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用于更新环境地图的方法、用于在交通工具侧实施该方法的方法步骤的设备、交通工具、用于在中央计算机侧实施该方法的方法步骤的设备以及计算机可读的存储介质

摘要

所建议的用于更新环境地图(UK)的方法包含以下方法步骤。环境地图(UK)通常在交通工具(10)的控制中使用。按照所建议的方法,交通工具(10)在驶过道路时尝试以传感技术检测记录在环境地图(UK)中的地标(L1)。在此,当以传感技术不能检测到所述地标(L1)时,由交通工具(L1)建立删除假设,该删除假设被发送至外部的中央计算机(320)。在外部的中央计算机(320)中检验该删除假设,并且在该删除假设被证实时,与该删除假设相应地将地标(L1)从环境地图(UK)中删除。所述方法的特征在于,在环境地图(UK)中输入关于针对该地标(L1)的可见范围(SB)的信息,所述可见范围表明在哪个区域能够从街道看到所述地标(L1)。标出所述可见范围(SB)允许明显更有效地检测在环境地图(UK)中记录的地标(L1)。

著录项

说明书

在不久的将来,自主驾驶系统将应用于交通工具,其能够使得驾驶员不再持续从事驾驶任务并且在驾驶系统激活的情况下能够实施次要活动(阅读、睡觉、编写信息......)。

自主驾驶(有时也称为自动驾驶、自动化驾驶或者领航驾驶)理解为交通工具、移动机器人和无驾驶员的运输系统的前进,该前进尽可能自主地进行。术语自主驾驶有不同等级。在此,在确定的等级上,当仍有驾驶员处于交通工具中而该驾驶员必要时只还承担自动驾驶过程的监视时,也称为自主驾驶。在欧洲,不同的交通部门(在德国是德国公路局参与地)共同工作并且定义了下述自主等级。

·等级0:“只有驾驶员”,驾驶员自己驾驶、转向、加油、制动等等。

·等级1:确定的辅助系统在交通工具操纵中提供帮助(其中有距离调节系统-自动巡航控制ACC)。

·等级2:部分自动化。其中有自动泊车、车道保持功能、通常的纵向导引、加速、制动等等由辅助系统承担(其中有堵车辅助系统)。

·等级3:高度自动化。驾驶员不必持续监视系统。交通工具独立地执行功能,例如触发转向灯、变换车道和车道保持。驾驶员可以从事其它事物,但是在需要时在预警时间内由系统请求接管控制。自主驾驶的这种形式在高速路上在技术上可实现。立法者致力于许可等级3的交通工具。法律的框架条件为此已经实现。

·等级4:完全自动化。交通工具的控制持续地由系统承担。若系统不再胜任驾驶任务,则可以请求驾驶员接管控制。

·等级5:不需要驾驶员。除了确定目的地和启动系统之外不需要人工介入。

德国汽车工业协会(VDA)也公布了其对自动化程度中不同级别的定义。

3级以上的自动化驾驶功能摒除了驾驶员对交通工具控制的责任。对于这种自动化驾驶系统而言,交通工具的自定位是极为重要的。为此,基于已知的GNSS系统(相当于全球导航卫星系统)、例如GPS(全球定位系统)的位置确定是不够的。为了提高在位置确定中的准确度,在自动化驾驶系统中使用高精度的环境地图。交通工具“扫描”环境,为此使用成像传感器、例如视频摄像头、红外摄像头、LIDAR传感器(或者说激光雷达传感器,光学探测和测距)、RADAR传感器(或者说雷达传感器,无线电探测和测距)和超声波传感器。通过分析(或者说评估)由传感器拍摄的图片,确定与在地图中绘制的特定的环境特征的距离,所述环境特征也被称为地标。随即由此在自定位中形成更好的准确度。由此能够实现更新的自主驾驶功能或更新的驾驶员辅助系统,例如“工地助手”。

对于自动驾驶的交通工具的自定位已经已知多种不同的方案。在一些情况下,由交通工具传感器识别在交通工具环境中的结构和模式,统称为环境特征(例如地标),并且与可供在交通工具中使用的地图(例如"Tomtom企业的Road DNA

术语“环境特征”通常涉及在物体的环境中的表征性特征。以下通常被称作地标的同义词。术语“地标”通常理解为明显可见的环境特征。地标的示例涉及设立的海岸标志、例如灯塔或其它明显的、大多从远处就可见的地貌物体。相应地,例如教堂、塔楼、风车轮、城堡、山体或自由竖立的突出的高大树木都可以是地标。所述地标在空间定向和陆地导航中发挥重要作用,并且因此必要时通过特殊的图标被标记在地图上。然而也可以涉及在道路上显著可见的环境特征,例如道路上的道路标记、例如车道标记、方向箭头、停止线等。

由专利文献DE 10 2014 217 847 A1已知一种驾驶员辅助系统、交通远程信息处理系统和用于更新数字地图的方法。当识别出记录在地图上的地标与由环境传感器检测到的环境之间的偏差时,与通过相邻交通工具所确定的环境中的状况进行比较。当多个交通工具都报告相同的观测发现时,该偏差被用于数字地图的更新。

由专利文献DE 10 2015 010 542 A1已知一种用于形成数字环境地图的方法。在此,由环境传感器检测对象或障碍物。在此,被交通工具实际驶过的路线与在环境地图中的路线相比较,并且以此为基础形成更新的地图信息并存储在环境地图中。

由专利文献DE 10 2016 008 175 A1已知一种用于更新电子地图的方法。在此,由交通工具的环境传感器推导出的对象数据被传递至外部的计算装置。外部的计算装置使用该对象数据并且形成更新的电子地图。

即该地图必须经常被更新。这通过经由交通工具自身的通信接口的下载完成。但是目前的情况在于,在地图完成更新的时刻它就已经又过时了。在街道上、以及在街道的环境中始终存在变化,例如因工地发生的变化,从而使得在地图中标记的地标消失或者被覆盖并且出现新的地标。也就是说有必要的是,必须持续监控记录在地图中的地标的准确性。这利用环境传感器实现。如果环境传感器确认与存储在数字地图上的信息有矛盾,就不再能以高精度可靠地确定交通工具的位置。那么必要的是,利用辅助措施确定所述位置。仍记录在地图中的、但在现实中甚至已经不复存在的地标应该尽快从地图中删除,从而在自定位时以及在定位环境中的交通工具时不会出现错误。

本发明涉及地图更新的问题。在此本发明要解决的技术问题在于,确定被输入地图中的环境特征是否应因其不复存在而被删除,是否应在地图中加入新的环境特征,或者是否需要例如因建筑变化而更正输入内容。

所述技术问题也可以被划分成两个部分:通过交通工具的传感装置对环境特征的检测、在交通工具中的预处理以及在外部的中央计算单元(后端服务器)中对一个或者优选多个交通工具的信息的分析和地图更新的建立和公布。

本发明的技术问题在于,找到一种解决方案,即如何找到并删除输入地图中的过时的、在真实的环境中不复存在的环境特征。该解决方案应是成本优化的,然而同时还满足安全要求。

所述技术问题通过根据权利要求1所述的用于更新环境地图的方法解决,所述环境地图在交通工具的控制中使用;通过根据权利要求11所述的用于在交通工具侧实施所述方法的方法步骤的设备解决;通过根据权利要求14所述的交通工具解决;通过根据权利要求15所述的用于在中央计算机侧实施所述方法的方法步骤的设备解决;以及通过根据权利要求16所述的计算机可读的存储介质解决。

从属权利要求相应于对所述措施的以下描述地包含本发明的有利扩展设计和改进。

所建议的用于更新环境地图的方法包含以下方法步骤。环境地图通常在交通工具的控制中使用。按照所建议的方法,交通工具在驶过道路时尝试以传感技术检测记录(或者说标注)在环境地图(UK)中的地标。在此,当以传感技术不能检测到所述地标时,由交通工具建立删除假设,该删除假设被发送至外部的中央计算机(后端服务器)。在外部的中央计算机中检验该删除假设,并且在该删除假设被证实时,与该删除假设相应地将地标从环境地图中删除。所述方法的特征在于,在环境地图中输入(或者说绘入)关于针对该地标的可见范围的信息,所述可见范围表明在哪个区域中能够从街道看到所述地标。标出所述可见范围允许明显更有效地检测在环境地图中记录的地标。如果清楚该交通工具仍在地标的可见范围以外行驶,就不需要进行复杂的传感技术检测和/或分析传感数据。这一方面实现将成本更低廉的计算装置用于传感数据分析。另一方面还降低了电流消耗,这一则是环境友好的,二则在电动车中延长续航里程。此外,还降低了传递至后端的数据量。由此能够降低用于占用移动无线服务器的传输成本。并且更少的删除假设需要在后端被处理。

存在多种不同的用于标出可见范围的变型方案。一种变型方案在于,通过标出圆的圆弧扇段来标出可见范围,地标位于所述圆的中心。然而交通工具在此必须计算围绕处于中心的地标的圆,确认可见范围,并且计算交通工具是否已经驶入该可见范围。

计算不那么复杂的是在环境地图中标出交通工具驶过的道路的道路区段,从所述道路区段能够检测到所述地标。交通工具的位置通过GNSS导航系统以相对较好的准确度获知,并且交通工具由此能够简单地检验交通工具是否已经驶入可见范围。

在此有利的是,道路区段具有规定的(或者说定义的)长度,并且只有被交通工具驶过的道路的一些道路区段作为可见范围被输入环境地图中,在这些道路区段中在穿行过所述道路区段时所述地标保持能够完整地以传感技术检测到。那么就避免了在推测有效的道路区段中检测地标时的错误尝试。

标出所述可见范围的另一备选方案在于,通过标出多个其它地标来输入到环境地图中,存在从所述其它地标通往被检验的地标的视线。由此可以间接地确定环境特征是否应该可见的预期。该变型方案根据环境有时不太准确,然而降低了用于表明可见范围的数据耗费。

非常有利于提高在标出可见范围时的准确度的是,可见范围的标出针对道路的不同车道单独地进行。

另一有利的措施在于,检测障碍物对地标的暂时遮挡,并且停止在以下道路部段上对地标的传感技术检测,在所述道路部段上通过传感技术检测识别到了阻断通往这些地标的视线的障碍物。这以明显方式降低了用于以传感技术检测地标的交通工具侧的计算耗费。

另一有利的措施在于,实施对地标的多次相继的检测,以便保证(或者说证实)所述删除假设,其中,规定了用于对地标的多次相继的检测的最小行驶距离,交通工具必须在下一次尝试检测地标之前已经驶过所述最小行驶距离。由此确保的是,对地标的每次检测都是从不同角度完成的。

优选地,中央计算机向路过相关地标所处地区的多个其它交通工具发送请求,以检验删除假设。所述其它交通工具因此从其方面尝试以传感技术检测相关的地标,并且向外部的中央计算机发回(或者说反馈)关于尝试结果的报告。

如果通过对关于尝试结果的报告的统计学分析,存在足够的可靠性(以说明)该删除假设是正确的(或者说存在关于该删除假设为正确的足够可靠性),那么该删除假设就得到证实。

对于交通工具侧的设备有利的是,该设备设计用于在交通工具侧实施所述方法的方法步骤。

在此有利的是,设备配备有至少一个计算装置,所述计算装置设置用于实施至少一个步骤:分析针对地标的传感技术检测的数据,在对地标的传感技术检测失败时提出删除假设,并且针对地标的传感技术检测分析环境地图,其中,计算装置在分析环境地图时分析输入环境地图中的关于针对待检测的地标的可见范围的信息。由此与之前针对相应方法步骤所述的优点相关联。

同样有利的是,计算装置设置用于就此分析环境传感器的数据,即是否得出地标被障碍物暂时遮挡,并且停止在以下道路部段上对地标的传感技术检测,在所述道路部段上通过传感技术检测识别到了阻断通往这些地标的视线的障碍物。

对于进一步保证删除假设有利的是,计算装置设置用于实施对地标的多次相继的检测,以便保证删除假设,其中,规定了用于对地标的多次相继的检测的最小行驶距离,交通工具必须在下一次尝试检测地标之前已经驶过所述最小行驶距离。由此提高了保证的可靠性,这是因为确保了从多个不同角度都不再能检测到该地标。

上述设备可以有利地应用于交通工具中,所述交通工具使用高精度的环境地图,以便实施用于自主驾驶功能的自定位。

对于中央计算机侧的设备有利的是,该设备设计用于在中央计算机侧实施所述方法的方法步骤。

在此存在的有利的变型方案在于,所述设备具有至少一个计算装置,所述计算装置设置用于更新环境地图,并且将关于针对地标的可见范围的信息输入环境地图中,所述可见范围表明在哪个区域中能够从街道看到所述地标。

此外还可以将所述建议实现为计算机可读的存储介质。该存储介质可以应用于根据本发明的方法中,并且还可以应用于根据本发明的设备中。根据本发明,在计算机可读的存储介质中存储环境地图,在环境地图中输入关于针对该地标的可见范围的信息,所述可见范围表明在哪个区域中能够从街道看到所述地标。

本发明的多个实施例在附图中示出并且在以下根据附图详细阐述。

在附图中:

图1示出总体系的视图,其具有多个成队的交通工具,所述交通工具通过移动无线通信接入互联网并且与后端服务器通信,所述后端服务器能够在互联网中访问;

图2示出交通工具的典型座舱;

图3示出交通工具的机动车电子器件的框图;

图4示出用于自动删除在地图中不复存在的地标的方法的流程;

图5示出通过标出可见性角来量化地标的可见范围的第一实施例;

图6示出通过标出路程区段来量化地标的可见范围的第二实施例;

图7示出通过标出同时可见的其它地标来量化地标的可见范围的第三实施例;

图8示出在从静止或行驶中的货车旁驶过时可见范围的动态局限的问题的说明;并且

图9示出地标的可见范围的视图,所述地标定位在一排房屋的两栋房屋之间。

此描述阐释了根据本发明的公开内容的原理。由此应该理解的是,本领域技术人员能够设计多种不同的布置方式,尽管在此未对所述布置方式明确地描述,但是所述布置方式体现了根据本发明的公开内容的原理并且同样应该在其范围内受到保护。

图1示出交通工具10通过移动无线通信接入互联网300,并且尤其接入外部的中央计算单元320,以下被称作后端服务器,所述外部的中央计算单元能够在互联网300中被访问。

对于协作式驾驶机动或自主驾驶领域而言需要交通工具通信,也包括直接的交通工具对交通工具通信和必要时交通工具对基础设备通信。在图1中示出所有三种不同的通信方式。通过移动无线通信实现在互联网300上的接入。在此,安装在交通工具10中的通信模块160与移动无线基站210通信,交通工具10路过所述移动无线基站的覆盖区域。基站210通过移动无线运营商的EPC网络200、相应于演进分组核心与互联网300连接。由此,交通工具10能够与后端服务器320通信,所述后端服务器能够在互联网300中被访问。

这种移动无线技术是标准化的,并且在此参考移动无线标准的相关规范。作为移动无线标准的现代示例参考3GPP倡议和LTE标准(长期演进)。许多相关的ETSI规范目前都已经有版本14可用。作为版本13的示例如下:ETSI TS 136 213V13.0.0(2016-05);它是一种演进的通用陆地无线接入(E-UTRA);物理传输层(3GPP TS 36.213版本13.0.0发行13)。

LTE代表高传输速率和短响应时间。在LTE中传输速率的提高通过更好的调制方法、更灵活的频率使用和更大的信道带宽实现。根据该规范,目前LTE具有每20MHz频带在下行链路中高于300MBit/s并且在上行链路中75MBit/s的传输速率,数学地并且更少的开销(Overhead)。

当交通工具相互间必须交换数据时,进行交通工具对交通工具通信。为此有多种不同的通信系统可用。例如基于WLAN的符合标准IEEE 802.11p的交通工具直接通信和在移动无线网络范围内的交通工具直接通信。在第四代移动无线标准、相应于长期演进LTE中,该变型方案称作LTE-V,在5G倡议中该变型方案被称作D2D,相应于设备对设备通信。此外还存在所谓的交通工具对基础设施通信。在此,交通工具与基础设施部件、例如所谓的路侧单元RSU310通信。如果所述基础设施部件还与后端服务器320连接,则与后端服务器320的通信还可以通过交通工具对基础设施通信完成。

图2示出交通工具10的典型座舱。所示的是轿车(Pkw)。然而作为交通工具10同样也可以考虑其它任意的交通工具。例如其它交通工具为:自行车、摩托车、公交车、营运车辆、尤其是卡车(Lkw)、农用机械、建筑机械、轨道交通工具等。本发明通常可以在陆地交通工具(包括机器人)、轨道交通工具、水上交通工具和飞行器(包括无人机)中应用。

在所观察的情况下认为交通工具10配备一个或多个驾驶员辅助系统,并且满足按照VDA规定的级别3以上的自动化程度。座舱的重要部件是信息娱乐系统的显示装置20。其涉及安置在中控台中的触摸敏感的显示屏20。在此,触摸敏感的显示屏20尤其用于操作交通工具10的功能。通过所述显示屏例如可以控制交通工具10的收音机、导航系统、所存储的音乐曲目的播放和/或空调设备、其它电子设备或者其它舒适性功能或应用程序。总之通常提及“信息娱乐系统”。在机动车、特别轿车中,信息娱乐系统表示车载收音机、导航系统、免提装置、驾驶员辅助系统和中央操作单元中的其它功能的总和。术语“信息娱乐”是一个合成词,其由信息和娱乐(Unterhaltung)两个词组成。为操作信息娱乐系统,主要使用触摸敏感的显示屏20(“Touchscreen”,触摸屏),其中,这个显示屏20尤其能够被交通工具10的驾驶员、然而也被交通工具10的副驾驶员清楚地看到并且良好地操作。此外,还可以在显示屏20下方在输入单元50中布置机械的操作元件、例如按键、旋转调节件或者其组合、例如旋转按压调节件。通常也可以通过信息娱乐系统的部件实现方向盘操作。为此,交通工具10配备所谓的多功能方向盘操作装置。该单元并未单独示出,而是被视为输入单元50的部分。放大示出的在中控台下部的旋转按压调节件也被视作输入单元的部分。

图3示意性示出机动车电子器件的框图,并且示例性示出信息娱乐系统的一些子系统和应用程序。信息娱乐系统还包括其它部件:触摸敏感的显示单元20、计算装置40、输入单元50和存储器60。显示单元20既包括用于显示可变化的图形信息的显示面,还包括布置在所述显示面上的、用于由用户输入指令的操作表面(触摸敏感层)。

显示单元20通过数据线路70与计算装置40相连。数据线路可以按照LVDS标准设计,所述LVDS相应于低压差分信号(Low Voltage Differential Signalling)。显示单元20通过数据线路70从计算装置40接收用于控制触摸屏20的显示面的控制数据。所输入的指令的控制数据也从触摸屏20经由数据线路70传递至计算装置40。附图标记50表示输入单元。属于所述输入单元的是已经提到过的操作元件、例如按键、旋转调节件、滑动调节件或旋转按压调节件,操作人员能够借助所述操作元件通过菜单引导完成输入。“输入”通常被理解为调用被选出的菜单选项,还被理解为参数的改变、功能的开启和关闭等。

存储装置60通过数据线路80与计算装置40相连。在存储器60中存储了具有多个象形图和/符号的象形图目录和/或符号目录,用于附加信息的可能显现。

信息娱乐系统的其它部件:摄像头150、收音机140、导航设备130、电话120和组合仪表110通过数据总线100与用于操作信息娱乐系统的设备相连。考虑将按照ISO标准11898-2的CAN总线的高速变型方案作为数据总线100。作为备选,例如还考虑使用基于以太网技术的总线系统、例如IEEE802.03cg技术。通过光波导体实现数据传递的总线系统也是可用的。示例有MOST(多媒体定向系统传输)总线或D2B总线(家用数字总线)。为了向内和向外的无线通信,交通工具10配备了通信模块160。该模块通常也称为车载单元或称为车载连接单元。该模块可以设计用于移动无线通信、例如按照LTE标准(相应于长期演进)的移动无线通信。同样可以用于WLAN通信(相应于无线LAN或者说无线局域网),用于与交通工具的驾乘人员的设备进行通信或用于交通工具与交通工具的通信等。

信息娱乐系统的通信总线100与网关30连接。在网关上还连接有机动车电子器件的其它部件。一方面是传动系的通信总线104,其通常实现为CAN总线的形式。作为示例提到并且示出传动系的控制设备:发动机控制设备172、ESP(车身电子稳定系统)控制设备174和变速器控制设备176。此外还有用于驾驶员辅助系统的通信总线102,该通信总线可以构造为FlexRay总线的形式。在此示出两个驾驶员辅助系统:与自适应巡航控制相对应的用于自动距离调节ACC的驾驶员辅助系统182、与动态底盘控制相对应的用于自适应底盘调节184的驾驶员辅助系统DCC和与光学探测和测距相对应的LIDAR传感器186。此外,还在网关30上连接通信总线106。所述通信总线106将网关30与车载诊断接口190连接。网关30的作用在于,实现用于多种不同的通信系统100、102、104、106的格式转换,从而能够在相互间交换数据。在所示实施例中,驾驶员辅助系统DCC针对驾驶任务使用高精度的环境地图。在第一实施方式中,环境地图可以事先被存储在驾驶员辅助系统DCC的存储器中。为此,环境地图通常通过通信模块160被装载,由网关30传导并且被写入驾驶员辅助系统184的存储器中。在另一变型方案中,只将环境地图的局部装载并且写入驾驶员辅助系统的存储器中。这实现的是,能够在驾驶员辅助系统184中设置较小的存储器并且降低成本。高精度的环境地图对于像德国这样的国家来说可能已经意味着数千兆字节的数据。

交通工具10配备两个环境传感器即视频摄像头150和LIDAR传感器186。通常甚至将更多个视频摄像头150(前端摄像头、后端摄像头、左侧摄像头、右侧摄像头)安装在交通工具10中。由此实现的是,通过图像处理形成交通工具10的全方位视野。LIDAR传感器186通常安装在交通工具10的前部区域,并且检测沿交通工具10的行驶方向的环境。此外,还可以使用超声波传感器和RADAR传感器。

能够检测交通工具的周围的所述环境传感器被用于不同的距离和不同的使用目的。大致适用以下有效范围和目的说明:

·立体摄像头,有效范围500m,用于3D地图的检测,被用于自动紧急制动辅助装置、变道辅助装置、用于交通标牌识别和距离调节速度控制器。

·摄像头,有效范围100m,用于3D地图的检测,被用于自动紧急制动辅助装置、变道辅助装置、用于交通标牌识别、距离调节速度控制器、用于正面碰撞预警、自动车灯控制和泊车辅助装置。

·超声波传感器,有效范围<10m,泊车辅助装置。

·雷达传感器,有效范围20cm至100m,被用于自动紧急制动辅助装置、用于自动速度调节、距离调节速度控制器、死角辅助装置、横向交通警报器。

·激光雷达传感器,有效范围100m,用于3D地图的检测,被用于自动紧急制动辅助装置。

为了确定是否能从地图中删除特征,实施以下方法步骤,所述方法步骤根据图4所示的流程图阐述。

图4在左侧示出在交通工具车队的交通工具10中实施的各个方法步骤。在此一般可以将一个组织的一组多个交通工具视作交通工具车队。尤其可以是交通工具制造商的一个或多个特定交通工具类型的多个交通工具。在此情况下,这些交通工具的持有者也可以是最终客户。还可以考虑的是,将所有具有特定的附加装备的交通工具视作交通工具车队的部分。

在右侧示出在后端服务器320中实施的方法步骤。

首先描述在单独的交通工具10中实施的步骤。用于这些步骤的流程图可以被视作在交通工具10的计算单元中执行的计算机程序的流程图。在一种实施方式中,计算单元是驾驶员辅助系统184的部分。在另一种变型方案中,该程序通过信息娱乐系统的计算单元40执行。首先,在步骤U1中由地图确定处于附近的环境特征。交通工具10的位置至少通过GNSS系统是粗略已知的。例如将地标视作环境特征。地标在此理解为明显可见的环境特征。其可以是在自然界中出现的大多从远处可见的地貌物体,例如树木、岩石、山峰等。其它示例涉及之前提到的地标,如教堂、塔楼、风车轮、城堡,但也包括设立在路边的地标,如交通灯、路牌、交通标牌、路灯、桥梁、距离标志、房屋边缘。

在方法步骤U1中确认,特定的环境特征在根本上能否被交通工具10的环境传感器150、186检测到。当交通工具的传感装置在根本上能够检测到环境特征时,该环境特征在原则上是可观测到的。例如具有高分辨率的摄像头类型能够比具有极低分辨率的摄像头感知到更多环境特征。传感技术的可观测性取决于交通工具10的相应的传感器配备。例如在距离为100m和更远处的距离较远的对象不能被超声波传感器检测到。利用视频摄像头、LIDAR传感器相反则能够检测。如果只安装视频摄像头,则不能在黑暗条件下检测地标。

在第二步骤U2中进行原则上的可见性的确认。这意味着,进行从特定位置是否能够在无附加干扰的情况下大体上看到环境特征的判断(或者说评估)。例如,如果交通工具10行驶路过的建筑物构成遮挡,则例如否定可见性。

当从某位置在无附加的暂时遮挡或者永久遮挡的情况下存在视线连接,那么原则上环境特征从该位置上是可见的。该视线通常受到建筑物、街道标牌、地形地貌等的限制。

因此,在此重新建议,除了环境特征的信息之外,还需标出可见范围,环境特征在可见范围中能从街道被看到。图5利用示例示出对这一点的阐释。在此地标L1定位在沿街道建造的房屋H1与H2之间。可见范围设置成灰色并且用附图标记SB标注。可见范围与环境结构相关。如果关于地标的可见范围的信息存在,则交通工具10能够确定关于识别地标的预期。现在如何能够在地图中针对地标L1标出可见范围?

为此可以考虑多种不同的表达。可选方案A(见图6)描述了以角度直方图的方式对可见性的显示。为此,围绕地标L1画圆,地标L1定位在该圆的圆心上。在所示示例中由此测定半径,从而使半径相当于从地标L1至道路边缘的距离。在其它示例中,也可以以其它方式测定半径。此后将圆分成圆弧扇段KS1-KS16。在所示示例中将圆分成16个尺寸相同的圆弧扇段KS1-KS16。每个圆弧扇段KS1-KS16具有22.5°的角度。在存储可见范围时标出圆弧扇段KS1-KS16,在所述圆弧扇段中能够从街道看到地标L1,即使地标不能在整个圆弧扇段KS1-KS16中看到。在图6中,所述圆弧扇段KS15、KS16、KS1、KS2设置成灰色。通过该方式将地标的可见性表达为关于可见性角度的直方图。被存储的角度可以针对运行时间被检验。开始可以通过地图中的几何信息进行推导。

在可选方案B(参见图7)中建议,以合适的尺寸将街道分成多个道路区段FS1-FS10,针对所述道路区段在地图中标出哪些环境特征是能够在无额外干扰的情况下从相应的道路区段FS1-FS10中看到的。然而在此按照车道分隔。道路区段FS1-FS10具有确定的尺寸。在图7的示例中,道路区段FS1-FS10中的那些能看到地标L1的道路区段通过灰色调突出显示。道路区段FS1-FS10的尺寸能够可变地确定,例如作为地标L1与街道的距离的函数。通过该方式将街道划分成多个区段。针对每个环境特征都存储了区段ID(区段标识),从所述区段ID中能够看到该环境特征。

此外还建议了间接方法,其中,针对每个地标都存储了哪些其它地标具有与该地标的视线连接。该可选方案在图8中示出。针对地标L1存储:从地标L1至地标L4、L5、L6和L7存在视线连接。针对每个环境特征存储:哪些其它地标是同时可见的。由此可以间接地确定环境特征是否应该可见的预期。

适用于所有变型方案的是:原则上可以设想,在道路具有多个车道的情况下对某一环境特征的可见范围针对各个单独的车道是不同的。因此还建议,如果有必要,针对环境特征标出每个车道的可见性。例如这被认为对于可选方案B(参见图7)来说是必要的。

在下一步骤U3中进行判断,是否从确定的位置(观察)有其它对象遮挡环境特征。这一问题在图9中示出。在此示出,交通工具10行驶路过静止的或运动中的货车12。该交通工具的传感器的检测范围在图9中以EB标注。地标L1在此仍保持可见,然而其它地标L2至L7在行驶路过时被货车12遮挡。货车L12的出现通过传感技术检测,例如通过对由视频摄像头150提供的图像的图像分析来检测。为此能够使用专门的对象识别算法。在最简单的情况下,在识别出这种遮挡时暂时停止对地标的检测。

后续的步骤U4涉及从不同角度或者从不同的地点对环境特征的探测。在删除未再识别到的地标之前必须考虑的是,是否已经观察了充分不同的角度,从所述角度可能曾经可以看到所述地标。对环境特征的探测每秒多次(例如20Hz)地进行,其中,各传感器通常是同步化的。在各个探测时刻之间,交通工具10经过与速度相关的路程。由此自动实现的是,在行驶过程中在不同时刻从不同角度进行探测。然而所经过的路程在较低速度和平均速度时只是较小的。因此,在此为了降低检测耗费而建议,为了评估环境特征的缺失而设定测量的最小距离。例如可以设定,在两次相继的测量之间的最小行驶距离应为10m。

下一步骤U5涉及自同一交通工具10在不同时刻对某地标的多次检测。为了将临时效应的影响减至最小,在分析的范围内,对交通工具在路段上的不同行驶的测量并且因此在不同时刻的测量进行分析。其前提在于,该路段实际上以不是过长的时间间隔被再次行驶经过。尽管在普通情况下并不能这样假设,然而出于特定目的经常在总是相同的路段上进行行驶(例如去往工作单位、学校、购物场所、加油站等的日常行程)。在检测到地标L1之后会在该步骤中研究,在按照电子行驶记录更频繁地路过的路段上是否存在该地标。该程序随即在该步骤中计算出预测,该预测表明何时可能会再行驶路过该路段。随后在位于该路段上的其它行驶中同样检测到地标L1。当存在足够的观测时,该观测就被归类为是可靠的。

在步骤U6中,还通过交通工具的不同传感器、例如在行驶经过时首先通过前端摄像头并且稍后通过后端摄像头(相应地也通过例如车前和车尾激光雷达)实施对环境特征的探测,以便实现额外的保证。

为了将传感器影响减至最小,将不同交通工具传感器的探测结果相互比较。当然前提在于,所述交通工具传感器能够探测相同的环境特征。由此还可以将不同的传感器类型的探测结果相互比较。例如LIDAR传感器186和摄像头150都能够探测杆状的环境特征(例如路灯)。

在实施不同的方法步骤之后,交通工具10针对仍记录在地图中、但却不能被交通工具传感装置识别到的地标生成删除假设。该删除假设可能已经在方法步骤U2之后就形成了。然而在方法步骤U4-U6中得到进一步保证之后才将该删除假设发送至后端服务器320。在此,步骤U5和U6是可选的,并且能够根据交通工具的要求和装备被囊括在内。

在分析策略的范畴内必须决定,应在多大程度上基于交通工具10的单次行驶删除地标。一个交通工具的或甚至多个交通工具的多次行驶的信息的汇总和分析在后端服务器320中完成。

后端服务器320可以由提供环境地图的服务商运营。对地图中地标的真正删除是在后端服务器中完成的。地图服务商为交通工具提供相应更新的地图。由于交通工具10只分别装载地图局部,因此地标的删除只在原先曾经记录有该地标的地图局部中生效或者说产生影响。在地标(交通工具10针对该地标发送了删除假设)真正被删除之前,在后端服务器320中运行不同的方法步骤。

所述方法步骤在图4的右侧部分示出,并且详细阐述如下。

为了使临时效应的影响和探测错误最小化,在后端中汇总和分析多个交通工具的信息。这是关键的步骤,以避免将环境特征从地图中错误删除。一旦交通工具在注意到步骤U1-U6的情况下确认应删除环境特征,该删除假设就连同确定该删除假设的边界条件(例如时刻、角度、所用传感器、必要时的天气信息等)被发送至后端服务器320。这些首先被收集汇总。这在步骤D1中完成。

在所示实施例中,一旦足够多的交通工具发送了针对某地标的删除假设,在步骤D2中就要求路过所涉及的地标附近的其它交通工具对该地标进行检测。在此尤其对迄今尚未发送删除假设的交通工具定位。被要求的交通工具在驶过相应的街道区段时要留意其它交通工具不再找得到的地标。当交通工具如在地图中输入的那样发现该地标或者未发现该地标时,交通工具将它们的关于其观测的报告在说明测量边界条件(例如时刻、角度、所用传感器、必要时的天气信息等)的情况下发送给后端服务器320。出于数据保护原因,信息交换可以匿名化地完成。

随后在步骤D3中完成对确认和删除假设的统计学分析。由于在探测环境特征时原则上既可预期出现错误肯定报告(原先被识别为存在的环境特征实际上不复存在),也可预期出现错误否定报告(不再被识别为存在的环境特征实际上仍存在),因此由后端服务器320收集的信息以统计学方法被验证(或者说确认其可靠性)。目的在于确认环境特征是否实际上已经被物理移除了。为此除了已经接收的边界条件还可以使用并非源自交通工具的、外部的背景信息(例如:天气条件、关于工地的信息......)。此外还可以确认,环境特征是否只能通过确定的传感器级别识别(例如高于特定的分辨率),而通过其它级别就不能被识别。在此情况下,尽管该删除假设未被确认,然而对于确定的交通工具而言该环境特征仍是不可探测的。因此建议,在此情况下在地图中针对相应的地标输入相应的附加信息。

为此,针对这种环境特征,可以在地图中作为属性在该环境特征上附上与传感器相关的可见性信息。这就防止了这种交通工具不必要地向后端服务器320发送删除假设,因为该交通工具未来可以在步骤U1中考虑该信息。

如果多个其它交通工具确认所涉及的地标不能再被检测到,则由交通工具10发送的删除假设得以巩固。

最后,如果能够证实该删除假设,则在步骤D4中完成该地标的删除。相关地图局部的更新版本被建立并且提供给交通工具。如上所述,在一个实施例中交通工具只装载地图局部。在其它实施例中,可以通过下载为交通工具提供用于一个或多个国家的完整地图。

所有在此提及的示例以及有条件的表述都不应理解为受限于这些专门引用的示例。因此例如本领域技术人员认可的是,在此所示的框图示出示例性电路装置的设计视图。以类似方式应认识到的是,所示流程图、状态转化图、伪代码和类似多种不同变型方案都用于呈现对过程的显示,所述过程基本上存储在计算机可读的介质中并且由此能够通过计算机或处理器实施。

应该理解的是,所建议的方法和对应的设备可以以硬件、软件、固件、专用处理器的不同形式或者它们的组合实施。专用处理器可以包括专用集成电路(ASICs)、精简指令集计算机(RISC)和/或现场可编程门阵列(FPGAs)。优选的是所建议的方法和设备作为硬件和软件的结合实施。软件优选作为应用程序安装在程序存储设备上。通常是基于计算机平台的机器,其具有硬件,例如一个或者多个中央单元(CPU)、随机存储器(RAM)和一个或者多个输入/输出(I/O)接口。在计算机平台上通常还安装有操作系统。在此说明的不同过程和功能可以是所述应用程序的一部分或者通过所述操作系统执行的部分。

本发明的公开内容不局限于所述实施例。还存在多种不同的调整和修订的空间,本领域技术人员基于其专业知识也会将所述调整和修订视作属于所述公开内容。

附图标记清单

10 交通工具

20 触摸敏感的显示单元

30 网关

40 计算单元

50 输入单元

60 存储单元

70 用于显示单元的数据线路

80 用于存储单元的数据线路

90 用于输入单元的数据线路

100 第一数据总线

102 第二数据总线

104 第三数据总线

106 第四数据总线

110 组合仪表

120 电话

130 导航设备

140 收音机

150 摄像头

160 通信模块

172 发动机控制设备

174 ESP控制设备

176 变速器控制设备

182 距离调节控制设备

184 底盘控制设备

186 Lidar传感器

190 车载诊断插头

200 演进分组核心

210 移动无线基站

300 互联网

310 无线电信标

320 后端中央计算机

U1-U5 在交通工具中执行的不同步骤

D1-D4 在后端服务器中执行的不同步骤

H1-H2 房屋

L1-L8 地标

SB 可见范围

KS1-KS16 圆弧扇段

FS1-FS10 道路区段

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