DE102021107385A1 - Method for determining which lane a vehicle is in and system for operating a driver assistance function - Google Patents

Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren (200) zum Bestimmen, in welcher Fahrspur einer mehrspurigen Fahrbahn sich ein Fahrzeug (105) zu einem betrachteten Zeitpunkt befindet, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst: Schätzen (210) der Position des Fahrzeugs (105), wobei das Schätzen (210) mit Bezug auf den betrachteten Zeitpunkt und mit Bezug auf eine Positionskarte erfolgt, die eine Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren abbildet; Zuordnen (220) der geschätzten Position des Fahrzeugs (105) zu einer Fahrspur aus den mehreren Fahrspuren, wobei das Ergebnis des Zuordnens (220) eine erste Fahrspurzuordnung ist; Vergleichen (230) der ersten Fahrspurzuordnung mit einer zweiten Fahrspurzuordnung, wobei die zweite Fahrspurzuordnung auf der Grundlage einer auf einen vor dem betrachteten Zeitpunkt liegenden Anfangszeitpunkt bezogenen anfänglichen Fahrspurzuordnung und einer Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel bestimmt wird.

One aspect of the invention relates to a method (200) for determining in which lane of a multi-lane roadway a vehicle (105) is located at a point in time under consideration, the method (200) comprising the following steps: estimating (210) the position of the vehicle ( 105), the estimation (210) being carried out with reference to the point in time under consideration and with reference to a position map which depicts a roadway with a plurality of lanes; assigning (220) the estimated position of the vehicle (105) to a lane of the plurality of lanes, the result of the assigning (220) being a first lane assignment; Comparing (230) the first lane assignment with a second lane assignment, the second lane assignment being determined on the basis of an initial lane assignment relating to a starting time prior to the considered time and a tracking of the lane changes that have taken place since the starting time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen, in welcher Fahrspur einer mehrspurigen Fahrbahn sich ein Fahrzeug zu einem betrachteten Zeitpunkt befindet, ein System zum Betreiben einer Fahrerassistenzfunktion sowie ein Fahrzeug mit einem solchen System. Insbesondere betrifft die Erfindung die Absicherung der Bestimmung gegen mögliche Fehler bei einer Fahrspurbestimmung im Rahmen eines Betriebs eines Fahrerassistenzsystems.The invention relates to a method for determining which lane of a multi-lane roadway a vehicle is in at a given point in time, a system for operating a driver assistance function, and a vehicle with such a system. In particular, the invention relates to safeguarding the determination against possible errors when determining a lane when operating a driver assistance system.

Ein Fahrzeug kann einen Fahrassistenten aufweisen, der dazu eingerichtet ist, eine Längs- oder Quersteuerung des Fahrzeugs zu beeinflussen. Beispielsweise kann ein Fahrspurassistent dazu eingerichtet sein, das Fahrzeug zwischen Fahrbahnmarkierungen zu halten. Die Markierungen können z.B. mittels einer Kamera abgetastet und automatisch erkannt werden.A vehicle can have a driving assistant that is set up to influence a longitudinal or lateral control of the vehicle. For example, a lane assistant can be set up to keep the vehicle between lane markings. The markings can, for example, be scanned by a camera and recognized automatically.

Viele Fahrassistenten erfordern die Kenntnis einer genauen Position des Fahrzeugs. Die Position kann in Längs- und/oder Querrichtung bestimmt und bezüglich eines vorbestimmten Referenzpunkts ausgedrückt werden. Eine absolute geographische Position kann beispielsweise bezüglich eines vorbestimmten geodätischen Referenzsystems wie dem WGS84 bestimmt werden. Eine relative Position des Fahrzeugs kann beispielsweise in Querrichtung bezüglich einer erkannten Fahrspurmarkierung angegeben werden.Many driving assistants require knowledge of an exact position of the vehicle. The position can be determined in the longitudinal and/or transverse direction and expressed with respect to a predetermined reference point. An absolute geographic position can be determined, for example, with respect to a predetermined geodetic reference system such as the WGS84. A relative position of the vehicle can be specified, for example, in the transverse direction with respect to a recognized lane marking.

Eine Bestimmung der Position des Fahrzeugs kann insbesondere relativ zu einer oder mehreren Fahrspurmarkierungen (im Folgenden auch als Fahrspurbegrenzungen bezeichnet) erfolgen und z.B. eine Aussage darüber treffen, auf welcher von mehreren Fahrspuren das Fahrzeug fährt.The position of the vehicle can be determined in particular relative to one or more lane markings (also referred to below as lane boundaries) and, for example, make a statement about which of several lanes the vehicle is traveling in.

Um beispielsweise beim autonomen, hochautomatisierten oder teilautomatisierten Fahren eine hinreichende Sicherheit gewährleisten zu können, ist es nämlich im Allgemeinen erforderlich, dass die Fahrzeugposition relativ zu den umgebenden Fahrspuren zuverlässig bestimmt wird. Eine zuverlässige laterale Lokalisierung, einschließlich einer Bestimmung, auf welcher Fahrspur das Fahrzeug fährt, ist im Allgemeinen besonders wichtig.In order to be able to ensure adequate safety, for example in autonomous, highly automated or partially automated driving, it is generally necessary for the vehicle position to be reliably determined relative to the surrounding lanes. Reliable lateral localization, including a determination of which lane the vehicle is traveling in, is generally particularly important.

Es ist also im Rahmen eines Gesamtsicherheitskonzepts erstrebenswert, mit einer sehr hohen statistischen Zuverlässigkeit festzustellen, auf welcher Fahrspur sich das Fahrzeug befindet. Mit anderen Worten ist eine hohe Lokalisierungssicherheit, insbesondere bezüglich der Fahrspur, wünschenswert. Andernfalls könnte z.B. ein Risiko bestehen, dass das Fahrzeug eine Autobahn unbeabsichtigt über eine Autobahnausfahrt verlässt.It is therefore desirable within the framework of an overall safety concept to determine with a very high statistical reliability which lane the vehicle is in. In other words, a high level of localization certainty, particularly with regard to the lane, is desirable. Otherwise there could be a risk, for example, that the vehicle unintentionally leaves a freeway via a freeway exit.

Die Bestimmung der Position des Fahrzeugs unterliegt üblicherweise einer Reihe von Fehlern und Ungenauigkeiten. Sensoren können beispielsweise verrauschte und/oder verfälschte Informationen bereitstellen oder gelegentlich sogar ganz ausfallen. Unterschiedliche Messbedingungen oder komplexe Verarbeitungsheuristiken führen zu unterschiedlich genauen oder verlässlichen Bestimmungen. Wird das Fahrzeug auf der Basis einer solchermaßen bestimmten Position gesteuert, kann die Sicherheit des Fahrzeugs oder eines Insassen gefährdet sein.The determination of the position of the vehicle is usually subject to a number of errors and inaccuracies. For example, sensors can provide noisy and/or corrupt information, or occasionally even fail altogether. Different measurement conditions or complex processing heuristics lead to different degrees of accuracy or reliability. If the vehicle is controlled based on such a determined position, the safety of the vehicle or an occupant may be compromised.

Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Fahrspurzuordnung im Rahmen einer Positionsschätzung für ein Fahrzeug bereitzustellen. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.One of the objects on which the invention is based is to provide an improved lane assignment within the framework of a position estimation for a vehicle. The invention solves the problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims.

Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim without the features of the independent patent claim or in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to the technical teachings described in the description, which can form an invention independent of the features of the independent patent claims.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen, in welcher Fahrspur einer mehrspurigen Fahrbahn sich ein Fahrzeug zu einem betrachteten Zeitpunkt befindet, die folgenden Schritte:

• - Schätzen der Position des Fahrzeugs, wobei das Schätzen mit Bezug auf den betrachteten Zeitpunkt und mit Bezug auf eine Positionskarte erfolgt, die eine Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren abbildet;
• - Zuordnen der (im vorstehenden Schritt) geschätzten Position des Fahrzeugs zu einer Fahrspur aus den mehreren Fahrspuren (anhand der Positionskarte), wobei das Ergebnis des Zuordnens eine erste Fahrspurzuordnung ist; und
• - Vergleichen der ersten Fahrspurzuordnung mit einer zweiten Fahrspurzuordnung, wobei die zweite Fahrspurzuordnung auf der Grundlage einer auf einen vor dem betrachteten Zeitpunkt liegenden Anfangszeitpunkt bezogenen anfänglichen Fahrspurzuordnung und einer Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel (dies schließt insbesondere auch den Fall ein, dass in dem betrachteten Zeitraum kein Fahrspurwechsel erfolgt) bestimmt wird.

According to a first aspect of the present invention, a method for determining which lane of a multi-lane roadway a vehicle is in at a point in time under consideration comprises the following steps:

• - estimating the position of the vehicle, the estimation being carried out with reference to the point in time under consideration and with reference to a position map depicting a roadway with several lanes;
• - assigning the estimated (in the previous step) position of the vehicle to a lane from the plurality of lanes (using the position map), the result of the assigning being a first lane assignment; and
• - Comparing the first lane assignment with a second lane assignment, wherein the second lane assignment is determined on the basis of an initial lane assignment based on a starting point in time before the point in time under consideration and a tracking of the lane changes that have taken place since the starting point in time (this also includes in particular the case that there is no lane change in the period under consideration).

Das Verfahren, insbesondere der Schritt des Vergleichens der ersten Fahrspurzuordnung mit der zweiten Fahrspurzuordnung, kann z.B. mittels einer hier vorgeschlagenen Softwarekomponente ausgeführt werden, die auch als Fahrspurwechselvalidator (FWV) bezeichnet werden kann.The method, in particular the step of comparing the first lane assignment with the second lane assignment, can be carried out, for example, using a software component proposed here, which can also be referred to as a lane change validator (FWV).

Dabei kann der Fahrspurwechselvalidator als ein (zusätzlicher) Validator im Rahmen eines Validierungskonzepts für eine Fahrzeugpositionsbestimmung vorgesehen sein, welches die Anmelderin z.B. in der deutschen Patentanmeldung 10 2019 133 316.4 , deren Inhalt hiermit in die vorliegende Schrift aufgenommen wird, vorgeschlagen hat. The lane change validator can be provided as an (additional) validator as part of a validation concept for determining a vehicle position, which the applicant, for example, in the German patent application 10 2019 133 316.4 , the content of which is hereby incorporated into this document.

Ein derartiges Validierungskonzept beruht auf einer Mehrzahl von bevorzugt statistisch unabhängigen Validatoren, welche z.B. jeweils unterschiedlichen Umfeldsensoren zugeordnet sind, sodass eine aktuelle Positionsschätzung durch eine Kombination der mehreren Validatoren ggf. mit einer sehr großen statistischen Sicherheit validiert (d.h. bestätigt) werden kann.Such a validation concept is based on a plurality of preferably statistically independent validators, which are each assigned to different environmental sensors, for example, so that a current position estimate can be validated (i.e. confirmed) with a very high level of statistical certainty by a combination of the multiple validators.

Beispielsweise kann das Schätzen der Fahrzeugposition unter Verwendung von Daten eines Satellitennavigationssystems (z.B. GPS oder DGPS) erfolgen. Zusätzlich oder alternativ können dabei auch Sensordaten herangezogen werden, die z.B. von einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Die Umfeldsensorik kann z.B. eine oder mehrere Kameras und/oder einen oder mehrere Radar- und/oder LiDAR-Sensoren umfassen.For example, the vehicle position may be estimated using data from a satellite navigation system (e.g., GPS or DGPS). In addition or as an alternative, sensor data can also be used, which is provided, for example, by an environment sensor system of the vehicle. The environment sensor system can include, for example, one or more cameras and/or one or more radar and/or LiDAR sensors.

Um die Integrität der Fahrzeugpositionsschätzung zu gewährleisten, wird diese validiert. Dabei erfolgt das Validieren anhand von Informationen, die von mehreren Quellen aus einer Gesamtheit von zur Verfügung stehenden Quellen bereitgestellt werden.To ensure the integrity of the vehicle position estimate, it is validated. The validation is based on information that is provided by a number of sources from a total of available sources.

Dabei umfasst die Gesamtheit von Quellen, die als Informationsquellen für die Validierung zur Verfügung stehen, bevorzugt mehrere verschiedenartige und/oder statistisch unabhängige Quellen.The totality of sources that are available as information sources for the validation preferably includes a number of different and/or statistically independent sources.

Gemäß einer Ausführungsform stellt wenigstens eine der Quellen Informationen auf der Basis von empfangenen Signalen eines satellitengestützten Navigationssystems bereit. Beispielsweise kann die Vorrichtung eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen von Signalen eines satellitengestützten Navigationssystems umfassen, wobei das Schätzen und/oder das Validieren der Position unter Verwendung der empfangenen Signale erfolgt.According to one embodiment, at least one of the sources provides information based on received signals from a satellite-based navigation system. For example, the device can include a receiving device for receiving signals from a satellite-supported navigation system, with the estimation and/or validation of the position taking place using the received signals.

Ferner, können eine oder mehrere der Quellen dazu eingerichtet sein, Informationen bezüglich des Umfelds des Fahrzeugs zu erheben und bereitzustellen. Die Quellen können insbesondere Umfeldsensoren wie eine Kamera, eine Tiefenkamera, einen Radarsensor, einen LiDAR-Sensor, einen Empfänger eines satellitengestützten Navigationssystems oder einen ähnlichen Sensor umfassen. Ein derartiger Sensor arbeitet bevorzugt berührungslos, beispielsweise mittels Detektion von elektromagnetischen Wellen oder Ultraschallwellen, und kann bildgebend sein.Furthermore, one or more of the sources can be set up to collect and provide information regarding the surroundings of the vehicle. In particular, the sources can include environmental sensors such as a camera, a depth camera, a radar sensor, a LiDAR sensor, a receiver of a satellite-based navigation system or a similar sensor. Such a sensor preferably works without contact, for example by means of detection of electromagnetic waves or ultrasonic waves, and can be imaging.

Beispielsweise können eine oder mehrere Quellen aus der Gesamtheit von Quellen insbesondere Informationen über eine (z.B. optisch) erkannte Fahrspurbegrenzung, einen erkannten Orientierungspunkt oder ein erkanntes Objekt bereitstellen. Dementsprechend kann beispielsweise eine Kamera und/oder ein LiDAR-Sensor und/oder ein RADAR-Sensor zur Abtastung eines Umfelds des Fahrzeugs vorgesehen sein. In einem von einer Kamera und/oder von einem LiDAR-Sensor und/oder von einem RADAR-Sensor bereitgestellten Bild kann z.B. eine Fahrspurbegrenzung und/oder ein Orientierungspunkt und/oder ein Objekt im Fahrzeugumfeld erkannt werden.For example, one or more sources from the totality of sources can provide information about a (e.g. optically) recognized lane boundary, a recognized orientation point or a recognized object. Accordingly, for example, a camera and/or a LiDAR sensor and/or a RADAR sensor can be provided for scanning the surroundings of the vehicle. In an image provided by a camera and/or by a LiDAR sensor and/or by a RADAR sensor, a lane boundary and/or an orientation point and/or an object in the vehicle environment can be detected, for example.

Das Validieren der Positionsschätzung kann mittels einer Verarbeitungseinrichtung ausgeführt werden. Den jeweiligen für die Validierung verwendeten Quellen können dabei auf einer logischen bzw. datentechnischen Verarbeitungsebene z.B. mehrere als „Validatoren“ (Englisch: validator) bezeichnete Softwarekomponenten zugeordnet sein.Validating the position estimate can be performed by a processing device. The respective sources used for the validation can be assigned to a logical or data processing level, e.g. several software components called "validators".

Allgemein ist bevorzugt, dass mehrere unterschiedliche Validatoren überprüfen, ob jeweils zugeordnete Sensordaten eine geschätzte Position bestätigen oder nicht. Beispielsweise kann ein erster Validator basierend auf LiDAR-Daten eine Aussage darüber treffen, an welcher Position bezüglich der Positionskarte das Fahrzeug sich befindet. Zusätzlich kann ein zweiter Validator z.B. auf Basis einer Kameraspurerkennung eine entsprechende Bewertung der Positionsschätzung abgeben. Falls beide Validatoren die Positionsschätzung bestätigen, ist im Allgemeinen eine höhere Sicherheit gegeben, dass die Positionsschätzung richtig ist, im Vergleich zu einer Situation, in der nur die Bestätigung durch einen Validator vorliegt oder im Vergleich zu einer Situation, in welcher sogar einer oder gar beide Validatoren die Positionsschätzung ausdrücklich nicht bestätigen. Eine Nicht-Bestätigung der Positionsschätzung durch einen Validator kann z.B. in Fällen eintreten, in denen die dem Validator zur Verfügung stehenden Daten nicht ausreichen, um die Position verlässlich zu bestätigen und/oder wenn eine tatsächliche Abweichung hinsichtlich der Position festgestellt wird.In general, it is preferred that a number of different validators check whether assigned sensor data confirm an estimated position or not. For example, based on LiDAR data, a first validator can make a statement about the position at which the vehicle is located in relation to the position map. In addition, a second validator can provide a corresponding evaluation of the position estimate based on a camera track detection, for example. If both validators confirm the position estimate, there is generally a higher certainty that the position estimate is correct compared to a situation in which there is only confirmation by one validator or compared to a situation in which even one or even both Validators expressly do not use the position estimate confirm. A non-confirmation of the position estimate by a validator can occur, for example, in cases where the data available to the validator is insufficient to reliably confirm the position and/or when an actual deviation in the position is determined.

Das Validierungskonzept beruht demnach auf einer Reihe vorzugsweise statistisch unabhängiger Validatoren, die eine Positionsschätzung potenziell bestätigen können. Wenn genügend Validatoren eine Schätzung bestätigen, gilt die Positionsschätzung als sicher.The validation concept is based on a series of preferably statistically independent validators that can potentially confirm a position estimate. When enough validators confirm an estimate, the position estimate is considered secure.

Durch ein solches Validierungskonzept kann die bestimmte Position des Fahrzeugs prinzipiell beliebig sicher in einem vorbestimmten Fehlerbereich liegen. Wird die Position des Fahrzeugs etwa auf der Basis dreier Validatoren validiert, und sind Wahrscheinlichkeiten für eine fehlerhafte Validierung durch die einzelnen Validatoren derart bestimmt, dass jeweils in nur einem von 100 Fällen eine fehlerhafte Validierung durch einen Validator erfolgt, so kann eine mit positivem Ergebnis validierte Position des Fahrzeugs in nur einem von 100 * 100 * 100 = 1 000 000 Fällen dennoch falsch sein. Für diese Bestimmung wurde angenommen, dass die Validatoren voneinander unabhängig sind. Insgesamt kann die Wahrscheinlichkeit für eine unbemerkte Fehlbestimmung der Fahrzeugposition so unwahrscheinlich gemacht werden, dass die Position mit einer statistischen Sicherheit bestimmt werden kann, die einer geforderten Gebrauchssicherheit genügt.With such a validation concept, the determined position of the vehicle can, in principle, be arbitrarily safely within a predetermined error range. If the position of the vehicle is validated on the basis of three validators, and the probabilities of an incorrect validation by the individual validators are determined in such a way that only one in 100 cases is incorrectly validated by a validator, then a validated with a positive result can be validated The position of the vehicle can still be wrong in only one out of 100 * 100 * 100 = 1,000,000 cases. For this determination it was assumed that the validators are independent of each other. Overall, the probability of an unnoticed erroneous determination of the vehicle position can be made so improbable that the position can be determined with a statistical certainty that satisfies a required safety in use.

Die statistische Sicherheit der Validierung kann dabei über die Zeit, z.B. mit dem sich ändernden Fahrzeugumfeld und/oder mit der Verfügbarkeit der einzelnen Umfeldsensoren, variieren. So kann es dazu kommen, dass ein Fahrerassistenzsystem eine Übernahmeaufforderung an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgeben muss, wenn die Validierung z.B. beim Passieren einer Autobahnausfahrt eine zu geringe statistische Sicherheit aufweist.The statistical security of the validation can vary over time, e.g. with the changing vehicle environment and/or with the availability of the individual environment sensors. It can happen that a driver assistance system has to issue a takeover request to a driver of the vehicle if the validation, e.g. when passing a freeway exit, has insufficient statistical certainty.

Der hier vorgeschlagene zusätzliche Fahrspurwechselvalidator kann dazu beitragen, dass solche Übernahmeaufforderungen seltener ergehen (und somit die Systemverfügbarkeit von Fahrerassistenzsystemen steigt), indem er die statistische Sicherheit der Validierung hinsichtlich der aktuellen Fahrspurzuordnung erhöht.The additional lane change validator proposed here can help to ensure that such takeover requests are issued less frequently (and thus increase the system availability of driver assistance systems) by increasing the statistical certainty of the validation with regard to the current lane assignment.

Der Fahrspurwechselvalidator kann dabei insbesondere dazu eingerichtet sein, mit einem definierten Grad statistischer Sicherheit die Aussage zu treffen, dass zwischen dem Anfangszeitpunkt, für den von einer vergleichsweise sicheren Fahrspurzuordnung ausgegangen werden kann, und dem betrachteten (z.B. dem gegenwärtigen) Zeitpunkt sämtliche erfolgte Fahrspurwechsel korrekt erfasst wurden bzw. dass es keinen Fahrspurwechsel gab. Auf dieser Grundlage kann dann z.B. die Aussage getroffen werden, dass eine gegenwärtige Fahrspurzuordnung, die mit der anfänglichen Fahrspurzuordnung unter Berücksichtigung der zwischenzeitlich erfassten Fahrspurwechsel im Einklang ist, mit einer definierten statistischen Sicherheit als zuverlässig zu betrachten ist.The lane change validator can be set up in particular to make the statement with a defined degree of statistical certainty that between the start time, for which a comparatively safe lane assignment can be assumed, and the observed (e.g. the current) point in time, all lane changes that have taken place are correctly recorded were or that there was no lane change. On this basis, the statement can then be made, for example, that a current lane assignment, which is consistent with the initial lane assignment taking into account the lane changes recorded in the meantime, can be regarded as reliable with a defined statistical certainty.

Beispielsweise kann aufgrund der übrigen Validatoren zunächst bestimmt werden, dass die für den Anfangszeitpunkt (z.B. 60 Sekunden vor dem betrachteten Zeitpunkt) bestimmte (d.h. geschätzte) Position und die sich entsprechend der Positionskarte daraus ergebende Fahrspurzuordnung mit einer großen statistischen Sicherheit zutrifft. Diese anfängliche, als zuverlässig zu betrachtende geschätzte Position kann in diesem Zusammenhang auch mit dem englischen Begriff „point of certainty“ bezeichnet werden. Sie kann z.B. eine im Rahmen des o.g. Validatorkonzepts mit großer statistischer Sicherheit bestätigte Positionsschätzung sein. Derartig validierte Positionsschätzungen können auch als High-Performance-Localization-Positionsschätzungen oder abgekürzt HPL-Positionsschätzungen bezeichnet werden. Die Bewertung der statistischen Sicherheit dieser anfänglichen Positionsschätzung, einschließlich der anfänglichen Fahrspurzuordnung, kann also im Rahmen des o.g. Validierungskonzepts erfolgen. Dabei kann insbesondere auch die Möglichkeit eines Kartenfehlers (wodurch sich das Fahrzeug z.B. unbeabsichtigt auf einer Autobahnausfahrt an Stelle einer äußerst rechten regulären Fahrspur befinden kann) berücksichtigt werden.For example, based on the other validators, it can first be determined that the (i.e. estimated) position determined for the starting point in time (e.g. 60 seconds before the point in time under consideration) and the lane assignment resulting therefrom according to the position map are correct with a high degree of statistical certainty. This initial estimated position, which can be regarded as reliable, can also be referred to in this context with the English term "point of certainty". It can, for example, be a position estimate confirmed with great statistical certainty within the framework of the above-mentioned validator concept. Position estimates validated in this way can also be referred to as high-performance localization position estimates, or HPL position estimates for short. The evaluation of the statistical security of this initial position estimate, including the initial lane assignment, can therefore be carried out within the framework of the above-mentioned validation concept. In particular, the possibility of a map error (which can result in the vehicle being inadvertently located on a motorway exit instead of a normal rightmost lane) can also be taken into account.

Der Fahrspurwechselvalidator hat hiervon ausgehend insbesondere die Aufgabe, ggf. zu vermeiden, dass das System bei der Fahrspurzuordnung im betrachteten Zeitpunkt fälschlicherweise davon ausgeht, dass alle Fahrspurwechsel seit dem Anfangszeitpunkt korrekt nachverfolgt worden sind. Die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers bei der Nachverfolgung möglicher Fahrspurwechsel (d.h. z.B. einer Falsch-Negativ-Aussage, wonach seit dem Anfangszeitpunkt kein Fahrspurwechsel erfolgt ist) wäre ohne einen dedizierten Fahrspurwechselvalidator der hier vorgeschlagenen Art nämlich nur schwer zu beziffern.Based on this, the lane change validator has the particular task of possibly preventing the system, when assigning lanes at the time under consideration, from incorrectly assuming that all lane changes have been correctly tracked since the initial time. The probability of an error in tracking possible lane changes (i.e., e.g. a false negative statement that no lane change has occurred since the initial time) would be difficult to quantify without a dedicated lane change validator of the type proposed here.

Die Nachverfolgung der zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel kann wenigstens teilweise (optional allein) auf der Grundlage von Informationen, die von einem Umfeldsensor, insbesondere einer optischen Kamera, des Fahrzeugs bereitgestellt werden, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel wenigstens teilweise (optional allein) auf der Grundlage von Odometriedaten, die mittels eines Odometers des Fahrzeugs erfasst werden, erfolgen.The lane change that took place between the initial time and the time under consideration can be tracked at least partially (optionally solely) on the basis of information provided by an environment sensor, in particular an optical camera, of the vehicle. Alternatively or additionally, the tracking of the lane changes that have taken place since the start time can be based at least partially (optionally solely) on the ground location of odometry data recorded by an odometer on the vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nachverfolgung der zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel anhand einer Zuordnungskarte erfolgt. Die Zuordnungskarte kann im Vergleich zu der Positionskarte, welche z.B. eine hochgenaue sogenannte HD-Karte sein kann, relativ abstrakt gehalten sein.According to one specific embodiment, it is provided that the lane change that took place between the starting point in time and the point in time under consideration is tracked using an assignment map. The assignment map can be kept relatively abstract in comparison to the position map, which can be, for example, a highly precise so-called HD map.

Insbesondere kann das Nachverfolgen der Fahrspurwechsel dabei umfassen, dass zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt wiederholt (ggf. sogar mehr oder weniger kontinuierlich, d.h. beispielsweise einmal in jedem Verarbeitungszyklus eines Fahrerassistenzsystems, welcher z.B. 40 ms andauern kann) eine jeweils aktuell geschätzte Position des Fahrzeugs einer Fahrspur in der Zuordnungskarte zugeordnet wird.In particular, the tracking of the lane change can include repeating (possibly even more or less continuously, i.e. for example once in each processing cycle of a driver assistance system, which can last e.g. 40 ms) between the initial time and the observed time a current estimated position of the vehicle assigned to a lane in the assignment map.

Beispielsweise kann der Fahrspurwechselvalidator (FWV) zunächst für den Anfangszeitpunkt die HPL-Position einer von mehreren möglichen Fahrspuren zuordnen. Insbesondere können die Fahrspuren zu diesem Zweck eindeutig bezeichnet, d.h. z.B. von rechts nach links (oder umgekehrt) durchnummeriert, werden. Auf diese Weise kann eine anfängliche Zuordnungskarte mit durchnummerierten Fahrspuren entstehen, welche für jede mögliche Position eine zugehörige Fahrspur angibt. Die Fahrspurbegrenzungen, welche die Zuordnungskarte zu Grunde legt, können z.B. optisch (d.h. mittels einer Kamera des Fahrzeugs) erfasste Fahrspurmarkierungen sein. Dabei können die Fahrspuren gemäß der Zuordnungskarte zu einem gewissen Grade von der sogenannten „Ground Truth“ und/oder von den Fahrspuren gemäß der (i.A. genaueren) Positionskarte abweichen, da kamerabasierte Fahrspurbegrenzungen nicht immer perfekt mit den Ground-Truth-Fahrspurbegrenzungen bzw. mit den Fahrspurbegrenzungen in der Positionskarte übereinstimmen.For example, the lane change validator (FWV) can initially assign the HPL position to one of several possible lanes for the start time. In particular, the lanes can be clearly designated for this purpose, i.e. numbered consecutively from right to left (or vice versa). In this way, an initial assignment map with numbered lanes can be created, which indicates an associated lane for each possible position. The lane markings on which the allocation map is based can, for example, be lane markings recorded optically (i.e. by means of a camera in the vehicle). The lanes according to the assignment map can deviate to a certain extent from the so-called "ground truth" and/or from the lanes according to the (generally more precise) position map, since camera-based lane markings do not always perfectly match the ground truth lane markings or the Lane boundaries in the position map match.

In der Folge wird die Fahrspurzuordnung weiter propagiert. Damit ist gemeint, dass zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt wiederholt (ggf. sogar mehr oder weniger kontinuierlich, d.h. beispielsweise einmal in jedem Verarbeitungszyklus eines Fahrerassistenzsystems, welcher z.B. 40 ms andauern kann) eine jeweils aktuell geschätzte Position des Fahrzeugs einer Fahrspur in der (sich ggf. ebenfalls dynamisch erweiternden und/oder ändernden) Zuordnungskarte zugeordnet wird. Dabei werden entsprechend dem sich mit der Fahrt ändernden Fahrzeugumfeld (z.B. Kurven und/oder ggf. neu hinzukommende oder endende Fahrspuren) und/oder Fahrzeugzustand (z.B. gemäß Odometriedaten) neu zur Verfügung stehende Daten bei der jeweils aktuellen Fahrspurzuordnung berücksichtigt.As a result, the lane assignment is further propagated. This means that between the starting point in time and the point in time under consideration, a currently estimated position of the vehicle in a lane in the ( possibly also dynamically expanding and/or changing) allocation map is assigned. Depending on the vehicle environment that changes during the journey (e.g. curves and/or lanes that may be newly added or ended) and/or the vehicle status (e.g. according to odometry data), newly available data are taken into account in the current lane assignment.

Insbesondere kann in dieser Phase eine kamerabasierte Nachverfolgung der Fahrspurbegrenzungen ausgeführt werden. Dabei kann sich die Zuordnungskarte mit der Zeit aufgrund der kamerabasiert erfassten Fahrspurbegrenzungen kontinuierlich erweitern und anpassen. Insbesondere kann sich z.B. im Fall von mittels Kamera erfassten Fahrspuraufspaltungen (Splits) oder Fahrspurvereinigungen (Merges) oder allgemeiner beim Verschwinden oder Hinzutreten von Fahrspuren die Fahrspurnummerierung in der Zuordnungskarte entsprechend ändern.In particular, a camera-based tracking of the lane boundaries can be carried out in this phase. The assignment map can continuously expand and adapt over time due to the camera-based lane boundaries. In particular, the lane numbering in the assignment map can change accordingly, e.g. in the case of lane splits or lane mergers recorded by a camera or more generally when lanes disappear or join.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass kann sich eine Fahrspurnummer (als Index zur Bezeichnung einer Fahrspur) um 1 erhöht, wenn eine zusätzliche Fahrspur auf der rechten Seite der betrachteten Fahrspur hinzukommt. Umgekehrt kann sich eine Fahrspurnummer um 1 verringern, wenn eine zusätzliche Fahrspur auf der linken Seite der betrachteten Fahrspur hinzukommt. Dabei kann es z.B. in einem Bereich, der sich von einigen Metern vor einem Split oder Merge bis zu einigen Metern nach dem Split bzw. Merge erstreckt, dazu kommen, dass die Zuordnung von Fahrspurnummern als uneindeutig gewertet wird.For example, it can be provided that a lane number (as an index for designating a lane) increases by 1 if an additional lane is added on the right-hand side of the lane under consideration. Conversely, a lane number may decrease by 1 if an additional lane is added to the left of the lane under consideration. For example, in an area that extends from a few meters before a split or merge to a few meters after the split or merge, it can happen that the assignment of lane numbers is evaluated as ambiguous.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn klar definiert ist, unter welchen Bedingungen eine Fahrspur (z.B. noch oder bereits) als separate Fahrspur in der Zuordnungskarte gewertet wird. Beispielsweise kann für diesen Zweck das Kriterium vorgesehen sein, dass eine Fahrspur dann als separate Fahrspur in der Zuordnungskarte zählt (und dementsprechend z.B. mit einer eigenen Nummer versehen wird), wenn die Fahrspur eine Breite von 2 Meter oder mehr aufweist.In this context, it is advantageous if it is clearly defined under which conditions a lane (e.g. still or already) is evaluated as a separate lane in the assignment map. For example, the criterion can be provided for this purpose that a lane counts as a separate lane in the allocation map (and is accordingly provided with its own number, for example) if the lane has a width of 2 meters or more.

In dem betrachteten Zeitpunkt (zu dem sich das Fahrzeug z.B. auf Höhe einer Autobahnausfahrt befinden kann, sodass eine Validierung der aktuellen Fahrspurzuordnung von besonderer Wichtigkeit ist und ggf. von einer Fahrerassistenzfunktion eine entsprechende Abfrage an den FWV gerichtet wird), wird schließlich die von dem Anfangszeitpunkt propagierte (zweite) Fahrspurzuordnung mit der ersten Fahrspurzuordnung, die auf einer aktuellen HPL-Positionsschätzung mit Bezug auf die Positionskarte (und einer darin vorgenommenen Fahrspurnummerierung entsprechend der gleichen Konvention wie sie für die Zuordnungskarte verwendet wird, also z.B. Nummerierung von rechts nach links) beruht, verglichen.At the point in time under consideration (at which the vehicle can, for example, be at the level of a motorway exit, so that validation of the current lane assignment is of particular importance and a corresponding query may be sent to the FWV by a driver assistance function), finally that of the starting point in time propagated (second) lane assignment with the first lane assignment based on a current HPL position estimate with reference to the position map (and a lane numbering made therein according to the same convention as used for the assignment map, i.e. e.g. numbering from right to left), compared.

Die erste (und/oder zweite) Fahrspurzuordnung wird durch den FWV nur unter der Voraussetzung bestätigt (d.h. positiv validiert), wenn der Vergleich ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen.The first (and/or second) lane assignment is confirmed (ie positively validated) by the FWV only under the condition that the Ver equal results in that the first lane assignment and the second lane assignment match.

Dabei kann als weitere Voraussetzung für eine Bestätigung der Fahrspurzuordnung durch den FWV hinzutreten, dass die Fahrspurzuordnung zu dem Anfangszeitpunkt, von dem ab die zweite Fahrspurzuordnung propagiert wurde, ein bestimmtes Mindestmaß an statistischer Sicherheit aufweist und/oder dass der Anfangszeitpunkt um ein definiertes maximales Zeitintervall (wie z.B. maximal 60 Sekunden) vor dem betrachteten Zeitpunkt liegt. Als eine weitere Voraussetzung für eine Bestätigung der Fahrspurzuordnung durch den FWV kann hinzutreten, dass festgestellt wird, dass die (insbesondere kamerabasierte) Nachverfolgung der Fahrspurbegrenzungen zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt verfügbar war. Dabei wird die Nachverfolgung der Fahrspurbegrenzungen als verfügbar betrachtet, wenn genügend Information (insbesondere Kameradaten bzgl. der Fahrspurmarkierungen) von genügender Qualität für eine verlässliche Nachverfolgung zur Verfügung stehen.A further prerequisite for a confirmation of the lane assignment by the FWV can be that the lane assignment at the start time from which the second lane assignment was propagated has a certain minimum level of statistical certainty and/or that the start time is a defined maximum time interval ( such as a maximum of 60 seconds) before the point in time under consideration. A further prerequisite for a confirmation of the lane assignment by the FWV can be that it is determined that the (particularly camera-based) tracking of the lane boundaries was available between the initial time and the time under consideration. The tracking of the lane boundaries is considered to be available if sufficient information (in particular camera data regarding the lane markings) of sufficient quality is available for reliable tracking.

Falls der Vergleich hingegen ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung voneinander abweichen, kann vorgesehen sein, dass der FWV die erste Fahrspurzuordnung nicht bestätigt. Beispielsweise kann in diesem Fall die erste Fahrspurzuordnung und/oder die zweite Fahrspurzuordnung - insbesondere für Zwecke einer Weiterverarbeitung im Rahmen einer Fahrerassistenzfunktion - verworfen werden.If, on the other hand, the comparison reveals that the first lane assignment and the second lane assignment differ from one another, provision can be made for the FWV not to confirm the first lane assignment. In this case, for example, the first lane assignment and/or the second lane assignment can be discarded—in particular for the purposes of further processing as part of a driver assistance function.

Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst das Verfahren ferner ein Vergleichen der Positionskarte (oder eines zum betrachteten Zeitpunkt relevanten Ausschnitts davon) mit der Zuordnungskarte (bzw. mit einem zum betrachteten Zeitpunkt relevanter Ausschnitt davon). Dabei kann überprüft werden, ob die Zuordnungskarte, insbesondere zum betrachteten Zeitpunkt, im Wesentlichen mit der Positionskarte konsistent oder ob sich erhebliche Abweichungen ergeben. Beispielsweise kann die Feststellung einer Konsistenz von Zuordnungskarte und Positionskarte als eine weitere Voraussetzung für eine positive Validierung durch den FWD hinzutreten.According to one embodiment variant, the method also includes a comparison of the position map (or a section thereof that is relevant at the point in time under consideration) with the assignment map (or with a section thereof that is relevant at the point in time under consideration). It can be checked whether the assignment map, in particular at the point in time under consideration, is essentially consistent with the position map or whether there are significant deviations. For example, the determination of a consistency between the assignment map and the position map can be added as a further prerequisite for a positive validation by the FWD.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das Vergleichen der Positionskarte mit der Zuordnungskarte insbesondere (optional: nur) dann ausgeführt wird, falls das Vergleichen der ersten Fahrspurzuordnung der mit zweiten Fahrspurzuordnung ergibt, dass die erste Fahrpurzuordnung von der zweiten Fahrspurzuordnung abweicht. Wenn in diesem Fall das Vergleichen der Positionskarte mit der Zuordnungskarte ergibt, dass eine Abweichung zwischen der Positionskarte und der Zuordnungskarte (insbesondere in einem zum betrachteten Zeitpunkt relevanten Abschnitt) ein vorbestimmtes Maß (wie z.B. eine laterale Verschiebung um 0,5 Meter oder 1 Meter) überschreitet können die folgenden weiteren Schritte vorgesehen sein: Prüfen, ob die Abweichung sich durch Verschieben der Positionskarte und der Zuordnungskarte gegeneinander beheben (d.h. unter das vorbestimmte Maß reduzieren) lässt; falls die Abweichung sich beheben lässt und falls nach dem Verschieben die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen, bestimmen, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen. Der FWV würde in diesem Fall also die erste und/oder zweite Fahrspurzuordnung bestätigen, insbesondere für Zwecke der Weiterverarbeitung im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems bzw. einer Fahrerassistenzfunktion.It can also be provided that the comparison of the position map with the assignment map is carried out in particular (optionally: only) if the comparison of the first lane assignment with the second lane assignment shows that the first lane assignment differs from the second lane assignment. In this case, if the comparison of the position map with the assignment map shows that a deviation between the position map and the assignment map (in particular in a section relevant at the point in time under consideration) is a predetermined amount (such as a lateral displacement of 0.5 meters or 1 meter) exceeds the following further steps can be provided: checking whether the deviation can be eliminated (i.e. reduced below the predetermined level) by shifting the position map and the allocation map relative to one another; if the discrepancy is remediable and if, after the shifting, the first lane assignment and the second lane assignment match, determining that the first lane assignment and the second lane assignment match. In this case, the FWV would therefore confirm the first and/or second lane assignment, in particular for the purposes of further processing as part of a driver assistance system or a driver assistance function.

Allgemein kann das Verfahren ferner umfassen, dass eine Fahrerassistenzfunktion in Abhängigkeit von der ersten Fahrspurzuordnung betrieben wird (z.B. einschließlich des Steuerns und/oder Regelns einer Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs), falls das Vergleichen (ggf. nach Verschieben der Positionskarte und der Zuordnungskarte gegeneinander, wie oben beschrieben) ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen. Andernfalls kann vorgesehen sein, dass die Fahrspurzuordnung(en) für Zwecke der Weiterverarbeitung im Rahmen der Fahrerassistenzfunktion verworfen werden.In general, the method can also include that a driver assistance function is operated as a function of the first lane assignment (e.g. including controlling and/or regulating a longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle) if the comparison (possibly after moving the position map and the Allocation map against each other, as described above) shows that the first lane allocation and the second lane allocation match. Otherwise, provision can be made for the lane assignment(s) to be discarded for the purposes of further processing as part of the driver assistance function.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein System zum Betreiben einer Fahrerassistenzfunktion eines Fahrzeugs:

• - Wenigstens einen Umfeldsensor (insbes. eine optische Kamera) und/oder ein Odometer; und
• - eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die folgenden Schritte auszuführen:
  • ◯ Schätzen der Position des Fahrzeugs, wobei das Schätzen mit Bezug auf den betrachteten Zeitpunkt und mit Bezug auf eine Positionskarte erfolgt, die eine Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren abbildet;
  • ◯ Zuordnen der geschätzten Position des Fahrzeugs zu einer Fahrspur aus den mehreren Fahrspuren, wobei das Ergebnis des Zuordnens eine erste Fahrspurzuordnung ist;
  • ◯ Vergleichen der ersten Fahrspurzuordnung mit einer zweiten Fahrspurzuordnung, wobei die zweite Fahrspurzuordnung auf der Grundlage einer auf einen vor dem betrachteten Zeitpunkt liegenden Anfangszeitpunkt bezogenen anfänglichen Fahrspurzuordnung und einer Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel bestimmt wird.

According to a second aspect of the invention, a system for operating a driver assistance function of a vehicle comprises:

• - At least one environment sensor (especially an optical camera) and/or an odometer; and
• - a processing device set up to carry out the following steps:
  • ◯ Estimating the position of the vehicle, the estimation being carried out with reference to the point in time under consideration and with reference to a position map depicting a roadway with several lanes;
  • ◯ associating the estimated position of the vehicle with a lane from the plurality of lanes, the result of the associating being a first lane association;
  • ◯ Comparing the first lane assignment with a second lane assignment, the second lane assignment being determined on the basis of an initial lane assignment relating to a starting point in time prior to the point in time under consideration and a tracking of the lane changes that have taken place since the starting point in time.

Die Verarbeitungseinrichtung des Systems kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Computer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf das System, insbesondere auf die Verarbeitungseinrichtung, übertragen werden oder umgekehrt.The processing means of the system may be configured to use a system as described herein carry out a procedure in whole or in part. For this purpose, the processing device can comprise a programmable computer or microcontroller and the method can be present in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the system, in particular to the processing device, or vice versa.

Es können auch unterschiedliche Verarbeitungseinrichtungen verwendet werden, etwa eine dedizierte Verarbeitungseinrichtung zum Schätzen der Position und zum Zuordnen der Position zu einer Fahrspur sowie eine weitere Verarbeitungseinrichtung zum Validieren der Fahrspurzuordnung (d.h. insbesondere zum Vergleichen der ersten Fahrspurzuordnung mit der zweiten Fahrspurzuordnung).Different processing means may also be used, such as a dedicated processing means for estimating the position and assigning the position to a lane and a further processing means for validating the lane assignment (i.e. in particular for comparing the first lane assignment with the second lane assignment).

Vorzugsweise umfasst das System einen Kartenspeicher zur Bereitstellung von Kartendaten, wobei das Schätzen und/oder das Validieren der Position unter Verwendung der Kartendaten erfolgt. Die Kartendaten können insbesondere eine Position oder Ausrichtung eines Objekts, eines Orientierungspunkts (auch Landmarke genannt) und/oder einer Fahrstraße umfassen, auf der das Fahrzeug fahren kann.The system preferably includes a map memory for providing map data, with the estimation and/or the validation of the position taking place using the map data. The map data can in particular include a position or orientation of an object, a point of orientation (also called a landmark) and/or a route on which the vehicle can drive.

Die Kartendaten können dabei z.B. wenigstens teilweise auf sensorisch erfassten Daten beruhen, welche bei einer oder mehreren Erkundungsfahrten eines Erkundungsfahrzeugs aufgezeichnet wurden. Eine dabei eingesetzte Umfeldsensorik kann beispielsweise einen Empfänger eines globalen Satellitennavigationssystems (z.B. GPS oder DGPS), eine oder mehrere optische Kameras, einen oder mehrere RADAR-Sensoren und/oder einen oder mehrere LiDAR-Sensoren umfassen.The map data can be based, for example, at least in part on data recorded by sensors during one or more reconnaissance trips by a reconnaissance vehicle. An environment sensor system used here can include, for example, a receiver of a global satellite navigation system (e.g. GPS or DGPS), one or more optical cameras, one or more RADAR sensors and/or one or more LiDAR sensors.

Dementsprechend kann eine in dem Kartenspeicher gespeicherte digitale Karte mehrere Schichten enthalten, wobei z.B. eine Schicht auf Daten eines globalen Satellitennavigationssystems beruht, eine weitere Schicht auf optischen Kameradaten beruht und eine weitere Schicht auf LiDAR-Daten beruht. Die verschiedenen Schichten können Features enthalten, die mittels der jeweiligen Sensorik erkannt werden können.Accordingly, a digital map stored in the map memory may contain multiple layers, e.g., where one layer is based on data from a global navigation satellite system, another layer is based on optical camera data, and another layer is based on LiDAR data. The different layers can contain features that can be recognized by the respective sensors.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Odometer zur Bereitstellung von Odometriedaten, wobei das Schätzen und/oder das Validieren der Position unter Verwendung der Odometriedaten erfolgt. Die Odometriedaten können z.B. eine erfolgte Bewegung bezüglich eines früher eingenommenen Punkts ausdrücken und beispielsweise auf der Basis von Signalen bestimmt werden, die von Drehratensensoren an Rädern des Fahrzeugs bereitgestellt werden.According to one embodiment, the device comprises an odometer for providing odometry data, with the estimation and/or the validation of the position taking place using the odometry data. The odometry data can, for example, express a movement that has taken place in relation to a previously occupied point and can be determined, for example, on the basis of signals which are provided by yaw rate sensors on the vehicle's wheels.

Gemäß einer Ausführungsform ist das System eingerichtet, die Fahrerassistenzfunktion in Abhängigkeit von der ersten (oder zweiten) Fahrspurzuordnung zu Betreiben (d.h. z.B. eine Fahrfunktion im Rahmen der Fahrerassistenzfunktion in Abhängigkeit von der Fahrspurzuordnung zu steuern und/oder regeln), falls das Vergleichen (ggf. nach Verschieben der Positionskarte und der Zuordnungskarte gegeneinander, wie weiter oben beschrieben) ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen. Andernfalls, d.h. falls das Vergleichen ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung nicht übereinstimmten, kann vorgesehen sein, dass die Fahrspurzuordnungen für Zwecke der Weiterverarbeitung im Rahmen einer Fahrerassistenzfunktion verworfen werden oder lediglich als mit einer großen statistischen Unsicherheit behaftete Informationen verwendet werden.According to one embodiment, the system is set up to operate the driver assistance function depending on the first (or second) lane assignment (i.e. e.g. to control and/or regulate a driving function as part of the driver assistance function depending on the lane assignment) if the comparison (possibly after Moving the position map and the assignment map against each other, as described above) results in the first lane assignment and the second lane assignment matching. Otherwise, i.e. if the comparison shows that the first lane assignment and the second lane assignment do not match, it can be provided that the lane assignments are discarded for the purposes of further processing as part of a driver assistance function or are only used as information with a high level of statistical uncertainty.

Nach einem weiteren Aspekt umfasst ein Fahrzeug ein hierin beschriebenes System. Das Fahrzeug umfasst bevorzugt einen Antriebsmotor und ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein straßengebundenes Kraftfahrzeug.According to another aspect, a vehicle includes a system as described herein. The vehicle preferably includes a drive motor and is a motor vehicle, in particular a road-bound motor vehicle.

Bevorzugt ist das Fahrzeug zum wenigstens teilweise automatisierten Fahren, bis hin zum hochautomatisierten oder sogar autonomen Fahren eingerichtet.The vehicle is preferably set up for at least partially automated driving, up to highly automated or even autonomous driving.

Beispielsweise kann eine Fahrfunktion des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer gemäß dem hier beschriebenen Verfahren validierten Fahrspurzuordnung gesteuert werden. Die Fahrfunktion kann insbesondere eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs bewirken, etwa im Rahmen eines Geschwindigkeitsassistenten, eines Geschwindigkeitsassistenten mit Abstandsregelfunktion, eines Spurhalteassistenten, eines Spurwechselassistenten und/oder eines Lenk- und Spurführungsassistenten. Die Fahrspurzuordnung kann dabei ein sicherheitsrelevanter Parameter des Fahrzeugs sein.For example, a driving function of the vehicle can be controlled as a function of a lane assignment validated according to the method described here. In particular, the driving function can bring about a longitudinal and/or lateral control of the vehicle, for example as part of a speed assistant, a speed assistant with distance control function, a lane departure warning system, a lane change assistant and/or a steering and lane guidance assistant. The lane assignment can be a safety-relevant parameter of the vehicle.

Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße System nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Systems entsprechen den in der Beschreibung oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt.The above statements on the method according to the invention according to the first aspect of the invention also apply in a corresponding manner to the system according to the invention according to the second aspect of the invention. At this point and in the patent claims, advantageous exemplary embodiments of the system according to the invention that are not explicitly described correspond to the advantageous exemplary embodiments of the method according to the invention that are described in the description or in the patent claims, and vice versa.

Im Einklang mit einigen vorstehend und nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen liegt der Erfindung der Gedanke zu Grunde, die Funktionsweise eines Fahrspurwechselvalidators (FWV) in der Weise in die folgenden separaten Teilfunktionen aufzuteilen:

• - Zuordnen einer anfänglichen Fahrzeugpositionsschätzung (im Anfangszeitpunkt) zu einer Fahrspur (anhand der Zuordnungskarte);
• - hiervon ausgehend (vorzugsweise kamerabasierte) Fahrspur(wechsel)nachverfolgung und darauf basierend Vornehmen einer zweiten Fahrspurzuordnung; und
• - Bestätigung (oder Nicht-Bestätigung) einer ersten Fahrspurzuordnung, die aufgrund einer HPL-Positionsbestimmung für den betrachteten Zeitpunkt (mit Bezug auf die Positionskarte) vorgenommen wird, auf der Grundlage eines Vergleichs der ersten Fahrspurzuordnung mit der zweiten Fahrspurzuordnung.

In accordance with some of the embodiments described above and below, the invention is based on the idea of dividing the functionality of a lane change validator (FWV) into the following separate sub-functions:

• - associating an initial vehicle position estimate (at the initial time) with a lane (from the association map);
• - Proceeding from this (preferably camera-based) lane (change) tracking and based thereon making a second lane assignment; and
• - Confirmation (or non-confirmation) of a first lane assignment made on the basis of an HPL position determination for the considered point in time (with reference to the position map) based on a comparison of the first lane assignment with the second lane assignment.

Ein Vorteil der vorgeschlagenen Validatorarchitektur besteht in der guten Testbarkeit. So kann der vorgeschlagene FWV auf der Grundlage von aufgezeichneten Fahrzeugdaten, z.B. in Form von sog. ROS-Traces, statistisch evaluiert werden. Dabei kann z.B. über Referenz-GPS-Daten eine sog. Ground Truth hinsichtlich der Fahrzeugposition, einschließlich der Fahrspurzuordnung, bereitgestellt werden. Es kann dann geprüft werden, ob die von dem FWV vorgenommene Fahrspurzuordnung immer, wenn der FWV (ggf. für eine bestimme Mindestdauer) verfügbar ist, hinsichtlich der Fahrspurzuordnung mit der Ground Truth konsistent ist und dementsprechend die darauf basierende Fahrspurzuordnung bestätigen würde (und ggf. abweichende Fahrspurzuordnungen nicht bestätigen würde). Dabei ist vorteilhaft, dass (durch einen Vergleich mit der Ground Truth nicht nur eine jeweilige Fahrspurzuordnung, die von der gefahrenen Trajektorie abhängt, sondern insbesondere auch direkt die (Fahrspur-) Zuordnungskarte, die von der gefahrenen Trajektorie unabhängig(er) ist, getestet werden kann.An advantage of the proposed validator architecture is the good testability. In this way, the proposed FWV can be statistically evaluated on the basis of recorded vehicle data, e.g. in the form of so-called ROS traces. For example, a so-called ground truth regarding the vehicle position, including the lane assignment, can be provided via reference GPS data. It can then be checked whether the lane assignment made by the FWV is consistent with the ground truth with regard to the lane assignment whenever the FWV is available (possibly for a certain minimum period) and whether the lane assignment based on it would accordingly be confirmed (and possibly deviating lane assignments would not confirm). It is advantageous that (through a comparison with the ground truth) not only a respective lane assignment, which depends on the trajectory driven, but in particular also directly the (lane) assignment map, which is (more) independent of the trajectory driven, is tested can.

Dieser Vergleich kann auf der Grundlage der - z.B. anhand einer eindeutigen Fahrspurnummerierung vorgenommenen - Fahrspurzuordnung für jede Fahrzeugpositionsschätzung in einfacher Weise durchgeführt werden. Auf diese Weise kann der FWV z.B. an zufälligen Stellen, an allen Stellen oder gezielt an besonders interessanten Stellen, an denen das Fahrzeug z.B. in eine sich öffnende neue Spur einfährt, getestet werden.This comparison can be carried out in a simple manner for each vehicle position estimate on the basis of the lane assignment - e.g. In this way, the FWV can be tested e.g. at random places, at all places or specifically at particularly interesting places where the vehicle enters a new lane, for example.

Dabei ist auch vorteilhaft, dass die Überprüfung insbesondere nicht von einer im konkreten Fall gefahrenen Fahrzeugtrajektorie abhängt, was die Testbarkeit erheblich erschweren würde, da es eine unüberschaubare Zahl möglicher Trajektorien gibt und man in den Fahrzeugdaten z.B. speziell nach Stellen suchen müsste, an denen ein Spurwechsel stattgefunden hat.It is also advantageous that the check does not depend on a vehicle trajectory driven in a specific case, which would make testing considerably more difficult, since there is an unmanageable number of possible trajectories and one would have to search in the vehicle data specifically for places where a lane change would be necessary has taken place.

Vorteilhaft ist es auch im Zusammenhang mit der Testbarkeit ferner, wenn die Nachverfolgung der Fahrspurwechsel (und z.B. insbesondere die Berücksichtigung neuer Fahrspurmarkierungen beim kontinuierlichen Erweitern der Zuordnungskarte) allein auf den Odometriedaten und den mittels Kamera erfassten Fahrspurmarkierungen (und nicht von der HPL-Positionsschätzung) basieren darf. Zwar können auch dann unter Umständen (in der Zuordnungskarte) falsche Fahrspuren „angehängt“ werden; dies passiert jedoch basierend auf den Fahrspurmarkierungsdaten und würde im Test ebenfalls auffallen, unabhängig davon, welche Trajektorie das Fahrzeug im Test gefahren ist.It is also advantageous in connection with testability if the tracking of the lane change (and e.g. in particular the consideration of new lane markings when continuously expanding the allocation map) is based solely on the odometry data and the lane markings recorded by the camera (and not on the HPL position estimate). may. It is true that under certain circumstances (in the assignment map) wrong lanes can be "attached"; however, this happens based on the lane marking data and would also be noticeable in the test, regardless of which trajectory the vehicle drove in the test.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

• 1 schematisch und beispielhaft ein Fahrzeug mit einem System zum Betreiben einer Fahrerassistenzfunktion;
• 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen, in welcher Fahrspur einer mehrspurigen Fahrbahn sich ein Fahrzeug befindet; und
• 3 schematisch und beispielhaft eine Abfolge mehrerer geschätzter und tatsächlicher Positionen eines Fahrzeugs auf einer mehrspurigen Fahrbahn.

The invention is described below using exemplary embodiments with the aid of the attached drawings. In these show:

• 1 schematically and by way of example, a vehicle with a system for operating a driver assistance function;
• 2 a schematic flowchart of a method for determining which lane of a multi-lane roadway a vehicle is in; and
• 3 schematically and by way of example a sequence of several estimated and actual positions of a vehicle on a multi-lane roadway.

Die 1 zeigt schematisch und beispielhaft ein Fahrzeug 105, das mit einem System 110 zum Betreiben einer Fahrerassistenzfunktion ausgestattet ist. Das System 110 umfasst mehrere Quellen 115 zur Bereitstellung von Informationen, wobei unter den Quellen insbesondere eine Kamera 1152 und ein Odometer 1153 sind.the 1 shows schematically and by way of example a vehicle 105 that is equipped with a system 110 for operating a driver assistance function. The system 110 includes a plurality of sources 115 for providing information, in particular a camera 1152 and an odometer 1153 are among the sources.

Neben den in 1 ausdrücklich dargestellten Quellen 115 können zusätzlich auch eine oder mehrere weitere Quellen vorgesehen sein, die insgesamt eine Gesamtheit von Informationsquellen bilden, die für die Bestimmung der Position des Fahrzeugs 105 zur Verfügung stehen. So kann z.B. eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen von Signalen eines satellitengestützten Navigationssystems (z.B. DGPS) vorgesehen sein. Ferner können z.B. ein oder mehrere LiDAR-Sensoren und/oder ein oder mehrere RADAR-Sensoren als weitere Quelle(n) bereitgestellt sein.In addition to the 1 Sources 115 that are explicitly illustrated can also be provided in addition to one or more other sources, which together form a total of information sources that are available for determining the position of vehicle 105 . For example, a receiving device for receiving signals from a satellite-supported navigation system (eg DGPS) can be provided. Furthermore, for example, one or more LiDAR sensors and/or one or more RADAR sensors can be provided as additional source(s).

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das System 110 ferner einen Kartenspeicher 125 zur Bereitstellung von Kartendaten, welcher ebenfalls als eine Informationsquelle, die Teil der Gesamtheit von Quellen 115 ist, angesehen werden kann.In the present embodiment, the system 110 further includes a map memory 125 for providing map data, which can also be viewed as an information source that is part of the set of sources 115.

Die Kamera 1152 und ggf. vorhandene weitere (nicht explizit dargestellte) Umfeldsensoren sind zur Erfassung bzw. Abtastung des Umfelds des Fahrzeugs 105 ausgebildet. In einem von der Kamera 1152 bereitgestellten Bild können insbesondere eine oder mehrere Fahrspurbegrenzungen (Fahrspurmarkierungen) erkannt werden.The camera 1152 and any additional surroundings sensors (not shown explicitly) that are present are designed to capture or scan the surroundings of the vehicle 105 . In particular, one or more lane boundaries (lane markings) can be recognized in an image provided by the camera 1152 .

Weiterhin umfasst das System 110 eine Verarbeitungseinrichtung 120, die dazu eingerichtet ist, Schritte eines Verfahrens 200 auszuführen, welches in 2 in Form eines schematischen Ablaufdiagramms veranschaulicht ist. Das Verfahren 200 dient zum zuverlässigen Bestimmen, in welcher Fahrspur einer mehrspurigen Fahrbahn sich ein Fahrzeug befindet. Es soll im Folgenden unter Bezugnahme auf eine in 3 gezeigten Beispielsituation erläutert werden.Furthermore, the system 110 comprises a processing device 120, which is set up to carry out steps of a method 200, which is 2 is illustrated in the form of a schematic flow chart. Method 200 is used to reliably determine which lane of a multi-lane roadway a vehicle is in. In the following, it is intended to refer to an in 3 shown example situation are explained.

Die 3 zeigt schematisch und beispielhaft eine Abfolge mehrerer geschätzter Positionen (gestrichelte Kreise) und tatsächlicher Positionen (durchgezogene Kreise) des Fahrzeugs 105 aus 1 auf einer mehrspurigen Fahrbahn. Es soll angenommen werden, dass das Fahrzeug 105 sich entlang der Fahrbahn in Richtung von unten nach oben (bezogen auf 3) bewegt.the 3 FIG. 12 shows, schematically and by way of example, a sequence of multiple estimated positions (dashed circles) and actual positions (solid circles) of vehicle 105 1 on a multi-lane road. Assume that the vehicle 105 moves along the lane in the bottom-up direction (referring to 3 ) emotional.

Die Fahrbahn ist im unteren Bereich zunächst dreispurig. Sodann eröffnet sich rechts eine weitere Fahrspur in Form einer Autobahnausfahrt. In dem gezeigten Beispiel klaffen dabei die geschätzte Position und die reale Position des Fahrzeugs 105 zunehmend auseinander, sodass am Ende die Positionsschätzung das Fahrzeug 105 immer noch in seiner ursprünglichen Fahrspur (nämlich in der dritten Fahrspur von links) verortet, wohingegen es sich tatsächlich in der Autobahnausfahrt befindet. Eine derartige Fehlzuordnung der Fahrzeugposition gilt es in der Anwendung zu vermeiden, da das Fahrzeug 105 nicht unbeabsichtigt die Autobahn (und damit z.B. den sicheren Operationsbereich einiger Fahrerassistenzsysteme) verlassen soll.The roadway is initially three lanes in the lower area. Another lane then opens up on the right in the form of a motorway exit. In the example shown, the estimated position and the real position of vehicle 105 increasingly diverge, so that at the end of the position estimation vehicle 105 is still located in its original lane (namely in the third lane from the left), whereas it is actually in the highway exit is located. Such an incorrect assignment of the vehicle position must be avoided in the application, since the vehicle 105 should not unintentionally leave the freeway (and thus e.g. the safe operating range of some driver assistance systems).

Das Verfahren 200 gemäß 2, das nachfolgend beschrieben wird, dient dazu, die Zuverlässigkeit der Fahrspurzuordnung zu erhöhen, um Situationen wie das in 3 beispielhaft angedeutete unbeabsichtigte Verlassen einer Autobahn, möglichst auszuschließen.The method 200 according to 2 , which is described below, serves to increase the reliability of the lane assignment in order to avoid situations like that in 3 example indicated unintentional exit from a highway to exclude as far as possible.

Ein Schritt 210 des Verfahrens 200 ist das Schätzen der Position des Fahrzeugs 105, wobei das Schätzen 210 mit Bezug auf den betrachteten Zeitpunkt und mit Bezug auf eine Positionskarte erfolgt, die eine Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren abbildet. Die Positionskarte kann z.B. die in 3 gezeigten Fahrspuren abbilden. Der betrachtete Zeitpunkt kann mit Bezug auf die Beispielsituation aus 3 beispielsweise den obersten Kreisen entsprechen. Die zugehörige Positionsschätzung für den betrachteten Zeitpunkt ist dann der oberste gestrichelte Kreis in 3.A step 210 of the method 200 is the estimation of the position of the vehicle 105, the estimation 210 taking place with reference to the point in time under consideration and with reference to a position map which depicts a roadway with a plurality of lanes. The position map can be, for example, the in 3 map lanes shown. The point in time considered can be different with reference to the example situation 3 e.g. correspond to the topmost circles. The associated position estimate for the point in time under consideration is then the top dotted circle in 3 .

Ein weiterer Schritt 220 ist das Zuordnen der geschätzten Position des Fahrzeugs 105 zu einer Fahrspur aus den mehreren Fahrspuren. Das Ergebnis dieses Zuordnens 220 kann als erste Fahrspurzuordnung bezeichnet werden. In dem Beispiel gemäß 3 erfolgt die Fahrspurzuordnung anhand einer eindeutigen Fahrspuridentifikation in Form einer zum jeweiligen Zeitpunkt vorgenommenen Durchnummerierung der Fahrspuren von rechts nach links. Dementsprechend wir in dem vorliegenden Beispiel die geschätzte Fahrzeugposition zum betrachteten Zeitpunkt der Fahrspur „2“ zugeordnet.A further step 220 is associating the estimated position of the vehicle 105 with a lane from the plurality of lanes. The result of this assignment 220 can be referred to as a first lane assignment. In the example according to 3 the lane assignment is based on a clear lane identification in the form of a consecutive numbering of the lanes from right to left carried out at the respective point in time. Accordingly, in the present example, the estimated vehicle position is assigned to lane “2” at the point in time under consideration.

In einem weiteren Schritt 230 wird diese erste Fahrspurzuordnung mit einer zweiten Fahrspurzuordnung verglichen. Die zweite Fahrspurzuordnung wird dabei auf der Grundlage einer auf einen vor dem betrachteten Zeitpunkt liegenden Anfangszeitpunkt bezogenen anfänglichen Fahrspurzuordnung und einer Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel bestimmt wird.In a further step 230, this first lane assignment is compared with a second lane assignment. The second lane assignment is determined on the basis of an initial lane assignment related to a starting time prior to the considered point in time and a tracking of the lane changes that have taken place since the starting point in time.

Bezugnehmend auf 3 kann der Anfangszeitpunkt z.B. den untersten beiden Kreisen entsprechen. Der Anfangszeitpunkt kann z.B. 60 Sekunden oder weniger vor dem betrachteten Zeitpunkt liegen. Ferner soll angenommen werden, dass die Positionsschätzung mitsamt der Fahrspurzuordnung im Anfangszeitpunkt als relativ zuverlässig gelten kann, da sie z.B. durch mehrere unabhängige Validatoren mit einer großen statistischen Sicherheit bestätigt wurde. Dementsprechend wird die Fahrzeugposition im Anfangszeitpunkt zutreffend der zu diesem Zeitpunkt als Fahrspur „1“ bezeichneten dritten Fahrspur von links zugeordnet.Referring to 3 For example, the start time can correspond to the bottom two circles. The starting point in time can be, for example, 60 seconds or less before the point in time under consideration. Furthermore, it should be assumed that the position estimate together with the lane assignment can be considered relatively reliable at the beginning, since it was confirmed with a high level of statistical certainty by several independent validators, for example. Accordingly, the vehicle position at the initial time is correctly assigned to the third lane from the left, which is designated as lane "1" at this time.

Hiervon ausgehend wird zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt jeder Fahrspurwechsel nachverfolgt. Dies geschieht insbesondere auf der Grundlage von Informationen, welche die Kamera 1152, die die Fahrspurmarkierungen optisch erfassten kann, liefert.Proceeding from this, each lane change is tracked between the starting point in time and the point in time under consideration. This is done in particular on the basis of information provided by the camera 1152, which can optically capture the lane markings.

Die Nachverfolgung der zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel erfolgt z.B. anhand einer (in 3 nicht gesondert dargestellten) Zuordnungskarte. Die Zuordnungskarte kann im Vergleich zu der Positionskarte, welche z.B. eine hochgenaue sogenannte HD-Karte sein kann, relativ abstrakt gehalten sein. Beispielsweise kann die Zuordnungskarte ausgehend von dem Anfangszeitpunkt nach und nach auf der Grundlage der von der Kamera 1152 und von dem Odometer 1153 erfassten Informationen aufgebaut werden. So kann es erreicht werden, dass die Zuordnungskarte weitgehend oder sogar ganz unabhängig von den der Positionskarte aufgebaut ist. Dadurch kann es z.B. ermöglicht werden, dass im Ergebnis insbesondere auch mögliche Fahrspurfehlzuordnungen durch Kartenfehler (wie z.B. veraltete Karteninformationen) aufgedeckt werden.The tracking of the lane changes that took place between the starting time and the time under consideration is carried out, for example, using a (in 3 not shown separately) assignment map. The allocation map can be kept relatively abstract in comparison to the position map, which can be, for example, a highly accurate so-called HD map be. For example, the map can be gradually built up from the initial time based on the information captured by the camera 1152 and the odometer 1153 . In this way it can be achieved that the assignment map is constructed largely or even completely independently of the position map. This can make it possible, for example, for possible lane misallocations due to map errors (such as, for example, outdated map information) to be revealed as a result.

Das Nachverfolgen der Fahrspurwechsel kann z.B. umfassen, dass zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt wiederholt (ggf. sogar mehr oder weniger kontinuierlich, d.h. beispielsweise einmal in jedem Verarbeitungszyklus eines Fahrerassistenzsystems, welcher z.B. 40 ms andauern kann) eine jeweils aktuell geschätzte Position des Fahrzeugs 105 einer Fahrspur in der Zuordnungskarte zugeordnet wird.The tracking of the lane change can include, for example, repeating (possibly even more or less continuously, i.e. for example once in each processing cycle of a driver assistance system, which can last e.g. 40 ms) between the starting point in time and the point in time under consideration, a currently estimated position of the vehicle 105 assigned to a lane in the assignment map.

Dabei können auch die in der Zuordnungskarte verzeichneten Fahrspuren z.B. von rechts nach links (also entsprechend derselben Konvention wie in der Positionskarte) durchnummeriert werden, um die einzelnen Fahrspuren eindeutig zu identifizieren und um im betrachteten Zeitpunkt einen Vergleich (Schritt 230) zwischen der ersten Fahrspurzuordnung und der auf der Nachverfolgung seit dem Anfangszeitpunkt beruhenden zweiten Fahrspurzuordnung zu ermöglichen. Dabei wird die Zuordnungskarte bevorzugt jeweils entsprechend neue verfügbaren Informationen (z.B. von Kamera 1152 und Odometer 1153) aktualisiert und z.B. an sich öffnende oder endende Fahrspuren angepasst, wobei auch die Nummerierung der Fahrspuren sich ändern kann, wie in 3 veranschaulicht.The lanes recorded in the assignment map can also be numbered, for example from right to left (i.e. according to the same convention as in the position map), in order to clearly identify the individual lanes and to make a comparison (step 230) between the first lane assignment and to enable the second lane assignment based on the tracking since the start time. The assignment map is preferably updated in each case according to new available information (e.g. from camera 1152 and odometer 1153) and, for example, adapted to lanes that are opening or ending, whereby the numbering of the lanes can also change, as in 3 illustrated.

Das Vergleichen 230 der ersten Fahrspurzuordnung und der zweiten Fahrspurzuordnung kann dabei durch eine als Fahrspurwechselvalidator (FWV) bezeichnete Softwarekomponente, die von der Verarbeitungseinrichtung 120 ausgeführt wird, vorgenommen werden. Die Aufgabe des FWV ist es dabei insbesondere, tatsächliche Fahrspurwechsel, welche der HPL-Positionsbestimmung (anhand der Positionskarte) entgehen bzw. vermeintliche Fahrspurwechsel, die die HPL-Positionsbestimmung irrtümlich festzustellen meint (obwohl sie in der Realität nicht stattfinden) zu detektieren.The comparison 230 of the first lane assignment and the second lane assignment can be performed by a software component referred to as a lane change validator (FWV), which is executed by the processing device 120 . The task of the FWV is in particular to detect actual lane changes that escape the HPL position determination (based on the position map) or alleged lane changes that the HPL position determination erroneously believes to detect (although they do not take place in reality).

Ermöglicht wird dies vorzugsweise dadurch, dass der FWV kamera- und odometriebasiert alle zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt erfolgenden Fahrspurwechsel erfasst und die daraus resultierende zweite Fahrspurzuordnung (z.B. in Form einer Fahrspurnummer bezogen auf die Zuordnungskarte) für den betrachteten Zeitpunkt mit der ersten Fahrspurzuordnung, die sich für den betrachteten Zeitpunkt aus der HPL-Positionsbestimmung ergibt, vergleicht. Mit anderen Worten überprüft der FWV also basierend auf der Annahme, dass die Fahrspurzuordnung im Anfangszeitpunkt statistisch hinreichend sicher war und dass er seitdem alle Fahrspurwechsel „mitbekommen“ hat, ob die HPL-Position im betrachteten Zeitpunkt spurgenau richtig ist.This is preferably made possible by the FWV camera- and odometry-based recording of all lane changes occurring between the initial time and the observed time and the resulting second lane allocation (e.g. in the form of a lane number based on the allocation map) for the observed time with the first lane allocation, which results from the HPL position determination for the point in time under consideration. In other words, based on the assumption that the lane assignment was statistically sufficiently reliable at the beginning and that it has "noticed" all lane changes since then, the FWV checks whether the HPL position is exactly right at the point in time under consideration.

Der FWV kann z.B. eine Komponente umfassen, welcher zum betrachteten Zeitpunkt prüft, ob zu einem möglichen Anfangszeitpunkt, der nicht mehr als 60 Sekunden in der Vergangenheit liegt, eine als statistisch hinreichend sicher geltenden HPL-Positionsschätzung (mitsamt Fahrspurzuordnung) vorlag. In diesem Fall kann diese sichere HPL-Positionsschätzung als Ausgangspunkt („point of certainty“) für die FWV-Validierung der aktuellen HPL-Positionsschätzung (mitsamt Fahrspurzuordnung) dienen.The FWV can, for example, include a component which, at the time under consideration, checks whether an HPL position estimate (including lane assignment) that is considered statistically sufficiently reliable was available at a possible starting time that was no more than 60 seconds in the past. In this case, this safe HPL position estimate can serve as a starting point (“point of certainty”) for the FWV validation of the current HPL position estimate (including lane assignment).

Dabei kann als weitere Voraussetzung für die Verfügbarkeit des FWV vorgesehen sein, dass zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt eine bestimmte minimale Zahl von Fahrspuren bzw. Fahrspurbegrenzungen (bevorzugt durchgängig) sichtbar sind bzw. waren, d.h. insbesondere von der Kamera 1152 erfasst wurden. Beispielsweise kann gefordert werden, dass wenigstens eine linke und eine rechte Fahrspurbegrenzung (aus der Perspektive des Ego-Fahrzeugs 105) in diesem Zeitraum kontinuierlich sichtbar sind bzw. waren.A further prerequisite for the availability of the FWV can be provided that between the start time and the time under consideration a certain minimum number of lanes or lane boundaries (preferably continuously) are or were visible, i.e. in particular were recorded by the camera 1152. For example, it can be required that at least one left and one right lane boundary (from the perspective of the ego vehicle 105) are or were continuously visible during this period.

Wenn das Vergleichen 230 ergibt, dass die ersten (HPL-basierten) Fahrspurzuordnung anhand der Positionskarte mit der zweiten (insbesondere kamera- und odometriebasierten) Fahrspurzuordnung anhand der Zuordnungskarte übereinstimmt, kann die Fahrerassistenzfunktion des Fahrzeugs 105 in Abhängigkeit von dieser übereinstimmenden Fahrspurzuordnung betrieben werden (Schritt 240a in 2). Falls der Vergleich 230 jedoch ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung (optional nach einer Konsistenzprüfung, die auch ein leichtes Verschieben von Zuordnungskarte und Positionskarte gegeneinander zulassen kann) voneinander abweichen, bestätigt der FWV die erste Fahrspurzuordnung nicht. Dieser Fall entspricht z.B. der Situation aus 3, in welcher die HPL-basierte Fahrspurzuordnung zu dem (falschen) Ergebnis kommt, dass das Fahrzeug 105 sich im betrachteten Zeitpunkt in der Fahrspur „2“ befindet (vgl. den obersten gestrichelten Kreis i 3). In diesem Fall würde der FWV diese Fahrspurzuordnung nicht validieren, da er den seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel In die Autobahnausfahrt hinein erfasst hat und dementsprechend das Fahrzeug 105 im betrachteten Zeitpunkt zutreffend in der Fahrspur „1“, d.h. in der Autobahnausfahrt, verortet (vgl. den obersten durchgezogenen Kreis in 3). Die Verarbeitungseinrichtung 102 kann dann auf der Grundlage dieser Abweichung die HPL-basierte erste Fahrspurzuordnung für Zwecke einer Weiterverarbeitung im Rahmen der Fahrerassistenzfunktion verwerfen (Schritt 240b in 2).If the comparison 230 shows that the first (HPL-based) lane assignment based on the position map matches the second (in particular camera- and odometry-based) lane assignment based on the assignment map, the driver assistance function of the vehicle 105 can be operated depending on this matching lane assignment (step 240a in 2 ). However, if the comparison 230 shows that the first lane assignment and the second lane assignment (optionally after a consistency check, which can also allow a slight shifting of assignment map and position map against each other) differ, the FWV does not confirm the first lane assignment. This case corresponds, for example, to the situation in 3 , in which the HPL-based lane assignment comes to the (incorrect) conclusion that vehicle 105 is in lane “2” at the point in time under consideration (cf. the top dashed circle i 3 ). In this case, the FWV would not validate this lane assignment, since it has recorded the lane change into the freeway exit that has taken place since the initial time and accordingly locates vehicle 105 correctly in lane "1", i.e. in the freeway exit, at the time under consideration (cf. the top one solid circle in 3 ). On the basis of this deviation, processing device 102 can then discard the HPL-based first lane assignment for the purpose of further processing as part of the driver assistance function (step 240b in 2 ).

Bei dem Ausführungsbeispiel soll die (Fahrspur-)Zuordnungskarte normalerweise basierend auf Kameradaten erstellt werden. Wenn das Ego-Fahrzeug 105 sich aber beispielsweise auf der am weitesten links befindlichen Fahrspur befindet, kann die Kamera 1152 möglicherweise die ganz rechte Fahrspur nicht erfassen. Wenn dann rechts noch eine zusätzliche Fahrspurpur hinzukommt, betrifft dies aber auch die aktuelle Fahrspurnummer, d.h. die Fahrspurnummer, der Fahrspur, auf der das Ego-Fahrzeug fährt, 105, soll sich (gemäß der Nummerierung von rechts nach links) ändern. Daher ist es erforderlich, dass immer eine Zuordnungskarte über die gesamte Autobahnbreite vorliegt. Die nicht beobachteten Teile werden dazu einfach als zur Positionskarte passend angenommen. Das bedeutet, dass, wenn z.B. aktuell nur zwei Fahrspuren durch die Kamera 1152 beobachtet werden, es aber aus der Positionskarte bekannt ist, dass es rechts neben den beobachteten Fahrspuren noch eine dritte Fahrspur gibt, eine solche rechte Fahrspur mit einer aus der Karte ermittelten Breite mit in die Zuordnungskarte aufgenommen wird.In the exemplary embodiment, the (lane) assignment map should normally be created based on camera data. However, if the ego vehicle 105 is in the left-most lane, for example, the camera 1152 may not be able to capture the right-most lane. If an additional lane is then added on the right, this also affects the current lane number, i.e. the lane number of the lane in which the ego vehicle is driving, 105, should change (according to the numbering from right to left). It is therefore necessary that there is always a mapping map covering the entire width of the motorway. The unobserved parts are simply assumed to match the position map. This means that if, for example, only two lanes are currently being observed by the camera 1152, but it is known from the position map that there is a third lane to the right of the observed lanes, such a right lane with a width determined from the map is included in the allocation map.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

• DE 102019133316 [0013]DE 102019133316 [0013]

Claims (10)

Verfahren (200) zum Bestimmen, in welcher Fahrspur einer mehrspurigen Fahrbahn sich ein Fahrzeug (105) zu einem betrachteten Zeitpunkt befindet, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst: - Schätzen (210) der Position des Fahrzeugs (105), wobei das Schätzen (210) mit Bezug auf den betrachteten Zeitpunkt und mit Bezug auf eine Positionskarte erfolgt, die eine Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren abbildet; - Zuordnen (220) der geschätzten Position des Fahrzeugs (105) zu einer Fahrspur aus den mehreren Fahrspuren, wobei das Ergebnis des Zuordnens (220) eine erste Fahrspurzuordnung ist; - Vergleichen (230) der ersten Fahrspurzuordnung mit einer zweiten Fahrspurzuordnung, wobei die zweite Fahrspurzuordnung auf der Grundlage einer auf einen vor dem betrachteten Zeitpunkt liegenden Anfangszeitpunkt bezogenen anfänglichen Fahrspurzuordnung und einer Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel bestimmt wird.Method (200) for determining in which lane of a multi-lane roadway a vehicle (105) is located at a point in time under consideration, the method (200) comprising the following steps: - Estimating (210) the position of the vehicle (105), the estimation (210) being carried out with reference to the point in time under consideration and with reference to a position map which depicts a roadway with a plurality of lanes; - assigning (220) the estimated position of the vehicle (105) to a lane from the plurality of lanes, the result of the assigning (220) being a first lane assignment; - Comparing (230) the first lane assignment with a second lane assignment, the second lane assignment being determined on the basis of an initial lane assignment relating to a starting point in time before the point in time under consideration and a tracking of the lane changes that have taken place since the starting point in time. Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei die Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel wenigstens teilweise auf der Grundlage von Informationen, die von einem Umfeldsensor (1152) des Fahrzeugs (105) bereitgestellt werden, erfolgt.Method (200) according to claim 1 , wherein the tracking of the lane changes that have taken place since the start time is at least partially based on information provided by an environment sensor (1152) of the vehicle (105). Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel wenigstens teilweise auf der Grundlage von Odometriedaten erfolgt.The method (200) of any preceding claim, wherein tracking lane changes since the initial time is based at least in part on odometry data. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die die Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel anhand einer Zuordnungskarte erfolgt.Method (200) according to one of the preceding claims, in which the tracking of the lane changes that have taken place since the start time is carried out using an assignment map. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nachverfolgen der Fahrspurwechsel umfasst, dass zwischen dem Anfangszeitpunkt und dem betrachteten Zeitpunkt wiederholt eine jeweils aktuell geschätzte Position des Fahrzeugs (105) einer Fahrspur in einer Zuordnungskarte zugeordnet wird.The method (200) according to any one of the preceding claims, wherein the tracking of the lane change comprises repeatedly assigning a currently estimated position of the vehicle (105) to a lane in a mapping map between the starting point in time and the point in time under consideration. Verfahren (200) nach Anspruch 4 oder 5, ferner umfassend: - Vergleichen der Positionskarte mit der Zuordnungskarte.Method (200) according to claim 4 or 5 , further comprising: - comparing the position map with the assignment map. Verfahren (200) nach Anspruch 6, ferner umfassend, falls das Vergleichen (230) der ersten Fahrspurzuordnung der mit zweiten Fahrspurzuordnung ergibt, dass die erste Fahrpurzuordnung von der zweiten Fahrspurzuordnung abweicht und falls das Vergleichen der Positionskarte mit der Zuordnungskarte ergibt, dass eine Abweichung zwischen der Positionskarte und der Zuordnungskarte ein vorbestimmtes Maß überschreitet: ◯ Prüfen, ob die Abweichung sich durch Verschieben der Positionskarte und der Zuordnungskarte gegeneinander beheben lässt; und ◯ falls die Abweichung sich beheben lässt und falls nach dem Verschieben die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen, bestimmen, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen.Method (200) according to claim 6 , further comprising if the comparison (230) of the first lane assignment with the second lane assignment shows that the first lane assignment differs from the second lane assignment and if the comparison of the position map with the assignment map shows that a deviation between the position map and the assignment map is a predetermined Exceeds measure: ◯ Check whether the deviation can be remedied by moving the position card and the allocation card against each other; and ◯ if the discrepancy is remediable and if, after the panning, the first lane assignment and the second lane assignment match, determining that the first lane assignment and the second lane assignment match. Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: - Betreiben einer Fahrerassistenzfunktion in Abhängigkeit von der ersten Fahrspurzuordnung, falls das Vergleichen (230) ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen.The method (200) of any preceding claim, further comprising: - Operating a driver assistance function depending on the first lane assignment if the comparison (230) shows that the first lane assignment and the second lane assignment match. System (100) zum Betreiben einer Fahrerassistenzfunktion eines Fahrzeugs (105), umfassend: - wenigstens einen Umfeldsensor (1152) und/oder ein Odometer (1153); und - eine Verarbeitungseinrichtung (120), die dazu eingerichtet ist, die folgenden Schritte auszuführen: o Schätzen (210) der Position des Fahrzeugs (105), wobei das Schätzen (210) mit Bezug auf den betrachteten Zeitpunkt und mit Bezug auf eine Positionskarte erfolgt, die eine Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren abbildet; ◯ Zuordnen (220) der geschätzten Position des Fahrzeugs (105) zu einer Fahrspur aus den mehreren Fahrspuren, wobei das Ergebnis des Zuordnens (220) eine erste Fahrspurzuordnung ist; ◯ Vergleichen (230) der ersten Fahrspurzuordnung mit einer zweiten Fahrspurzuordnung, wobei die zweite Fahrspurzuordnung auf der Grundlage einer auf einen vor dem betrachteten Zeitpunkt liegenden Anfangszeitpunkt bezogenen anfänglichen Fahrspurzuordnung und einer Nachverfolgung der seit dem Anfangszeitpunkt erfolgten Fahrspurwechsel bestimmt wird.System (100) for operating a driver assistance function of a vehicle (105), comprising: - at least one environment sensor (1152) and/or an odometer (1153); and - a processing device (120) arranged to carry out the following steps: o Estimating (210) the position of the vehicle (105), the estimation (210) being carried out with reference to the point in time under consideration and with reference to a position map which depicts a roadway with a plurality of lanes; ◯ assigning (220) the estimated position of the vehicle (105) to a lane from the plurality of lanes, the result of the assigning (220) being a first lane assignment; ◯ Comparing (230) the first lane assignment with a second lane assignment, wherein the second lane assignment is determined on the basis of an initial lane assignment related to a starting time before the considered time and a tracking of the lane changes that have taken place since the starting time. System (100) nach Anspruch 9, wobei das System (100) eingerichtet ist zum: - Betreiben (240a) der Fahrerassistenzfunktion in Abhängigkeit von der ersten Fahrspurzuordnung, falls das Vergleichen (230) ergibt, dass die erste Fahrspurzuordnung und die zweite Fahrspurzuordnung übereinstimmen.system (100) after claim 9 , wherein the system (100) is set up for: - operating (240a) the driver assistance function depending on the first lane assignment if the comparison (230) shows that the first lane assignment and the second lane assignment match.

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