fahrspur zugeordnet ist; und die Position des Kraftfahrzeugs auf Basis des wenigstens einen Punkts zu bestimmen.
Die Vorrichtung kann an Bord eines Kraftfahrzeugs angeordnet werden. Die Verarbeitungseinrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, das oben beschriebene Verfahren des zweiten Aspekts ganz oder teilweise durchzuführen. Vorzüge oder Merkmale des Verfahrens können auf die Vorrichtung bezogen werden. Zur Ausgestaltung der Vorrichtung oder der Verarbeitungseinrichtung sind die oben bezüglich des ersten Aspekts genannten Freiheitsgrade möglich.
Nach einem weiteren Aspekt umfasst ein Kraftfahrzeug eine der oben genannten Vorrichtungen. Es kann auch eine Vorrichtung vorgesehen sein, die die Merkmale beider Vorrichtungen erfüllt bzw. dazu eingerichtet ist, beide oben beschriebenen Verfahren ganz oder teilweise durchzuführen.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:

1 ein Kraftfahrzeug auf einer Fahrspur,
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen einer Randbebauungskarte;
3 ein übergeordnetes Diagramm zur Erzeugung einer Randbebauungskarte;
4 beispielhafte Darstellungen von Informationen während der Erstellung von Daten für eine Randbebauungskarte; und
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Positionieren eines Kraftfahrzeugs auf der Basis von Daten einer Randbebauungskarte

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100 auf einer exemplarischen Fahrspur 105. 1A zeigt eine Ansicht des Kraftfahrzeugs 100 von hinten und 1B von oben. Dabei sind einige Details in 1B nicht wiederholt. Im Folgenden werden beide Darstellungen gemeinsam beschrieben.
Die Fahrspur 105 erstreckt sich hier exemplarisch zwischen Begrenzungen 110, die beispielsweise als Fahrbahnmarkierungen, mechanische Begrenzungen wie einen Bordstein oder theoretische Begrenzungen wie eine Trajektorie gebildet sein können. Zur leichteren Bezugnahme kann die Fahrspur 105 auf eine Basislinie 115 reduziert werden, die sich beispielsweise mittig zwischen den Begrenzungen 110 erstreckt. Es wird davon ausgegangen, dass sich das Kraftfahrzeug 100 entlang der Basislinie 115 bewegt.
Auf einer Seite des Kraftfahrzeugs 100 - in der Darstellung von 1 rechts, in einer anderen Ausführungsform zusätzlich oder alternativ auch links - können sich eines oder mehrere Objekte 120 befinden, die einen hindernisfreien Raum seitlich des Kraftfahrzeugs 100 bzw. seitlich der Fahrspur 105 begrenzen. Der Raum seitlich der Fahrspur 105 ist bis zu einer Oberfläche der Objekte 120 hindernisfrei. Dieser Abstand kann in unterschiedlichen Höhen 125 über der Fahrspur 105 bestimmt werden, wobei sich jeweils eine zugeordnete Objekt- oder Hindernisdistanz 130 ergibt.
Entlang der Fahrspur 105 bilden die Hindernisdistanzen 130 in den unterschiedlichen Höhen 125 jeweils einen Distanzverlauf 135, der in 1B sichtbar ist. Der Distanzverlauf 135 entspricht üblicherweise dem Verlauf der kleinsten Distanz, die in der zugeordneten Höhe 125 in seitlicher Richtung zwischen der Fahrspur 105 und einem Objekt 120 besteht. Liegen mehrere Objekte 120 von der Fahrspur 105 aus gesehen hintereinander, so kann sich ein Distanzverlauf 135 ergeben, der an unterschiedlichen Abschnitten 140 auf unterschiedliche Objekte 120 bezogen ist.
Es wird vorgeschlagen, Distanzverläufe 135 unterschiedlicher Höhen 125 auf eine gemeinsame Höhe über der Fahrbahn 105 zu beziehen bzw. abzubilden. Die abgebildeten Distanzverläufe 135 können dann eine Randbebauungskarte bilden oder Randbebauungsinformationen zu einer existierenden Karte hinzufügen. Die abgebildeten Distanzverläufe 135 können charakteristisch für eine Stelle oder einen Abschnitt 140 der Fahrspur 105 sein. Durch Vergleichen aktuell bestimmter abgebildeter Distanzverläufe mit zuvor abgespeicherten Distanzverläufen kann eine Position entlang der Fahrspur 105 mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
An Bord des Kraftfahrzeugs 100 ist bevorzugt eine Vorrichtung 150 angeordnet, die in unterschiedlichen Ausführungsformen zum Generieren von Randbebauungsinformationen oder zum Bestimmen der Position des Kraftfahrzeugs 100 auf der Basis abgetasteter und vorbestimmter Randbebauungsinformationen verwendet werden kann. Die Vorrichtung 150 umfasst bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung 155, eine Speichervorrichtung 160, eine Abtasteinrichtung 165 zum Bestimmen von Hindernisdistanzen 130, sowie bevorzugt eine Positioniereinrichtung 170. Optional kann eine Kommunikationsschnittstelle 175 zur insbesondere drahtlosen Kommunikation mit einer Einrichtung außerhalb des Kraftfahrzeugs 100 vorgesehen sein. Weiter optional ist eine Abtasteinrichtung 180 vorgesehen, um eine relative Position oder Geschwindigkeit entlang der Fahrspur 105 abzutasten. Die Abtasteinrichtung 180 kann beispielsweise ein Hodometer umfassen, das beispielsweise mittels Drehzahlsensoren von Rädern des Kraftfahrzeugs 100 eine zurückgelegte Strecke bzw. eine gefahrene Geschwindigkeit bestimmen kann.
Die Vorrichtung 150 ist bevorzugt dazu eingerichtet, auf die oben beschriebene Weise auf eine gemeinsame Höhe über der Fahrspur 105 abgebildete Distanzverläufe 135 aufgrund von Abtastungen mittels der Abtasteinrichtung 165 bereitzustellen. Die Abtasteinrichtung 165 kann insbesondere einen Radar-, LiDAR- oder optischen Sensor umfassen. In einer Ausführungsform werden die abgebildeten Distanzverläufe 135 in der Speichervorrichtung 160 abgelegt. In einer anderen Ausführungsform werden sie mit in der Speichervorrichtung 160 abgelegten oder über die Kommunikationsschnittstelle 175 empfangenen vorbestimmten abgebildeten Distanzverläufen verglichen, um die Position des Kraftfahrzeugs 100 entlang der Fahrspur 105 zu bestimmen. Es ist zu beachten, dass das Bereitstellen von abgebildeten Distanzverläufen auch außerhalb des Kraftfahrzeugs 100 stattfinden kann, wobei anstelle der Abtastergebnisse der Abtasteinrichtung 165 bereits erhobene und möglicherweise vorverarbeitete Datenbestände über Hindernisdistanzen 130 verwendet werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens 200 zum Erzeugen einer Randbebauungskarte. Das Verfahren 200 kann auf der Vorrichtung 150 an Bord des Kraftfahrzeugs 100 ausgeführt werden.
In einem Schritt 205 werden Hindernisdistanzen 130 zwischen der Fahrspur 105 und einem oder mehreren Objekten 120, die sich auf einer vorbestimmten Seite neben der Fahrspur 105 an einer vorbestimmten Position befinden, bestimmt. Die Hindernisdistanzen 130 können in einem Schritt 210 einem Rauschfilter unterworfen werden, um eine leichtere Verarbeitung zu ermöglichen. In einem Schritt 215 kann ein Höhenfilter angewandt werden, um nur solche Hindernisdistanzen 130 zu berücksichtigen, die sich zwischen einer vorbestimmten minimalen und einer vorbestimmten maximalen Höhe 125 bezüglich der Fahrspur 105 befinden. Beispielsweise kann ein Höhenbereich zwischen 30 cm und 1,5 m über der Fahrspur 105 berücksichtigt werden.
Die Hindernisdistanzen 130 definieren Oberflächen der Objekte 120. Zur besseren Weiterverarbeitung können die Oberflächen zwischen den einzelnen Abtastungen in einem Schritt 220 interpoliert bzw. geschlossen werden. Einzelmessungen, die keinen erkennbaren Zusammenhang zu einem Objekt 120 haben, können verworfen werden. Ein weiterer Rauschfilter kann in einem Schritt 225 angewandt werden. Einander ähnliche Objekte 120 können in einem Schritt 230 miteinander vereint werden. So können beispielsweise einzelne Bäume zu einer Allee, einzelne Leitplanken zu einer durchgehenden Leitplanke oder einzelne Häuser zu einer Fassade zusammengeschlossen werden.
Werden unterschiedliche Abtasteinrichtungen 165 verwendet, beispielsweise eine optische Kamera und ein Ultraschallsensor, so können die bestehenden Daten bezüglich ihrer Abtastraten in einem Schritt 235 aneinander angepasst werden. In einem Schritt 240 können Distanzverläufe 135 bestimmt werden, wobei ein Distanzverlauf 135 jeweils den Verlauf einer Hindernisdistanz 130 entlang der Fahrspur 105 in einer vorbestimmten Höhe 125 angibt. Die Höhen 125 sind bevorzugt bezüglich der Fahrspur 105 definiert. Ist die Fahrspur 105 nicht eben, so kann eine geometrische Anpassung erfolgen. In einem Schritt 245 werden die zuvor bestimmten Distanzverläufe 135 auf eine gemeinsame Höhe 125 abgebildet. Dies kann insbesondere durch eine Projektion entlang der Höhenrichtung, also allgemein senkrecht zu einer Ebene, in der sich die Fahrspur 105 erstreckt, erfolgen. Die gemeinsame Höhe ist bevorzugt null, liegt also auf der gleichen Höhe oder in der gleichen Ebene wie die Fahrspur 105.
Optional werden in einem Schritt 250 einzelne Abschnitte 140 der abgebildeten Distanzverläufe 135 vereinzelt. Das bedeutet, dass identische Abschnitte 140 zweier oder mehrerer Distanzverläufe 135 auf jeweils nur einem abgebildet werden. In einem Schritt 255 kann einem Abschnitt 140 oder einer Kombination von Hindernisdistanzen 130 an einer Stelle entlang der Fahrspur 105 ein Punkt zugeordnet werden, dessen Position bezüglich der Fahrspur 105, insbesondere in deren Längsrichtung, bekannt ist. Die einzelnen Distanzverläufe 135 können dadurch jeweils an Positionen entlang der Fahrspur 105 gekoppelt werden.
Optional kann in einem Schritt 260 ein Hinweis auf eine Datenquelle 165, 175 einem Abschnitt 140 oder einem Punkt entlang der Fahrspur 105 zugeordnet werden. In entsprechender Weise kann in einem Schritt 265 ein Hinweis auf ein Objekt 120 zugeordnet werden.
Die bereitgestellten Informationen und ggf. Hinweise auf andere Informationen werden bevorzugt in einem Schritt 270 bereitgestellt. Dazu können die Distanzverläufe 135 insbesondere in vektorieller Form, bevorzugt bezüglich der Punkte entlang der Fahrspur 105, angegeben werden. In einer Ausführungsform werden die bereitgestellten Daten in Relation mit weiteren Kartendaten gesetzt, die bezüglich der Fahrspur 105 bereits bekannt sind. Dazu wird insbesondere vorgeschlagen, ein Datenformat zu verwenden, das im Navigation Data Standard definiert ist.
3 ein übergeordnetes Diagramm 300 zur Erzeugung einer Randbebauungskarte 305. Allgemein kann das oben beschriebene Verfahren 200 verwendet werden, nicht nur auf aktuell von einem fahrenden Kraftfahrzeug 100 abgetasteten Hindernisdistanzen 130, sondern alternativ auch auf anderen Datenquellen zu arbeiten. Exemplarisch seien hier als erste Datenquelle 310 Daten einer Road DNA, als zweite Datenquelle 315 Daten einer Hinderniskarte (Obstacle Map) und als dritte Datenquelle 320 dreidimensionale Daten eines Belegungsrasters (3D Occupancy Grid) genannt. Alternative oder weitere Datenquellen sind ebenfalls möglich.
Die unterschiedlichen Datenquellen 130, 310 bis 320 können mittels des oben beschriebenen Verfahrens 200 bearbeitet und bevorzugt miteinander fusioniert werden. Als Ergebnis entsteht eine Randbebauungskarte 305, die beispielsweise in einer zentralen Datenbank 325 abgespeichert werden kann. Bei Bedarf kann von einem Kraftfahrzeug 100 eine Anfrage mittels der Kommunikationsschnittstelle 175 an die zentrale Datenbank 325 gestellt werden, auf welche die abgebildeten Distanzverläufe 135 eines vorbestimmten Abschnitts 140 zurück übermittelt werden können. Die Randbebauungskarte 305 kann auch ganz oder in Teilen an Bord des Kraftfahrzeugs 100 in der Speichervorrichtung 160 abgespeichert werden. Dadurch ist seitens des Kraftfahrzeugs 100 sowohl ein Online- als auch ein Offline-Betrieb möglich. Die erste Datenquelle 310 (Road DNA) ist bekannt von der Firma TomTom. Parallel zu einer Fahrspur 105 werden rechts und links vertikale Projektionsflächen angenommen, die in Kacheln vorbestimmter Größe unterteilt sind. Für jede Kachel wird die Tiefe des hindernisfreien Raums bis zu einem Objekt 120 bestimmt und vermerkt. Symbolisch ist in 3 eine Falschfarbendarstellung der Tiefeninformationen gezeigt.
Die zweite Datenquelle 315 zeigt Hindernisse, die beispielsweise vom Kartendienst HERE bereitgestellt werden können. Diese Hindernisse können auf der Basis einer Fusion unterschiedlicher Sensorabtastungen an Bord eines Kraftfahrzeugs 100 erstellt sein.
Die exemplarische dritte Datenquelle 320 kann ebenfalls vom Kartendienst HERE bereitgestellt sein. Für einen dreidimensionalen Streifen rechts und links der Fahrspur 105 sind einfache geometrische Objekte (Quader) definiert, die alle Objekte 120 beinhalten, die den seitlichen freien Raum zur Fahrspur 105 begrenzen.
Die Randbebauungskarte 305 ist in der Darstellung von 3 perspektivisch, wobei die einzelnen Distanzverläufe 135 jeweils als Linien dargestellt sind.
4 zeigt beispielhafte Darstellungen von Informationen während der Erstellung von Daten für eine Randbebauungskarte 305. 4A zeigt eine Falschfarbendarstellung von Hindernisdistanzen 130 in einer Ansicht quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 100 von 1. Je dunkler ein Bereich dargestellt ist, desto größer ist die zugeordnete Hindernisdistanz 130. Diese Darstellung deckt sich zumindest teilweise mit jener der ersten Datenquelle 310 von 3.
4B zeigt die gleichen Informationen nach Anwendung eines Rauschfilters. 4C zeigt eine Draufsicht auf die auf eine gemeinsame Höhe abgebildeten Distanzverläufe 135. Je weiter ein Distanzverlauf 135 in der Darstellung von 4C oben dargestellt ist, desto größer ist seine Hindernisdistanz 130 zur Fahrspur 105.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines weiteren Verfahrens 500. Das Verfahren 500 kann zum Bestimmen einer Position eines Kraftfahrzeugs 100 auf der Basis einer Randbebauungskarte 305 verwendet werden. Das Verfahren 500 ist insbesondere zum Ablaufen auf einer Vorrichtung 150 an Bord eines Kraftfahrzeugs 100 von 1 eingerichtet.
In einem Schritt 505 wird eine seitliche Umgebung des Kraftfahrzeugs 100 abgetastet und in einem Schritt 510 wird auf der Basis der Abtastungen wenigstens ein Distanzverlauf 135 bestimmt. Diese Schritte werden bevorzugt durch entsprechende Teile des oben beschriebenen Verfahrens 200 realisiert.
Parallel dazu kann in einem Schritt 515 eine ungefähre Position des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt werden, beispielsweise mittels der Positioniereinrichtung 170. Im Bereich der ungefähren Position wird in einem Schritt 520 aus der Speichervorrichtung 160 oder mittels der Kommunikationsschnittstelle 175 aus der zentralen Datenbank 325 wenigstens ein vorbestimmter Distanzverlauf 135 bestimmt. Dieser vorbestimmte Distanzverlauf 135 wird in einem Schritt 525 mit dem lokal bestimmten Distanzverlauf 135 des Schritts 510 verglichen. Dem vorbestimmten Distanzverlauf 135 ist wenigstens ein Punkt zugeordnet, der auf der Fahrspur 105 liegt und dem bevorzugt eine geographische Position zugeordnet ist. Auf Basis des Vergleichs und diesem Punkt kann in einem Schritt 530 die Position des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt werden. Aufgrund der Genauigkeit der bestimmten Distanzverläufe 135 und ihrer bevorzugt vektoriellen Abspeicherung kann die Position mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Es ist zu beachten, dass die Bestimmung nicht nur auf eine Fahrzeugseite eingeschränkt ist, sondern auf einer beliebigen Fahrzeugseite oder beiden Fahrzeugseiten durchgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste

100: Kraftfahrzeug
105: Fahrspur
110: Begrenzung
115: Basislinie
120: Objekt
125: Höhe
130: Hindernisdistanz
135: Distanzverlauf
140: Abschnitt
150: Vorrichtung
155: Verarbeitungseinrichtung
160: Speichervorrichtung
165: Abtasteinrichtung
170: Positioniereinrichtung
175: Kommunikationsschnittstelle
180: Abtasteinrichtung
200: Verfahren
205: Bestimmen Hindernisdistanzen
210: Rauschfilter
215: Höhenfilter
220: Objektoberfläche
225: Rauschfilter auf Objekt
230: Vereinen ähnlicher Objekte
235: Abtastraten anpassen
240: Bestimmen Distanzverläufe
245: Abbilden Distanzverläufe auf gemeinsame Höhe
250: Vereinzeln
255: Zuordnen Punkt entlang Fahrspur
260: Zuordnen Datenquelle
265: Zuordnen Objekt
270: Bereitstellen
300: Diagramm
305: Randbebauungskarte
310: erste Datenquelle (Road DNA)
315: zweite Datenquelle (Obstacle Map)
320: dritte Datenquelle (3D Occupancy Grid)
325: zentrale Datenbank
500: Verfahren
505: Abtasten Umgebung
510: Bestimmen Distanzverlauf
515: Bestimmen ungefähre Position
520: Bestimmen vorbestimmter Distanzverlauf
525: Vergleichen
530: Position bestimmen

Claims

Verfahren (200) zum Erstellen einer Randbebauungskarte (305) einer Fahrspur (105), wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst: - Bestimmen (205) von Hindernisdistanzen (130), die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur (105) in einer zugeordneten Höhe (125) angeben; - Bestimmen (240) von Distanzverläufen (135), die jeweils den Verlauf einer der Hindernisdistanzen (130) entlang der Fahrspur (105) in der jeweiligen Höhe (125) angeben; - Abbilden (245) der Distanzverläufe (135) in eine Referenzhöhe (125); - Bereitstellen (270) der abgebildeten Distanzverläufe (135).
Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei zueinander identische Abschnitte (140) der abgebildeten Distanzverläufe (135) auf einen Abschnitt (140) reduziert werden.
Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die abgebildeten Distanzverläufe (135) in vektorieller Form abgelegt (270) werden.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Hindernisdistanzen (130) aus unterschiedlichen Datenquellen (130, 310, 315, 320) stammen.
Verfahren (200) nach Anspruch 4, wobei die abgebildeten Distanzverläufe (135) zusammen mit einem Hinweis auf eine zugrunde liegende Datenquelle (130, 310, 315, 320) der Hindernisdistanzen (130) bereitgestellt (260) werden.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die abgebildeten Distanzverläufe (135) zusammen mit einem Hinweis zur relativen Lage von Punkten entlang der Fahrspur (105) bereitgestellt (255) werden.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für einen Abschnitt (140) der abgebildeten Distanzverläufe (135) entlang der Fahrspur (105) ein Hinweis auf ein Objekt (120) bereitgestellt (265) wird, welches den hindernisfreien Raum eines der Distanzverläufe (135) in Tiefenrichtung begrenzt.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei vor dem Bestimmen eines Distanzverlaufs (135) die Oberfläche eines Objekts (120) bestimmt (220) wird, welches den hindernisfreien Raum in Tiefenrichtung begrenzt.
Verfahren (200) nach Anspruch 8, wobei die Oberfläche zwischen bestimmten Hindernisdistanzen (130) interpoliert (220) wird.
Verfahren (200) nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein Rauschen der Hindernisdistanzen (130) reduziert (210, 225) wird.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Abschnitte (140) der abgebildeten Distanzverläufe (135) in Kacheln organisiert werden, und für jede Kachel ein Hinweis auf eine andere Karteninformation desselben Abschnitts (140) bereitgestellt ist.
Vorrichtung (150) zur Erstellung einer Randbebauungskarte (305) einer Fahrspur (105), wobei die Vorrichtung (150) folgendes umfasst: - eine Schnittstelle (165, 175) zur Aufnahme von Hindernisdistanzen (130), die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur (105) in einer zugeordneten Höhe (125) angeben; - eine Speichervorrichtung (160); und - eine Verarbeitungseinrichtung (155), die dazu eingerichtet ist, o auf Basis der bestimmten Hindernisdistanzen (130) Distanzverläufe (135) zu bestimmen, die jeweils den Verlauf einer Hindernisdistanz (130) entlang der Fahrspur (105) in einer vorbestimmten Höhe (125) beschreiben; o die bestimmten Distanzverläufe (135) auf eine Referenzhöhe (125) abzubilden; und o die abgebildeten Distanzverläufe (135) bereitzustellen.
Verfahren (500) zum Bestimmen der Position eines Kraftfahrzeugs (100) entlang einer Fahrspur (105), wobei das Verfahren (500) folgende Schritte umfasst: - Bestimmen (205) von Hindernisdistanzen (130), die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur (105) in einer zugeordneten Höhe (125) angeben; - Bestimmen (240) von Distanzverläufen (135), die jeweils den Verlauf einer der Hindernisdistanzen (130) entlang der Fahrspur (105) in der jeweiligen Höhe (125) angeben; - Abbilden (245) der Distanzverläufe (135) in eine Referenzhöhe (125); - Vergleichen (525) der abgebildeten Distanzverläufe (135) mit vorbestimmten, abgebildeten Distanzverläufen (135), denen ein Hinweis auf die Lage wenigstens eines Punkts entlang der Fahrspur (105) zugeordnet ist; und - Bestimmen (530) der Position des Kraftfahrzeugs (100) auf der Basis des wenigstens einen Punkts.
Vorrichtung (150) zur Bestimmung einer Position eines Kraftfahrzeugs (100) entlang einer Fahrspur (105), wobei die Vorrichtung (150) folgendes umfasst: - eine Abtasteinrichtung (165) zur Bestimmung von Hindernisdistanzen (130), die jeweils die Tiefe eines hindernisfreien Raums seitlich der Fahrspur (105) in einer zugeordneten Höhe (125) angeben; - eine Datenquelle (130, 310, 315, 320) für eine Randbebauungskarte (305); und - eine Verarbeitungseinrichtung (155), die dazu eingerichtet ist, o auf Basis der bestimmten Hindernisdistanzen (130) wenigstens einen Distanzverlauf (135) zu bestimmen, der den Verlauf einer Hindernisdistanz (130) entlang der Fahrspur (105) in einer vorbestimmten Höhe (125) angibt; o den Distanzverlauf (135) in eine vorbestimmte Höhe (125) abzubilden; o den abgebildeten Distanzverlauf (135) mit einem vorbestimmten Distanzverlauf (135) aus der Datenquelle (130, 310, 315, 320) zu vergleichen, wobei dem vorbestimmten Distanzverlauf (135) ein Hinweis auf die Lage wenigstens eines Punkts entlang der Fahrspur (105) zugeordnet ist; und o die Position des Kraftfahrzeugs (100) auf Basis des wenigstens einen Punkts zu bestimmen.
Kraftfahrzeug (100) mit einer Vorrichtung (150) nach Anspruch 12 oder 14.