用於建立當前情況圖的方法和系統的製作方法

2023-10-07 21:51:54 3

用於建立當前情況圖的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於建立當前的情況圖、尤其是當前的市內情況圖的方法，在該方法中，由大量車輛(12、14、22、24)藉助於車對X通信裝置向資料庫(16、25)發送對局部有界的情況進行描述的環境數據和/或地圖數據和/或位置數據。藉助於環境傳感器和/或車輛傳感器獲取環境數據，從數字存儲器中讀取地圖數據，並且至少藉助於全球衛星定位系統確定位置數據。所述方法的特徵在於所述環境數據和/或地圖數據和/或位置數據與資料庫(16、25)中已經存在的情況圖持續合併以形成當前的情況圖，並且資料庫和情況圖都是位置固定的。本發明還涉及一種相應的系統。
【專利說明】用於建立當前情況圖的方法和系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用於建立當前（截至目前的） 情況圖的方法和一種根據權利要求8的前序部分所述的用於建立當前情況圖的系統。

【背景技術】
[0002] 現有技術已公開了不同類型的駕駛員輔助系統，它們基本都是用於減少駕駛員在 交通情況方面的駕駛任務。在此，這種類型的系統某種程度上建立在藉助於環境傳感技術 所獲取的環境信息、從數字地圖材料所讀取的信息或者藉助於車對X通信所接收到的信息 的基礎上。所有這些系統對駕駛員的輔助作用都依賴於所獲取的信息的高度可靠性、實時 性以及儘可能大的信息密度。
[0003] 與之相關，DE 10 2008 060 869 Al描述了一種用於對接近交通信號系統的車輛 的操作者進行輔助的方法和裝置。交通信號系統具有兩種不同的運行狀態，其中在第一運 行狀態下允許駛過停止線，在第二運行狀態下不允許駛過停止線。其中，車輛接收對交通信 號系統的當前運行狀態以及距運行狀態轉變的時間長度進行描述的信號。在交通信號設備 處於第一運行狀態時，車輛藉助所接收到的信號對是否能夠以規定的速度範圍內的速度到 達交通信號設備的停止線進行檢查。根據檢查結果來影響車輛速度或者向駕駛員提供有關 恰當影響速度的建議。
[0004] DE 10 2007 048 809 Al公開了一種用於識別道路交通中的隱蔽物體的方法。其 中以傳感的方式獲取車輛的周圍環境以及車輛的運動參數。利用車對車通信將這些信息傳 遞給位於周圍環境中的車輛。同時處於周圍環境中的車輛也對周圍環境和運動信息進行獲 取和發送。所接受到的信息用於擴展周圍環境模型。這種擴展的周圍環境模型藉助於車輛 中的顯示設備以更新的方式重建，並可以提供給一個或多個駕駛員輔助系統。由此在車輛 中提供了車輛傳感器本身所不能感測到的物體信息。
[0005] DE 10 2009 008 959 Al描述了一種用於導航和/或駕駛員輔助的車輛系統。該 車輛系統具有一個提供單元、至少一個環境傳感器和車輛傳感器。提供單元本身具有以衛 星信號傳感器為基礎的位置模塊和ADAS-水平提供器，該水平提供器可以以通信的方式與 可位於車輛外部的導航單元耦合。導航單元在此可以例如為功能強大的伺服器的形式，該 伺服器將電子地圖的地圖細節傳遞給提供單元。
[0006] DE 10 2008 012 660 Al公開了一種用於對車輛作出基於伺服器的危險警告的方 法以及一種相應的危險警告單元。其中藉助於第一輛車的傳感單元獲取測量值並判斷該測 量值是否與危險相對應。一旦測量值與危險相對應，那麼將危險的信息數據傳遞給中央處 理系統。在中央處理系統中將危險的類型、獲取測量值的位置、獲取測量值的時間以及傳遞 車輛的身份信息進行存儲，並產生相應的警告數據。與第二輛車有關的該警告數據能夠被 第二輛車從中央處理系統中調取。
[0007] 但是現有技術所公開的方法和系統在以下方面是有缺陷的：藉助於車對X通信提 供給駕駛員輔助系統的信息被局限於某一特定的道路情況，例如在交通信號燈輔助裝置或 者危險警報中的情況那樣，或者不能夠以所需的可靠性和實時性來提供在複雜的城市交通 中所需的信息，這意味著這種類型的輔助系統只在城市外的區域中才足夠可靠。尤其是在 十字路口區域中，必須考慮許多不同的交通規則並且同時識別出駕駛員的意願，以便能夠 有效減少駕駛員的駕駛任務。但為此的一個重要前提是要存在不僅一直是當前的並且是準 確的信息，例如關於施工、改道或者改變的信號的信息。因此必須使這些信息被持續和詳細 地獲取以及更新。


【發明內容】

[0008] 因此本發明的目的是提出一種方法，該方法所建立的當前情況圖不僅具有較高的 細節深度，還具有高的更新率。
[0009] 該目的根據本發明通過權利要求1所述的用於建立當前情況圖的方法得以實現。
[0010] 根據本發明的用於建立當前情況圖、尤其是當前的市內情況圖的方法，大量車輛 藉助於車對X通信將描述局部有界（lokal begrenzte)的情況的位置數據和/或環境數據 和/或地圖數據發送給資料庫。在此藉助於環境傳感器和/或車輛傳感器獲取環境數據， 從數字存儲器中讀取地圖數據，並至少藉助於全球衛星定位系統確定位置數據。該方法的 特徵在於，所述環境數據和/或地圖數據和/或位置數據與資料庫中已經存在的情況圖持 續合併以形成當前的情況圖並且資料庫和情況圖都是位置固定的。由此所產生的優勢是， 位於實時情況中的每個裝配有合適傳感器的車輛都能夠對資料庫中所存在的情況圖進行 更新和補充。這意味著，尤其是在市內的區域中，持續有由大量車輛所發出的較大量的環境 數據和/或地圖數據和/或位置數據可供用於對所存在的情況圖進行更新或補充。由此即 使是對複雜且較經常變化的情況也可以進行可靠描繪。在此並不需要對關於用於環境獲取 的合適的傳感器的基礎結構進行額外的複雜安裝。這樣所建立的情況圖還可以包括道路輪 廓、先行規則、拐彎帶、人行橫道、交通信號燈位置、施工和停駛的車輛或者其他障礙等。即 使在此期間在情況圖中沒有車輛並因而在此期間沒有環境數據和/或地圖數據和/或位置 數據向資料庫發送，由於情況圖和資料庫都是位置固定的並且不會消失或者被刪除，所以 新進入情況圖中的車輛能夠促使所存在的情況圖立刻與所接收到的環境數據和/或地圖 數據和/或位置數據合併。這種描述與現有技術所公開的資料庫位於單個車輛中並且必須 持續地再重新建立或者捨棄情況圖的方法相比具有本質上的優點，因為車輛在行駛過程中 總是向前運動並進入新的情況圖中。
[0011] 根據本發明，環境數據描述由車輛感測的環境，例如藉助於合適的傳感器所感測 到的標誌牌、交通信號杆、護欄、牆壁、路肩和一般對車輛環境的拓撲學/拓撲結構有用的 所有物體。在本發明的意義上，即使是藉助於ESP-傳感技術感測的凹坑也被理解為環境數 據。環境數據所包括的物體還包括由傳感器感測到的其他車輛和交通參與者。因此，環境 數據的概念所描述的不僅是靜止物體的信息，還有非靜止物體的信息。相比之下，地圖數據 描述了存在於車輛中的區域地圖並且不僅可以具有路線信息和道路輪廓信息，還可以通過 環境數據得到補充。位置數據給出的是發送數據的車輛的位置，並且同樣可以在當前的情 況圖中描述出來。車輛對位置數據的確定可以藉助於全球衛星定位系統、例如GPS或伽利 略導航系統來進行，並且優選通過地圖匹配或聯合導航得到補充。
[0012] 優選提出，資料庫將當前的情況圖發送給包含在局部有界的情況中的車輛，並通 過車輛將當前的情況圖提供給至少一個駕駛員輔助系統。由此為包含在區域情況中的所有 車輛都提供了更實時和更具體的情況圖，所存在的駕駛員輔助系統可以利用該情況圖來輔 助和減少駕駛員的駕駛任務以及在可能的情況下避免事故或者至少減輕事故。例如，可以 根據情況向駕駛員發出警告或者甚至對車輛控制進行幹預。此外可以通過將車輛中存在的 地圖與所接收到的當前情況圖相比較來改善位置確定。
[0013] 在另外一種優選的實施方案中提出，為資料庫的當前的情況圖中的物體和事件提 供存在概率。由此得到的優點是，能夠就實際的存在進行較細微的分級，並因而就物體和事 件的含義進行較細微的分級。物體和事件的存在概率例如可以從感測到該物體或事件的傳 感器的比例與未感測到該物體或事件的傳感器的比例確定，其中不對那些不適用於感測相 應物體或事件的傳感器加以考慮來確定存在概率。由此還允許在相同位置上描述多個帶有 不同的存在概率的、原則上相互矛盾的物體或事件。
[0014] 以符合目的的方式提出，由接收車輛對物體的存在概率進行附加的單獨評估。因 此，接收了當前的情況圖的車輛可以藉助於其自身的車載傳感器來決定應給予物體或事件 哪一存在概率。所接收到的信息例如可以被用於利用車載傳感器的物體或事件識別算法來 降低特定物體或事件的識別閾值。
[0015] 此外有利的是，由大量車輛以相對較低的傳遞優先級將環境數據和/或地圖數據 和/或位置數據發送給資料庫。由此不會干擾或者甚至中斷對相對重要的數據、例如已知 的"協同感知消息"或警告信息的發送和接收。在不是在每一個發送周期中都向資料庫發 送環境數據和/或地圖數據和/或位置數據的情況下就足以建立當前的情況圖。
[0016] 優選提出，所述大量車輛僅將那些與資料庫所發出的當前情況圖有偏差的環境數 據和/或地圖數據和/或位置數據發送給資料庫。由此通常大大降低了待傳遞的數據量並 且不會對可供使用的傳遞通道的傳遞容量造成不必要的負擔。
[0017] 以符合目的的方式提出，由大量車輛所發出的位置數據包含為確定位置數據所使 用的衛星的身份信息。這些衛星在地球軌道中一般遵循固定的軌道。因此，由於衛星僅能 夠在特定的時間從地表的特定地點觀察到，所以藉助於身份信息可以查出被用於確定某一 特定的位置數據組的是哪些衛星。這可以改善位置確定，尤其是改善兩個或更多車輛之間 的相對位置確定。
[0018] 本發明還涉及一種用於建立當前情況圖、尤其是用於建立當前的市內情況圖的系 統。該系統包括帶有數據合併裝置和車對X通信裝置的資料庫以及帶有各自的數字存儲器 和/或環境傳感器和/或車輛傳感器和/或位置確定裝置和車對X通信裝置的大量車輛。 資料庫藉助於車對X通信裝置從大量車輛接收對局部有界的情況進行描述的環境數據和/ 或地圖數據和/或位置數據。所述大量車輛藉助於環境傳感器和/或車輛傳感器獲取環 境數據，從相應的數據存儲器中讀取地圖數據並至少藉助於全球衛星定位系統確定位置數 據。該系統的特徵在於，所述數據合併裝置持續地將環境數據和/或地圖數據和/或位置 數據與在資料庫中已經存在的情況圖合併以形成當前的情況圖，並且資料庫和情況圖都是 位置固定的。根據本發明的系統因此具有所有的用於執行根據本發明的方法所必須的裝置 並且以簡單的方式使得所建立的當前的情況圖基本上總是最新的並且是詳細的。由此得到 了所述的優點。
[0019] 所述系統的特徵優選在於，資料庫被本地地布置在包含在情況圖中的位置處。由 此得到的優勢是，信息的傳遞可以通過傳遞速度較快的短程通信裝置進行。由此僅使用了 可供使用的傳遞通道的在本地區域內的傳遞容量。另一優點在於，通過資料庫的本地布置， 不需要保留用於中央資料庫的複雜的數據基礎結構。
[0020] 此外有利的是，所述環境傳感器和/或車輛傳感器是來自於下組中的一個或多個 元件：
[0021] 一雷達傳感器，
[0022] 一光學相機傳感器，
[0023] 一LIDAR(雷射雷達）傳感器，
[0024] -雷射傳感器，
[0025] 一超聲波傳感器，
[0026] 一 ESP 傳感器，
[0027] -加速度傳感器，
[0028] 一ABS傳感器和
[0029] 一傾斜傳感器（Neigungssensor)
[0030] 並且車對X通信裝置基於下組中的一個或多個連接類型來發送和/或接收環境數 據和/或地圖數據和/或位置數據：
[0031] 一WLAN連接，尤其是基於IEEE 802. 11標準的WLAN
[0032] 連接，
[0033] 一ISM(工業、科學與醫學頻段）連接，
[0034] -藍牙?連接，
[0035] 一ZigBee 連接，
[0036] 一 UWB (超寬帶）連接，
[0037] _\￥iMax? (全球微波互聯接入）連接
[0038] -紅外連接和
[0039] 一移動無線電連接（Mobilfunkverbindung) 〇
[0040] 所述傳感器是在機動車領域通常所使用的傳感器類型，它們基本上能夠全面地感 測和識別車輛環境和車輛狀態。現如今已經有大量的車輛都標準化地裝配有多個所述類型 的傳感器，該數字在未來完全可能會進一步增加。因此，用於在機動車中實施根據本發明的 方法的額外的裝配成本是很小的。所列舉出的車對X通信裝置的連接類型具有取決於類型 和波長的不同的利弊。例如，WLAN連接的數據傳輸率高，並且能夠很快建立連接。而ISM連 接則數據傳輸率較低，但是卻非常適用於在可視障礙物周圍進行數據傳遞。同樣，紅外連接 所提供的數據傳輸率也低。最後，移動無線電連接由於不受可視障礙物影響，所提供的數據 傳輸率好。但是作為代價，其連接建立卻相對較慢。通過將多種這些連接類型相組合併且 同時或平行使用得到了更多的優點，因為這樣能夠補償單個連接類型的缺陷。
[0041] 優選提出，所述系統實施根據本發明的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042] 其他優選的實施方式由從屬權利要求以及下面藉助附圖對實施例的說明得出。
[0043] 附圖示出：
[0044] 圖1示出在資料庫中形成當前的情況圖的示意圖，
[0045] 圖2示出在當前的情況圖中記錄物體和給物體提供存在概率的示意圖，以及
[0046] 圖3以流程圖的形式示出根據本發明的方法的示例性流程。

【具體實施方式】
[0047] 圖Ia中示意地示出了十字路口 11，車輛12從右側駛入十字路口中。車輛12裝配 有相機傳感器，該相機傳感器感測十字路口 11的圓錐形的區域13。藉助於車對X通信利 用WLAN連接將圓錐形區域13所具有的環境數據傳遞給本地資料庫16。本地資料庫16設 置在十字路口 11附近並且包含關於在圖Ib中所示的十字路口 11的信息。緊接著，車輛14 從下部駛入十字路口 11 (圖Ic)。車輛14同樣裝配有相機傳感器並且通過該相機傳感器感 測十字路口 11的圓錐形的區域15。該圓錐形的區域15所具有的環境數據同樣經由WLAN 連接被傳遞給本地資料庫16並在該處與已經存在的數據合併。由此在資料庫中存在圖Id 中所示的當前的情況圖。在該示例中，車輛12和14的位置數據未記錄在當前的情況圖中。
[0048] 圖2a示出了十字路口 21。車輛22駛入十字路口 21並藉助於相機傳感器識別出 設置在十字路口 21處的交通標誌23是限速"速度30"。遵從利用物體識別算法的評估的 車輛22將帶有"速度30"特徵的交通標誌23的存在概率假設為80%。不僅是描述交通標 志23的環境數據，而且假設的、有關的存在概率均藉助於車對X通信利用ISM連接傳遞給 本地資料庫25,並在所述資料庫中與已經存在的數據合併。在圖2b中可以看出由此所建立 的當前的情況圖，並且該圖被傳遞給所有駛入十字路口的其他車輛。在圖2c中，車輛24駛 入十字路口 21，並同樣藉助於相機傳感器感測交通標誌23。但是車輛24所識別出的交通 標誌23並不是限速"速度30"，而是"注意先行權！"。物體識別所基於的物體識別算法將帶 有"注意先行權！"特徵的交通標誌23的存在概率假設為60%。該數據同樣由車輛24發送 給本地資料庫25並在此與已經存在的情況圖合併以形成當前的情況圖（圖2d)。因此該當 前的情況圖包含在交通標誌23位置處的兩個帶有不同存在概率的相矛盾的物體。這些數 據被本地資料庫傳遞給其他所有駛入十字路口 21的車輛，並且提供給這些車輛中的相應 的駕駛員輔助系統。同樣被發送的存在概率被其他車輛用於減小物體識別算法的閾值。由 於存在於本地資料庫中的帶有"速度30"特徵的交通標誌23的存在概率為80%，帶有"注 意先行權！"特徵的交通標誌23的存在概率僅為60 %，所以識別帶有"速度30"特徵的交 通標誌23的閾值與識別帶有"注意先行權！ "特徵的閾值相比降低程度要大。
[0049] 圖3示出了根據本發明的方法的示例性流程的流程圖。在方法步驟31、32和33 中，車輛藉助於環境和車輛傳感器、數字地圖和全球衛星定位系統來捕捉或讀取或確定環 境數據、地圖數據和位置數據。在步驟34中，將資料庫中已經存在的情況圖傳遞給車輛，在 步驟35中，將該情況圖與車輛所捕捉的數據相比較。在步驟36中，將車輛所捕捉的那些與 資料庫中所存在的情況圖有偏差的數據從車輛傳遞給資料庫。在方法步驟37中，將已經 存在於資料庫中的情況圖與從車輛發來的環境數據、地圖數據和位置數據一起合併成當前 的情況圖，並在步驟38中，重新從本地資料庫將該情況圖發送給所有與當前情況有關的車 輛。
【權利要求】
1. 一種用於建立當前的情況圖、尤其是當前的市內情況圖的方法，在該方法中，大量車 輛（12、14、22、24)藉助於車對X通信裝置將對局部有界的情況進行描述的環境數據和/或 地圖數據和/或位置數據發送給資料庫（16、25)， 其中藉助於環境傳感器和/或車輛傳感器獲取環境數據， 其中從數字存儲器中讀取地圖數據，和 其中至少藉助於全球衛星定位系統確定位置數據， 其特徵在於， 所述環境數據和/或地圖數據和/或位置數據與資料庫（16、25)中已經存在的情況圖 持續合併以形成當前的情況圖，並且資料庫和情況圖都是位置固定的。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述資料庫（16、25)將當前的情況圖發送 給包含在局部有界的情況中的車輛（12、14、22、24)，並且通過這些車輛（12、14、22、24)將 當前的情況圖提供給至少一個駕駛員輔助系統。
3. 根據權利要求1和2中至少一項所述的方法，其特徵在於，為所述資料庫（16、25)的 在當前的情況圖中的物體和事件提供存在概率。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，由接收車輛（12、14、22、24)對物體的存在 概率進行附加的單獨評估。
5. 根據權利要求1至4中至少一項所述的方法，其特徵在於，由所述大量車輛（12、14、 22、24)以相對較低的傳遞優先級將環境數據和/或地圖數據和/或位置數據發送給資料庫 (16、25)〇
6. 根據權利要求1至5中至少一項所述的方法，其特徵在於，由所述大量車輛（12、14、 22、24)僅將那些與資料庫（16、25)所發出的當前情況圖有偏差的環境數據和/或地圖數據 和/或位置數據發送給資料庫（16、25)。
7. 根據權利要求1至6中至少一項所述的方法，其特徵在於，由大量車輛（12、14、22、 24)所發出的位置數據包括為確定位置數據所使用的衛星的身份信息。
8. -種用於建立當前的情況圖、尤其是用於建立當前的市內情況圖的系統， 該系統包括帶有數據合併裝置和車對X通信裝置的資料庫（16、25)以及帶有各自的數 字存儲器和/或環境傳感器和/或車輛傳感器和/或位置確定裝置和車對X通信裝置的大 量車輛（12、14、22、24)， 其中所述資料庫（16、25)藉助於車對X通信裝置接收來自所述大量車輛（12、14、22、 24) 的對局部有界的情況進行描述的環境數據和/或地圖數據和/或位置數據， 其中所述大量車輛（12、14、22、24)藉助於環境傳感器和/或車輛傳感器獲取環境數 據， 其中所述大量車輛（12、14、22、24)從相應的數據存儲器中讀取地圖數據， 其中所述大量車輛（12、14、22、24)至少藉助於全球衛星定位系統確定位置數據， 其特徵在於， 所述數據合併裝置持續地將環境數據和/或地圖數據和/或位置數據與在資料庫（16、 25) 中已經存在的情況圖合併以形成當前的情況圖，並且資料庫和情況圖都是位置固定的。
9. 根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述資料庫（16、25)被本地地布置在情況 圖所包含的位置處。
10. 根據權利要求8和9中至少一項所述的系統，其特徵在於， 所述環境傳感器和/或車輛傳感器是來自於下組中的一個或多個元件： 一雷達傳感器， 一光學相機傳感器， 一LIDAR傳感器， 一雷射傳感器， 一超聲波傳感器， 一ESP傳感器， 一ABS傳感器和 一傾斜傳感器 並且車對X通信裝置基於下組中的一個或多個連接類型來發送和/或接收環境數據和 /或地圖數據和/或位置數據： 一WLAN連接，尤其是基於IEEE802. 11標準的WLAN連接， 一ISM(工業、科學與醫學頻段）連接， 一藍牙?連接， 一ZigBee連接， 一UWB(超寬帶）連接， 一iWiMax? (全球微波互聯接入）連接 一紅外連接和 一移動無線電連接。
11. 根據權利要求8至10中至少一項所述的系統，其特徵在於，所述系統實施根據權利 要求1至7中至少一項所述的方法。
【文檔編號】G08G1/0967GK104471625SQ201380037574
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年5月6日 優先權日:2012年5月16日
【發明者】M·施特勞斯, U·施特林 申請人:大陸-特韋斯貿易合夥股份公司及兩合公司