DE102019214146A1 - Method for providing an environment model, environment model supply system and computer program - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldmodells (44) wobei aus von Einzelkraftfahrzeugen (12) erfassten und konsolidierten Umfelddaten (18) eine digitale Straßenkarte (36) erzeugt wird, in der ein blinder Fleck (38) klassifiziert wird, und Umfelddaten (18) über diesen blinden Fleck (38) Nachfolgekraftfahrzeugen (48) priorisiert zur Verfügung gestellt werden. Weiter betrifft die Erfindung ein Umfeldmodellbereitstellungssystem (42), das das Verfahren ausführen kann, sowie ein Computerprogramm (54), das bei seiner Ausführung einen Computer zur Ausführung des Verfahrens veranlasst.The invention relates to a method for providing an environment model (44), a digital road map (36) in which a blind spot (38) is classified and environment data (18) is generated from consolidated environment data (18) captured by individual vehicles (12) ) are made available to follow-up vehicles (48) in a prioritized manner via this blind spot (38). The invention also relates to an environment model provision system (42) that can execute the method, as well as a computer program (54) which, when executed, causes a computer to execute the method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldmodelles, insbesondere eines Umfeldmodelles für ein Kraftahrzeug, ein Umfeldmodellbereitstellungsystem sowie ein Computerprogramm.The invention relates to a method for providing an environment model, in particular an environment model for a motor vehicle, an environment model provision system and a computer program.
Kraftahrzeuge werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche den Fahrer bei der Durchführung von Fahrmanövern unterstützen. Ferner werden die Kraftfahrzeuge zunehmend mit hoch- oder vollautomatischen Fahrfunktionen ausgerüstet. Bei den Kraftfahrzeugen kann es sich beispielsweise um Autos, Busse, Lastkraftwagen, sonstige Nutzfahrzeuge oder Landmaschinen handeln.Motor vehicles are increasingly being equipped with driver assistance systems that support the driver in performing driving maneuvers. Furthermore, motor vehicles are increasingly being equipped with highly or fully automatic driving functions. The motor vehicles can be, for example, cars, buses, trucks, other commercial vehicles or agricultural machines.
Für die hoch- oder vollautomatischen Fahrfunktionen sind hochpräzise digitale Straßenkarten erforderlich, um eine sichere und verlässliche Navigation der Kraftfahrzeuge sicherzustellen und Objekte wie Verkehrszeichen oder Fahrbahnmarkierungen zu erkennen. Ferner ist es von Vorteil, wenn diese digitalen Straßenkarten stets den aktuellen Stand der Straßen und Verkehrszeichen aufweisen, um die jeweiligen hoch- oder vollautomatischen Fahrfunktionen zu ermöglichen. Des weiteren weisen heutige Kraftfahrzeuge eine hohe Zahl an Sensoren zur Erfassung ihres Kraftfahrzeugumfelds auf. Beispielsweise werden die von den Sensoren erfassten Umfelddaten dargestellt durch Kamerabilder, Laserbilder, Lidarbilder oder Ultraschallaufnahmen. Mithilfe dieser Sensoren sind die Kraftfahrzeuge in der Lage, ein sogenanntes Umfeldmodell zu erzeugen. Die Sensoren in den Kraftfahrzeugen haben lediglich eine begrenzte Reichweite und können Objekte nur bis zu einer vordefinierten Entfernungsgrenze erfassen. Außerdem können sie auch durch Objekte in ihrem Umfeld temporär oder permanent blockiert sein. Daher tauschen die Kraftfahrzeuge über ein Netzwerk ihre Umfeldmodelle aus. Auf diese Weise ist es möglich, dass Kraftfahrzeuge beispielsweise auch „um die Ecke“ sehen können.
Nachteilig ist, dass die Umfeldmodelle relativ viele Umfelddaten enthalten und auch sehr viele Kraftfahrzeuge ihre Umfelddaten senden. Daher ist es nötig, eine sehr große Datenmenge über das Netzwerk zu verschicken und in den Kraftfahrzeugen eine hohe Rechenleistung zur Verfügung zu stellen, um die große eingehende Datenmenge zu verarbeiten. Dabei wird jedoch nicht berücksichtigt, dass ein großer Teil dieser Umfelddaten für ein Kraftfahrzeug nicht relevant ist, da beispielsweise Objekte innerhalb der Entfernungsgrenze der Sensoren ohnehin von den fahrzeugeigenen Sensoren erkannt werden könnten.The highly or fully automatic driving functions require high-precision digital road maps to ensure safe and reliable navigation of motor vehicles and to recognize objects such as traffic signs or lane markings. It is also advantageous if these digital road maps always have the current status of the roads and traffic signs in order to enable the respective highly or fully automatic driving functions. Furthermore, today's motor vehicles have a large number of sensors for detecting their motor vehicle surroundings. For example, the environment data recorded by the sensors are represented by camera images, laser images, lidar images or ultrasound recordings. With the help of these sensors, the motor vehicles are able to generate a so-called environment model. The sensors in the motor vehicles only have a limited range and can only detect objects up to a predefined distance limit. They can also be temporarily or permanently blocked by objects in their environment. Therefore, the vehicles exchange their environment models via a network. In this way it is possible that motor vehicles can also see “around the corner”, for example.
The disadvantage is that the environment models contain a relatively large amount of environment data and a large number of motor vehicles also send their environment data. It is therefore necessary to send a very large amount of data over the network and to make a high computing power available in the motor vehicle in order to process the large amount of incoming data. However, it is not taken into account that a large part of this environment data is not relevant for a motor vehicle, since, for example, objects within the distance limit of the sensors could be detected by the vehicle's own sensors anyway.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldmodelles für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen.The object of the invention is therefore to propose an improved method for providing an environment model for a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldmodelles mit der Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved with a method for providing an environment model with the combination of features of
Ein Umfeldmodellbereitstellungssystem, das insbesondere dazu ausgebildet ist, das Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldmodelles auszuführen, sowie ein Computerprogramm, das bei seiner Ausführung einen Computer zur Ausführung des Verfahrens zum Bereitstellen eines Umfeldmodelles veranlasst, sind Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche.An environment model provision system, which is designed in particular to execute the method for providing an environment model, as well as a computer program which, when executed, causes a computer to execute the method for providing an environment model, are the subject of the independent claims.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldmodelles weist die folgenden Schritte auf:
- a) Erfassen von Umfelddaten in einem vordefinierten Umfeld durch mehrere in einer vordefinierten Zeitspanne das vordefinierte Umfeld passierende Einzelkraftfahrzeuge mit Hilfe von Sensoren der Einzelkraftfahrzeuge, wobei die Umfelddaten Informationen hinsichtlich der Belegung des vordefinierten Umfeldes durch Objekte aufweisen;
- b) Erkennen für jedes in der vordefinierten Zeitspanne das vordefinierte Umfeld passierende Einzelkraftfahrzeug eines Bereiches des vordefinierten Umfeldes, für den von dem Einzelkraftfahrzeug keine Informationen hinsichtlich einer Belegung durch Objekte bereitgestellt werden, wobei der Bereich innerhalb einer Entfernungsgrenze liegt, für die Umfelddaten durch die Sensoren des Einzelkraftfahrzeuges erfasst werden könnten, die Informationen hinsichtlich der Belegung des Bereichs durch Objekte aufweisen;
- c) Erzeugen einer digitalen Straßenkarte, wobei der erkannte Bereich als blinder Fleck klassifiziert wird;
- d) Bereitstellen der erzeugten digitalen Straßenkarte an wenigstens ein Nachfolgekraftfahrzeug, das das vordefinierte Umfeld nach der vordefinierten Zeitspanne passiert;
- e) Erzeugen eines Umfeldmodells durch das wenigstens eine Nachfolgekraftfahrzeug auf Basis von von Sensoren des wenigstens einen Nachfolgekraftfahrzeuges erfassten Umfelddaten in dem vordefinierten Umfeld und der bereitgestellten digitalen Straßenkarte.
- a) Acquisition of environment data in a predefined environment by a plurality of individual vehicles passing the predefined environment in a predefined period of time with the aid of sensors of the individual vehicles, the environment data having information regarding the occupancy of the predefined environment by objects;
- b) For each individual motor vehicle passing the predefined environment in the predefined period of time, detection of an area of the predefined environment for which the individual motor vehicle does not provide any information regarding occupancy by objects, the area being within a distance limit, for the environment data by the sensors of the Individual motor vehicle could be detected, which have information regarding the occupancy of the area by objects;
- c) generating a digital road map, the recognized area being classified as a blind spot;
- d) providing the generated digital road map to at least one follow-up motor vehicle that passes the predefined surroundings after the predefined period of time;
- e) Generation of an environment model by the at least one follow-up motor vehicle on the basis of environment data recorded by sensors of the at least one follow-up motor vehicle in the predefined environment and the provided digital road map.
Die Einzelkraftfahrzeuge erfassen demgemäß Umfelddaten in einem vordefinierten Umfeld, das heißt in einem bestimmten örtlichen Bereich, in der vordefinierten Zeitspanne, wobei diese von den Einzelkraftfahrzeugen erfassten Umfelddaten konsolidiert werden. Für jedes dieser Einzelfahrzeuge kann nun beispielsweise durch Berechnung erkannt werden, ob das Einzelkraftfahrzeug in dem vordefinierten Umfeld Objekte erkannt hat, die es hätte erkennen müssen, weil seine Sensoren die entsprechende Reichweite aufweisen. Werden nun durch die Konsolidierung der Umfelddaten der mehreren Einzelkraftfahrzeuge Objekte gefunden, die zwar innerhalb der Sensorreichweite eines Einzelkraftfahrzeuges liegen, aber nicht von diesen erfasst wurden, so kann man davon ausgehen, dass das vordefinierte Umfeld von einer Position aus, in der sich dieses Einzelkraftfahrzeug befunden hat, nicht überwachbar ist und somit einen blinden Fleck aufweist. Dieser blinde Fleck kann temporär vorliegen, wenn das Objekt/die Objekte durch beispielsweise ein sich bewegendes Fahrzeug verdeckt wird.Accordingly, the individual motor vehicles capture environment data in a predefined environment, that is to say in a specific local area, in the predefined period of time, this environment data captured by the individual motor vehicles being consolidated. For each of these individual vehicles, it can now be recognized, for example, by calculation whether the individual motor vehicle has recognized objects in the predefined environment that it should have recognized because its sensors have the appropriate range. If the consolidation of the environment data of the multiple individual vehicles finds objects that are within the sensor range of an individual vehicle, but have not been detected by them, it can be assumed that the predefined environment is from a position in which this individual vehicle was located has, cannot be monitored and thus has a blind spot. This blind spot can be temporary if the object (s) is obscured by, for example, a moving vehicle.
Es ist jedoch auch möglich, dass der blinde Fleck permanent vorliegt, z. B. wenn eine Hecke das Objekt/die Objekte verdeckt.However, it is also possible that the blind spot is permanent, e.g. B. when a hedge obscures the object (s).
Um einzelne Fehldetektierungen herauszufiltern, werden nicht nur die Umfelddaten eines einzelnen Einzelkraftfahrzeuges verwendet, sondern die Umfelddaten mehrerer Einzelkraftfahrzeuge werden über einen längeren Zeitraum, nämlich die vordefinierte Zeitspanne, konsolidiert.In order to filter out individual incorrect detections, not only the environment data of a single individual motor vehicle are used, but the environment data of several individual motor vehicles are consolidated over a longer period of time, namely the predefined period of time.
Als Ergebnis erhält man eine digitale Straßenkarte, aus der ersichtlich ist, welcher Bereich des vordefinierten Umfeldes von welchen Positionen der Einzelkraftfahrzeuge aus nicht von den Sensoren erfasst werden können. Diese Bereiche sind für den Austausch von Umfeldmodellen zwischen Einzelkraftfahrzeugen und ihren zeitlich später den Bereich passierenden Nachfolgekraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung, weswegen die erzeugte digitale Straßenkarte, in der der erkannte Bereich als blinder Fleck klassifiziert ist, einem Nachfolgekraftfahrzeug zur Verfügung gestellt wird, das die digitale Straßenkarte verwendet, um ein eigenes Umfeldmodell auf Basis seiner eigenen, von seinen Sensoren erfassten, Umfelddaten zu erzeugen.The result is a digital road map from which it can be seen which area of the predefined environment from which positions of the individual vehicles cannot be detected by the sensors. These areas are of particular importance for the exchange of environment models between individual vehicles and their successor vehicles that later pass the area, which is why the generated digital road map, in which the recognized area is classified as a blind spot, is made available to a successor vehicle, which is the digital road map used to generate its own environment model based on its own environment data recorded by its sensors.
Vorzugsweise handelt es sich bei der erzeugten digitalen Straßenkarte um eine zwar hochaktuelle, jedoch statische Straßenkarte.The generated digital road map is preferably a highly up-to-date, but static road map.
Sowohl die Einzelkraftfahrzeuge als auch die Nachfolgekraftfahrzeuge sind allgemein unter dem oben genannten Begriff „Kraftfahrzeug“ zu subsumieren.Both the individual vehicles and the successor vehicles are generally to be subsumed under the term “motor vehicle” mentioned above.
Vorzugsweise tauscht dann dieses Nachfolgekraftfahrzeug, das das Umfeldmodell auf Basis der bereitgestellten digitalen Straßenkarte erzeugt hat, in einem Schritt f) das erzeugte Umfeldmodell mit einem weiteren Nachfolgekraftfahrzeug aus, wobei dem weiteren Nachfolgekraftfahrzeug Umfelddaten bezüglich des blinden Fleckes priorisiert zu Verfügung gestellt werden.This successor vehicle, which has generated the environment model on the basis of the digital road map provided, then preferably exchanges the generated environment model with a further follower vehicle in a step f), the further follower vehicle being made available with priority given to environment data relating to the blind spot.
Beispielsweise ist es also möglich, die digitale Straßenkarte dazu zu verwenden, lediglich die Umfelddaten bezüglich des blinden Fleckes zwischen Kraftfahrzeugen auszutauschen. Auf diese Weise lässt sich die auszutauschende Datenmenge erheblich reduzieren. Zudem wird die in den Kraftfahrzeugen benötigte Rechenleistung reduziert, was zu Kosteneinsparungen führt.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird ein belegter Bereich des vordefinierten Umfeldes erkannt, für den von jedem Einzelkraftfahrzeug Informationen hinsichtlich einer Belegung durch Objekte bereitgestellt werden, und vorteilhaft dem weiteren Nachfolgekraftfahrzeug Umfelddaten bezüglich des belegten Bereiches nicht zur Verfügung gestellt.For example, it is therefore possible to use the digital road map to exchange only the data on the surroundings with regard to the blind spot between motor vehicles. In this way, the amount of data to be exchanged can be reduced considerably. In addition, the computing power required in the motor vehicle is reduced, which leads to cost savings.
In a particularly preferred embodiment, an occupied area of the predefined environment is recognized for which information is provided by each individual vehicle with regard to occupancy by objects, and environment data relating to the occupied area is advantageously not made available to the further following vehicle.
Somit können Informationen über Objekte, die von überall erkannt werden können und über die daher jedes Einzelkraftfahrzeug Informationen liefert, beim Datenaustausch weggelassen werden.In this way, information about objects that can be recognized from anywhere and about which each individual vehicle provides information can be omitted in the data exchange.
Vorzugsweise werden die Schritte b) bis d) in einem Backend durchgeführt. Die Einzelkraftfahrzeuge schicken somit ihre Umfelddaten vorteilhaft zu einem Backend, in dem dann die Umfelddaten aller Einzelkraftfahrzeuge, die während der Zeitspanne in dem Backend eingegangen sind, konsolidiert werden können. Dadurch ist es möglich, für eine Vielzahl von Einzelkraftfahrzeugen die Umfelddaten zu konsolidieren, und die Rechenleistung in den Kraftfahrzeugen zu reduzieren.Steps b) to d) are preferably carried out in a backend. The individual vehicles thus advantageously send their environment data to a backend, in which the environment data of all individual vehicles that were received in the backend during the time span can then be consolidated. This makes it possible to consolidate the environment data for a large number of individual vehicles and to reduce the computing power in the vehicles.
Unter „Backend“ kann eine Recheneinheit verstanden werden, welche sich außerhalb der Kraftfahrzeuge befindet, und welche für eine Vielzahl an Kraftfahrzeugen oder weiterer Objekterkennungsvorrichtungen zur Verfügung steht. Das Backend kann beispielsweise ein Server oder eine Cloud sein, welche über das Internet oder ein anderes Netzwerk erreichbar ist.“Backend” can be understood to mean a computing unit which is located outside the motor vehicles and which is available for a large number of motor vehicles or other object recognition devices. The backend can be, for example, a server or a cloud that can be reached via the Internet or another network.
Es sei angemerkt, dass die Schritte des Verfahrens in einer Ausführungsform gleichzeitig ausgeführt werden können, in einer alternativen Ausführungsform zwischen den einzelnen Schritten aber auch eine längere Zeitspanne liegen kann.It should be noted that the steps of the method can be carried out simultaneously in one embodiment, but there can also be a longer period of time between the individual steps in an alternative embodiment.
Ein Umfeldmodellbereitstellungssystem weist wenigstens drei Einzelkraftfahrzeuge auf, die zum Durchführen des Schrittes a) des Verfahrens wie oben beschrieben ausgebildet sind, und die jeweils eine Kommunikationseinrichtung zum Kommunizieren mit einem Backend aufweisen. Weiter weist das Umfeldmodellbereitstellungssystem ein Backend auf, das zum Durchführen der Schritte b) bis d) des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist, und das eine Kommunikationseinrichtung zum Kommunizieren mit den Einzelkraftfahrzeugen und mit den Einzelkraftfahrzeugen folgenden Nachfolgekraftfahrzeugen aufweist. Zusätzlich umfasst das Umfeldmodellbereitstellungssystem ein Nachfolgekraftfahrzeug, das zum Durchführen wenigstens des Schrittes e), insbesondere der Schritte e) und f), des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist, und das eine Kommunikationseinrichtung zum Kommunizieren mit dem Backend und mit weiteren Nachfolgekraftfahrzeugen aufweist.An environment model provision system has at least three individual motor vehicles, which are designed to carry out step a) of the method as described above, and which each have a communication device for communicating with a backend. The environment model provision system also has a backend which is designed to carry out steps b) to d) of the method described above, and which has a communication device for communicating with the individual vehicles and subsequent vehicles following the individual vehicles. In addition, this includes Environment model provision system a follow-up motor vehicle which is designed to carry out at least step e), in particular steps e) and f), of the method described above, and which has a communication device for communicating with the backend and with further follow-up motor vehicles.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogramm, das bei seiner Ausführung einen Computer zur Ausführung des Verfahrens wie oben beschrieben veranlasst.Another aspect relates to a computer program which, when executed, causes a computer to execute the method as described above.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Straßenabschnittes (vordefiniertes Umfeld) mit drei sich darauf im Zeitintervall [tn;,tn+1] entgegengesetzt bewegenden Einzelkraftfahrzeugen und einem Verkehrsschild als Objekt in dem vordefinierten Umfeld; -
2 eine Darstellung entsprechend1 in Form erfasster Umfelddaten des sich auf einer Gegenspur bewegenden Einzelkraftfahrzeuges aus1 ; -
3 eine schematische Darstellung eines Einzelkraftfahrzeuges aus1 mit Sensoren und einer Kommunikationseinrichtung, sowie einem Backend mit einer Kommunikationseinrichtung, wobei das Einzelkraftfahrzeug und das Backend miteinander kommunizieren; -
4 eine schematische Darstellung des vordefinierten Umfeldes aus1 zum Zeitpunkt tn+2, wobei sich ein mit dem Backend aus3 kommunizierendes Nachfolgekraftfahrzeug in dem vordefinierten Umfeld bewegt und mit einem weiteren Nachfolgekraftfahrzeug kommuniziert; -
5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Straßenabschnittes (vordefiniertes Umfeld) mit zwei sich darauf entgegengesetzt bewegenden Einzelkraftfahrzeugen und einem Fahrradfahrer als Objekt in dem vordefinierten Umfeld; und -
6 ein schematisches Flussdiagramm, das die einzelnen Schritte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Umfeldmodelles für ein Kraftfahrzeug darstellt.
-
1 a schematic representation of a first embodiment of a road section (predefined environment) with three on it in the time interval [t n; , t n + 1 ] oppositely moving individual vehicles and a traffic sign as an object in the predefined environment; -
2 a representation accordingly1 in the form of captured environment data of the individual vehicle moving on anopposite lane 1 ; -
3 a schematic representation of asingle motor vehicle 1 with sensors and a communication device, as well as a backend with a communication device, wherein the individual vehicle and the backend communicate with one another; -
4th a schematic representation of thepredefined environment 1 at time t n + 2 , whereby a dealt with the backend3 communicating successor vehicle moves in the predefined environment and communicates with a further successor vehicle; -
5 a schematic representation of a second embodiment of a road section (predefined environment) with two individual vehicles moving in opposite directions and a cyclist as an object in the predefined environment; and -
6th a schematic flow diagram that illustrates the individual steps of the method for providing an environment model for a motor vehicle.
Von den dargestellten drei Einzelfahrzeugen
Entsprechend ist in
Werden nun die von den drei Einzelfahrzeugen
Wird aus diesen konsolidierten Umfelddaten
Hat nun das Einzelkraftfahrzeug
Die Nachfolgekraftfahrzeuge
Über seine V2X-Einheit
Über die digitale Straßenkarte
Das zweite Nachfolgekraftfahrzeug
Würde sich das zweite Nachfolgekraftfahrzeug
In
In der in
Weiter ist jedoch auch zu sehen, dass die Sensoren
Entsprechend des in der ersten Ausführungsform beschriebenen Verfahrens kann der Bereich hinter der Hecke
Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform handelt es sich bei der Blockade in der zweiten Ausführungsform nicht um eine temporäre, sondern um eine permanente Blockade, sodass die daraus erzeugte digitale Straßenkarte
Wie beschrieben, werden in einem Schritt a) Umfelddaten
In einem Schritt d) wird dann diese erzeugte digitale Straßenkarte
Insgesamt bilden daher die Einzelkraftfahrzeuge
Ein Computerprogramm
Claims (7)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019214146.3A DE102019214146A1 (en) | 2019-09-17 | 2019-09-17 | Method for providing an environment model, environment model supply system and computer program |
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- 2019-09-17 DE DE102019214146.3A patent/DE102019214146A1/en not_active Ceased
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Legal Events
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