WO2015113678A1 - Verfahren und vorrichtung zur positionsbestimmung eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2015113678A1
WO2015113678A1 PCT/EP2014/076294 EP2014076294W WO2015113678A1 WO 2015113678 A1 WO2015113678 A1 WO 2015113678A1 EP 2014076294 W EP2014076294 W EP 2014076294W WO 2015113678 A1 WO2015113678 A1 WO 2015113678A1
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WO
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vehicle
objects
digital map
detecting
sequence
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PCT/EP2014/076294
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French (fr)
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Oliver Pink
Jan Sparbert
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • G01C21/34—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
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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
    • G01C21/28—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
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/588—Recognition of the road, e.g. of lane markings; Recognition of the vehicle driving pattern in relation to the road

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the position of a vehicle.
  • the invention further relates to a computer program.
  • the object underlying the invention can therefore be seen to provide an improved method for determining the position of a vehicle, which overcomes the known disadvantages and also enables a position determination of the vehicle when a satellite signal of a GPS system only limited or not at all Available.
  • the object on which the invention is based can furthermore be seen in specifying a corresponding device for determining the position of a vehicle.
  • a method of determining a position of a vehicle comprising the steps of:
  • a vehicle positioning apparatus comprising:
  • a detection device for detecting a plurality of objects in an environment of the vehicle
  • a detection device for detecting a sequence of the several detected objects in a digital map
  • a determination device for determining a position of the vehicle in the digital map based on a position of the detected sequence in the digital map.
  • a computer program comprising program code for performing the method of determining a position of a vehicle when the computer program is executed on a computer.
  • the invention thus encompasses the idea of detecting a plurality of objects in the surroundings of the vehicle and of searching for a sequence of the several detected objects in a digital map. If this sequence is found in the digital map, a position of the vehicle in the digital map can be determined based on the position of the detected sequence in the digital map.
  • a position determination or a localization of the vehicle is advantageously possible even if no satellite signal of a GPS satellite is available.
  • a localization or a position determination of the vehicle in one Tunnel allows. In particular, shadowing by a tall building does not cause the vehicle to be isolated.
  • the invention thus causes a position determination of the vehicle with a very high availability. Especially when the vehicle drives through a tunnel or through a city with tall houses, in the forest or in deep mountain valleys, in parking garages. Because in these environments is usually a satellite signal for a GPS positioning limited or not available.
  • the objects can be detected even in bad weather, day and night. This in particular by means of a video camera or a lidar sensor, including radar, ultrasound. In contrast, a satellite signal is in a bad weather only limited or not available.
  • the invention is inexpensive to implement. This in particular if already existing in the vehicle sensor device can be used.
  • a slip-free determination of a speed over ground is made possible by means of the invention.
  • This can be used in particular for the calibration of, for example, wheel speed sensors and / or an inertial sensor system.
  • Inertial sensors usually have slowly varying or static errors such as offsets or drifts (for example, temperature-dependent electronics or even situation-dependent, for example, inclination of the road, crosswinds).
  • offsets or drifts for example, temperature-dependent electronics or even situation-dependent, for example, inclination of the road, crosswinds.
  • Time means in particular with reference to a travel time and / or to a respective detection moment or detection time of the objects.
  • a local sequence may be in particular with respect to a direction of travel. This means, in particular, that a local sequence can be an order or sequence of the objects along a road section with respect to a direction of travel of the vehicle.
  • a chronological sequence can be, for example, a chronological sequence of the respective acquisition moments or acquisition times of the objects. According to one embodiment it can be provided that for detecting the
  • Sequence in the digital map a number of identical objects of the plurality of detected objects is determined and detecting the sequence comprises detecting the number of the same objects in the digital map. This in particular between two reference points. This means in particular that the same objects are counted between two reference points.
  • the determination of a number may in particular also be referred to as counting. This means in particular that, for example, the same objects are counted and searched for this number in a digital map.
  • reference points can be formed, for example, the same or different.
  • a reference point may be, for example, an intersection, a highway entrance, a motorway exit, a cross street or an object.
  • the digital map comprises information about a position or location and / or a number of identical objects between two reference points or reference locations.
  • provision can be made for a respective size of the same objects to be determined, wherein the variables are in each case associated with a ner reference variable are included, wherein only the same objects are included in the number whose specific size corresponds to the reference size.
  • failures of marks can be recognized and taken into account in a count, since a constant frequency is given due to the periodicity.
  • Sensor weaknesses or sensor malfunctions can be compensated in an advantageous manner. This results in a more robust count. As a consequence, this results in a more robust detection in the digital map and thus a more robust and improved position determination.
  • This embodiment is a particularly simple way to estimate a traveled distance. For it is enough to multiply a distance between the objects with the number of objects. The distance between the objects is fixed due to the periodicity. Especially if one
  • Absolute position (or world position) of the vehicle is known before counting, a new absolute position, for example, in the digital map can be determined based on the absolute position and the distance covered.
  • the objects are elements selected from the following group of objects: lane marking, interrupted lane marking, interruption of a broken lane marking, guide posts, bridge piers, posts of a toll bridge, posts of a guardrail, house windows, front doors, lampposts , Signposts, driveways and streets.
  • a reference point may be one of the aforementioned objects.
  • the aforementioned objects are typical objects which are often arranged on a road or on a road section. They are usually easy to capture and classify. Based on the aforementioned objects, the invention can be particularly easily implemented or carried out.
  • the detection of a plurality of objects in an environment of the vehicle comprises detecting interrupted lane markings, the broken lane markings being counted for determining a number of the interrupted lane markings wherein detecting the sequence of broken lane markers in the digital map comprises detecting an equal number of broken lane markers in the digital map, the same number corresponding to the number of counted broken lane markings.
  • a measure of the quality and / or the recognizability of the objects was stored in the mapping.
  • the digital map comprises a measure of the quality and / or the detectability of the objects or such a measure is stored in the digital map.
  • this measure is newly determined, wherein the newly determined measure is compared with the stored measure. Since it is expected that the stored in the map measure for the
  • the difference between the two measures can be used for the plausibility of the position estimation.
  • the measure stored in the map can be used for plausibility checking: if a well-recognizable object (ie with a higher degree in comparison to objects that are difficult to recognize) is not recognized, this indicates an implausible position determination, whereas the non- Detection of, for example, due to aging or pollution bad recognizable object (ie with a lower level compared to well recognizable objects) is to be expected and no statement about the plausibility allowed.
  • a certainty and / or the validity of the estimate can be derived, for example a larger stored measure and a larger determined measure means a greater certainty of the estimate, and a greater agreement of the measures a greater validity of the estimate.
  • a world position of the vehicle in the world is determined by means of a position sensor of the vehicle, wherein based on the world position and the specific position in the digital map, a further position of the vehicle in the digital map is determined ,
  • Such a position sensor may be included, for example, by a navigation system.
  • a plurality of position sensors can be provided.
  • the plurality of position sensors can in particular be the same or, for example, differently formed.
  • the position sensor may be, for example, a GPS sensor. Where "GPS” stands for "Global Positioning System”.
  • the position sensor may be, for example, a GLONASS sensor.
  • the position sensor may be, for example, a Galileo position sensor.
  • the position sensor may be, for example, a compass position sensor.
  • the further position can be formed based on a merger of the world position or the specific position.
  • the detection device comprises one or more sensors.
  • These sensors are in particular designed to detect one or more objects in an environment of the vehicle. These sensors can therefore be referred to in particular as environment sensors. If a plurality of sensors should be provided, they may in particular be identical or preferably formed differently.
  • the sensor or environment sensor for example, be an optical environment sensor: for example, a video sensor, in particular a video sensor of a video camera, a lidar sensor or a sensor of a so-called Rangelmager be.
  • Such a range imager is in particular a system comprising a video sensor, wherein the system can provide distance information on detected objects.
  • the environmental sensor can be designed, for example, as a laser sensor, a radar sensor or as an ultrasonic sensor.
  • the detection device and / or the determination device can be comprised by a processing device, in particular a computer.
  • a processor of the processing device or of the computer can effect or provide the functionalities of the detection device and / or the determining device.
  • a vehicle which comprises the device for determining the position of a vehicle.
  • a sensor is arranged laterally from a longitudinal axis of the vehicle.
  • a plurality of sensors can be arranged laterally from the longitudinal axis of the vehicle. That means, in particular, that the sensor (s) is arranged on the vehicle to port or starboard respectively. As a result, they are arranged closer to a lane marking in comparison to a sensor which is aligned in front as seen in the direction of travel. As a result, other vehicles in the vicinity of the vehicle no longer interfere with the laterally mounted sensor when it is detected. For other vehicles in the vicinity of the vehicle, for example, cover road markings or other objects, so that sensors that are aligned in the direction of travel forward, these hidden lane markings or objects can no longer detect.
  • 1 is a flowchart of a method for determining the position of a vehicle
  • Fig. 2 shows a device for determining the position of a vehicle
  • Fig. 3 is a road on which a vehicle including a device for determining the position of a vehicle travels.
  • Fig. 1 shows a flowchart of a method for determining the position of a vehicle.
  • a plurality of objects in an environment of the vehicle are detected.
  • a sequence of the multiple detected objects in a digital map is detected.
  • a position of the vehicle in the digital map is determined based on a position of the detected sequence in the digital map.
  • Fig. 2 shows a device 201 for determining the position of a vehicle (not shown).
  • the device 201 comprises a detection device 203 for detecting a plurality of objects in an environment of the vehicle. Furthermore, the device 201 comprises a detection device 205 for detecting a sequence of the several detected objects in a digital map 209. Furthermore, the device 201 comprises a determination device 207 for determining a position of the vehicle in the digital map 209 based on a position of the detected Sequence in the digital map 209. In an embodiment not shown, the digital map 209 is not included in the device 201.
  • FIG. 3 shows a road 301 on which a vehicle 307 travels in the direction of travel 315, indicated by an arrow.
  • the road 301 includes two lanes 303 and 305 that are parallel to each other.
  • the two lanes 303 and 305 are optically separated from one another by interrupted lane markings 313.
  • the vehicle 307 moves on the right-hand lane 305. Right here refers to the plan view of the drawing according to FIG. 3.
  • the vehicle 307 comprises a device for determining the position of a vehicle
  • This device may, for example, be the device 201 according to FIG. 2. Nevertheless, an environment sensor 309 is marked, which is mounted on the port side, ie on the left, on the side of the vehicle.
  • Environment sensor 309 is configured to detect the broken lane markings 313. This detection is indicated symbolically by means of a detection angle by the reference numeral 31 1.
  • the surroundings sensor 309 detects the interrupted lane markings 313.
  • the lane markings 313 are counted. In particular, a number of the lane markings 313 between the two reference points 317 and 319 is determined.
  • the two reference points 317 and 319 may, for example, be a respective exit of a highway or, for example, each may be a crossing further roadway or road. Any reference points can be used.
  • the digital map must include the information of how many broken lane markers 313 are present between the two reference points 317 and 319.
  • a localization or position determination by means of a position sensor is supplemented to the effect that a complementary sensor solution, in this case the surroundings sensor 309, is available in order to determine the position of the vehicle in a digital map.
  • a complementary sensor solution in this case the surroundings sensor 309
  • an adequate position determination is possible.
  • at least one of the two sensors is available for position determination. If both sensors are fully available, accuracy can be achieved by balancing or merging the correspondingly determined positions.
  • a prediction is performed, which is based in particular on an inertial sensor system of the vehicle.
  • a speed and / or an acceleration and / or a yaw rate of the vehicle can be used for the prediction.
  • it can be estimated which speed, which acceleration and / or which yaw rate the vehicle has.
  • a vehicle is located by counting interrupted lane markings and / or the interruptions of the lane markings and by matching with a digital map, wherein in the digital map information about the location of the broken lane markers and / or their number between two reference points is included ,
  • the sensory detection of the lane markings can be carried out in particular via an optical environment sensor, which may for example already be present in the vehicle.
  • the surroundings sensor can be arranged in the front area and / or in particular in the side area of the vehicle.
  • another sensor can be used, which is closer to the lane markings, other sensors of the vehicle, which enables reliable detection.
  • other countable or detectable objects may also be used on a road, such as delineators, bridge piers, toll bridge posts, guardrail posts.
  • a partial route can be a route between two exits.
  • An embodiment not shown, for example, can do without a digital map and estimate based on structural requirements (in Germany, for example, guidelines for the marking of roads (RMS)) a covered path or a covered route.
  • RMS guidelines for the marking of roads
  • countable objects are often mounted at fixed predetermined intervals.
  • guide posts are located on freeways at a distance of 50 m or 100 m.
  • Lane markings on motorways are arranged in particular at a distance of, for example, 18 m.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs, Detektieren einer Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte und Bestimmen einer Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte basierend auf einer Position der detektierten Abfolge in der digitalen Karte. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs sowie ein Computerprogramm.

Description

Beschreibung
Titel
[Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs! Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm.
Stand der Technik Es ist bekannt, ein Fahrzeug über ein satellitengestütztes GPS-System zu lokalisieren. Diese Art der Lokalisierung ist aber nicht immer verfügbar. Zum Beispiel können hohe Gebäude oder Tunneldurchfahrten zu einer Abschattung des Satellitensignals führen. Eine Lokalisierung ist dann nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr möglich.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein verbessertes Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs bereitzu- stellen, das die bekannten Nachteile überwindet und eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs auch dann ermöglicht, wenn ein Satellitensignal eines GPS- Systems nur eingeschränkt oder gar nicht zur Verfügung steht.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren darin gesehen werden, eine entsprechende Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs anzugeben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann des Weiteren darin gesehen werden, ein entsprechendes Computerprogramm bereitzustellen. Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- Erfassen von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs,
- Detektieren einer Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte und
- Bestimmen einer Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte basierend auf einer Position der detektierten Abfolge in der digitalen Karte.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs bereitgestellt, umfassend:
- eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs,
- eine Detektionseinrichtung zum Detektieren einer Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte und
- eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte basierend auf einer Position der detektierten Abfolge in der digitalen Karte.
Nach noch einem Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Programmcode zur Durchführung des Verfahrens zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs umfasst, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, mehrere Objekte im Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen und nach einer Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte zu suchen. Sofern diese Abfolge in der digitalen Karte gefunden wird, kann basierend auf der Position der detektierten Abfolge in der digitalen Karte eine Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte bestimmt werden. Somit ist in vorteilhafter Weise eine Positionsbestimmung oder eine Lokalisierung des Fahrzeugs ermöglicht auch dann, wenn kein Satellitensignal eines GPS-Satelliten zur Verfügung steht. Somit ist in vorteilhafter Weise eine Lokalisierung oder eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs auch in einem Tunnel ermöglicht. Insbesondere bewirkt eine Abschattung durch ein hohes Gebäude nicht, dass das Fahrzeug nicht mehr lokalisiert werden kann.
Die Erfindung bewirkt also eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs mit einer sehr hohen Verfügbarkeit. Dies insbesondere dann, wenn das Fahrzeug durch einen Tunnel oder durch eine Stadt mit hohen Häusern fährt, im Wald oder in tiefen Bergtälern, in Parkhäusern. Denn in diesen Umgebungen steht in der Regel ein Satellitensignal für eine GPS-Positionsbestimmung nur eingeschränkt oder gar nicht zur Verfügung.
Ferner ist eine hohe Erfassungsrobustheit hinsichtlich der Erfassung der mehreren Objekte bewirkt. So können die Objekte auch bei Schlechtwetter, bei Tag und Nacht erfasst werden. Dies insbesondere mittels einer Videokamera oder eines Lidar-Sensors, auch Radar, Ultraschall. Im Gegensatz dazu steht ein Satelliten- Signal bei einem Schlechtwetter nur noch eingeschränkt oder gar nicht zur Verfügung.
Darüber hinaus ist eine sehr genaue Lokalisierung, insbesondere bis zu einer 5- cm-Genauigkeit, bewirkt.
Insbesondere ist die Erfindung kostengünstig umzusetzen. Dies insbesondere dann, wenn bereits eine im Fahrzeug vorhandene Sensoreinrichtung genutzt werden kann.
Darüber hinaus ist mittels der Erfindung eine schlupffreie Bestimmung einer Geschwindigkeit über Grund ermöglicht. Dies kann insbesondere zur Kalibrierung von zum Beispiel Raddrehzahlgebern und/oder einer Inertialsensorik genutzt werden. Inertialsensoren haben meist langsam veränderliche oder statische Fehler wie Offsets oder Driften (zum Beispiel temperaturabhängige Elektronik oder auch situationsabhängig, zum Beispiel Neigung der Strasse, Seitenwind). Durch Vergleich der auf Inertialsensorik beruhenden, internen Schätzung einer längeren Bewegung über Grund mit der absoluten Bewegung aus den kartierten Daten kann aus der Abweichung auf diese Fehlergrößen geschlossen werden. Eine Abfolge im Sinne der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise eine zeitliche und/oder örtliche Abfolge sein. Örtlich heißt insbesondere bezogen auf ei- nen jeweiligen Ort oder Position der Objekte. Zeitlich heißt insbesondere bezogen auf eine Fahrzeit und/oder auf einen jeweiligen Erfassungsmoment oder Erfassungszeitpunkt der Objekte. Eine örtliche Abfolge kann insbesondere bezogen auf eine Fahrtrichtung sein. Das heißt also insbesondere, dass eine örtliche Ab- folge eine Reihenfolge oder Abfolge der Objekte entlang eines Straßenabschnitts bezogen auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs sein kann. Eine zeitliche Abfolge kann beispielsweise eine chronologische Abfolge der jeweiligen Erfassungsmomente oder Erfassungszeitpunkte der Objekte sein. Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zum Detektieren der
Abfolge in der digitalen Karte eine Anzahl von gleichen Objekten der mehreren erfassten Objekte bestimmt wird und das Detektieren der Abfolge ein Detektieren der Anzahl der gleichen Objekte in der digitalen Karte umfasst. Dies insbesondere zwischen zwei Referenzpunkten. Das heißt also insbesondere, dass zwischen zwei Referenzpunkten die gleichen Objekte gezählt werden.
Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Möglichkeit gegeben, die Abfolge in der digitalen Karte zu detektieren. Es wird also in vorteilhafter Weise nur eine geringe Rechenkapazität benötigt. Entsprechende Verarbeitungs- schritte auf einer Verarbeitungseinheit oder einem Computer können schnell durchgeführt werden. Dies ist insbesondere für Echtzeitanwendungen wichtig.
Das Bestimmen einer Anzahl kann insbesondere auch als Zählen bezeichnet werden. Das heißt also insbesondere, dass beispielsweise die gleichen Objekte gezählt werden und nach dieser Anzahl in einer digitalen Karte gesucht wird.
Dies insbesondere zwischen zwei Referenzpunkten. Solche Referenzpunkte können beispielsweise gleich oder unterschiedlich gebildet sein. Ein Referenzpunkt kann beispielsweise eine Kreuzung, eine Autobahnauffahrt, eine Autobahnabfahrt, eine Querstraße oder ein Objekt sein.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die digitale Karte Informationen über eine Lage respektive Ort und/oder eine Anzahl von gleichen Objekten zwischen zwei Referenzpunkten respektive Referenzorten umfasst. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine jeweilige Größe der gleichen Objekte bestimmt wird, wobei die Größen jeweils mit ei- ner Referenzgröße verglichen werden, wobei nur die gleichen Objekte von der Anzahl umfasst werden, deren bestimmte Größe der Referenzgröße entspricht.
Dadurch können in vorteilhafter Weise Zählfehler vermieden werden. Denn nur die Objekte werden gezählt, dessen Größe der Referenzgröße entsprechen.
Somit ist in vorteilhafter Weise ein Abgleich ermöglicht, ob es sich bei den gleichen Objekten auch wirklich um gleiche Objekte handelt.
In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass geprüft wird, ob die gleichen Objekte einer Objektklasse angehören, deren Elemente entlang eines Straßenabschnitts periodisch angeordnet sind, wobei die bestimmte Anzahl von gleichen Objekten basierend auf der Periodizität der Anordnung der Elemente der Objektklasse überprüft wird. Falls an einer Stelle oder einem Ort ein Objekt erfasst wurde, aber entsprechend der Periodizität dort kein Objekt vorhanden sein sollte, so wird dieses Objekt nicht gezählt. Die bestimmte Anzahl wird nach unten korrigiert, bei einem Objekt heißt das -1. Bei mehreren Objekten entsprechend minus der mehreren Objekte. Falls an einer Stelle oder an einem Ort kein Objekt erfasst wurde, aber entsprechend der Periodizität dort ein Objekt vorhanden sein sollte, so wird dennoch das nicht erfasste Objekt gezählt. Die bestimmte Anzahl wird nach oben korrigiert, bei einem Objekt entsprechend +1. Bei mehreren Objekten entsprechend plus der mehreren Objekte.
Somit können beispielsweise Ausfälle von Markierungen erkannt werden und bei einer Zählung berücksichtigt werden, da eine konstante Frequenz aufgrund der Periodizität gegeben ist. Sensorschwächen oder Sensorfehlfunktionen können in vorteilhafter Weise kompensiert werden. Somit wird eine robustere Zählung be- wirkt. Dies bewirkt als Folge eine robustere Detektion in der digitalen Karte und insofern eine robustere und verbesserte Positionsbestimmung.
Nach einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass geprüft wird, ob die gleichen Objekte einer Objektklasse angehören, deren Elemente entlang eines Straßenabschnitts periodisch angeordnet sind, wobei eine zurückgelegte Fahrstrecke des Fahrzeugs basierend auf der Anzahl von gleichen Objekten und der Periodizität der Anordnung der Elemente der Objektklasse geschätzt wird.
Diese Ausführungsform ist eine besonders einfache Art, um eine zurückgelegte Fahrstrecke zu schätzen. Denn es reicht, einen Abstand zwischen den Objekten mit der Anzahl der Objekte zu multiplizieren. Der Abstand zwischen den Objekten ist aufgrund der Periodizität fest vorgegeben. Insbesondere wenn eine
Absolutposition (oder Weltposition) des Fahrzeugs vor dem Zählen bekannt ist, kann entsprechend basierend auf der Absolutposition und der zurückgelegten Wegstrecke eine neue Absolutposition, beispielsweise in der digitalen Karte, bestimmt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Objekte Elemente ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Objekten sind: Fahrstrei- fenmarkierung, unterbrochene Fahrstreifenmarkierung, Unterbrechung einer unterbrochenen Fahrstreifenmarkierung, Leitpfosten, Brückenpfeiler, Pfosten einer Mautbrücke, Pfosten einer Leitplanke, Hausfenster, Haustüren, Laternenpfähle, Schilderpfähle, Hauseinfahrten und Strassen. Insbesondere kann ein Referenzpunkt einer der vorstehend genannten Objekte sein.
Die vorgenannten Objekte sind typische Objekte, die häufig an einer Straße oder an einem Straßenabschnitt angeordnet sind. Sie sind in der Regel leicht zu erfassen und zu klassifizieren. Basierend auf den vorgenannten Objekten kann die Erfindung besonders einfach umgesetzt oder durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass, während das Fahrzeug auf einem Straßenabschnitt fährt, das Erfassen von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs ein Erfassen von unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen umfasst, wobei zum Bestimmen einer Anzahl der unterbroche- nen Fahrstreifenmarkierungen die unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen gezählt werden, wobei das Detektieren der Abfolge der unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen in der digitalen Karte ein Detektieren von einer gleichen Anzahl unterbrochener Fahrstreifenmarkierungen in der digitalen Karte umfasst, wobei die gleiche Anzahl der Anzahl der gezählten unterbrochenen Fahrstreifenmarkie- rungen entspricht. Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine besonders genaue Lokalisierung des Fahrzeugs bewirkt. Insbesondere kann ein Anfang und ein Ende einer Markierung erfasst werden, während das Fahrzeug fährt. Insbesondere ist dadurch eine Genauigkeit auf beispielsweise 5 cm bewirkt. Anstelle oder zusätzlich zu der Fahrstreifenmarkierung können insbesondere auch die Unterbrechungen der unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen gezählt werden.
Nach noch einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass nur diejenigen unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen gezählt werden, deren Länge einer definierten Referenzlänge entspricht.
Dadurch können in vorteilhafter Weise Zählfehler vermieden werden.
Nach einer Ausführungsform wurde bei der Kartierung ein Maß für die Qualität und/oder für die Erkennbarkeit der Objekte abgelegt. Das heißt also insbesondere, dass nach einer Ausführungsform die digitale Karte ein Maß für die Qualität und/oder für die Erkennbarkeit der Objekte umfasst oder ein solches Maß in der digitalen Karte abgelegt ist. Insbesondere wird bei der Erkennung eines Objekts dieses Maß neu ermittelt, wobei das neu ermittelte Maß mit dem abgelegten Maß verglichen wird. Da zu erwarten ist, dass das in der Karte abgelegte Maß für die
Qualität und/oder die Erkennbarkeit und das neu ermittelte Maß gleich groß sind, kann bei Nicht-Übereinstimmung der Unterschied zwischen beiden Maßen zur Plausibilisierung der Positionsschätzung genutzt werden. Ebenso kann bei NichtErkennung eines Objektes das in der Karte abgelegte Maß zur Plausibilisierung genutzt werden: Wrd ein gut erkennbares Objekt (also mit einem höheren Maß im Vergleich zu schlecht erkennbaren Objekten) nicht erkannt, deutet dies auf eine unplausible Positionsbestimmung hin, wohingegen die Nicht-Erkennung eines zum Beispiel aufgrund von Alterung oder Verschmutzung schlecht erkennbaren Objektes (also mit einem niedrigeren Maß im Vergleich zu gut erkennbaren Ob- jekten) zu erwarten ist und keine Aussage über die Plausibilität erlaubt. Daraus kann in vorteilhafter Weise eine Sicherheit und/oder die Validität der Schätzung abgeleitet werden, wobei beispielsweise ein größeres abgelegtes Maß und ein größeres ermitteltes Maß eine größere Sicherheit der Schätzung bedeutet und eine größere Übereinstimmung der Maße eine größere Validität der Schätzung. In noch einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mittels eines Positionssensors des Fahrzeugs eine Weltposition des Fahrzeugs in der Welt bestimmt wird, wobei basierend auf der Weltposition und der bestimmten Position in der digitalen Karte eine weitere Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte be- stimmt wird.
Ein solcher Positionssensor kann beispielsweise von einem Navigationssystem umfasst sein. Insbesondere können mehrere Positionssensoren vorgesehen sein. Die mehreren Positionssensoren können insbesondere gleich oder bei- spielsweise unterschiedlich gebildet sein. Der Positionssensor kann beispielsweise ein GPS-Sensor sein. Hierbei steht "GPS" für "Global Positioning System". Der Positionssensor kann beispielsweise ein GLONASS-Sensor sein. Der Positionssensor kann beispielsweise ein Galileo-Positionssensor sein. Der Positionssensor kann beispielsweise ein Compass-Positionssensor sein.
Dadurch, dass sowohl die Weltposition als auch die bestimmte Position in der digitalen Karte verwendet werden, um die weitere Position zu bestimmen, kann in vorteilhafter Weise eine höhere Genauigkeit bei der Lokalisierung oder Positionsbestimmung des Fahrzeugs in der digitalen Karte bewirkt werden. Insbeson- dere kann die weitere Position basierend auf einer Fusion der Weltposition oder der bestimmten Position gebildet werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung einen Sensor oder mehrere Sensoren umfasst. Diese Sensoren sind insbesondere ausgebildet, ein Objekt oder mehrere Objekte in einem Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Diese Sensoren können daher insbesondere als Umfeldsensoren bezeichnet sein. Falls mehrere Sensoren vorgesehen sein sollten, können diese insbesondere gleich oder vorzugsweise unterschiedlich gebildet sein. Der Sensor respektive Umfeldsensor kann beispielsweise ein optischer Umfeldsensor sein: zum Beispiel ein Videosensor, insbesondere ein Videosensor einer Videokamera, ein Lidar-Sensor oder ein Sensor eines sogenannten Rangelmager sein. Ein solcher Range-Imager ist insbesondere ein System umfassend einen Videosensor, wobei das System Entfernungsinformationen zu erfassten Objekten bereitstellen kann. Der Umfeldsensor kann beispielsweise als ein Lasersensor, ein Radarsensor oder als ein Ultraschallsensor ausgebildet sein.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Detektionseinrich- tung und/oder die Bestimmungseinrichtung von einer Verarbeitungseinrichtung, insbesondere einem Computer, umfasst sein können. Beispielsweise kann ein Prozessor der Verarbeitungseinrichtung oder des Computers die Funktionalitäten der Detektionseinrichtung und/oder der Bestimmungseinrichtung bewirken oder bereitstellen.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das die Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs umfasst.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Sensor seitlich von einer Längsachse des Fahrzeugs angeordnet ist. Insbesondere können mehrere Sensoren seitlich von der Längsachse des Fahrzeugs angeordnet werden. Das heißt also insbesondere, dass der oder die Sensoren backbord oder steuerbord am Fahrzeug angeordnet ist respektive sind. Dadurch sind sie näher an einer Fahrbahnmarkierung angeordnet im Vergleich zu einem Sensor, der nach vorne in Fahrtrichtung gesehen ausgerichtet ist. Dadurch können andere Fahrzeuge im Umfeld des Fahrzeugs den seitlich angebrachten Sensor nicht mehr bei seiner Erfassung stören. Denn weitere Fahrzeuge im Umfeld des Fahrzeugs können beispielsweise Fahrbahnmarkierungen oder andere Objekte verdecken, sodass Sensoren, die in Fahrtrichtung nach vorne ausgerichtet sind, diese verdeckten Fahrbahnmarkierungen oder Objekte nicht mehr erfassen können.
Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine sichere Erfassung oder Detektion der Objekte, insbesondere Fahrbahnmarkierungen, im Umfeld des Fahrzeugs bewirkt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Hierbei zeigen
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs,
Fig. 2 eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs und Fig. 3 eine Straße, auf welcher ein Fahrzeug umfassend eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs fährt.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs.
Gemäß einem Schritt 101 werden mehrere Objekte in einem Umfeld des Fahrzeugs erfasst. In einem Schritt 103 wird eine Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte detektiert. Gemäß einem Schritt 105 wird eine Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte basierend auf einer Position der detek- tierten Abfolge in der digitalen Karte bestimmt.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 201 zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs (nicht gezeigt).
Die Vorrichtung 201 umfasst eine Erfassungseinrichtung 203 zum Erfassen von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs. Ferner umfasst die Vorrichtung 201 eine Detektionseinrichtung 205 zum Detektieren einer Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte 209. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 201 eine Bestimmungseinrichtung 207 zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte 209 basierend auf einer Position der de- tektierten Abfolge in der digitalen Karte 209. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist die digitale Karte 209 nicht von der Vorrichtung 201 umfasst.
Fig. 3 zeigt eine Straße 301 , auf welcher ein Fahrzeug 307 in Fahrtrichtung 315, gekennzeichnet durch einen Pfeil, fährt.
Die Straße 301 umfasst zwei Fahrstreifen 303 und 305, die parallel zueinander verlaufen. Die beiden Fahrstreifen 303 und 305 sind durch unterbrochene Fahrstreifenmarkierungen 313 voneinander optisch getrennt. Das Fahrzeug 307 fährt auf dem rechten Fahrstreifen 305. Rechts bezieht sich hier auf die Draufsicht der Zeichnung gemäß Fig. 3. Das Fahrzeug 307 umfasst eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines
Fahrzeugs, die der Übersicht halber nicht als Ganzes mit sämtlichen Elementen gezeigt ist. Bei dieser Vorrichtung kann es sich beispielsweise um die Vorrichtung 201 gemäß Fig. 2 handeln. Eingezeichnet ist dennoch ein Umfeldsensor 309, der backbord, also links, seitlich am Fahrzeug angebracht ist. Der
Umfeldsensor 309 ist ausgebildet, die unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen 313 zu erfassen. Dieses Erfassen ist symbolisch mittels eines Erfassungswinkels mit dem Bezugszeichen 31 1 gekennzeichnet.
Während das Fahrzeug 307 in Fahrtrichtung 315 entlang des Fahrstreifens 305 fährt, erfasst der Umfeldsensor 309 die unterbrochenen Fahrstreifenmarkierun- gen 313. Zwischen einem Anfangsreferenzpunkt mit dem Bezugszeichen 317 und einem Endreferenzpunkt mit dem Bezugszeichen 319 werden die Fahrstreifenmarkierungen 313 gezählt. Es wird also insbesondere eine Anzahl der Fahrstreifenmarkierungen 313 zwischen den beiden Referenzpunkten 317 und 319 bestimmt. Bei den beiden Referenzpunkten 317 und 319 kann es sich beispiels- weise um eine jeweilige Ausfahrt einer Autobahn handeln oder es kann sich beispielsweise jeweils um eine kreuzende weitere Fahrbahn oder Straße handeln. Es können beliebige Referenzpunkte verwendet werden.
Wichtig ist nur, dass diese Referenzpunkte auch von der digitalen Karte umfasst sind. Insbesondere muss die digitale Karte die Information umfassen, wie viele unterbrochene Fahrbahnmarkierungen 313 zwischen den beiden Referenzpunkten 317 und 319 vorhanden sind.
Es kann dann in vorteilhafter Weise in der digitalen Karte nach den beiden Refe- renzpunkten 317 und 319 gesucht werden und nach der gezählten Anzahl der
Fahrbahnmarkierungen 313. Wenn diese Abfolge an Fahrbahnmarkierungen 313 in der digitalen Karte gefunden wurde, so steht die Information bereit, dass sich das Fahrzeug in der digitalen Karte zwischen diesen beiden Referenzpunkten 317 und 319 befinden muss. Somit ist also in vorteilhafter Weise eine Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte bestimmt. Insbesondere kann diese Position mittels einer Weltposition abgeglichen oder verglichen werden, sodass basierend auf der Weltposition des Fahrzeugs und der bestimmten Position eine weitere Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte bestimmt werden kann. Dafür kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Fahrzeug einen Positionssensor umfassen kann. Es wird also insbesondere eine Lokalisierung oder Positionsbestimmung mittels eines Positionssensors dahingehend ergänzt, dass noch eine komplementäre Sensorlösung, hier der Umfeldsensor 309, zur Verfügung steht, um die Position des Fahrzeugs in einer digitalen Karte zu bestimmen. Selbst wenn beide Sensoren nicht gleichzeitig oder nicht immer im gleichen Umfang zur Verfügung stehen, so ist dennoch eine adäquate Positionsbestimmung ermöglicht. Denn in der Regel steht zumindest einer der beiden Sensoren zur Positionsbestimmung zur Verfügung. Sofern beide Sensoren in vollem Umfang zur Verfügung stehen, kann eine Genauigkeit durch Abgleich oder Fusion der entsprechend bestimmten Positionen bewirkt werden.
Nach einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in der Lücke oder in der Unterbrechung zwischen zwei Fahrstreifenmarkierungen 313 eine Prädiktion durchgeführt wird, die insbesondere auf einer Inertialsensorik des Fahrzeugs basiert. Hierfür können beispielsweise eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung und/oder eine Gierrate des Fahrzeugs für die Prädiktion verwendet werden. Somit kann auch in der Lücke, in der keine Fahrstreifenmarkierung 313 erfasst werden kann, geschätzt werden, welche Geschwindigkeit, welche Beschleunigung und/oder welche Gierrate das Fahrzeug aufweist.
Nach einer Ausführungsform wird also ein Fahrzeug durch Zählen von unterbrochenen Fahrbahnmarkierungen und/oder der Unterbrechungen der Fahrbahnmarkierungen und durch Abgleich mit einer digitalen Karte lokalisiert, wobei in der digitalen Karte Informationen über die Lage der unterbrochenen Fahrbahnmarkierungen und/oder deren Anzahl zwischen zwei Referenzpunkten enthalten ist. Die sensorische Erfassung der Fahrbahnmarkierungen kann insbesondere über einen optischen Umfeldsensor erfolgen, der beispielsweise bereits im Fahrzeug vorhanden sein kann. Insbesondere kann der Umfeldsensor im Frontbereich und/oder insbesondere im Seitenbereich des Fahrzeugs angeordnet sein. Um eine Robustheit zu erhöhen, kann beispielsweise ein weiterer Sensor eingesetzt werden, der näher an den Fahrbahnmarkierungen ist andere Sensoren des Fahrzeugs, was eine sichere Detektion ermöglicht. In einer nicht gezeigten Ausführungsform können auch andere zählbare oder erfassbare Objekte an einer Straße genutzt werden, wie zum Beispiel Leitpfosten, Brückenpfeiler, Pfosten von Mautbrücken, Pfosten von Leitplanken.
Das heißt also insbesondere, dass die Objekte, insbesondere die Markierungen, in einer Ausführungsform gezählt und mit einer entsprechenden Anzahl aus einer digitalen Karte für die betroffene Teilfahrstrecke verglichen werden, beispielsweise kann eine Teilfahrstrecke eine Fahrstrecke zwischen zwei Ausfahrten sein.
Eine nicht gezeigte Ausführungsform kann beispielsweise ohne eine digitale Karte auskommen und anhand von baulichen Vorgaben (in Deutschland zum Beispiel Richtlinien für die Markierung von Straßen (RMS)) einen zurückgelegten Weg oder eine zurückgelegte Fahrstrecke schätzen. Dabei wird insbesondere der Umstand ausgenutzt, dass zählbare Objekte häufig in fest vorgegebenen Abständen angebracht sind. Zum Beispiel sind Leitpfosten auf Autobahnen in einem Abstand von 50 m oder 100 m angeordnet. Fahrstreifenmarkierungen auf Autobahnen sind insbesondere in einem Abstand von zum Beispiel 18 m angeordnet.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs (301 ), umfassend die folgenden Schritte:
- Erfassen (101 ) von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs (301 ),
- Detektieren (103) einer Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte (209) und
- Bestimmen (105) einer Position des Fahrzeugs (301 ) in der digitalen Karte (209) basierend auf einer Position der detektierten Abfolge in der digitalen Karte (209).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei zum Detektieren der Abfolge in der digitalen Karte (209) eine Anzahl von gleichen Objekten der mehreren erfassten Objekte bestimmt wird und das Detektieren der Abfolge ein Detektieren der Anzahl der gleichen Objekte in der digitalen Karte (209) umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine jeweilige Größe der gleichen Objekte bestimmt wird, wobei die Größen jeweils mit einer Referenzgröße verglichen werden, wobei nur die gleichen Objekte von der Anzahl umfasst werden, deren bestimmte Größe der Referenzgröße entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei geprüft wird, ob die gleichen Objekte einer Objektklasse angehören, deren Elemente entlang eines Straßenabschnitts periodisch angeordnet sind, wobei die bestimmte Anzahl von gleichen Objekten basierend auf der Periodizität der Anordnung der Elemente der Objektklasse überprüft wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei geprüft wird, ob die gleichen Objekte einer Objektklasse angehören, deren Elemente entlang eines Straßenabschnitts periodisch angeordnet sind, wobei eine zurückgelegte Fahrstrecke des Fahrzeugs basierend auf der Anzahl von gleichen Objekten und der Periodizität der Anordnung der Elemente der Objektklasse geschätzt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Objekte Elemente ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Objekten sind: Fahrstreifenmarkierung, unterbrochene Fahrstreifenmarkierung (313), Unterbrechung einer unterbrochenen Fahrstreifenmarkierung, Leitpfosten, Brückenpfeiler, Pfosten einer Mautbrücke und Pfosten einer Leitplanke.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche soweit rückbezogen auf die Ansprüche 2 und 6, wobei, während das Fahrzeug (301 ) auf einem Straßenabschnitt fährt, das Erfassen von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs (301 ) ein Erfassen von unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen umfasst, wobei zum Bestimmen einer Anzahl der unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen die unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen gezählt werden, wobei das Detektieren der Abfolge der unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen in der digitalen Karte (209) ein Detektieren von einer gleichen Anzahl unterbrochener Fahrstreifenmarkierungen in der digitalen Karte (209) umfasst, wobei die gleiche Anzahl der Anzahl der gezählten unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 7 soweit rückbezogen auf Anspruch 3, wobei nur diejenigen unterbrochenen Fahrstreifenmarkierungen gezählt werden, deren Länge einer definierten Referenzlänge entspricht.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mittels eines Positionssensors des Fahrzeugs (301 ) eine Weltposition des Fahrzeugs (301 ) in der Welt bestimmt wird, wobei basierend auf der Weltposition und der bestimmten Position in der digitalen Karte (209) eine weitere Position des Fahrzeugs (301 ) in der digitalen Karte (209) bestimmt wird.
0. Vorrichtung (201 ) zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs (301 ), umfassend:
- eine Erfassungseinrichtung (203) zum Erfassen von mehreren Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs (301 ), - eine Detektionseinrichtung (205) zum Detektieren einer Abfolge der mehreren erfassten Objekte in einer digitalen Karte (209) und
- eine Bestimmungseinrichtung (207) zum Bestimmen einer Position des Fahrzeugs (301 ) in der digitalen Karte basierend auf einer Position der detektierten Abfolge in der digitalen Karte (209). 1. Computerprogramm, umfassend Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
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