WO2012048988A1 - Verfahren zur ortsbestimmung mit einem navigationssystem und navigationssystem hierzu - Google Patents

Verfahren zur ortsbestimmung mit einem navigationssystem und navigationssystem hierzu Download PDF

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WO2012048988A1
WO2012048988A1 PCT/EP2011/066221 EP2011066221W WO2012048988A1 WO 2012048988 A1 WO2012048988 A1 WO 2012048988A1 EP 2011066221 W EP2011066221 W EP 2011066221W WO 2012048988 A1 WO2012048988 A1 WO 2012048988A1
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WO
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location
identifiable
navigation system
navigation
digital map
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PCT/EP2011/066221
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Inventor
Jan Wietse Balkema
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3602—Input other than that of destination using image analysis, e.g. detection of road signs, lanes, buildings, real preceding vehicles using a camera
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/20—Scenes; Scene-specific elements in augmented reality scenes

Definitions

  • the present invention is directed to a method for location determination with a navigation system, with which a current location is satellite-based determined and found on a digital map.
  • the present invention further relates to a navigation system for operating such a method.
  • Accurate positioning is a prerequisite for many driver information and driver assistance functions, in particular navigation.
  • Navigation systems mostly use satellite-based positioning systems and in-vehicle sensor systems such as yaw rate and steering angle sensors for locating purposes.
  • yaw rate and steering angle sensors for locating purposes.
  • An inaccurate position determination is improved by the so-called map-matching method: when a position is measured a few meters beside a digitized road, the position is corrected so that it is adopted and displayed on the road.
  • navigation systems which are based on the reception of satellite signals, so-called GPS signals
  • navigation systems are also known, which are based on the reception of mobile radio signals.
  • mobile-based navigation systems are also not characterized by a higher accuracy of the position determination.
  • the digital map may be stored in a memory in the navigation system, and the location where the user is with the navigation system is displayed upon successful reception of the GPS signals and / or the mobile signals in the digital map.
  • the position determination on the digital road map may have deviations, either when the locating signals are not reliable or can be received in sufficient frequency. Basically, however, a high accuracy of the position determination is desired.
  • the high accuracy of determining the current location is particularly important when using driver assistance systems with safety components, e.g. with an automatic speed adjustment. Furthermore, if a precise location to be approached, for example, a house on a street with a given house number, so high accuracy is desirable here. In particular, intersections, lane change areas in multi-lane roads as well as other known and thus easily identifiable positions in the road are to be displayed with high accuracy via the navigation system, so that these places can be displayed particularly accurately with an increased traffic risk. In addition, however, the accurate display of landmarks outside the road is also desirable.
  • US 2002/01 13871 A1 represents a system in which images which may possibly be coupled with a message are transmitted to a central entity.
  • the images continue to receive metadata from a navigation system (position).
  • position In the central instance, images from the same object are collected and made available to other users.
  • RD-506023 A represents a system in which a camera system is used to detect the position change. It represents an alternative to an odometer.
  • the KR 2006077501 A uses a camera to photograph a room. After this, objects (dirt) and their position in the image are identified. These items are shipped to a cleaning robot with the job of cleaning the site.
  • current location is meant in particular a current location of the navigation system or a vehicle in which the navigation system is operated.
  • the invention includes the technical teaching that an identifiable location is determined on the digital map, and further that a pictorial image is taken of the identifiable location and compared to the identifiable location on the digital map, with a local distance between the identifiable location determined on the map Location and the identifiable location of the image recording is determined and used as a location correction or the correction of the systematic measurement error of the GPS.
  • the invention is based on the idea of providing, in addition to the received signal from the satellites or via mobile radio, a location correction which is based on the comparison of the location identified on the digital map with a pictorial image of the identifiable location.
  • the possible local difference between the identifiable location on the map and the identifiable location of the image capture allows location correction, which can improve the displayable accuracy of the position indication navigation system.
  • the provision of pictorial images of identifiable locations can take place continuously and without interaction with the user of the navigation system.
  • the navigation system can be used in a vehicle, and the vehicle passes through a plurality of successive identifiable places, which may for example be pre-stored or pre-marked.
  • the visual capture may be started to allow the comparison to provide location correction.
  • the inventive method can also be used, for example, to detect junctions of the highways or to detect the position of the vehicle on a particular lane, for example, border areas of the road are imaged and compared with the digital map ,
  • the method of the present invention is useful when moving a vehicle through a city or across a highway to indicate places with increased traffic risk or desired locations of the user with increased accuracy.
  • an image acquisition system in particular a camera system can be provided, with which the current location is recorded.
  • the image acquisition system may be part of a driver information system and / or a driver assistance system of a vehicle.
  • the navigation system can be operated in a vehicle, in particular the navigation system can be permanently installed in the structure of the vehicle.
  • the image acquisition system, in particular the camera system may be permanently installed in the structure of the vehicle. If the image acquisition system is part of driver information systems (FIS) and / or driver assistance systems (FAS), then the image acquisition system can be used both as a functional component of the FIS and / or the FAS, and at the same time it can serve for navigation with the navigation system according to the invention.
  • FIS driver information systems
  • FAS driver assistance systems
  • the core of the invention forms the connection between the driver information systems and / or driver assistance systems of a vehicle, and the navigation according to the invention can in turn support the driver information system (FIS) and / or the driver assistance system (FAS), since for these systems the absolute position of the vehicle is highly relevant in the environment of an identifiable location.
  • the correction data are basically always and everywhere available.
  • no further fee-based correction data is required.
  • Essential to the invention is therefore the connection of a GPS system with a video sensor system and with a digital road map.
  • the video sensor provides a relationship between the digital road map and the real world that reflects the position.
  • the navigation system provides a relationship between the digital road map and the real world in the approximate position. Now that these two relationships are combined, the systematic
  • Measurement errors of GPS systems are canceled by a self-calculated correction signal.
  • the identifiable location may advantageously be a traffic facility and in particular an intersection, a junction, a driveway, a descent, a
  • the one or more identifiable locations may be stored in the digital map, so that whenever the navigation system encounters an identifiable location via satellite navigation or mobile radio navigation, the method according to the invention is initiated.
  • the user can be informed about the course of the method according to the invention and about the location correction by the navigation system via a display means in the navigation system.
  • the digital map can be stored on a data carrier, in particular on a data carrier of the navigation system.
  • the determined local difference may be used to calibrate position estimates.
  • a correction signal can be generated by the determined local difference, and based on the Correction signal the user is displayed the correct position on a display means.
  • the present invention offers a combination of the known navigation with a navigation system on the one hand and driver information systems and driver assistance systems on the other hand.
  • Driver information and assistance systems serve as parking aids, for example, so that the navigation system initially approaches an approximate location with the aid of satellite-based or mobile-radio-based navigation. If the driver wishes to park his vehicle, a parking area with a large number of parking spaces can be pre-stored as an identifiable location in the digital map.
  • the navigation system receives the input from the driver to park the vehicle, then the navigation from the macro navigation, namely the approaching of the approximate location from a distance, becomes a micro-navigation so that the imaging system is switched on in the transition from macro navigation to micro-navigation , Subsequently, the location identifiable on the digital map, namely the parking area, is determined, and a pictorial image is taken of the identifiable location by the image capture system and compared with the identifiable location on the map.
  • the location correction is performed. Subsequently, the micro-navigation is continued and the driver assistance system can navigate the vehicle to a parking space, in particular into a parking space, based on the use of the image acquisition system. Consequently, with the method according to the invention, not only a simple location correction of a GPS signal or a mobile signal is possible, but a seamless transition from a macro navigation (conventional navigation system with guidance of the route) to a micro-navigation is possible, wherein the micro-navigation preferably starts when the location correction has been done on the digital map.
  • the object of the present invention is further achieved by a navigation system for operating a method as described above.
  • Figure 1 is a schematic representation of a procedure for navigation with a navigation system according to the present invention.
  • Figure 2 is a schematic view of a navigation system for carrying out a method according to the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows the method for navigation with a navigation system 1 according to the invention.
  • a GPS receiver 2 and a 5 imaging system 3 in the form of a box are also shown schematically.
  • the navigation system 1, the GPS receiving device 2 and the image acquisition system 3 are embodied as part of a vehicle 4 or integrated in the structure of the vehicle 4. o
  • the method begins (indicated by 5) first with the determination of a current location by means of the GPS receiver 2.
  • the determination of the current location can be received by means of a mobile device, based on which also a location determination is possible.
  • the determination of the current location can be made on a route that is driven between a start location and a destination by a user.
  • Location is preferably an identifiable location with a feature that relates to a conspicuity in the road, such as a crossroad, a junction and / or a large space, or a conspicuousness of the environment, such as a special building, a bridge or the like.
  • a conspicuity in the road such as a crossroad, a junction and / or a large space, or a conspicuousness of the environment, such as a special building, a bridge or the like.
  • the identifiable locations of the current location should be immobile and permanent.
  • the determination of the current location is described with the method step of determining the GPS position 6, and the achievable accuracy by the simple determination of the current location by the determination 6 of the GPS position is about 4 to 9 meters.
  • the GPS position can be found in the GPS Receiving device 2 carried out a correction 7 of the current position, for example by a map matching method.
  • the current position Upon receipt of the possible accuracy by the simple GPS receiver 2, the current position is provided to the navigation system 1 in a step for transmission 8 of the position.
  • the transmission 8 of the position can be further transmitted by a feedback step 9 again to the step 6 of determining the GPS position. This creates a loop for the continuous determination of the current location with increased accuracy.
  • the position determination 10 can near a feature in the street - .verlauf or be positioned in the environment, whereupon an initialization
  • a position correction based on the feature takes place. Also by the initialization of the position correction 11, the initialized position correction can be fed back again to the step of position determination 10 by means of a further feedback step 12.
  • the vehicle 4 also has an image acquisition system 3, which is part of a driver information system and / or a driver assistance system.
  • the image acquisition system 3 can be designed as a camera system with which an identifiable location of the road or surroundings can be photographically recorded or filmed.
  • a correction signal can be provided in a step of determining the local difference between the position provided by the navigation system 1 and the step of initializing the position correction 11 and the actual position.
  • this correction signal is used for a step of re-determining 14 the position.
  • FIG. 2 shows, in a schematic representation, the navigation system 1 with a display means 15, which is embodied as an HMI (Human Machine Interface).
  • the navigation system 1 can be integrated in the structure of the vehicle, the GPS receiving device 2 likewise being integrated into the structure of the vehicle. can be integrated.
  • the GPS receiver 2 signals can be received from a GPS satellite 16, so that according to the prior art, a current location can be determined, the determination is an accuracy of about 4 to 9 meters.
  • a mobile radio device 17 may be provided, so that based on the reception of mobile radio signals also a position determination is possible.
  • an image acquisition system 3 in the form of a camera system is shown, which may be part of a driver information system and / or a driver assistance system.
  • the image acquisition system 3 identifiable locations in the vicinity of the current location can be captured and the image acquisition is made available to the navigation system 1.
  • the determination 13 of the local difference takes place, wherein the difference is determined between the currently determined location based on the
  • both distances and directions can be determined. For example, if the vehicle 4 is located in the inner city, several junctions, intersections, crossings, road junctions and the like follow one another in the course of the road. These identifiable locations can be photographed and / or filmed with the image acquisition system 3, so that subsequently the comparison with the position of the GPS signal takes place. For example, if the GPS signal indicates that the vehicle is 100 meters in front of the intersection, however, if the imaging system is filming the intersection at a distance of 40 meters, the location can be corrected by 60 meters.
  • the present invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. All features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including constructional details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations.
  • a macro navigation namely the uncorrected navigation by means of the GPS receiver 2 or by data reception by the mobile device 17 barrier-free in a micro-navigation can be converted, namely the navigation of the vehicle by means of the driver information system and / or the driver assistance system.
  • the vehicle 4 can be parked with sufficient accuracy, for example in a parking space, and supported by the driver assistance system until the final parking position is reached.
  • the display means 15 in the macro-navigation phase, the road course of a digitized road map which may be stored in the navigation system 1 can be displayed.
  • the method according to the invention can only begin below a maximum speed, and when the vehicle approaches the destination, for example a parking space, the driver of the vehicle can already recognize the parking space.
  • the display in the display means 15 can switch over to the display of the parking aid, whereby the location correction has already expired in the background according to the inventive method.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Navigation mit einem Navigationssystem, mit dem ein aktueller Ort satellitenbasiert bestimmt und auf einer digitalen Karte aufgefunden wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der digitalen Karte ein identifizierbarer Ort bestimmt wird und ferner eine bildliche Aufnahme vom identifizierbaren Ort aufgenommen und mit dem identifizierbaren Ort auf der digitalen Karte verglichen wird, wobei eine örtliche Differenz zwischen dem auf der Karte bestimmten identifizierbaren Ort und dem identifizierbaren Ort der bildlichen Aufnahme bestimmt und zur Ortskorrektur genutzt wird.

Description

Titel
Verfahren zur Ortsbestimmung mit einem Navigationssvstem und Navigations- svstem hierzu
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Ortsbestimmung mit einem Navigationssystem gerichtet, mit dem ein aktueller Ort satellitenbasiert bestimmt und auf einer digitalen Karte aufgefunden wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Navigationssystem zum Betrieb eines solchen Verfahrens.
Stand der Technik
Die genaue Ortung ist eine Voraussetzung für viele Fahrerinformations- und Fahrerassistenzfunktionen, insbesondere der Navigation. Navigationssysteme verwenden zur Ortung meist satellitengestützte Ortungssysteme und fahrzeuginterne Sensorik wie zum Beispiel Drehraten- und Lenkwinkelsensoren. Zur Navigation ist es wichtig, dass das Fahrzeug auf einer digitalisierten Straße positioniert ist. Eine ungenaue Positionsbestimmung wird durch das sogenannte Map- Matching-Verfahren verbessert: Wenn eine Position wenige Meter neben einer digitalisierten Straße gemessen wird, wird die Position so korrigiert, dass diese auf der Straße angenommen und angezeigt wird.
Neben Navigationssystemen, die auf dem Empfang von Satellitensignalen, so genannten GPS-Signalen basieren, sind ferner Navigationssysteme bekannt, die auf dem Empfang von Mobilfunksignalen basieren. Mobilfunkbasierte Navigationssysteme sind jedoch auch nicht durch eine höhere Genauigkeit der Positionsbestimmung gekennzeichnet. Die digitale Karte kann in einem Speicher im Navigationssystem abgespeichert sein, und der Ort, an dem sich der Nutzer mit dem Navigationssystem befindet, wird bei erfolgreichem Empfang der GPS- Signale und/oder der Mobilfunksignale in der digitalen Karte angezeigt.
Nachteilhafterweise kann die Positionsbestimmung auf der digitalen Straßenkarte Abweichungen aufweisen, entweder wenn die Ortungssignale nicht zuverlässig oder in hinreichender Häufigkeit empfangen werden können. Grundsätzlich ist jedoch eine hohe Genauigkeit der Positionsbestimmung gewünscht.
Die hohe Genauigkeit der Bestimmung des aktuellen Ortes ist insbesondere bei einer Verwendung von Fahrerassistenzsystemen mit Sicherheitskomponenten wichtig, z.B. bei einer automatischen Geschwindigkeitsanpassung. Soll ferner ein genauer Ort angefahren werden, beispielsweise ein Haus an einer Straße mit einer vorgegebenen Hausnummer, so ist auch hier eine hohe Genauigkeit wünschenswert. Insbesondere sind Kreuzungen, Spurwechselbereiche in mehrspurigen Straßen sowie weitere bekannte und damit gut identifizierbare Positionen im Straßenverkehr mit hoher Genauigkeit über das Navigationssystem anzuzeigen, damit diese Orte mit einem erhöhten Verkehrsrisiko besonders genau angezeigt werden können. Darüber hinaus ist aber die genaue Anzeige von Landmarken außerhalb des Straßenverkehrs ebenfalls wünschenswert.
Es sind in diesem Bereich schon verschiedene Systeme bekannt.
So stellt die US 2002/01 13871 A1 ein System dar, bei dem Bilder, die eventuell mit einer Nachricht gekoppelt sein können, an eine zentrale Instanz übermittelt werden. Die Bilder erhalten weiterhin Metadaten aus ein Navigationssystem (Position). In der zentrale Instanz werden Bilder vom gleichen Objekt gesammelt und anderen Benutzer zur Verfügung gestellt.
Aus der DE 103 51 669 A1 ist ein System bekannt, bei dem ein vorher gespeichertes Bild mit einer aktuelle Aufnahme verglichen wird. Aus beiden Bilder wird ein Positionierungsabweichung berechnet. Die berechnete Abweichung wird nun verwendet um die Position des Gerätes so zu ändern, damit sich die Positionierungsabweichung verringert.
Die RD-506023 A stellt ein System dar, bei dem ein Kamerasystem verwendet wird, um die Positionsänderung zu ermitteln. Es stellt eine Alternative zu einem Odometer dar. Bei der KR 2006077501 A wird eine Kamera verwendet, um einen Raum zu fotografieren. Hiernach werden Objekte (Schmutz) und deren Position im Bild identifiziert. Diese Positionen werden an ein Putzroboter versendet mit den Auftrag der Stelle zu säubern.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ortsbestimmung mit einem Navigationssystem und ein Navigationssystem hierzu zu schaffen, mit dem eine Bestimmung eines aktuellen Ortes mit erhöhter Genauigkeit ermöglicht wird. Mit aktuellem Ort ist insbesondere ein aktueller Standort des Navigationssystems oder eines Fahrzeugs, in dem das Navigationssystem betrieben wird, gemeint.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Ortsbestimmung mit einem Navigationssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass auf der digitalen Karte ein identifizierbarer Ort bestimmt wird und ferner eine bildliche Aufnahme vom identifizierbaren Ort aufgenommen und mit dem identifizierbaren Ort auf der digitalen Karte verglichen wird, wobei eine örtliche Distanz zwischen dem auf der Karte bestimmten identifizierbaren Ort und dem identifizierbaren Ort der bildlichen Aufnahme bestimmt und als Ortskorrektur genutzt wird bzw. die Korrektur des systematischen Messfehlers des GPS.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, zusätzlich zum empfangenen Signal der Satelliten oder über den Mobilfunk eine Ortskorrektur zur Verfügung zu stellen, die auf dem Vergleich des auf der digitalen Karte identifizierten Ortes mit einer bildlichen Aufnahme des identifizierbaren Ortes beruht. Die dabei möglicherweise auftretende örtliche Differenz zwischen dem auf der Karte bestimmten identifizierbaren Ort und dem identifizierbaren Ort der bildlichen Aufnahme ermöglicht eine Ortskorrektur, wodurch die darstellbare Genauigkeit des Navigationssystems zur Angabe der Position verbessert werden kann. Die Bereitstellung bildlicher Aufnahmen von identifizierbaren Orten kann kontinuierlich und ohne Interaktion mit dem Nutzer des Navigationssystems erfolgen. Vorzugsweise kann das Navigationssystem in einem Fahrzeug Verwendung finden, und das Fahrzeug passiert eine Vielzahl aufeinanderfolgender identifizierba- rer Orte, die beispielsweise vorabgespeichert oder vormarkiert sein können.
Nähert sich das Navigationssystem einem vormarkierten, identifizierbaren Ort, so kann die bildliche Aufnahme gestartet werden, um den Vergleich zur Bereitstellung einer Ortskorrektur zu ermöglichen. Bei schneller Fahrt, beispielsweise auf einer Fernstraße, kann das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls genutzt werden, beispielsweise zur Erkennung von Anschlussstellen der Autobahnen oder zur Erkennung der Position des Fahrzeugs auf einer bestimmten Fahrspur, indem beispielsweise Randbereiche der Fahrbahn bildlich aufgenommen und mit der digitalen Karte verglichen werden.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch sinnvoll einsetzbar, wenn ein Fahrzeug durch eine Stadt oder über eine Landstraße bewegt wird, um Orte mit einem erhöhten Verkehrsrisiko oder Wunschorte des Nutzers mit einer erhöhten Genauigkeit anzuzeigen.
Mit Vorteil kann ein Bilderfassungssystem, insbesondere ein Kamerasystem vorgesehen sein, mit dem der aktuelle Ort bildlich aufgenommen wird. Das Bilderfassungssystem kann Bestandteil eines Fahrerinformationssystems und/oder eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs sein. Das Navigationssystem kann in einem Fahrzeug betrieben werden, insbesondere kann das Navigationssystem in der Struktur des Fahrzeugs fest installiert sein. Ebenso kann das Bilderfassungssystem, insbesondere das Kamerasystem, in der Struktur des Fahrzeugs fest installiert sein. Ist das Bilderfassungssystem Bestandteil von Fahrerinformationssystemen (FIS) und/oder von Fahrerassistenzsystemen (FAS), so kann das Bilderfassungssystem sowohl als Funktionskomponente des FIS und/oder des FAS genutzt werden, und zugleich kann es zur erfindungsgemäßen Ortskorrektur der Navigation mit dem Navigationssystem dienen. Folglich bildet der Kern der Erfindung die Verbindung zwischen den Fahrerinformationssystemen und/oder Fahrerassistenzsystemen eines Fahrzeugs, und die erfindungsgemäße Navigation kann wiederum das Fahrerinformationssystem (FIS) und/oder das Fahrerassistenzsystem (FAS) unterstützen, da für diese Sys- teme die absolute Position des Fahrzeugs in der Umgebung eines identifizierbaren Ortes hoch relevant ist. Solange der Empfang der Navigationssignale vorherrscht, sind die Korrekturdaten grundsätzlich immer und überall verfügbar. Ferner werden keine weiteren kostenpflichtigen Korrekturdaten benötigt. Erfindungswesentlich ist daher die Verbindung eines GPS-Systems mit einer Vi- deosensorik und mit einer digitalen Straßenkarte. Die Videosensorik liefert eine Beziehung zwischen der digitalen Straßenkarte und der realen Welt, die die Position wiedergibt. Auch das Navigationssystem liefert eine Beziehung zwischen der digitalen Straßenkarte und der realen Welt in Form der ungefähren Position. In- dem nun diese beiden Beziehungen kombiniert werden, kann der systematische
Messfehler von GPS- Systemen durch ein selbstberechnetes Korrektursignal aufgehoben werden.
Der identifizierbare Ort kann mit Vorteil eine Verkehrseinrichtung sein und insbe- sondere eine Kreuzung, eine Einmündung, eine Auffahrt, eine Abfahrt, eine
Weggabelung und/oder eine sonstige bauliche Einrichtung aufweisen. Der oder die identifizierbaren Orte können in der digitalen Karte abgespeichert sein, sodass immer dann, wenn das Navigationssystem über die Satellitennavigation oder die Mobilfunknavigation auf einen identifizierbaren Ort stößt, das erfin- dungsgemäße Verfahren in Gang gesetzt wird. Optional kann der Nutzer über den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und über die Ortskorrektur durch das Navigationssystem über ein Anzeigemittel im Navigationssystem informiert werden. Mit weiterem Vorteil kann die digitale Karte auf einem Datenträger, insbesondere auf einem Datenträger des Navigationssystems abgespeichert sein.
Vorzugsweise kann die ermittelte örtliche Differenz zur Kalibrierung von Positionsschätzungen verwendet werden. Insbesondere kann durch die ermittelte örtliche Differenz ein Korrektursignal generiert werden, und wobei basierend auf dem Korrektursignal dem Nutzer die korrekte Position auf einem Anzeigemittel angezeigt wird.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Kombination der bekannten Navigation mit einem Navigationssystem einerseits und Fahrerinformationssystemen und Fahrerassistenzsystemen andererseits. Fahrerinformations-/und -assistenzsysteme dienen zum Beispiel als Einparkhilfen, sodass zunächst das Navigationssystem mit Hilfe der satellitenbasierten oder der mobilfunkbasierten Navigation einen ungefähren Ort anfährt. Wünscht der Fahrer, sein Fahrzeug zu parken, kann ein Parkbereich mit einer Vielzahl von Parkplätzen als identifizierbarer Ort in der digitalen Karte vorabgespeichert sein. Erhält das Navigationssystem vom Fahrer die Eingabe, das Fahrzeug zu parken, so wird die Navigation von der Makronavigati- on, nämlich das Anfahren des ungefähren Ortes aus der Ferne, zur Mikronaviga- tion, sodass im Übergang von der Makronavigation zur Mikronavigation das Bilderfassungssystem eingeschaltet wird. Darauffolgend wird der auf der digitalen Karte identifizierbare Ort, nämlich der Parkbereich, bestimmt, und es wird eine bildliche Aufnahme mit dem Bilderfassungssystem vom identifizierbaren Ort aufgenommen und mit dem identifizierbaren Ort auf der Karte verglichen.
Liegt eine örtliche Differenz zwischen dem GPS-Signal beziehungsweise dem Mobilfunksignal und dem tatsächlich aufgenommenen identifizierbaren Ort vor, so wird die Ortskorrektur vorgenommen. Anschließend wird die Mikronavigation fortgeführt und das Fahrerassistenzsystem kann basierend auf der Verwendung des Bilderfassungssystems das Fahrzeug auf einen Parkplatz, insbesondere in eine Parklücke, navigieren. Folglich ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur eine einfache Ortskorrektur eines GPS-Signals oder eines Mobilfunksignals möglich, sondern es ist ein nahtloser Übergang von einer Makronavigation (konventionelles Navigationssystem mit Führung der Wegstrecke) zu einer Mikronavigation möglich, wobei die Mikronavigation vorzugsweise dann beginnt, wenn die Ortskorrektur auf der digitalen Karte erfolgt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird ferner gelöst durch ein Navigationssystem zum Betrieb eines Verfahrens gemäß der vorstehenden Beschreibung.
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Ausführung der Erfindung Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
5
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs zur Navigation mit einem Navigationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung und
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Navigationssystems zur Ausführung o eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Figur 1 ist das Verfahren zur Navigation mit einem Navigationssystem 1 gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Neben dem schematisch dargestellten Navigationssystem 1 sind ferner eine GPS-Empfangsseinrichtung 2 und ein5 Bilderfassungssystem 3 in Form eines Kastens schematisch dargestellt. Das Navigationssystem 1 , die GPS-Empfangseinrichtung 2 sowie das Bilderfassungssystem 3 sind als Bestandteil eines Fahrzeugs 4 beziehungsweise in der Struktur des Fahrzeugs 4 integriert ausgeführt. o Das Verfahren beginnt (angedeutet mit 5) zunächst mit der Bestimmung eines aktuellen Ortes mittels der GPS-Empfangseinrichtung 2. Alternativ oder zusätzlich kann die Bestimmung des aktuellen Ortes mittels einer Mobilfunkeinrichtung empfangen werden, auf Basis derer ebenfalls eine Ortsbestimmung möglich ist. Die Bestimmung des aktuellen Ortes kann auf einer Route erfolgen, die zwischen 5 einem Startort und einem Zielort durch einen Nutzer gefahren wird. Der aktuelle
Ort ist vorzugsweise ein identifizierbarer Ort mit einem Merkmal, das eine Auffälligkeit im Straßenverlauf, beispielsweise eine Kreuzung, eine Einmündung und/oder ein großer Platz, oder eine Auffälligkeit der Umgebung betrifft, beispielsweise ein besonderes Gebäude, eine Brücke oder dergleichen. Selbstver- 0 ständlich sollten die identifizierbaren Orte des aktuellen Ortes unbeweglich und dauerhaft sein.
Die Ermittlung des aktuellen Ortes ist mit dem Verfahrensschritt der Ermittlung 6 der GPS-Position beschrieben, und die erzielbare Genauigkeit durch die einfache5 Bestimmung des aktuellen Ortes durch die Ermittlung 6 der GPS-Position beträgt etwa 4 bis 9 Meter. Nach der Ermittlung 6 der GPS-Position kann in der GPS- Empfangseinrichtung 2 eine Korrektur 7 der aktuellen Position erfolgen, beispielsweise durch ein Map-Matching-Verfahren.
Nach Erhalt der möglichen Genauigkeit durch die einfache GPS- Empfangsein- richtung 2 wird an das Navigationssystem 1 die aktuelle Position in einem Schritt zur Übersendung 8 der Position bereitgestellt. Die Übersendung 8 der Position kann durch einen Rückkoppelschritt 9 ferner wieder dem Schritt der Ermittlung 6 der GPS-Position übermittelt werden. Damit entsteht eine Schleife zur kontinuierlichen Bestimmung des aktuellen Ortes mit erhöhter Genauigkeit.
Nach Empfang der aktuellen Position durch die Übersendung 8 der Position an das Navigationssystem 1 startet (angedeutet bei 5') im Navigationssystem 1 der Schritt der Bestimmung des aktuellen Ortes durch den Schritt der Positionsermittlung 10. Die Positionsermittlung 10 kann in der Nähe eines Merkmals im Stra- ßenverlauf oder in der Umgebung positioniert sein, woraufhin eine Initialisierung
1 1 einer Positionskorrektur anhand des Merkmals erfolgt. Auch durch die Initialisierung der Positionskorrektur 11 kann mittels eines weiteren Rückkoppelschrittes 12 die initialisierte Positionskorrektur wieder an den Schritt der Positionsermittlung 10 rückgekoppelt werden.
Das Fahrzeug 4 verfügt ferner über ein Bilderfassungssystem 3, welches Bestandteil eines Fahrerinformationssystems und/oder eines Fahrerassistenzsystems ist. Das Bilderfassungssystem 3 kann als Kamerasystem ausgebildet sein, mit dem ein identifizierbarer Ort des Straßenverlaufs oder der Umgebung foto- grafisch aufgenommen oder gefilmt werden kann.
Damit kann in einem Schritt der Bestimmung 13 der örtlichen Differenz zwischen dem durch das Navigationssystem 1 und dem Schritt der Initialisierung der Positionskorrektur 11 bereitgestellten Position und der tatsächlichen Position ein Kor- rektursignal bereitgestellt werden. Im letzten Schritt wird dieses Korrektursignal für einen Schritt der Neubestimmung 14 der Position genutzt.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung das Navigationssystem 1 mit einem Anzeigemittel 15, das als HMI (Human Machine Interface) ausgeführt ist. Das Navigationssystem 1 kann in der Struktur des Fahrzeugs integriert sein, wobei die GPS-Empfangseinrichtung 2 ebenfalls in die Struktur des Fahrzeugs in- tegriert sein kann. Mit der GPS-Empfangsseinrichtung 2 können Signale von einem GPS-Satelliten 16 empfangen werden, sodass gemäß dem Stand der Technik ein aktueller Ort bestimmt werden kann, wobei die Bestimmung eine Genauigkeit von ca. 4 bis 9 Metern beträgt. Alternativ zum Empfang von GPS-Signalen mittels eines GPS-Satelliten 16 kann eine Mobilfunkeinrichtung 17 vorgesehen sein, sodass basierend auf dem Empfang von Mobilfunksignalen ebenfalls eine Positionsbestimmung möglich ist.
Weiterhin ist ein Bilderfassungssystem 3 in Form eines Kamerasystems gezeigt, das Bestandteil eines Fahrerinformationssystems und/oder eines Fahrerassistenzsystems sein kann. Mittels des Bilderfassungssystems 3 können identifizierbare Orte in der Umgebung des aktuellen Ortes bildlich erfasst werden, und die Bildaufnahme wird dem Navigationssystem 1 zur Verfügung gestellt. Daraufhin erfolgt die Bestimmung 13 der örtlichen Differenz (siehe Figur 1), wobei die Diffe- renz bestimmt wird zwischen dem aktuell bestimmten Ort basierend auf dem
GPS-Signal und dem bildlich aufgenommenen Ort.
Mit dem Bilderfassungssystem 3 können sowohl Entfernungen als auch Richtungen bestimmt werden. Befindet sich beispielsweise das Fahrzeug 4 in der Innen- Stadt, so folgen im Straßenverlauf mehrere Einmündungen, Kreuzungen, Überquerungen, Straßenzusammenführungen und dergleichen aufeinander. Diese i- dentifizierbaren Orte können mit dem Bilderfassungssystem 3 fotografiert und/oder gefilmt werden, sodass nachfolgend der Vergleich mit der Position des GPS-Signals erfolgt. Gibt das GPS-Signal vor, dass sich das Fahrzeug bei- spielsweise 100 Meter vor der Kreuzung befindet, filmt jedoch das Bilderfassungssystem die Kreuzung in einer Entfernung von 40 Metern, so kann eine Ortskorrektur um 60 Meter erfolgen.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in Ihrer Ausführung nicht auf das vor- stehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnun- gen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Insbesondere bietet die Er- findung den Vorteil, dass eine Makronavigation, nämlich die unkorrigierte Navigation mittels der GPS-Empfangseinrichtung 2 oder mittels Datenempfang durch die Mobilfunkeinrichtung 17 barrierefrei in eine Mikronavigation überführt werden kann, nämlich das Navigieren des Fahrzeugs mittels des Fahrerinformationssystems und/oder des Fahrerassistenzsystems. Sobald das Bilderfassungssystem 3 die aktuelle Position bildlich erfasst und die Korrektur an das Navigationssystem 1 erfolgt, kann mit hinreichender Genauigkeit das Fahrzeug 4 beispielsweise in einer Parklücke abgestellt werden, und dabei bis zum Erreichen der endgültigen Parkposition durch das Fahrerassistenzsystem unterstützt werden. Auf dem Anzeigemittel 15 kann in der Phase der Makronavigation der Straßenverlauf einer digitalisierten Straßenkarte, die im Navigationssystem 1 eingespeichert sein kann, angezeigt werden. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren erst unterhalb einer maximalen Geschwindigkeit einsetzen, und wenn sich das Fahrzeug dem Zielort nähert, etwa einem Parkplatz, so kann der Fahrer des Fahrzeugs den Parkplatz bereits erkennen. Damit kann die Anzeige im Anzeigemittel 15 auf die Anzeige der Einparkhilfe umspringen, wobei bereits die Ortskorrektur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Hintergrund abgelaufen ist.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Ortsbestimmung mit einem Navigationssystem, mit dem ein aktueller Ort satellitenbasiert bestimmt und auf einer digitalen Karte aufgefunden wird,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der digitalen Karte ein identifizierbarer Ort bestimmt wird und ferner eine bildliche Aufnahme vom identifizierbaren Ort aufgenommen und mit dem identifizierbaren Ort auf der digitalen Karte verglichen wird, wobei eine örtliche Differenz zwischen dem auf der Karte bestimmten identifizierbaren Ort und dem identifizierbaren Ort der bildlichen Aufnahme bestimmt und zur Ortskorrektur genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ortskorrektur bei der Ortsbestimmung weiter verwendet wird, bis eine neue Ortskorrektur verfügbar ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Bilderfassungssystem, insbesondere ein Kamerasystem, vorgesehen ist, mit dem der aktuelle Ort bildlich aufgenommen wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der identifizierbare Ort eine Verkehrseinrichtung, insbesondere eine Kreuzung, eine Einmündung, eine Auffahrt, eine Abfahrt, eine Wegegabelung und/oder eine sonstige bauliche Einrichtung aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Karte auf einen Datenträger, insbesondere auf einen Datenträger des Navigationssystems abgespeichert ist. R. 332840
2012/048988 PCT/EP2011/066221
- 12 -
6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass auf der digitalen Karte identifizierbare Orte abgespeichert sind, sodass bei Annäherung an die identifizierbaren Orte das Bilderfassungssystem aktiviert wird.
7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungssystem Bestandteil eines Fahrerinformationssystems und/oder eines Fahrerassistenzsystems eine Fahrzeugs ist.
8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass durch die ermittelte örtliche Differenz ein Korrektursignal generiert wird, und dass basierend auf dem Korrektursignal dem Nutzer die korrekte Position auf einem Anzeigemittel angezeigt wird.
9. Computerprogrammprodukt, aufweisend Programmteile zum Ausführen eines Verfahrens nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8.
Maschinenlesbare, insbesondere computerlesbare, Datenstruktur, erzeugt durch ein Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder durch mindestens ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9.
Maschinenlesbarer, insbesondere computerlesbarer, Datenträger, auf dem mindestens ein Computerpogrammprodukt gemäß Anspruch 9 aufgezeichnet und/oder gespeichert ist und/oder
auf dem mindestens eine Datenstruktur gemäß Anspruch 10 zum Abruf bereit gehalten ist.
12. Navigationssystem zum Betrieb einer Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
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