(57)【要約】  本発明は、走行ダイナミクスデータ（３２）に基づき車両（２）の位置データを決定するためのイニシャルデータ（４４）を決定するための方法に関する。発明に従い、車両（２）の決定された位置（２０）において決定された周辺状態（５４）を、車両（２）の決定された位置（２０）に分類（５８）すること、周辺状態（６２）を検出すること、および、検出された周辺状態（６２）と決定された周辺状態（５４）の比較（６０）が所定の条件を満たすとき、決定された位置（２０）をイニシャルデータ（４４）として使用すること、を含むことが提案される。
2016505832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行ダイナミクスデータ（３２）に基づき車両（２）の位置データを決定するためのイニシャルデータ（４４）を決定するための方法であって、
車両（２）の決定された位置（２０）において決定された周辺状態（５４）を、車両（２）の決定された位置（２０）に分類（５８）すること、
周辺状態（６２）を検出すること、および、
検出された周辺状態（６２）と決定された周辺状態（５４）の比較（６０）が所定の条件を満たすとき、決定された位置（２０）をイニシャルデータ（４４）として使用すること、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
車両（２）の決定された位置（２０）が、車両（２）が停められた位置（２０）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
車両（２）の停止およびシステムのリスタートの後で、検出された周辺状態（６２）が、決定された位置（２０）において検出されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
決定された周辺状態（５４）が、車両（２）の周りの環境のイメージ（３４）の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
車両（２）の周りの環境のイメージ（３４）の一部が、環境センサー（３６）によって検出されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
車両（２）の周りの環境のイメージ（３４）の一部が、車両（２）の移動平面の外側の平面内で検出されることを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
車両（２）の周りの環境のイメージ（３４）の一部が、オブジェクト検出によって検出されることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
車両（２）の現在の位置（２０）の決定の為の方法であって、
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法によるイニシャルデータ（４４）の検出、
走行ダイナミクスデータ（３２）の検出、および
走行ダイナミクスデータ（３２）に基づくイニシャルデータ（４４）の続行による現在の位置（２０）の決定、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実施するよう設けられていることを特徴とする制御装置（２２）。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御装置（２２）を含むことを特徴とする車両（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の位置データの決定の為のイニシャルデータを決定するための方法、車両の位置の決定の為の方法、該方法を実施するための制御装置、および該制御装置を有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、いわゆるストラップダウンアルゴリズムが知られている。これは、車両の位置データを位置データおよび走行ダイナミクスデータに基づき決定する。
【０００３】
車両の位置データは、以下では、空間内で車両の位置に影響を及ぼす全てのデータであると理解される。よって、これらデータには、車両の位置データと、また車両の走行ダイナミクスデータが含まれる。走行ダイナミクスデータは、車両の動きを表す全てのデータと理解される。
【０００４】
特許文献１には、そのような車両の位置データのを決定する方法の実施のために、いわゆるイニシャルデータが必要である点、開示されている。このイニシャルデータは、外部のアンカーとも称されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００６０２９１４８Ａ１号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１／０９８３３３Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は車両、の位置データの決定のための改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、独立請求項に記載の特徴によって解決される。好ましい発展形は、従属請求項の対象である。
【０００８】
本発明の観点に従い、走行ダイナミクスデータに基づいて車両の位置データを決定するためのイニシャルデータを決定するための方法は、以下のステップ、つまり
車両の決定された位置における決定された周辺状態を車両の位置に分類するステップ、
周辺状態を検出するステップ、および
検出した周辺状態と決定された周辺状態の比較が、所定の条件を満たすとき、決定された位置をイニシャルデータとして使用するステップを含む。
【０００９】
上述した方法は、冒頭に記載した外部のアンカーが、いわゆるグローバルな衛星ナビゲーション信号（短くＧＮＳＳ信号と称される）から導き出されるという思想に基づいている。この外部のアンカーは、その後、車両内で他のデータを明確化するため、または新たなデータを完成させさえするためのベース位置として援用されることが可能であろう。例えばＧＮＳＳ信号に基づいて絶対的な位置が知られているとき、例えば慣性センサーの助けのもと、車輪回転数センサーの出力がチェックされ、そしてこれによって安全が守られるかもしれない。代替として、または追加的に、ＧＮＳＳ信号が、例えばトンネルの下で途絶えたとき、慣性センサーによって車両の絶対的な位置が続行され、そのようにして例えば新しいデータが達成されるかもしれない。
【００１０】
しかし、上述した方法の枠内で、車両が、ある場所で例えば上述したようにトンネルの下などでＧＮＳＳ信号受信無しに停止された時、車両の絶対的な位置は、リスタートの後、検出不可能であることがわかった。というのは、慣性センサーは、冒頭に記載したイニシャルデータ、つまり外部のアンカー無で位置変化を出力することはできるが、慣性センサーによって検出された、車両の実際の位置に対する位置変化に基づいて更新させることが可能であろう参照位置が存在しないからである。
【００１１】
この知識に基づいて、上述した方法は、外部のアンカーとして少なくとも一つの位置が保管され、そしてこれを参照位置として、慣性センサーを介して検出された位置変化に基づく続行の為に使用するという考察に基礎を置く。この外部のアンカーは、しかし、車両が真に、外部のアンカーに相当する位置に存在するかどうか確認されるときのみ意味を有する。これは、外部のアンカーに属する周辺状態に基づいて最も良好に検証されることが可能であろう。周辺状態とは、以下では、計測技術的に検出可能であり、外部のアンカーとして適している、ある位置の周りの周辺における全ての特徴であるべきである。これは、画像特徴、温度特徴、純粋に色特徴、及び／又は他の特徴であることが可能である。
【００１２】
上述した方法の枠内で、外部のアンカーを、決定された位置として、決定された位置における周辺状態に相当する一つの周辺状態に分類することが提案される。車両の発進の際、ＧＮＳＳ信号が使用不可能であると、車両の周りの周辺状態が検出され、そして外部のアンカーが使用されることが可能である。これは、検出された周辺状態が、外部のアンカーに分類されている周辺状態に相当するときに可能であるので、ＧＮＳＳ信号が使用不可能な場合にも、車両の位置決定の為のベース位置が達成される。
【００１３】
その際、基本的に、任意の外部のアンカーが使用されることが可能である。例えば、職場と自宅の間の往復に使用される車両においては、外部のアンカーとして職場の駐車場の周りの周辺状態と、自宅の駐車場の周りの周辺状態がメモリ内に統合される。車両のリスタートの際には、車両の周りの実際の周辺状態が検出されることが可能である。車両の周りの実際の周辺状態が、保管された両方の周辺状態の一方に相当するとき、外部のアンカーと、これに伴い車両のイニシャルデータが、この箇所における車両の特定の位置に定められる。
【００１４】
この為、上述したチェックを車両のリスタートの時点において定めることは、必ずしも必要でなかろう。例えば走行路面における決定された筋記号のような、例えばガレージ内に特徴的な周辺状態が存在するとき、この時点に対する外部のアンカーは、筋記号の位置に定められることが可能である。これは、車両が、周辺状態の検出によって筋記号を通過したと確認したとき可能である。
【００１５】
本発明の一つの発展形においては、車両の決定された位置は、車両が停められている位置である。つまり、外部のアンカーとして及びこれに伴いイニシャルデータとして使用される決定された位置の分類は、車両が目的位置において停止することによって初めて行われる。停止とは、以下では車両が止まる事、そして車両のシステムコンポーネントがオフされることと理解される。その結果、車両の位置と、これに伴い、例えば車両の牽引による車両の不意の移動は、もはや決定されることが不可能である。車両が停止される車両の位置の、この位置における周辺状態への分類によって、システムのリスタートの後、車両が未知の方法で動いたたかどうか、および先に保管した車両の位置が外部のアンカーとして、およびこれに伴いイニシャルデータとして未だ最新のものかどうか、直接確認されることが可能である。
【００１６】
このチェックの為に、検出された周辺状態は、車両の停止及びシステムのリスタートの後、決定された位置において直接検出されるべきであろう。このようにして、車両の停止の前に直接実施された、保管された位置と保管された周辺状態の間の分類が、システムのリスタート後、妥当性確認される。
【００１７】
上述した方法の特別な発展形においては、周辺状態は、車両の周りの環境のイメージの少なくとも一部を含む。イメージとは、以下では、車両から見たスペースグリッド、しかし好ましくは、平面グリッドと理解されるべきである。これらの個々のグリッドポイントには計測値が分類される。これら計測値は、車両の位置において車両によって例えばセンサーでもって検出される。これら計測値は、間隔値、画像値、温度値、及び／又は任意の他の計測値であることが可能である。車両の周りの環境のイメージは、車両が存在する位置を大いに一義的に特徴づけるので、一つの同じイメージが異なる二つの位置に分類される可能性があるというのは起こりそうもない。
【００１８】
上述した方法の好ましい発展形では、車両の周りの環境のイメージの部分が、環境センサーによって検出される。カメラや距離センサーのようなそのような環境センサーは、現在の車両にはいずれにせよ存在しているので、上述した方法は車両における大きなハードウェア的改造措置なく、組込み可能である。
【００１９】
上述した方法の追加的な発展形においては、車両の周りの環境のイメージの部分が、車両の移動平面の外側の平面内で検出されることが可能である。この発展形は、車両の周辺に、他の車両又は移動するオブジェクトが存在する可能性があり、これらが周辺状態およびこれに伴い車両の周りの環境のイメージを変化させるという考えに基づいている。この移動するオブジェクトは、しかし通常、車両とおなじ移動平面内を移動するので、例えば、車両の周りの環境のイメージとしての地面の検出又はガレージの天井の検出は、このデメリットを大いに回避するであろう。
【００２０】
上述した方法の他の発展形においては、車両の周りの環境のイメージの部分は、オブジェクト検出によって検出される。このようにして、周辺において複数のオブジェクトが分類され、そしてこれに伴い、車両の周りの環境のイメージの確定の為に不適当であると選出されることが可能である。例えば、他の車両が検出されると、これは、車両の周りの環境のイメージの定義の為に排除されることが可能である。というのは、車両がいつかある時に発進し、これによって車両の周りのイメージが変化する、つまり歪曲するということが考えられるからである。
【００２１】
本発明の他の観点に従い、車両の現在の位置を決定するための方法は、以下のステップ、つまり、
上述した方法でイニシャルデータを検出するステップ、
走行ダイナミクスデータを検出するステップ、そして
走行ダイナミクスデータに基づいてイニシャルデータを続行することによって現在の位置を決定するステップを含んでいる。
【００２２】
本発明の別の観点に従い、制御装置が、上述した請求項の一つに記載の方法を実施するよう設けられている。
【００２３】
上述した制御装置の発展形においては、上述した装置はメモリおよびプロセッサーを有している。その際、上述した方法はコンピュータプログラムの形式でメモリ内に保管され、そして本方法を実施する為のプロセッサーが設けられている。これは、コンピュータプログラムがメモリからプロセッサーにロードされたときに行われる。
【００２４】
本発明の別の観点に従い、コンピュータプログラムは、プログラムコード手段を有している。これは、コンピュータプログラムが、コンピュータ上で、または上述した装置上で実施されるときに上述した方法の全てのステップを実施するためのものである。
【００２５】
本発明の別の観点に従い、コンピュータプログラム製品は、プログラムコードを含んでいる。このプログラムコードは、コンピューターで読み込み可能な、データストレージに保管されており、そして、これがデータ処理装置上で実施されるとき、上述した方法の一つを実施する。
【００２６】
本発明の他の観点に従い、車両は上述した制御装置を有している。
【００２７】
本発明の上述した特性、特徴およびメリットおよびこれがどのように達成されるかという方法及び方式は、以下の実施例の説明と関連して明りょうかつ明確に理解可能である。実施例は、図面と関連して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ガレージ駐車スペースの車両の原理図
【図２】図１の車両内における位置決定装置の原理図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図中においては同じ要素には、同じ参照符号が付されており、一度のみ説明される。
【００３０】
図１が参照される。該図１は、ガレージ駐車スペース４に置かれている車両２の原理図を示す。
【００３１】
ガレージ駐車スペース４は、本実施形においてはこれ以上説明されないガレージの一部である。ガレージ駐車スペース４は、駐車スペース床６、駐車スペース壁８、駐車スペース天井１０および駐車スペース入口１２を有する。駐車スペース入口を介して、車両２はガレージ駐車スペース４内に進入するまたはここから退出することが可能である。
【００３２】
駐車スペース壁８には、本実施形においては、これ以上説明されない画像が表示される表示盤１４が取り付けられている。
【００３３】
車両２は、本実施形においては、車両内部室１６を有している。この車両内部室内に、車両２の絶対的な現在位置２０を表すための公知のナビゲーション装置１８が配置されている。
【００３４】
絶対的な現状位置２０は、位置決定装置２２によって出力される。位置決定装置２２は、このためアンテナ２４を有している。このアンテナによって例えばＧＰＳ信号のような公知のグローバル衛星ナビゲーション信号２６（以下ではＧＮＳＳ信号２６と称する）が受信され、そしてこれから、公知の方法で車両２の絶対的な現状位置２０が決定されることが可能である。しかし、全てのＧＮＳＳ信号が例えばガレージ内で駐車スペース天井１０によって遮られており、アンテナ２４を介してＧＮＳＳ信号が受信されないとき、位置決定装置であって、特許文献１により公開されているストラップダウンアルゴリズムを有するようなものが、絶対的な現状位置を、車両２の相対的な位置変化と、最後に知られていた絶対的な現状位置２０に基づいて引き継ぐ。
【００３５】
相対的な位置変化の決定の為に、車両２は本実施形においては、加速およびヨーレートを出力する詳細には参照されない慣性センサーと、車両の車輪３０に配置され、そして車輪３０の回転数３２を出力する車輪回転数センサー２８を有する。慣性センサーによる加速度およびヨーレートと、回転数３２を介して、例えば特許文献１に開示されている方法で、車両２の相対的な位置変化が決定され、そしてこのようにして現在の絶対的な現状位置２０が、最後に知られた現在の現状位置２０に基づいて決定されることが可能である。
【００３６】
車両２のシステムのリスタートの後、しかし通常、最後に知られた現状位置２０は使用可能でない。しかし車両２が、システムの停止の間およびシステムのリスタートの間、例えばガレージ駐車スペース４から牽引によって引き出されるとき、最後に知られた現状位置２０が車両２のシステムのリスタートの前に使用されることが可能であろうが、その場合にはシステムのリスタートの前の最後に知られた現状位置２０は、もはや有効でなく、エラーを有する現状位置２０へと通じるであろう。
【００３７】
この理由から、本実施形の枠内で、システムのリスタートの後、システムのリスタートの間に決定された最後に知られた現状位置２０を、システムのリスタート後に妥当性確認を行うことが提案される。
【００３８】
この為、本実施形においては、車両２の周りの周辺状態が車両２の周りのイメージの形式でカメラ３６の形式の周辺センサーによって、最後に知られた現状位置２０の決定の時点に対して検出され、そして保管される。システムのリスタートの後、車両２の周りの保管されたイメージ３４は車両２の周りの現状のイメージ３２４と比較される。両方のイメージ３４が同じであるとき（このことは例えば後述するエラー閾によって決定されることが可能である）、車両２は未だ同じ箇所に位置し、そして最後に知られた現状位置２０が、例えば上述したストラップダウンアルゴリズムに基づく新たな現状位置の決定の為の開始点としてリリースされる。
【００３９】
これは、図２に基づいて詳細に説明されている。この図は、図１の車両２内の位置決定装置２２の原理図を示す。
【００４０】
本実施形においては、位置決定装置２２は、車両２の現状位置２０をＧＮＳＳ信号２６の三辺測量に基づいて三辺測量装置３８内で当業者に公知の方法で決定するか、及び／又は、上述したストラップダウンアルゴリズムに基づいて反復装置４０内で決定する。
【００４１】
更に、両方の装置３８，４０の一方の出力信号は、本実施形においては制御信号４２を介して選択される。この制御信号は、例えば、ＧＮＳＳ信号２６の使用可能性に基づいて生成されることが可能である。
【００４２】
代替として、この為に、両方の装置３８，４０の出力信号が、これ以上説明されない方法で互いにフィルタリングされることも可能であろう。これは、例えば車両２の現状位置２０におけるトレランスを決定するためである。この詳細は例えば、特許文献２に見られる。両方の出力信号のフィルタリングは両方の出力信号の比較を含んでいる。この比較は、例えば、純粋な平均値形成によって、ノイズのような他のファクターを考慮することなく実施されることが可能である。ノイズが考慮されるべきでないとき、状態オブザーバまたはカイマンフィルターがフィルターとみなされるであろう。さらにノイズの形式も考慮されるべきとき、場合によっては粒子フィルターが援用されることが可能であろう。この粒子フィルターは、使用可能なノイズシナリオを有し、そして消失の際に考慮すべきノイズシナリオをモンテカルロシミュレーションによって選択する。
【００４３】
上述した反復装置４０は、ストラップダウンアルゴリズム４４の枠内における現在の現状位置２０の計算の為に、イニシャルデータ４４を必要とする。このイニシャルデータは、車両２の現状位置２０を表し、この現状位置から、車両２の新たな現状位置２０が計算される。この為、反復装置４０は車両２の位置変化４６を必要とする。この位置変化は、本実施形においては位置変化計算ユニット４８によって、車輪回転数３２に基づいて決定される。
【００４４】
上述したイニシャルデータ４４は、任意に選択されることはできない。これらは、むしろ車両２０のできるだけ現在的な現状位置２０を表す必要があり、そのエラーは、位置変化計算ユニット４８によって計算される車両２の位置変化の領域内にある。イニシャルデータ４４のエラーが大きくなると、これが、ＧＮＳＳ信号２６に基づいて較正されることができないと、車両２の現状位置２０は必然的に誤って計算される。
【００４５】
冒頭に記載したガレージ内では、この補正は陰となっているＧＮＳＳ信号２６に基づき不可能である。ガレージ駐車スペース４の車両２にシステムのリスタートが実施されると、よって、ＧＮＳＳ信号２６とイニシャルデータ４４が、反復装置に基づく現状位置２０の計算の為に使用可能となるまで待機する必要がある。
【００４６】
それにもかかわらず、車両２のシステムのリスタートの後、イニシャルデータ４４をすぐに使用可能とするために、既に述べたように、本実施形の枠内で、最後に知られた現状位置２０をシステムのリスタートの前に位置メモリ５０内に保管することが提案される。
【００４７】
しかし、すでに述べたように、車両は、最後に知られた現状位置２０を位置メモリ５０内に保管してから、システムのリスタートまで動かないことが保証される必要がある。これは、本実施形においては、既に述べたように、位置メモリ５０内に保管された現状位置２０とイニシャルデータ４４の車両２の周りに周囲のイメージ３４とのリンクによって達成される。
【００４８】
この為、イメージ取得装置５２はイメージを含み、そしてこれを準備する。よってイメージ取得装置５２は、例えば検出したイメージ３４を画像技術的に処理し、コンバートし、または場合によってはイメージ内の決定されたオブジェクトを検出し、そして分類することができる。処理されたイメージ５４は、その後イメージメモリ５６内に保管される。
【００４９】
処理されたイメージ５４が、位置メモリ５０内に保管された現状位置２０に分類されるように、本実施形においては、シンクロスイッチ５８が設けられている。このシンクロスイッチは、例えば車両２の停止の際に、エンジン制御部によって操作され、そして現状位置２０を位置メモリ５０に対して、および相応して処理されたイメージ５４をイメージメモリ５６に対して導くことができる。
【００５０】
システムのリスタートの際、シンクロスイッチ５８は、処理されたイメージ５４が比較装置６０へと送られる位置に留まっている。車両２の現状位置２０が、シンクロスイッチ５８のこの位置では考慮されないままである。比較装置６０は、イメージメモリ５６中に保管されたイメージ６２と、イメージ取得装置５２からの処理されたイメージ５４を、例えば、上述した比較によってフィルタリングし、そして両方のイメージ５４，６２の間のエラー値を計算する。エラー値が、予め定めた閾を下回るとき、比較装置６０は制御信号６４を出力する。この制御信号によって、これは、位置メモリ５０内に保管された現状位置２０の出力を、車両２の現状位置２０の更なる計算のためのイニシャルデータ４４として、さらに参照されないスイッチを介してリリースする。
【００５１】
このようにして、ＧＮＳＳ信号２６が存在しない場合に、車両２の現状位置２０の計算の為に、エラーを有さないイニシャルデータ４４が使用されることが保証される。
【図１】
2016505832.tif 000003
【図２】
2016505832.tif 000004
【国際調査報告】
2016505832.tif 000005
2016505832.tif 000006
2016505832.tif 000007
2016505832.tif 000008