(57)【要約】本発明は、車両（１）が周辺内で移動されかつこれにより一連の位置決めシナリオが発生され、および車両（１）の姿勢を決定するための地上標識データが少なくとも１つの車両制御システム（１００）によりディジタル処理される、地上標識（１０）による周辺内の少なくとも部分自動運転走行車両（１）の姿勢の決定方法に関する。本発明により、地上標識データの量が位置決めシナリオに依存して必要に応じて増大または低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）が周辺内で移動されかつこれにより一連の位置決めシナリオ（Ａ）が発生され、および車両（１）の姿勢を決定するための地上標識データが少なくとも１つの車両制御システム（１００）によりディジタル処理される、地上標識（１０）による周辺内の少なくとも部分自動運転走行車両（１）の姿勢の決定方法において、
前記地上標識データの量が位置決めシナリオに依存して必要に応じて増大または低減されることを特徴とする、
地上標識（１０）による周辺内の少なくとも部分自動運転走行車両（１）の姿勢の決定方法。
【請求項２】
姿勢を決定するために、より多くの詳細内容により前記地上標識データの量が増大されること、および姿勢を決定するために、より少ない詳細内容により前記地上標識データの量が低減されること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
姿勢を決定するために、増大された前記地上標識データの量においてより多くの数の地上標識（１０）が処理されること、および姿勢を決定するために、低減された前記地上標識データの量においてより少ない数の地上標識（１０）が処理されること、を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
姿勢を決定するために、利用可能な地上標識（１０）の量から、全体として最小の数で車両（１）の姿勢の十分な決定を可能にするような地上標識（１０）が選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
データメモリ（２０）が設けられ、この場合、位置決めシナリオ（Ａ）に依存して必要に応じた前記地上標識データの量のみがデータメモリ（２０）内に記憶されおよび／またはデータメモリ（２０）から呼び出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
走行される周辺の少なくとも二次元の地図が、特にその中に地上標識（１０）に関する情報が存在するデータメモリ（２０）により提供され、この場合、地図は、それぞれの位置決めシナリオ（Ａ）を表わす範囲に分割されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
部分自動運転走行車両（１）による自動運転のスタート時に、特に走行距離積算計のオフセットを決定するために、走行距離積算計エラーモデルおよび／または一般的表示が作動されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
検出されかつ処理される地上標識（１０）が少ない数で十分なように、複数の地上標識（１０）の間で三角測量法が使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
できるだけ車両（１）の周りに分散されて配置されたような地上標識（１０）が選択されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実行する車両制御システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が周辺内で移動されかつこれにより一連の位置決めシナリオが発生され、および車両の姿勢を決定するための地上標識データが少なくとも１つの車両制御システムによりディジタル処理される、地上標識による周辺内の少なくとも部分自動運転走行車両の姿勢の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
姿勢とは、技術分野においては、物体の空間的状況、すなわち、二次元空間または三次元空間内における物体の位置および方向と理解される。
車両の姿勢の決定方法は、この場合、少なくとも追加的に、車両の周辺内の地上標識に基づき、この場合、姿勢ベースは例えばＧＰＳデータを示してもよい。この場合、ＧＰＳデータに基づく車両の姿勢データは、地上標識の検出から発生されたデータで補足されてもよい。特に、心合わせ、例えば車両の走行方向は、地上標識により十分に決定可能である。地上標識に基づく車両の姿勢の決定精度は、この場合、ＧＰＳデータによる決定精度より大きい。部分自動運転走行車両の場合、特に将来の全自動運転走行車両の場合、このとき、純粋なＧＰＳナビゲーションは車両の運転のためにはもはや十分ではなく、車両の直接周辺を検出しかつ特に地上標識を検出して車両の運転を実行するシステムを使用しなければならない。この場合、車両制御システムの概念は、本質的に、姿勢の検出、データの評価および最後に車両の制御のために必要な全ての部品を含む。
【０００３】
例えば、独国特許出願公開第１０２０１４２０６９０１号明細書は、通行するまたは通り抜ける周辺内の少なくとも部分自動運転走行車両の姿勢の決定方法を開示する。この場合、状況検出は、一方で、超音波センサ、レーザセンサ、レーダセンサ、赤外線センサ、容量センサ、ＬＩＤＡＲセンサおよび／またはビデオ映像検出を含む周辺センサ装置による周辺検出に基づいている。この場合、状況検出は、交通内の車両の移動時における車両の外側の物体の検出に基づき、この場合、特定の状況を指示する指示伝送器は重要である。これらは、例えば、光学的なマーキング、物体または制限であってもよい。それに追加してまたはその代わりに、状況検出の精度を改善するために、他の位置決め技術が使用されてもよく、この場合、ＧＰＳシステムによる地理データまたは地上標識を有するディジタル地図が、走行距離積算計と組み合わせて決定されてもよい。車線に正確に位置決めするための代替技術は、いわゆる「密に連結されたＧＮＳＳ／ＩＮＳ」、協働的ＧＮＳＳ（地球ナビゲーション衛星システム）ないしは２つの基準送信器を有する三角測量法である。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２０１００４２０６３号明細書は、地上標識のビデオベース検出を記載し、地上標識データは、車両の概略位置決定のみならずより正確な精密位置決定のためにもまたＧＰＳデータまたはガリレオデータと連結される。このために、位置決定装置は、自己位置決めを、車両の位置に基づき、それに追加してまたはその代わりに、地上標識に基づいて実行するように形成されている。車両を制御するために、最終的に車両制御システムが設けられ、車両制御システム内において、車両の姿勢を決定するために地上標識に関するデータがディジタル処理される。
【０００５】
特に市街地の周辺における高自動運転車両の位置決めのために、しばしば、寸法記入地図が使用される。これは、その中に含まれる周辺情報の詳細内容および精度に応じてそれぞれ、きわめて正確な位置決めを可能にする。このための手法は、十分に変わらない、シナリオに依存した、特に地上標識に関する位置決め検出である。この場合、平均して例えば約０．１ｍの一定の位置決め精度を可能にする手法が既知である。０．１ｍの精度は、高自動運転走行に対して、市街地周辺内においては十分である。それにも関わらず、以下に位置決めシナリオとして呼ばれる、位置決めに対して与えられるシナリオに依存すれば、明らかに不正確な位置決めであっても十分なことがある。この結果、少なくとも部分自動運転走行車両の確実な運転に対して余分な、車両制御システム内で処理するためのデータが発生される。特に、車両制御システムに関してさらにバックエンドデータとも交換されなければならないとき、システムに不必要に負荷を与えかつ提供するリソースに関してシステムのデータメモリを過大に結合するデータ量が発生される。
【０００６】
計算費用およびデータ記憶に関して必要なリソースを有効に利用するために、周辺の地図の作成およびそれに続くこの地図内における位置決めのために最小データ費用を可能にする手法が既知である。このようなアルゴリズムの計算費用は、この場合、地図内に含まれる地上標識の数と二乗で関係する。地上標識数の低減は、この場合、必要な計算能力の著しい低減を可能にするであろう。
【０００７】
さらに、人工的地上標識の位置を選択するいわゆるオフラインアルゴリズムが既知である。このような手法の高い計算複雑性に基づいて、これは、車両内における走行時間中の地上標識選択には適していない。部分自動運転走行車両の必要性とは逆に、このために、さらに、車両に対する予定の軌道が必要でありかつ既知であることが前提とされるので、車両は、例えば走行目的地が変わった場合、このような手法により自律的に運転することが可能ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１４２０６９０１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１００４２０６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、少なくとも１つの部分自動運転走行車両の姿勢の決定方法の変更態様であり、この場合、方法は、必要な計算能力および処理されるデータ量が低減されるように形成されているべきである。この場合、部分自動運転走行車両は変わることなく確実に運転可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１の上位概念に記載の方法から出発し、かつ請求項１０に記載の車両制御システムから出発して、それぞれ特徴づける特徴により解決される。本発明の有利な変更形態が従属請求項に与えられている。
【００１１】
本発明は、地上標識データの量が位置決めシナリオに依存して必要に応じて増大または低減されるという技術的開示を含む。
本発明の利点は、少なくとも部分自動運転走行車両の姿勢の決定のための全体として少ないデータ量にあり、この場合、車両制御システム内で処理するデータ量は低減され、さらに、例えばバックエンドサーバと交換される、伝送されるデータ量が低減される。
【００１２】
地上標識データにおける検出量を位置決めシナリオに依存して必要に応じて適合させることは、姿勢を決定するために、より多くの詳細内容により地上標識データの増大された量が発生されるようにし、および姿勢を決定するために、より少ない詳細内容により地上標識の低減された量が発生されるようにする。また、本発明による方法は、姿勢を決定するために、地上標識データの増大された量においてより多くの数の地上標識が処理されるようにし、および姿勢を決定するために、地上標識データの低減された量においてより少ない数の地上標識が処理されるようにする。
【００１３】
地上標識データの低減は、例えば、姿勢を決定するために、利用可能な地上標識の量から、全体として最小の数で車両の姿勢の十分な決定を可能にするような地上標識が選択されることにより達成される。
【００１４】
他の利点を有して、特に車両制御システムの構成部品としてデータメモリが設けられ、この場合、位置決めシナリオに依存して地上標識データの必要に応じた量のみがデータメモリ内に記憶されおよび／またはデータメモリから呼び出される。
【００１５】
例えば、走行される周辺の二次元の地図が、特にその中に地上標識に関する情報が存在するデータメモリにより提供されてもよく、この場合、地図は、それぞれの位置決めシナリオを表わす範囲に分割されている。地上標識は、例えば、交通標識、光信号装置、街頭マスト、縁石、または車線マーキングであってもよい。他の地上標識は、例えば家のような周辺内の物体であり、この場合、一般に、地上標識は動かない物体から選択される。
【００１６】
地図は、例えばシナリオ構成「車線マーキングのない交差点」がデータメモリから取得可能なように、シナリオ構成を再現する範囲に分割される。このようにして、シナリオ構成は、ＧＰＳベースの概略地球上姿勢を介して高自動運転車両システムにより呼出し可能である。
【００１７】
他の利点を有して、方法は、部分自動運転走行車両による自動運転のスタート時に、特に走行距離積算計のオフセットを決定するために、走行距離積算計エラーモデルおよび／または一般的表示が作動されるように形成されている。言い換えると、走行距離積算計エラーモデルまたは対応する一般的表示の作動において、車両の高自動運転車両システムのスタートと共に走行距離積算計オフセットを決定するために車両がスタートされてもよく、対応するエラー蓄積が得られたとき、対応する時点において、データ評価が地上標識を介して追加されることが達成される。車両の地上標識を基礎にした方向決定は、この場合、特に市街地周辺における車両の高自動運転を可能にするために、エラー影響の補正のために使用される。
【００１８】
他の利点を有して、検出されかつ処理される地上標識が少ない数で十分なように、複数の地上標識の間で三角測量法が使用される。
車両の運転のための運転システムのスタート時に、はじめに、位置決め精度が、搭載センサ装置を考慮して、その位置から観察可能な地上標識により達成可能な精度に設定されることが実行される。位置決め精度の決定は、統計的方法に基づいて行われる。システムのスタート時に地上標識が全く見えない場合、最後に決定された位置決めがそれに付属の位置決め精度と共に選択されても、または概略位置決め評価としてＧＰＳ座標が使用されてもよい。運転のスタート点から出発して、初期不確実度に、走行距離積算計エラーモデルの使用から得られたエラーが加算されることにより、位置決め精度に関してエラー伝搬が展開される。合計エラーが実際に走行されたシナリオに依存した所定のしきい値に到達したとき、搭載センサ装置により、所定の分散および数の地上標識が探し求められる。この場合、本発明により、位置決めシナリオに依存して必要な程度の地上標識のみが探し求められる。したがって、地上標識の数および分散は、達成されるべき位置決め精度に依存して、かつ本発明による方法により、それに対応して選択される。可能な地上標識の量およびその車両に対する相対位置は、データメモリから得られた地図から既知である。検出された地上標識は、マッチングアルゴリズムにより地図からの地上標識と照合される。位置決め精度は上記のアルゴリズムにより改めて検査されかつ走行距離積算計のエラーはリセットされる。特に、できるだけ車両の周りに分散して配置されたこのような地上標識が選択される。したがって、特に三角測量法により、予め少ない数の地上標識によって比較的高い位置決め精度が達成可能である。
【００１９】
本発明は、さらに、地上標識により周辺内の少なくとも部分自動運転走行車両の姿勢の決定方法を実行する車両制御システムに関し、この場合、車両は周辺内で移動されかつ一連の位置決めシナリオが発生され、および車両の姿勢を決定するための地上標識データが車両制御システムによりディジタル処理可能である。本発明により、この場合、車両制御システムは、地上標識データの長さが位置決めシナリオに依存して必要に応じて増大または低減されるように形成されている。本発明による方法の他の特徴および付属の利点は、車両制御システムに対してもそれに対応して使用される。
【００２０】
本発明を改善する他の特徴が、以下に、本発明の好ましい実施例の説明と共に図面により詳細に示される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、３つの地上標識が検出される、道路交差点における車両の位置決めシナリオを示す。
【図２】図２は、２つの地上標識のみが検出される、道路交差点における車両の位置決めシナリオを示す。
【図３】図３は、遮蔽された地上標識を有する道路交通における位置決めシナリオを示す。
【図４】図４は、本発明による車両制御システムを備えた車両の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１および２は、地上標識１０により周辺内の部分自動運転走行車両１の姿勢を決定する位置決めシナリオの一例を示す。位置決めシナリオＡは道路交差点における車両１を示し、例として３つの地上標識１０が示され、そのうちの全ての地上標識１０が検出される。この場合、計測エラーの位置決め精度への影響は三角測量により改善される。図２に示すように、２つの地上標識１０のみが検出された場合、３つの地上標識１０が検出された図１に示す位置決め精度３０ａより小さい姿勢精度３０ｂが発生し、姿勢精度３０ａへの限界は三角測量により達成される。これにより、他の道路使用者による全ての地上標識１０の遮蔽の危険性もまた低減する。さらに、図１および２の例は、計測エラーの位置決め精度への影響が三角測量により改善され、他の道路使用者、例えば隣接車線上のトラックにより全ての地上標識１０が遮蔽される危険性の発生が低減することを示す。
【００２３】
このために、図３は、他の車両１がそれに対向して走行する車両１の一例を示す。これにより２つの地上標識１０が遮蔽されるが、他の車両１による両方の地上標識１０の遮蔽にも関わらず、可能性のある他の地上標識１０の分散された検出により十分な位置決めが達成可能である。
【００２４】
１０個の地上標識１０の数より少ない場合には、一般に、さらに他の地上標識１０を使用することによっても、位置決め精度の顕著な改善はもはや実現されない。位置決め問題を解決するための計算費用は、上記のように、地上標識数に著しく依存する。この事情に基づいて、計算費用の低減に関しては、位置決めのための位置決め精度に最高の要求がある場合においても、単位時間当りの地上標識１０の数は、位置決めシナリオに依存して使用されるべきである。位置決め精度に低い要求を有するシナリオにおいては、それに対応して、数はより少なく選択されてもよい。場合によるエラー検出および遮蔽を考慮して、理論的に必要な地上標識１０より僅かに多く使用される。
【００２５】
図４は、例として、データメモリ２０および地上標識センサ４０を含む車両制御システム１００を備えた車両１を示す。この場合、地上標識センサ４０は地上標識１０を検出するために使用されかつ例えばレーダスキャナ、ＬＩＤＡＲスキャナ等を形成する。
【００２６】
本発明は、その構成において、ここに提供された好ましい実施例に限定されない。むしろ、図示の方法とは基本的に異なるタイプの構成で使用された複数の変更態様が考えられる。請求項、説明または図面から得られた全ての特徴および／または利点は、構造的詳細、空間的配置および方法ステップを含めて、それ自身のみならず、種々の組合せにおいてもまた、本発明の本質を形成するものである。
【符号の説明】
【００２７】
１  車両
１０  地上標識
２０  データメモリ
３０ａ  位置決め精度、姿勢精度
３０ｂ  姿勢精度
４０  地上標識センサ
１００  車両制御システム  
Ａ  位置決めシナリオ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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