Einrichtung und Verfahren zur Zuordnung von neuen Daten zu einer digitalen Karte
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuordnung von neuen Daten zu einer in einem Fahrzeug vorzugsweise lokal vorliegenden digitalen Karte sowie eine entsprechende Einrichtung.
Die moderne Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und Fahr- zeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (zusammen im Folgenden mit C2X bezeichnet) ist häufig so ausgelegt, dass sie auch ohne digitales Kartenmaterial in dem jeweiligen Fahrzeug funktioniert. In vielen Fällen verwenden Fahrzeuge jedoch zusätzlich digitales Kartenmaterial zur Verbesserung der C2X-Funktionen oder digitale Karten sind für Fahrerassistenzsysteme und/oder Sicherheitssysteme im Fahrzeug vorhanden .
Unabhängig von der C2X-Kommunikation wird angestrebt, das digitale Kartenmaterial und somit auch die Zuverlässigkeit von Fahrerassistenzsystemen und Sicherheitssystemen im Fahrzeug zu verbessern.
Aus der Druckschrift WO 2009/56533 Al ist ein Bewertungsmodul zur Bewertung von Daten einer digitalen Karten für ein Fahrzeug bekannt, das auf der Basis von Messdaten einer Um-
feldsensorik des Fahrzeugs und/oder auf der Basis einer karteneigenen Qualitätsinformation Daten der digitalen Karte bewertet und die Bewertung anschließend an ein Fahrassistenzsystem oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs ü- bergibt. Diese Systeme verwenden dann die Daten der digitalen Karte auf Basis der Bewertung.
Aus der Druckschrift DE 10 2007 003 147 Al ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug bekannt, welches auf der Grundlage eines berechneten Kartenzuverlässigkeitsgrads zugehörige Operationen ausführt. Der Kartenzuverlässigkeitsgrad zeigt hierbei die Genauigkeit von Kartendaten in der Nachbarschaft der momentanen Position des Fahrzeugs an. Der Kartenzuverlässigkeitsgrad wird mittels einer komplizierten Formel über den benachbarten Positionen des Fahrzeugs bestimmt. Diese berücksichtigt die Positionierungsgenauigkeit der Kartendaten für die Position des Fahrzeugs, die Änderung von Daten nach Verstreichen einer Zeitspanne und das Verhältnis der Übereinstimmung von Karteninformationen zu den tatsächlichen Daten.
Die bekannten Einrichtungen oder Verfahren ermöglichen jedoch lediglich eine Bewertung der Daten vorhandener digitaler Karten. Die herkömmlichen Verfahren setzen zwingend das Vorhandensein einer digitalen Karte und/oder eines lokalen oder globalen Navigationssystems voraus, um jeweils eine entsprechende Ortsbestimmung der momentanen Position bezüglich der im Fahrzeug vorhandenen digitalen Karte vorzunehmen. Es gibt jedoch Situationen bzw. Anwendungen, welche einerseits eine digitale Karte nicht zwingend voraussetzen oder ein Navigationssystem nicht vorhanden ist bzw. nicht
verlässlich arbeitet. In diesen Fällen können die bekannten Verfahren nicht eingesetzt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit vorzuschlagen, so dass digitales Kartenmaterial in den vorstehend beschriebenen Situationen erstellt bzw. verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es insbesondere vorgesehen, dass mindestens ein neuer Datenwert von einem Sender empfangen wird, welcher Element einer Fahrzeug-zu- Fahrzeug-Kommunikation und/oder einer Fahrzeug-zuInfrastruktur-Kommunikation ist, der neue Datenwert mit den vorhandenen Datenwerten der digitalen Karte verglichen wird und der neue Datenwert zu der digitalen Karte hinzugefügt oder der vorhandene Datenwert durch den neuen Datenwert aktualisiert wird, jeweils abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs .
Bei der vorliegenden Erfindung werden folglich Daten, welche aus einer C2X-Kommunikation des jeweiligen Fahrzeugs resultieren, für die Verbesserung und Erstellung von digitalem Kartenmaterial verwendet. Vorzugsweise ist das digitale Kartenmaterial nur lokal in dem jeweiligen Fahrzeug vorhanden .
Das erfindungsgemäße Vorgehen ist eine besonders einfache Möglichkeit, digitale Karten insbesondere für ein bestimm-
tes, durch das Fahrzeug häufig befahrenes Gebiet oder für abgelegene Gebiete zu erstellen bzw. zu aktualisieren. Hierfür ist nicht zwingend ein lokales oder globales Navigationssystem notwendig. Eingeschlossen in das erfindungsgemäße Verfahren ist die Neuerstellung einer digitalen Karte anhand der über Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und/oder Fahrzeug- zu-Infrastruktur-Kommunikation übertragenen Daten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Zuordnung von neuen Daten zu einer digitalen Karte stellt einen ersten Schritt hin zu einer selbstlernenden bzw. sich selbst korrigierenden digitalen Karte dar.
Unter dem Begriff "digitale Karte" werden bei der vorliegenden Erfindung neben in digitaler Form vorliegenden Karten für ein lokales oder globales Navigationssystem auch Karten für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) verstanden, ohne dass eine Navigation stattfindet. Globale Navigationssysteme sind häufig Satellitennavigationssysteme wie GPS, Galileo, GLONASS (Russland), Compass (China), IRNSS (Indien), etc.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Sender in Verkehrsleiteinrichtungen, beispielsweise Ampeln, Verkehrsschildern, Anzeigetafeln, oder dergleichen integriert. Die-
se Integration der Sender in Verkehrsleiteinrichtungen verringert die Kosten des Systems.
In einer Weiterbildung der Erfindung beinhalten die Datenwerte die Positionen der Fahrzeuge oder der Elemente der der Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation, vorzugsweise einschließlich vorangegangener Positionen (z.B. Perlenketten) , den Typ der Fahrzeuge oder der Elemente der Fahrzeug- zu-Infrastruktur-Kommunikation, Reibwerte des Straßenbelags oder des Untergrunds, Geschwindigkeiten der Fahrzeuge oder weitere Eigenschaften der Fahrzeuge oder der Elemente der Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation, beispielsweise die Information des Verkehrsschildes. Diese Informationen sind besonders gut geeignet, digitale Karten zu erstellen bzw. zu aktualisieren.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet der Vergleich des neuen Datenwerts mit den vorhandenen Datenwerten der digitalen Karte, das geprüft wird, ob bereits dem neuen Datenwert entsprechende vorhandene Datenwerte in der digitalen Karte enthalten sind, und anschließend, falls entsprechende vorhandene Datenwerte in der digitalen Karte enthalten sind, der neue Datenwert mit einem oder mehreren der Werte der entsprechenden vorhandenen Daten verglichen wird. Dies ist ein besonders einfaches Verfahren, um ein Vergleich des neuen Datenwerts mit den bereits vorhandenen Datenwerten der digitalen Karte zu ermöglichen und Rechenfehler durch Fehlen von Karteninformationen oder falsche Karteninformationen zu vermeiden. Bei dem Vergleich können z.B. Straßenverläufe, Geschwindigkeitsbe-
schränkungen, Ampelpositionen etc. mit vorhandenen Datenwerten verglichen werden.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird aufgrund des Ergebnisses des Vergleichs des neuen Datenwerts mit den vorhandenen Datenwerten der digitalen Karte zusätzlich eine Bewertung der vorhandenen Datenwerte der digitalen Karte und/oder des neuen Datenwerts vorgenommen. Insbesondere beinhaltet die Bewertung eines oder mehrerer Datenwerte eines Teils der digitalen Karte eine Verläss- lichkeitsabschätzung des Datenwerts oder der Datenwerte, welche vorzugsweise zu dem jeweiligen Datenwert und/oder dem jeweiligen Teil der digitalen Karte gespeichert wird. Zur Verlässlichkeitsabschätzung wird z.B. ermittelt, wie oft die entsprechenden vorhandenen Datenwerte schon durch C2X-Daten bestätigt wurden und/oder wann die letzte Bestätigung stattgefunden hat.
Die Bewertung der Daten umfasst beispielsweise die Bestimmung einer Information zur Qualität und/oder zur Gültigkeit der Daten. Hierdurch ist es möglich, die Bewertung der digitalen Kartendaten in weiteren Anwendungen zu nutzen und beispielsweise an ein Fahrerassistenzsystem und/oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs zur weiteren Verwendung zu übergeben. Da die verschiedenen Fahrerassistenzsysteme und die verschiedenen Sicherheitssysteme des Fahrzeugs unterschiedliche Maßstäbe an die Verlässlichkeit der Daten legen und z.B. eine unterschiedliche Genauigkeit der Kartendaten benötigen, können die Daten basierend auf der Bewertung optimal für das jeweilige Fahrerassistenzsystem oder Sicherheitssystem eingesetzt werden.
Bisher wurde bei solchen Systemen nämlich häufig davon ausgegangen, dass die Qualität der Daten der digitalen Karte gering ist. Nun können die Daten der digitalen Karte z.B. in unterschiedlichem Maße abhängig von der jeweiligen Bewertung für ein Fahrerassistenzsystem oder ein Sicherheitssystem verwendet werden. Beispielsweise kann ein Fahrerassistenzsystem oder ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs entsprechend der Aktualität oder der Genauigkeit der Daten der digitalen Karte Informationen aus der digitalen Karte entweder nur im geringen Umfang (wenn z.B. eine höhere Aktualität oder Genauigkeit der Daten für die Anwendung erforderlich ist) oder in stärkerem Maße bei den Berechnungen des Fahrerassistenzsystems oder Sicherheitssystems berücksichtigen .
Während der Bewertung der Daten der digitalen Karte kann insbesondere eine Validierung der Daten durchgeführt werden. Unter Validierung ist hierbei zu verstehen, dass festgestellt wird, ob die Kartendaten überhaupt mit den aktuellen Daten übereinstimmen. Dies geschieht vorteilhafterweise durch einen einfachen Vergleich zwischen dem neuen C2X- Datenwert und den in der digitalen Karte vorhandenen Datenwerten, wobei Abweichungen unterhalb eines vorab festlegbaren Schwellwerts als Ungenauigkeiten und nicht als Fehler interpretiert werden. Bei der Beurteilung der Genauigkeit der digitalen Daten wird konkret festgestellt, wie genau die Karteninformation tatsächlich ist. Es werden konkrete Genauigkeitswerte ermittelt. Dies geschieht vorteilhafterweise durch die Berechnung der Differenz zwischen dem neuen C2X-Datenwert und den in der digitalen Karte vorhandenen
Datenwerten. Die Aktualität der Kartendaten kann beispielsweise dadurch angegeben und gespeichert werden, dass vorzugsweise jedem Datenwert eine Zeitstempelinformation zugeordnet wird, wobei der Zeitstempel das Datum der letzten Aktualisierung der Daten und gegebenenfalls auch die entsprechende Uhrzeit enthält.
Die Bewertung der Daten könnte auch eine Authentifizierung der Daten umfassen. Eine solche Authentifizierung kann beispielsweise über das Auslesen eines entsprechenden Zertifikats erfolgen, mit dem die digitale Karte versehen ist.
Die obige Aufgabe wird insbesondere auch durch eine Einrichtung zur Zuordnung von neuen Daten zu einer in einem Fahrzeug vorzugsweise lokal vorliegenden digitalen Karte gelöst mit:
- einer Empfangseinrichtung zum Empfangen mindestens eines neuen Datenwerts von einem Sender, welcher Element einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder einer Fahrzeug- zu-Infrastruktur-Kommunikation ist, und
- einer Recheneinrichtung, welche den neuen Datenwert mit den vorhandenen Datenwerten der digitalen Karte vergleicht und den neuen Datenwert zu der digitalen Karte hinzufügt oder die vorhandenen Datenwerte durch den neuen Datenwert aktualisiert, jeweils abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs .
Die Empfangseinrichtung und die Recheneinrichtung sind jeweils derart ausgebildet, dass sie die oben zum Verfahren angegebenen Schritte, einschließlich der Schritte der Ausführungsbeispiele, durchführen können.
Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und/oder Fahrzeug-zuInfrastruktur-Kommunikation erfolgt vorzugsweise mittels drahtloser Funkübertragung, insbesondere mittels WLAN oder mittels passiver bzw. gegebenenfalls auch aktiver Transpon- der, insbesondere RFID-Chips. Zudem ist auch eine Kommunikation über Funkkanäle, beispielsweise UMTS, möglich. Gegebenenfalls können auch Übertragungsmethoden kombiniert werden, beispielsweise um zwischen einem ersten und einem zweiten Datenwert beim Befahren einer Straße unterscheiden zu können.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder der Rückbezügen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Zuordnung von neuen Daten zu einer digitalen Karte.
Über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (C2X-Kommunikation) 30 erhält eine Empfangseinrichtung 12 einer Einrichtung 10
zur Zuordnung von neuen Daten zu einer in einem (nicht dargestellten) Fahrzeug lokal vorliegenden digitalen Karte in einem ersten Schritt 1 Positionsdaten aus Kraftfahrzeugen. Diese neuen Daten können beispielsweise die letzten Positionen (Perlenkette) eines Fahrzeugs oder einer Anzahl von Fahrzeugen sein. Der die neuen Daten übermittelnde Sender 20 ist dabei vorzugsweise in eine Ampel oder ein Verkehrsschild oder ein anderes Fahrzeug integriert.
Anschließend wird durch eine Recheneinrichtung 14 der Einrichtung 10 in einem Schritt 2 des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt, ob in dem Bereich der Positionsdaten der Kraftfahrzeuge in der digitalen Karte eine Straße vorhanden ist. Die digitale Karte ist dabei in einem Datenspeicher der Recheneinrichtung 14 gespeichert.
Falls ja, werden durch die Recheneinrichtung 14 in einem darauf folgenden Schritt 3 die neuen Datenwerte mit den vorhandenen Daten der digitalen Karte zu dem Verlauf der Straße verglichen. Hierbei wird festgestellt, dass sich der Verlauf der Straße gegenüber den in der digitalen Karte enthaltenen Informationen beispielsweise durch eine Baumaßnahme geringfügig verändert hat. Entsprechend aktualisiert die Recheneinrichtung 14 in Schritt 4 die Daten, welche in der digitalen Karte die Position der Straße beinhalten, durch die Positionsdaten der Fahrzeuge.
Falls es sich in Schritt 2 herausstellt, dass die Positionsdaten der Fahrzeuge keinem Verlauf einer Straße entsprechen, werden die neuen Daten in Schritt 5 durch die Rechen-
einrichtung 14 der digitalen Karte als Verlauf einer neuen Straße hinzugefügt.
Vorzugsweise wird den neuen bzw. aktualisierten Daten des Straßenverlaufs durch die Recheneinrichtung 14 in dem Schritt 4 bzw. in dem Schritt 5 außerdem jeweils ein Zeitstempel zugeordnet, der dem Datum der Aktualisierung entspricht. Hierdurch kann der Fahrer oder ein Fahrerassistenzsysteme bzw. ein Sicherheitssystem des jeweiligen Fahrzeugs erkennen, dass es sich um vergleichsweise aktuelle Daten handelt.
Da die aktualisierten Daten neu sind, werden sie auch häufiger von einem Fahrerassistenzsystem oder einem Sicherheitssystem im Fahrzeug eingesetzt. Die entsprechenden Daten werden an das Fahrerassistenzsystem bzw. das Fahrsicherheitssystem des Fahrzeugs einschließlich Zeitstempel übertragen, so dass den Systemen bekannt ist, wie aktuell die übertragenen Daten sind.
Wird bei dem Vergleich in Schritt 3 festgestellt, dass sich der Verlauf der Straße nicht geändert hat, dann muss dieser nicht aktualisiert werden. Schritt 4 wird daher nicht ausgeführt. Vorzugsweise werden in Schritt 6 jedoch durch die Recheneinrichtung 14 den vorhandenen Daten des Straßenverlaufs das aktuelle Datum als Zeitstempel zugeordnet, da die Aktualität der vorhandenen Daten durch das erfindungsgemäße Verfahren bestätigt wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann nach Schritt 4, 5 oder 6 mit Schritt 1, d.h. dem Empfangen von neuen Daten mittels
einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation, fortgesetzt werden .
Bezugszeichenliste
1, 2, 3, 4, 5, 6 Schritte des erfindungsgemäßen
Verfahrens 10 Einrichtung zur Zuordnung von neuen
Daten
12 Empfangseinrichtung
14 Recheneinrichtung
20 Sender
30 Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation