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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Kartendaten zwischen einem Fahrzeug und einer fahrzeugexternen zentralen Speichereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 103 54 850 A1 ist eine Kartendaten-Verarbeitungseinheit bekannt, die eine Funktion zur Aktualisierung von Kartendaten und einen Anzeigeabschnitt zum Durchführen verschiedener Anzeigetypen aufweist. Die Kartendaten-Verarbeitungseinheit umfasst eine Anzeige eines Verarbeitungsergebnisses der Kartendaten, einen Betätigungsabschnitt zum Durchführen von Eingangsbetätigungen für eine Verarbeitung der Kartendaten und einen Steuerabschnitt zum Durchführen einer gesamten Steuerung. Weiterhin umfasst die Kartendaten-Verarbeitungseinheit einen Aktualisierungsdaten-Eingabeabschnitt für eine Eingabe von Aktualisierungsdaten zur Aktualisierung der Kartendaten in eine letzte Version der Kartendaten, einen Gruppenaktualisierungsabschnitt zum kollektiven Aktualisieren aller Kartendaten in die letzte Version der Kartendaten gemäß von dem Aktualisierungsdaten-Eingabeabschnitt zugeführten Aktualisierungsdaten, einen dynamischen Aktualisierungsabschnitt zum Aktualisieren der Kartendaten in die letzte Version der Kartendaten gemäß den von dem Aktualisierungsdaten-Eingabeabschnitt zugeführten Aktualisierungsdaten zu jeder Zeit, zu der die Kartendaten notwendig werden, einen Aktualisierungsverfahren-Auswahlabschnitt zum Auswählen des Gruppenaktualisierungsabschnitts oder des dynamischen Aktualisierungsabschnitts als Antwort auf die Aktualisierungsdaten und einen Kartendaten-Speicherabschnitt zum Speichern der Kartendaten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Übertragung von Kartendaten zwischen einem Fahrzeug und einer fahrzeugexternen zentralen Speichereinheit anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In dem Verfahren zur Übertragung von Kartendaten zwischen einem Fahrzeug und einer fahrzeugexternen zentralen Speichereinheit umfassen die Kartendaten Umgebungsinformationen für einen autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs.
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Erfindungsgemäß wird die Übertragung dynamisch an Schwankungen von Übertragungsraten einer Datenverbindung zwischen dem Fahrzeug und der zentralen Speichereinheit angepasst, wobei die Kartendaten zunächst in groben Detailstufen übertragen werden und anschließend mittels einer Übertragung von Daten unter Anwendung zumindest eines Subdivisionsalgorithmus verfeinert werden.
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So genannte High-Definition-Karten, im Folgenden als HD-Karten bezeichnet, sind für einen Betrieb automatisierter Fahrsysteme erforderlich. Die HD-Karten repräsentieren eine Umgebung eines ein solches automatisiertes Fahrsystem umfassenden Fahrzeugs mit einer definierten Sichtweite und umfassen zusätzliche Informationen, welche für einen automatisierten Fahrbetrieb erforderlich sind. Die HD-Karte ist auf einer fahrzeugexternen zentralen Speichereinheit, insbesondere einem so genannten Backendserver, hinterlegt und wird ständig aktualisiert. Die Aktualisierung, auch als Map-Learning bezeichnet, erfolgt beispielsweise auch unter Nutzung von mittels Fahrzeugen erfassten Daten, welche von diesen an die zentrale Speichereinheit übertragen werden. Durch Aggregation solcher Daten können Aussagen zu
- - geänderten Verkehrsführungen,
- - korrektem Fahrverhalten, beispielsweise Fahren in einer Spur,
- - Solltrajektorien, es wird beispielsweise mit Rechtsversatz gefahren oder eine Rettungsgasse gebildet, und
- - einer Topologie der Umgebung des entsprechenden Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Anzahl von Fahrspuren,
abgeleitet werden. Besonders hohe Datenmengen entstehen bei einer hochgenauen Abbildung von ausgedehnten statischen Strukturen, wie beispielsweise Fahrbahnmarkierungen, Fahrbahnbegrenzungen, wie beispielsweise Leitplanken, oder einer Bebauung. Eine hochgenaue Geometrie solcher ausgedehnten Strukturen wird beispielsweise über so genannte Polylines oder Polygone, d. h. verknüpfte Positionen von dreidimensionalen Punkten in der Weit mittels verbindender Kanten, realisiert. Je höher eine Komplexität oder eine erforderliche Genauigkeit der zu repräsentierenden Geometrie ist, desto mehr Punkte muss eine Polyline oder ein Polygon haben.
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Eine Übertragung von Kartendaten zwischen dem autonom fahrenden Fahrzeug und der zentralen Speichereinheit und gegebenenfalls weiteren Fahrzeugen und der zentralen Speichereinheit erfolgt dabei über die Datenverbindung. Ein automatisiert fahrendes Fahrzeug benötigt eine aktuelle HD-Karte mit einer Echtzeitdatenverbindung zum Herunterladen der Kartendaten von der zentralen Speichereinheit. Diese Kartendaten enthalten eine Vielzahl von Daten bzw. Attributen und werden im Voraus mit einem vorgegebenen Horizont geladen. Eine gleichbleibende und ausreichende Verfügbarkeit und Bandbreite der Datenverbindung ist jedoch nicht immer sichergestellt, wobei fehlende Kartendaten oder ein nicht mögliches Hochladen von Kartendaten auf die Speichereinheit zu einer fehlenden oder zumindest reduzierten Systemverfügbarkeit und/oder Leistungsfähigkeit führen können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dagegen aufgrund der an Schwankungen von Übertragungsraten der Datenverbindung angepassten dynamischen Übertragung eine Datenübertragung von komplexen Kartendaten mit Umgebungsinformationen, insbesondere HD-Karten, für einen autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs. Dabei kann aufgrund der Dynamik sichergestellt werden, dass die Kartendaten zunächst zumindest in groben Detailstufen vorliegen und anschließend sukzessive, insbesondere für einen in naher Zukunft befahrenen Umgebungsabschnitt, vervollständigt und somit verfeinert werden. Somit kann sowohl ein Herunterladen der Kartendaten von der fahrzeugexternen Speichereinheit als auch ein Hochladen von mittels Fahrzeugen erfassten Daten im Rahmen eines Map-Learning an die an die zentrale Speichereinheit effizient und unterbrechungsresistent durchgeführt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Übertragung von Kartendaten zwischen einem Fahrzeug und einer fahrzeugexternen zentralen Speichereinheit.
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In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Übertragung von Kartendaten D zwischen einem Fahrzeug 2 und einer fahrzeugexternen zentralen Speichereinheit 3 dargestellt.
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Das Fahrzeug 2 ist insbesondere zur Durchführung eines autonomen Fahrbetriebs ausgebildet. Für einen zuverlässigen autonomen Fahrbetrieb ist es erforderlich, dass das Fahrzeug 2 über eine digitale Karte verfügt, welche stets aktuelle und detaillierte Kartendaten D umfasst.
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Die Kartendaten D sind dabei in der zentralen Speichereinheit 3 hinterlegt und werden auf dieser ständig aktualisiert. Die Aktualisierung der Kartendaten D, auch als Map-Learning bezeichnet, erfolgt dabei unter anderem auch anhand von mittels Fahrzeugen 2 während ihres Fahrbetriebs erfassten Daten, welche von diesen an die zentrale Speichereinheit 3 übertragen werden.
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Die Kartendaten D umfassen unter anderem Umgebungsinformationen für den autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 2 und liegen sowohl in der Speichereinheit 3 als auch im Fahrzeug 2 in einer hochgenauen Repräsentation, beispielsweise als hochgenaue Polylines, Polygone und/oder Splines vor. Diese hochgenaue Repräsentation führt jedoch zu sehr großen zu übertragenen Datenmengen, wofür eine zuverlässige Datenübertragung erforderlich ist. Eine Abschätzung einer beim Hoch- und Herunterladen verfügbaren Datenverbindungsqualität ist im sich bewegenden Fahrzeug 2 jedoch nicht immer sichergestellt.
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Um dennoch eine zuverlässige Datenübertragung der Kartendaten D zwischen dem Fahrzeug 2 und der Speichereinheit 3 sicherzustellen, wird die Übertragung der Kartendaten D dynamisch an Schwankungen von Übertragungsraten einer Datenverbindung 4 zwischen dem Fahrzeug 2 und der zentralen Speichereinheit 3, d. h. an einer Datenverbindungsvolatilität, angepasst.
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Dabei werden die Kartendaten D zunächst in groben Detailstufen, d. h. insbesondere mit einer geringen Anzahl an Polylines sowie Polygon-Punkten und daraus folgend einer geringen Datenmenge, übertragen. Anschließend werden die Kartendaten D mittels einer Übertragung von Daten unter Anwendung zumindest eines Subdivisionsalgorithmus sukzessive verfeinert, wobei hierzu insbesondere weitere Polylines sowie Polygon-Punkte an die entsprechende digitale Karte übertragen und in diese eingefügt werden und somit eine Detaillierungsgrad und damit eine Genauigkeit der Repräsentation erhöht werden.
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In einer möglichen Ausgestaltung wird bei einem für einen Anwendungsfall einer die Kartendaten D nutzenden Anwendung und spezifisch ausreichendem Detaillierungsgrad die Übertragung der zur Detaillierung verwendeten Daten beendet.
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Nach Unterbrechungen der Datenverbindung 4, beispielsweise bei einer Durchfahrung eines Tunnels, wird die Übertragung an der Stelle fortgeführt, an welcher die Unterbrechung stattfand, ohne dass - wie bei klassischen datenblockbasierten Verfahren, ein Neubeginn der Übertragung erforderlich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Speichereinheit
- 4
- Datenverbindung
- D
- Kartendaten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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