用于建立当前情况图的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于建立当前的情况图、尤其是当前的市内情况图的方法，在该方法中，由大量车辆(12、14、22、24)借助于车对X通信装置向数据库(16、25)发送对局部有界的情况进行描述的环境数据和/或地图数据和/或位置数据。借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环境数据，从数字存储器中读取地图数据，并且至少借助于全球卫星定位系统确定位置数据。所述方法的特征在于所述环境数据和/或地图数据和/或位置数据与数据库(16、25)中已经存在的情况图持续合并以形成当前的情况图，并且数据库和情况图都是位置固定的。本发明还涉及一种相应的系统。
【专利说明】用于建立当前情况图的方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于建立当前（截至目前的） 情况图的方法和一种根据权利要求8的前序部分所述的用于建立当前情况图的系统。
【背景技术】
[0002] 现有技术已公开了不同类型的驾驶员辅助系统，它们基本都是用于减少驾驶员在 交通情况方面的驾驶任务。在此，这种类型的系统某种程度上建立在借助于环境传感技术 所获取的环境信息、从数字地图材料所读取的信息或者借助于车对X通信所接收到的信息 的基础上。所有这些系统对驾驶员的辅助作用都依赖于所获取的信息的高度可靠性、实时 性以及尽可能大的信息密度。
[0003] 与之相关，DE 10 2008 060 869 Al描述了一种用于对接近交通信号系统的车辆 的操作者进行辅助的方法和装置。交通信号系统具有两种不同的运行状态，其中在第一运 行状态下允许驶过停止线，在第二运行状态下不允许驶过停止线。其中，车辆接收对交通信 号系统的当前运行状态以及距运行状态转变的时间长度进行描述的信号。在交通信号设备 处于第一运行状态时，车辆借助所接收到的信号对是否能够以规定的速度范围内的速度到 达交通信号设备的停止线进行检查。根据检查结果来影响车辆速度或者向驾驶员提供有关 恰当影响速度的建议。
[0004] DE 10 2007 048 809 Al公开了一种用于识别道路交通中的隐蔽物体的方法。其 中以传感的方式获取车辆的周围环境以及车辆的运动参数。利用车对车通信将这些信息传 递给位于周围环境中的车辆。同时处于周围环境中的车辆也对周围环境和运动信息进行获 取和发送。所接受到的信息用于扩展周围环境模型。这种扩展的周围环境模型借助于车辆 中的显示设备以更新的方式重建，并可以提供给一个或多个驾驶员辅助系统。由此在车辆 中提供了车辆传感器本身所不能感测到的物体信息。
[0005] DE 10 2009 008 959 Al描述了一种用于导航和/或驾驶员辅助的车辆系统。该 车辆系统具有一个提供单元、至少一个环境传感器和车辆传感器。提供单元本身具有以卫 星信号传感器为基础的位置模块和ADAS-水平提供器，该水平提供器可以以通信的方式与 可位于车辆外部的导航单元耦合。导航单元在此可以例如为功能强大的服务器的形式，该 服务器将电子地图的地图细节传递给提供单元。
[0006] DE 10 2008 012 660 Al公开了一种用于对车辆作出基于服务器的危险警告的方 法以及一种相应的危险警告单元。其中借助于第一辆车的传感单元获取测量值并判断该测 量值是否与危险相对应。一旦测量值与危险相对应，那么将危险的信息数据传递给中央处 理系统。在中央处理系统中将危险的类型、获取测量值的位置、获取测量值的时间以及传递 车辆的身份信息进行存储，并产生相应的警告数据。与第二辆车有关的该警告数据能够被 第二辆车从中央处理系统中调取。
[0007] 但是现有技术所公开的方法和系统在以下方面是有缺陷的：借助于车对X通信提 供给驾驶员辅助系统的信息被局限于某一特定的道路情况，例如在交通信号灯辅助装置或 者危险警报中的情况那样，或者不能够以所需的可靠性和实时性来提供在复杂的城市交通 中所需的信息，这意味着这种类型的辅助系统只在城市外的区域中才足够可靠。尤其是在 十字路口区域中，必须考虑许多不同的交通规则并且同时识别出驾驶员的意愿，以便能够 有效减少驾驶员的驾驶任务。但为此的一个重要前提是要存在不仅一直是当前的并且是准 确的信息，例如关于施工、改道或者改变的信号的信息。因此必须使这些信息被持续和详细 地获取以及更新。
【发明内容】
[0008] 因此本发明的目的是提出一种方法，该方法所建立的当前情况图不仅具有较高的 细节深度，还具有高的更新率。
[0009] 该目的根据本发明通过权利要求1所述的用于建立当前情况图的方法得以实现。
[0010] 根据本发明的用于建立当前情况图、尤其是当前的市内情况图的方法，大量车辆 借助于车对X通信将描述局部有界（lokal begrenzte)的情况的位置数据和/或环境数据 和/或地图数据发送给数据库。在此借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环境数据， 从数字存储器中读取地图数据，并至少借助于全球卫星定位系统确定位置数据。该方法的 特征在于，所述环境数据和/或地图数据和/或位置数据与数据库中已经存在的情况图持 续合并以形成当前的情况图并且数据库和情况图都是位置固定的。由此所产生的优势是， 位于实时情况中的每个装配有合适传感器的车辆都能够对数据库中所存在的情况图进行 更新和补充。这意味着，尤其是在市内的区域中，持续有由大量车辆所发出的较大量的环境 数据和/或地图数据和/或位置数据可供用于对所存在的情况图进行更新或补充。由此即 使是对复杂且较经常变化的情况也可以进行可靠描绘。在此并不需要对关于用于环境获取 的合适的传感器的基础结构进行额外的复杂安装。这样所建立的情况图还可以包括道路轮 廓、先行规则、拐弯带、人行横道、交通信号灯位置、施工和停驶的车辆或者其他障碍等。即 使在此期间在情况图中没有车辆并因而在此期间没有环境数据和/或地图数据和/或位置 数据向数据库发送，由于情况图和数据库都是位置固定的并且不会消失或者被删除，所以 新进入情况图中的车辆能够促使所存在的情况图立刻与所接收到的环境数据和/或地图 数据和/或位置数据合并。这种描述与现有技术所公开的数据库位于单个车辆中并且必须 持续地再重新建立或者舍弃情况图的方法相比具有本质上的优点，因为车辆在行驶过程中 总是向前运动并进入新的情况图中。
[0011] 根据本发明，环境数据描述由车辆感测的环境，例如借助于合适的传感器所感测 到的标志牌、交通信号杆、护栏、墙壁、路肩和一般对车辆环境的拓扑学/拓扑结构有用的 所有物体。在本发明的意义上，即使是借助于ESP-传感技术感测的凹坑也被理解为环境数 据。环境数据所包括的物体还包括由传感器感测到的其他车辆和交通参与者。因此，环境 数据的概念所描述的不仅是静止物体的信息，还有非静止物体的信息。相比之下，地图数据 描述了存在于车辆中的区域地图并且不仅可以具有路线信息和道路轮廓信息，还可以通过 环境数据得到补充。位置数据给出的是发送数据的车辆的位置，并且同样可以在当前的情 况图中描述出来。车辆对位置数据的确定可以借助于全球卫星定位系统、例如GPS或伽利 略导航系统来进行，并且优选通过地图匹配或联合导航得到补充。
[0012] 优选提出，数据库将当前的情况图发送给包含在局部有界的情况中的车辆，并通 过车辆将当前的情况图提供给至少一个驾驶员辅助系统。由此为包含在区域情况中的所有 车辆都提供了更实时和更具体的情况图，所存在的驾驶员辅助系统可以利用该情况图来辅 助和减少驾驶员的驾驶任务以及在可能的情况下避免事故或者至少减轻事故。例如，可以 根据情况向驾驶员发出警告或者甚至对车辆控制进行干预。此外可以通过将车辆中存在的 地图与所接收到的当前情况图相比较来改善位置确定。
[0013] 在另外一种优选的实施方案中提出，为数据库的当前的情况图中的物体和事件提 供存在概率。由此得到的优点是，能够就实际的存在进行较细微的分级，并因而就物体和事 件的含义进行较细微的分级。物体和事件的存在概率例如可以从感测到该物体或事件的传 感器的比例与未感测到该物体或事件的传感器的比例确定，其中不对那些不适用于感测相 应物体或事件的传感器加以考虑来确定存在概率。由此还允许在相同位置上描述多个带有 不同的存在概率的、原则上相互矛盾的物体或事件。
[0014] 以符合目的的方式提出，由接收车辆对物体的存在概率进行附加的单独评估。因 此，接收了当前的情况图的车辆可以借助于其自身的车载传感器来决定应给予物体或事件 哪一存在概率。所接收到的信息例如可以被用于利用车载传感器的物体或事件识别算法来 降低特定物体或事件的识别阈值。
[0015] 此外有利的是，由大量车辆以相对较低的传递优先级将环境数据和/或地图数据 和/或位置数据发送给数据库。由此不会干扰或者甚至中断对相对重要的数据、例如已知 的"协同感知消息"或警告信息的发送和接收。在不是在每一个发送周期中都向数据库发 送环境数据和/或地图数据和/或位置数据的情况下就足以建立当前的情况图。
[0016] 优选提出，所述大量车辆仅将那些与数据库所发出的当前情况图有偏差的环境数 据和/或地图数据和/或位置数据发送给数据库。由此通常大大降低了待传递的数据量并 且不会对可供使用的传递通道的传递容量造成不必要的负担。
[0017] 以符合目的的方式提出，由大量车辆所发出的位置数据包含为确定位置数据所使 用的卫星的身份信息。这些卫星在地球轨道中一般遵循固定的轨道。因此，由于卫星仅能 够在特定的时间从地表的特定地点观察到，所以借助于身份信息可以查出被用于确定某一 特定的位置数据组的是哪些卫星。这可以改善位置确定，尤其是改善两个或更多车辆之间 的相对位置确定。
[0018] 本发明还涉及一种用于建立当前情况图、尤其是用于建立当前的市内情况图的系 统。该系统包括带有数据合并装置和车对X通信装置的数据库以及带有各自的数字存储器 和/或环境传感器和/或车辆传感器和/或位置确定装置和车对X通信装置的大量车辆。 数据库借助于车对X通信装置从大量车辆接收对局部有界的情况进行描述的环境数据和/ 或地图数据和/或位置数据。所述大量车辆借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环 境数据，从相应的数据存储器中读取地图数据并至少借助于全球卫星定位系统确定位置数 据。该系统的特征在于，所述数据合并装置持续地将环境数据和/或地图数据和/或位置 数据与在数据库中已经存在的情况图合并以形成当前的情况图，并且数据库和情况图都是 位置固定的。根据本发明的系统因此具有所有的用于执行根据本发明的方法所必须的装置 并且以简单的方式使得所建立的当前的情况图基本上总是最新的并且是详细的。由此得到 了所述的优点。
[0019] 所述系统的特征优选在于，数据库被本地地布置在包含在情况图中的位置处。由 此得到的优势是，信息的传递可以通过传递速度较快的短程通信装置进行。由此仅使用了 可供使用的传递通道的在本地区域内的传递容量。另一优点在于，通过数据库的本地布置， 不需要保留用于中央数据库的复杂的数据基础结构。
[0020] 此外有利的是，所述环境传感器和/或车辆传感器是来自于下组中的一个或多个 元件：
[0021] 一雷达传感器，
[0022] 一光学相机传感器，
[0023] 一LIDAR(激光雷达）传感器，
[0024] -激光传感器，
[0025] 一超声波传感器，
[0026] 一 ESP 传感器，
[0027] -加速度传感器，
[0028] 一ABS传感器和
[0029] 一倾斜传感器（Neigungssensor)
[0030] 并且车对X通信装置基于下组中的一个或多个连接类型来发送和/或接收环境数 据和/或地图数据和/或位置数据：
[0031] 一WLAN连接，尤其是基于IEEE 802. 11标准的WLAN
[0032] 连接，
[0033] 一ISM(工业、科学与医学频段）连接，
[0034] -蓝牙?连接，
[0035] 一ZigBee 连接，
[0036] 一 UWB (超宽带）连接，
[0037] _\￥iMax? (全球微波互联接入）连接
[0038] -红外连接和
[0039] 一移动无线电连接（Mobilfunkverbindung) 〇
[0040] 所述传感器是在机动车领域通常所使用的传感器类型，它们基本上能够全面地感 测和识别车辆环境和车辆状态。现如今已经有大量的车辆都标准化地装配有多个所述类型 的传感器，该数字在未来完全可能会进一步增加。因此，用于在机动车中实施根据本发明的 方法的额外的装配成本是很小的。所列举出的车对X通信装置的连接类型具有取决于类型 和波长的不同的利弊。例如，WLAN连接的数据传输率高，并且能够很快建立连接。而ISM连 接则数据传输率较低，但是却非常适用于在可视障碍物周围进行数据传递。同样，红外连接 所提供的数据传输率也低。最后，移动无线电连接由于不受可视障碍物影响，所提供的数据 传输率好。但是作为代价，其连接建立却相对较慢。通过将多种这些连接类型相组合并且 同时或平行使用得到了更多的优点，因为这样能够补偿单个连接类型的缺陷。
[0041] 优选提出，所述系统实施根据本发明的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0042] 其他优选的实施方式由从属权利要求以及下面借助附图对实施例的说明得出。
[0043] 附图示出：
[0044] 图1示出在数据库中形成当前的情况图的示意图，
[0045] 图2示出在当前的情况图中记录物体和给物体提供存在概率的示意图，以及
[0046] 图3以流程图的形式示出根据本发明的方法的示例性流程。
【具体实施方式】
[0047] 图Ia中示意地示出了十字路口 11，车辆12从右侧驶入十字路口中。车辆12装配 有相机传感器，该相机传感器感测十字路口 11的圆锥形的区域13。借助于车对X通信利 用WLAN连接将圆锥形区域13所具有的环境数据传递给本地数据库16。本地数据库16设 置在十字路口 11附近并且包含关于在图Ib中所示的十字路口 11的信息。紧接着，车辆14 从下部驶入十字路口 11 (图Ic)。车辆14同样装配有相机传感器并且通过该相机传感器感 测十字路口 11的圆锥形的区域15。该圆锥形的区域15所具有的环境数据同样经由WLAN 连接被传递给本地数据库16并在该处与已经存在的数据合并。由此在数据库中存在图Id 中所示的当前的情况图。在该示例中，车辆12和14的位置数据未记录在当前的情况图中。
[0048] 图2a示出了十字路口 21。车辆22驶入十字路口 21并借助于相机传感器识别出 设置在十字路口 21处的交通标志23是限速"速度30"。遵从利用物体识别算法的评估的 车辆22将带有"速度30"特征的交通标志23的存在概率假设为80%。不仅是描述交通标 志23的环境数据，而且假设的、有关的存在概率均借助于车对X通信利用ISM连接传递给 本地数据库25,并在所述数据库中与已经存在的数据合并。在图2b中可以看出由此所建立 的当前的情况图，并且该图被传递给所有驶入十字路口的其他车辆。在图2c中，车辆24驶 入十字路口 21，并同样借助于相机传感器感测交通标志23。但是车辆24所识别出的交通 标志23并不是限速"速度30"，而是"注意先行权！"。物体识别所基于的物体识别算法将带 有"注意先行权！"特征的交通标志23的存在概率假设为60%。该数据同样由车辆24发送 给本地数据库25并在此与已经存在的情况图合并以形成当前的情况图（图2d)。因此该当 前的情况图包含在交通标志23位置处的两个带有不同存在概率的相矛盾的物体。这些数 据被本地数据库传递给其他所有驶入十字路口 21的车辆，并且提供给这些车辆中的相应 的驾驶员辅助系统。同样被发送的存在概率被其他车辆用于减小物体识别算法的阈值。由 于存在于本地数据库中的带有"速度30"特征的交通标志23的存在概率为80%，带有"注 意先行权！"特征的交通标志23的存在概率仅为60 %，所以识别带有"速度30"特征的交 通标志23的阈值与识别带有"注意先行权！ "特征的阈值相比降低程度要大。
[0049] 图3示出了根据本发明的方法的示例性流程的流程图。在方法步骤31、32和33 中，车辆借助于环境和车辆传感器、数字地图和全球卫星定位系统来捕捉或读取或确定环 境数据、地图数据和位置数据。在步骤34中，将数据库中已经存在的情况图传递给车辆，在 步骤35中，将该情况图与车辆所捕捉的数据相比较。在步骤36中，将车辆所捕捉的那些与 数据库中所存在的情况图有偏差的数据从车辆传递给数据库。在方法步骤37中，将已经 存在于数据库中的情况图与从车辆发来的环境数据、地图数据和位置数据一起合并成当前 的情况图，并在步骤38中，重新从本地数据库将该情况图发送给所有与当前情况有关的车 辆。
【权利要求】
1. 一种用于建立当前的情况图、尤其是当前的市内情况图的方法，在该方法中，大量车 辆（12、14、22、24)借助于车对X通信装置将对局部有界的情况进行描述的环境数据和/或 地图数据和/或位置数据发送给数据库（16、25)， 其中借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环境数据， 其中从数字存储器中读取地图数据，和 其中至少借助于全球卫星定位系统确定位置数据， 其特征在于， 所述环境数据和/或地图数据和/或位置数据与数据库（16、25)中已经存在的情况图 持续合并以形成当前的情况图，并且数据库和情况图都是位置固定的。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据库（16、25)将当前的情况图发送 给包含在局部有界的情况中的车辆（12、14、22、24)，并且通过这些车辆（12、14、22、24)将 当前的情况图提供给至少一个驾驶员辅助系统。
3. 根据权利要求1和2中至少一项所述的方法，其特征在于，为所述数据库（16、25)的 在当前的情况图中的物体和事件提供存在概率。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，由接收车辆（12、14、22、24)对物体的存在 概率进行附加的单独评估。
5. 根据权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，由所述大量车辆（12、14、 22、24)以相对较低的传递优先级将环境数据和/或地图数据和/或位置数据发送给数据库 (16、25)〇
6. 根据权利要求1至5中至少一项所述的方法，其特征在于，由所述大量车辆（12、14、 22、24)仅将那些与数据库（16、25)所发出的当前情况图有偏差的环境数据和/或地图数据 和/或位置数据发送给数据库（16、25)。
7. 根据权利要求1至6中至少一项所述的方法，其特征在于，由大量车辆（12、14、22、 24)所发出的位置数据包括为确定位置数据所使用的卫星的身份信息。
8. -种用于建立当前的情况图、尤其是用于建立当前的市内情况图的系统， 该系统包括带有数据合并装置和车对X通信装置的数据库（16、25)以及带有各自的数 字存储器和/或环境传感器和/或车辆传感器和/或位置确定装置和车对X通信装置的大 量车辆（12、14、22、24)， 其中所述数据库（16、25)借助于车对X通信装置接收来自所述大量车辆（12、14、22、 24) 的对局部有界的情况进行描述的环境数据和/或地图数据和/或位置数据， 其中所述大量车辆（12、14、22、24)借助于环境传感器和/或车辆传感器获取环境数 据， 其中所述大量车辆（12、14、22、24)从相应的数据存储器中读取地图数据， 其中所述大量车辆（12、14、22、24)至少借助于全球卫星定位系统确定位置数据， 其特征在于， 所述数据合并装置持续地将环境数据和/或地图数据和/或位置数据与在数据库（16、 25) 中已经存在的情况图合并以形成当前的情况图，并且数据库和情况图都是位置固定的。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据库（16、25)被本地地布置在情况 图所包含的位置处。
10. 根据权利要求8和9中至少一项所述的系统，其特征在于， 所述环境传感器和/或车辆传感器是来自于下组中的一个或多个元件： 一雷达传感器， 一光学相机传感器， 一LIDAR传感器， 一激光传感器， 一超声波传感器， 一ESP传感器， 一ABS传感器和 一倾斜传感器 并且车对X通信装置基于下组中的一个或多个连接类型来发送和/或接收环境数据和 /或地图数据和/或位置数据： 一WLAN连接，尤其是基于IEEE802. 11标准的WLAN连接， 一ISM(工业、科学与医学频段）连接， 一蓝牙?连接， 一ZigBee连接， 一UWB(超宽带）连接， 一iWiMax? (全球微波互联接入）连接 一红外连接和 一移动无线电连接。
11. 根据权利要求8至10中至少一项所述的系统，其特征在于，所述系统实施根据权利 要求1至7中至少一项所述的方法。
【文档编号】G08G1/0967GK104471625SQ201380037574
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2012年5月16日
【发明者】M·施特劳斯, U·施特林 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司