(57)【要約】      （修正有）【課題】自動運転車両用の環境地図作成方法を提供する。【解決手段】自動運転車両（Ｆ１．．．Ｆｎ）用ディジタル地図（ＨＡＤ）の作成方法は、第１車両（Ｆ１）を第２車両（Ｆ２）によりまたは第２車両（Ｆ２）を第１車両（Ｆ１）により識別するステップを有する。この場合、第１車両（Ｆ１）および／または第２車両（Ｆ２）は、ディジタル地図の作成過程のデータ検出所属車両として識別され、第１車両（Ｆ１）から第２車両（Ｆ２）までの距離（Ｄ）および／または第２車両（Ｆ２）から第１車両（Ｆ１）までの距離（Ｄ）を検出するステップおよび車両（Ｆ１、Ｆ２）の定義されたデータおよび車両（Ｆ１、Ｆ２）間の距離（Ｄ）を、ディジタル地図を作成する作成装置に伝送するステップを有する。【選択図】図３
2019002925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１車両（Ｆ１）を第２車両（Ｆ２）によりまたは第２車両（Ｆ２）を第１車両（Ｆ１）により識別するステップであって、この場合、第１車両（Ｆ１）および／または第２車両（Ｆ２）は、ディジタル地図（ＨＡＤ）の作成過程のデータ検出所属車両として識別されるステップと、
第１車両（Ｆ１）から第２車両（Ｆ２）までの距離（Ｄ）および／または第２車両（Ｆ２）から第１車両（Ｆ１）までの距離（Ｄ）を検出するステップと、
車両（Ｆ１、Ｆ２）の定義されたデータおよび車両（Ｆ１、Ｆ２）間の距離（Ｄ）を、ディジタル地図（ＨＡＤ）を作成する作成装置（２４０）に伝送するステップとを有する、
自動運転車両（Ｆ１．．．Ｆｎ）用ディジタル地図（ＨＡＤ）の作成方法。
【請求項２】
車両（Ｆ１、Ｆ２）間の距離（Ｄ）の検出は、ビデオ、レーダ、超音波、レーザ、無線、方位からの少なくとも１つにより実行される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
車両（Ｆ１，Ｆ２）の識別は、ナンバープレートの認識によりおよび／または車両（Ｆ１，Ｆ２）の無線標識により実行される請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
車両（Ｆ１、Ｆ２）のＧＰＳデータが検出されかつ作成装置（２４０）に伝送される請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
車両（Ｆ１，Ｆ２）のデータは、作成装置（２４０）に伝送される前に、車両（Ｆ１，Ｆ２）内に中間記憶される請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第２車両（Ｆ２）内に配置された、第２車両（Ｆ２）により第１車両（Ｆ１）を識別しかつ第２車両（Ｆ２）から第１車両（Ｆ１）までの距離（Ｄ）を検出する検出要素（２１０ｂ）、および／または
第１車両（Ｆ１）内に配置された、第１車両（Ｆ１）により第２車両（Ｆ２）を識別しかつ第１車両（Ｆ１）から第２車両（Ｆ２）までの距離（Ｄ）を検出する検出要素（２１０ａ）と、
第２車両（Ｆ２）内に配置された、車両（Ｆ１，Ｆ２）の定義されたデータを、ディジタル地図（ＨＡＤ）を作成する作成装置（２３０）に伝送する伝送要素（２２０ｂ）、および／または
第１車両（Ｆ１）内に配置された、車両（Ｆ１，Ｆ２）の定義されたデータを、ディジタル地図（ＨＡＤ）を作成する作成装置（２３０）に伝送する伝送要素（２２０ａ）とを有する、
自動運転車両（Ｆ１，Ｆ２）用ディジタル地図（ＨＡＤ）の作成装置（２００）。
【請求項７】
それがディジタル地図（ＨＡＤ）を作成する装置（２００）上で実行するかまたはコンピュータが読取り可能なデータ媒体上に記憶されているとき、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法を実行するプログラムコーディング手段を有するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動運転車両用ディジタル地図の作成方法に関する。本発明は、さらに、自動運転車両用ディジタル地図の作成装置に関する。本発明は、さらに、コンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサデータにより個々の計測車両または大きな車両群用環境地図を作成するために、同時自己位置推定および環境地図作成（英語では、ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ｌｏｃａｌｉｓａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍａｐｐｉｎｇ、ＳＬＡＭ）の分野からの技術が既知である。対応適用は、特に、ロボット工学、記号論理学、車両工学、航空、消費財等の分野に存在する。
【０００３】
（例えば、レーダ、ビデオ、ライダ等の形の）車両センサ観測から正確な環境地図を作成するために、特にグラフをベースにしたＳＬＡＭ法が実行されてきた。
上記の方法の欠点が、位置的関係のないＳＬＡＭの原理を示した図１に示されている。この場合、自動運転計測車両（例えばロボット車、図示されていない）が所定の計測位置ｘ０．．．ｘ３を有する未知の経路に沿って移動し、この場合、計測車両は、その移動を、移動評価ｕ０．．．ｕ３により（例えば慣性センサ装置、車輪回転センサ装置等により）評価可能である。各位置から、計測車両は、地上標識Ｌ０．．．Ｌ１６の識別観測を目標とした一連の計測により、その環境を検出する。地上標識の各々は、各観測点から、場合により複数回観測可能であるので、実際の地上標識として、複数の地上標識計測が存在する。
【０００４】
（矢印により示された）グラフＳＬＡＭないしはフルＳＬＡＭの目的は、図１の上部部分に示した計測車両の計測から、計測車両が環境内を通過した実際の経路ｘ０．．．ｘｎないしは環境の実際の位置ｙ０．．．ｙ８を決定することである。これは、各計測点において検出された地上標識の比較により実行される。この過程において、環境の実際の地図もまた決定されるべきである。これは、異なる計測点からの同じ地上標識の対応計測により行われ、これが、計測車両評価および環境認識を同時に実行するために利用される。
【０００５】
車両内に搭載されたセンサ（例えばカメラ、レーダセンサ、超音波センサ等）により、通過した道路の地図を作成する方法およびシステムは既知である。これらのシステムは、計測センサデータをサーバに伝送するために、上記のセンサのほかに、一般的に、（接続性ユニット、英語ではｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ−ｕｎｉｔにより実現された）無線インタフェースもまた備えている。このように、全車両群は、そのセンサデータを、例えばサーバに伝送しながら、車両センサにより、その共同環境の地図を作成可能である。このような、いわゆる「群の環境地図作成データ」の伝送は既知である。
【０００６】
センサデータがサーバに集められ、かつ複数の走行および／または車両のデータから、関連道路部分のディジタル地図が作成される。このようにして決定されたディジタル地図（ＨＡＤ地図、ＡＤ地図またはＨＤ地図とも呼ばれる）は、特に、自動運転車両がディジタル地図内で自己位置推定を可能にするために（例えば走行経路を決定するために）使用される。この場合、ディジタル地図内にその正確な地理的位置によって記載されたいわゆる地上標識が使用される。
【０００７】
代表的な地上標識は、例えば、車線マーキング、道路標識、ガードレール等である。自動運転車両が１つ以上の地上標識を車両センサ装置により認識しかつこの地上標識をディジタル地図内で一義的に再び見つけ出したとき、これから、車両のディジタル地図の地上標識に対するきわめて正確な相対位置を導き出すことが可能である。したがって、地上標識の濃度および品質は、決定された位置の精度に関して、本質的に自己位置推定の精度に影響を与える。実際に、多くの良好に利用可能な地上標識が存在する距離区間並びに地上標識に不都合なカバーが存在する区間が存在するので、このことから、場合により、自己位置推定の品質が低下する結果となることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、自動運転車両用ディジタル地図の改良作成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題は、第１態様である、
第１車両を第２車両によりまたは第２車両を第１車両により識別するステップであって、第１車両および第２車両は、ディジタル地図の作成過程のデータ検出所属車両として識別されるステップと、
第１車両から第２車両までの距離および／または第２車両から第１車両までの距離を検出するステップと、
車両の定義されたデータおよび車両間の距離を、ディジタル地図を作成する作成装置に伝送するステップとを有する、
自動運転車両用ディジタル地図の作成方法により解決される。
【００１０】
このように、検出された他の車両までの距離は、グラフ内にはめ込まれたＳＬＡＭグラフの地図内に移動され、これにより、結果として、ディジタル地図の改良された最適化が可能である。このようにし、作成装置に複数のデータが提供されるので、ディジタル地図の改良された最適化が実行可能であることが有利である。方法は、絶対的な自己位置推定データを必要としないことが有利であり、これにより、内部空間の自己位置推定地図に対して使用可能である。
【００１１】
課題は、第２態様である、
第２車両内に配置された、第２車両により第１車両を識別しかつ第２車両から第１車両までの距離を検出する検出要素、および／または
第１車両内に配置された、第１車両により第２車両を識別しかつ第１車両から第２車両までの距離を検出する検出要素と、
第２車両内に配置された、車両の定義されたデータを、ディジタル地図を作成する作成装置に伝送する伝送要素、および／または
第１車両内に配置された、車両の定義されたデータを、ディジタル地図を作成する作成装置に伝送する伝送要素とを有する、
自動運転車両用ディジタル地図の作成装置により解決される。
【００１２】
方法の有利な他の態様が従属請求項の対象である。
方法の有利な他の態様は、車両間の距離の検出が、ビデオ、レーダ、超音波、レーザ、無線、方位からの少なくとも１つにより実行されるように設計されている。このように、車両の相互の距離の検出のために種々の方法が使用可能であり、これにより、方法に対して種々のセンサトポロジーが利用可能である。
【００１３】
方法の有利な他の態様は、車両の識別が、ナンバープレートの認識により実行され、および／または車両を識別するために、種々のタイプが利用可能であるように設計されている。
【００１４】
方法のさらに有利な他の態様は、車両のＧＰＳデータが検出されかつ作成装置に伝送されるように設計されている。このように、ＳＬＡＭ過程におけるディジタル地図の作成は、さらに改良可能である。
【００１５】
方法のさらに有利な他の態様は、車両のデータが、作成装置に伝送される前に、車両内に中間記憶されるように設計されている。このように、検出データの伝送は、リアルタイムでまたは時間的に遅れて実行されてもよい。第２変更態様において、データの伝送はリアルタイムで実行される必要はない。
【００１６】
以下に、本発明が、他の特徴および利点と共に、複数の図面により詳細に説明される。
開示された方法特徴は、開示された対応装置特徴からも同様に得られ、その逆からも得られる。これは、特に、自動運転車両用ディジタル地図の作成方法に関する特徴、技術的利点および実施形態は、自動運転車両用ディジタル地図の作成装置に関する特徴、技術的利点および実施形態からも同様に得られ、その逆からも得られることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、ＳＬＡＭの作動方式の原理図を示す。
【図２】図２は、位置的関係と共に、通常のＳＬＡＭ方法の作動方式の原理図を示す。
【図３】図３は、位置的関係と共に、提案されたＳＬＡＭ方法の作動方式の原理図を示す。
【図４】図４は、提案された方法を実行するための、提案された装置のブロック図を示す。
【図５】図５は、提案されたディジタル地図の作成方法の原理的流れ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下において、半自動運転自動車、自律自動車および半自律自動車は、自動運転自動車の同義語と理解されてもよい。
本発明は、特に、ＳＬＡＭ原理による自動運転車両用ディジタル地図を改良して作成する考え方を含む。
【００１９】
既知のグラフＳＬＡＭアルゴリズムは、２つの基本ステップに分割可能である。
１．ＳＬＡＭ前方端部
このステップにおいて、同じ領域の２つの走行の間の同一計測位置は、観測された地上標識の比較により検出される。異なる走行からの前記計測位置の間の同一関係は、グラフ図内に表わされた距離（「縁」）として再現される。
【００２０】
２．ＳＬＡＭ後方端部
このステップにおいて、前記前方端部ステップから得られたグラフの最適化は、全ての境界条件を満たす最適解決方法を見いだすことを目的として実行される。
【００２１】
通常のＳＬＡＭ前方端部ステップの作動方式が図２に示される。
それぞれの自動運転車両によって走行された２つの路線Ｗ１，Ｗ２の一部が示されている。この場合、路線Ｗ１は計測点Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を含み、路線Ｗ２は計測点Ｐ２０，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３等を含む。前記計測点からは、車両からセンサ装置により地上標識が検出され、例えば、地上標識Ｌ１は計測点Ｐ１０から、地上標識Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは計測点Ｐ１１から検出される。計測点Ｐ１２からは、第１車両により地上標識Ｌ３ａ，Ｌ３ｂが検出される。地上標識地上標識Ｌ４ａ，Ｌ４ｂは、第２車両により、計測点Ｐ２２から検出される。ここで、ＳＬＡＭ方法の課題は、地上標識Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂのデータから、推定されたこれらの４つの地上標識Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂが同じ地上標識であるかどうかを決定することである。
【００２２】
車両の検出装置の観測に基づいてこの検出が実行され、この場合、検出された地上標識のデータから、計測位置Ｐ１２，Ｐ２２における両方の車両の相対位置が検出され、ここで、対応距離ＤがＳＬＡＭグラフ内に記録される。この距離Ｄは、ディジタル地図の最適化を実行するために使用可能である。
【００２３】
図２に示した従来技術において、車両による地上標識の検出は、一般的に時間をずらして実行され、この場合、両方の車両はその相手の存在を知らず、検出されたデータは作成装置（例えばサーバ、図示されていない）に異なる時点において伝送されかつこれからディジタル地図に処理される。
【００２４】
２つの検出車両は地上標識を検出するための計測走行を同時に実行し、このとき、お互いに「見る」こと、ないしは検出すること、ないしは一義的に識別することが可能な状況を利用することが提案される。これが、提案された方法の原理的作動方式を原理的に説明する図３に、原理的に示されている。
【００２５】
図３は図２のそれと類似の状況を示し、ここでは、両方の車両Ｆ１およびＦ２が検出距離範囲内に存在しかつこれにより相互に見ることが可能であることが異なり、この場合、両方の車両Ｆ１およびＦ２は少なくとも１つの共通の地上標識Ｌを検出する。図３の状況の場合、第２車両Ｆ２はその計測走行の間に第１車両Ｆ１を識別する。特に、第２車両Ｆ２は、第１車両Ｆ１が地上標識Ｌを検出し、かつこれにより、第１車両Ｆ１に対する相対位置の直接検出を実行可能であることを認識する。この相対検出は、第２車両Ｆ２をＳＬＡＭグラフに関与させかつ全ての車両計測から作成されるデータセット内に入力される。
【００２６】
したがって、グラフＳＬＡＭ過程において、これらの情報は、通常図２により必要とされたような地上標識の相互関係が実行される必要なしに、車両Ｆ１，Ｆ２の計測位置（例えばＰ１，Ｐ２）の間を結合するために利用可能であることが有利である。
【００２７】
この結果、その最適化のために追加情報が利用可能になった後に、ディジタル地図の改良された最適化が得られることは有利である。さらに、この結果、地上標識に基づく距離に比較して、ＳＬＡＭグラフに加えられるものが少なくなることにより、前記最適化の実行のための処理時間が低減することは有利である。
【００２８】
すなわち、この場合、両方の車両Ｆ１，Ｆ２間の距離Ｄは作成装置（図示されていない）に伝送され、これらのデータはディジタル地図の最適化のために使用される。両方の車両Ｆ１，Ｆ２がほぼ同時に同じ地上標識Ｌを認識したことに基づいて、これはどの位置で行われなければならないかが決定可能である。したがって、距離Ｄは、両方の車両Ｆ１，Ｆ２の位置の処理のために使用され、これにより、複数の計測走行からディジタル地図が作成可能である。
【００２９】
２つの車両が相互に「見る」ことが可能であること、およびこれらの両方の車両が少なくとも１つの共通の地上標識Ｌを検出したことが必要である。両方の車両が１つの領域内に存在することもまた必要であり、この場合に、第１車両は第２車両の相対位置を検出可能および／またはその逆もまた可能であり、この前提は、計測走行の少なくとも１つの区間に対して存在しなければならない。さらに、例えば目視により、またはナンバープレート、車両ＩＤ、車両無線標識等の検出により、第１車両は第２車両を確実に識別できることが可能でなければならない。提案された方法は、２つより多い車両で実行可能であることは当然である。
【００３０】
第２車両Ｆ２による第１車両Ｆ１の識別から出発して説明がなされているが、方法は、第１車両Ｆ１による第２車両Ｆ２の識別により、および／または両方の車両Ｆ１、Ｆ２の相互識別によってもまた実行可能であることは当然である。さらに、両方の車両が、提案された方法を実行する、相互に識別する複数の車両がその中に存在してもよい車両群の所属車両であってもよいことは当然である。
【００３１】
提案された方法は、電子計算装置上で実行するためのプログラムコーディング手段を有するソフトウェアとして実行可能であることが有利であり、これにより、方法の容易な変更可能性および適応可能性が支援されている。
【００３２】
図４は、自動運転車両用ディジタル地図ＨＡＤの作成装置２００の簡略ブロック図を示す。
検出走行の間に、地上標識（図示されていない）の検出のために、および第２車両Ｆ２までの距離の検出のために、第１車両Ｆ１内に配置された検出要素２１０ａが確認される。検出要素２１０ａは、ビデオ要素、レーダ要素、超音波要素、レーザ要素、無線要素、方位要素からの１つとして形成されていてもよい。検出要素２１０ａは、さらに、第２車両Ｆ２の識別のために設けられ、この場合、特に、第２車両Ｆ２の識別は、ディジタル地図ＨＡＤの作成過程のデータ検出所属車両として設けられている。識別は、例えば、第２車両Ｆ２のナンバープレート、第２車両Ｆ２の無線標識等の認識により実行されてもよい。
【００３３】
さらに、第１車両Ｆ１内に配置された伝送要素２２０ａが確認可能であり、伝送要素は機能的に検出要素２１０ａと結合されかつ検出されたデータおよび車両Ｆ１、Ｆ２の定義されたデータを、（好ましくは無線で）ディジタル地図ＨＡＤを作成する作成装置２３０に伝送するように設計されている。
【００３４】
さらに、地上標識の検出のために、第１車両Ｆ１までの距離Ｄの検出のために、第２車両Ｆ２内に配置された検出装置２１０ｂが確認される。さらに、伝送要素２２０ｂが確認可能であり、伝送要素は、検出されたデータおよび車両Ｆ１，Ｆ２のデータを、ディジタル地図ＨＡＤを作成する作成装置２３０に伝送するように設計されている。
【００３５】
検出データの伝送は、車両Ｆ１，Ｆ２の計測走行の間にリアルタイムで行われてもよい。その代わりにまたは追加として、データを車両Ｆ１、Ｆ２の中間記憶装置（図示されていない）内に記憶しかつ計測走行の終了後にはじめて作成装置２３０に伝送することもまた可能である。
【００３６】
前記要素を有する提案された装置２００は、作成装置２３０上で実行するためのプログラムコーディング手段を有するソフトウェアとして実行可能であることが有利であり、これにより、装置の容易な変更可能性および適応可能性が支援されている。
【００３７】
図５は、本発明による方法の効果的な実行の流れを有する原理図を示す。
ステップ１００において、第２車両Ｆ２による第１車両Ｆ１の識別または第１車両Ｆ１による第２車両Ｆ２の識別が実行され、この場合、第１車両Ｆ１および／または第２車両Ｆ２は、ディジタル地図ＨＡＤの作成過程のデータ検出所属車両として識別される。
【００３８】
ステップ１１０において、第１車両Ｆ１から第２車両Ｆ２までの距離Ｄおよび／または第２車両Ｆ２から第１車両Ｆ１までの距離Ｄの検出が実行される。
ステップ１２０において、車両Ｆ１，Ｆ２の定義されたデータおよび車両Ｆ１、Ｆ２間の距離Ｄの、ディジタル地図ＨＡＤを作成する作成装置２４０への伝送が実行される。
【００３９】
当業者は、本発明の本質から逸脱することなく、本発明の特徴を適切な方法で変更しおよび／または相互に組み合わせるであろう。
【符号の説明】
【００４０】
２００  装置
２１０ａ、２１０ｂ  検出要素  
２２０ａ、２２０ｂ  伝送要素  
２３０  作成装置  
Ｄ  距離
Ｆ１  第１車両
Ｆ２  第２車両  
ＨＡＤ  ディジタル地図  
Ｌ  地上標識
Ｐ  計測点、計測位置
Ｗ  路線
【図１】
2019002925.tif 000003
【図２】
2019002925.tif 000004
【図３】
2019002925.tif 000005
【図４】
2019002925.tif 000006
【図５】
2019002925.tif 000007
【外国語明細書】
2019002925000001.pdf