用于评估群体轨迹位置的精度的计算机实施的方法与流程

用于评估群体轨迹位置的精度的计算机实施的方法
1.本发明涉及一种用于评估由处理设备定义的
、
在定义路段上的群体轨迹的群体轨迹位置的精度的计算机实施的方法
、
一种用于控制定义路段上的跟随车辆的计算机实施的方法
(
其中使用了用于评估精度的方法
)、
一种用于控制跟随车辆的控制系统
、
以及一种被设计为执行所述方法的计算机程序产品
。
2.市场上有各种能够确定自身位置的
gnss(
全球导航卫星系统
)
接收器
。
其中一些接收器除了提供期望的位置之外还提供关于位置精度的信息，而该值通常不精确
。
还有一个问题是，这些接收器的不同制造商通常使用不同的方法来计算精度，因此这些接收器不具有可比性
。
3.例如，如果用于确定车辆在定义路段上的位置的算法除了使用接收到的位置之外还使用了不准确的位置精度值来例如对数据进行加权，则这会导致结果不准确或甚至不正确
。
4.因此，本发明的目的是提出一种方法，通过该方法可以以更可靠的方式提供与位置相关的精度值
。
5.该目的通过具有权利要求1中所述的特征的组合的计算机实施的方法来实现
。
6.一种用于控制定义路段上的跟随车辆的计算机实施的方法
、
一种用于控制跟随车辆以便驾驶路段的控制系统
、
以及一种能够执行这些方法的计算机程序是其他独立权利要求的主题
。
7.本发明的有利实施例是从属权利要求的主题
。
8.一种用于评估由处理设备定义的
、
在定义路段上的群体轨迹的群体轨迹位置的精度的计算机实施的方法具有以下步骤：
[0009]-捕获在该定义路段上移动的本车辆的多个本车轨迹位置；
[0010]-生成具有多个群体轨迹位置的群体轨迹，其中，在预定义群体轨迹值
yi，
def
处，根据该多个本车轨迹值
xn形成相关联的群体轨迹值
xi；
[0011]-为该群体轨迹的每个形成的群体轨迹值
xi形成标准偏差
σi；
[0012]-存储所生成的群体轨迹位置和每个群体轨迹位置相关联的精度系数对，其中，这些精度系数与为每个群体轨迹位置形成的标准偏差成比例
。
[0013]
群体轨迹本质上是根据多个单独的轨迹的融合形成的运动轨迹，其中，将每个单独的轨迹分配给在定义路段上移动的单独的车辆
。
因此，这些单独的轨迹也被称为本车轨迹，并且与同样被称作本车辆的单独的车辆相关联
。
[0014]
根据该方法，根据在定义路段上移动的本车辆的本车轨迹以及因此根据其
gnss
数据来创建群体轨迹
。
该群体轨迹本质上是由多个群体轨迹位置或点
(xi，
yi)
形成的
。
对于这些点
(xi，
yi)
中的每一个，然后计算在该相应位置
(xi，
yi)
对群体轨迹的创建有贡献的单独的轨迹的相交点，这些相交点垂直于相应本车辆的行进方向
。
换言之，使用预定义群体轨迹值yi,def
根据群体轨迹值
xi形成标准偏差
σi，这些群体轨迹值
xi与行进方向上的这些点的预定义群体轨迹值yi,def
相关联
。
标准偏差
σi本质上是这些值
xm在所考虑的群体轨迹值
xi周围的分散程度的度量
。
该标准偏差
σi可以被认为是
gnss
接收器在所考虑的该群体轨迹位置
(xi，
yi)
上通常能够达到的精度的度量
。
[0015]
在确定了标准偏差
σi形式的精度度量之后，可以将所考虑的相应群体轨迹位置
(xi，
yi)
与精度系数一起存储
。
在这种情况下，精度系数可以是标准偏差
σi本身，但也可以将标准偏差
σi的代表性因子作为精度系数进行存储
。
如果不是将标准偏差
σi直接存储为精度系数，而是存储为表示标准偏差
σi的因子，则应将其视为与所确定的标准偏差
σi成比例
。“成比例”在这里应被理解为不仅是指经由常数因子得出的数学比；在上文所描述的方法的上下文中，“成比例”还可以是指将标准偏差值
σi组合成组
(
例如，“高精度”组
、“中等精度”组和“低精度”组
)
，以便直接评估位置的精度
。
[0016]
将所生成的群体轨迹位置和对应的精度系数对一起存储，其中，存储还应被理解为是指输入到跟随车辆可用的地图中
。
在这种情况下，跟随车辆是在时间上跟随所有本车辆的车辆，群体轨迹是根据这些本车辆的本车轨迹形成的
。
[0017]
因此，跟随车辆可以访问以这种方式形成的地图，但该地图也可以例如由用于整合定义路段上存在的交通标志其他服务访问
。
[0018]
因此，所描述的方法提供了以良好或较差的
gnss
精度确定位置或者甚至整个区域的可能性
。
然后可以将这些精度用于其他能够估计精度或权重的算法中
。
[0019]
在上文所描述的方法的一个有利实施例中，在定义路段上移动的各个本车辆的传感器捕获多个本车轨迹位置，并将该多个本车轨迹位置传输到布置在本车辆外部的处理设备，该处理设备然后响应于此生成群体轨迹
。
[0020]
在该有利实施例中，原始数据因此本质上被传输到处理设备，使得该处理设备通过执行多个计算步骤来生成具有多个群体轨迹位置的群体轨迹
。
[0021]
然而，在一个替代性实施例中，在定义路段上移动的各个本车辆的传感器也可以捕获多个本车轨迹位置，然后根据其捕获的本车轨迹位置为每个本车辆生成其本车轨迹
。
只有在每个本车辆将其生成的本车轨迹传输到布置在本车辆外部的处理设备时，其中，处理设备然后才会根据这些本车轨迹生成群体轨迹
。
在该有利替代性实施例中，因此，用于生成群体轨迹的部分计算方法在本车辆自身中执行
。
[0022]
一种用于控制定义路段上的跟随车辆的计算机实施的方法，该方法具有以下步骤：
[0023]-创建定义路段的地图，该地图包含群体轨迹位置和每个群体轨迹位置相关联的精度系数对，如上述方法中已描述的；
[0024]-基于所创建的地图来控制跟随车辆，以便驾驶该路段
。
[0025]
这种跟随车辆中的
gnss
接收器不能在所有情况下都正确地估计其精度，但这些情况通常是局部可再现的
。
上文所描述的创建的地图现在包含关于接收到的群体轨迹位置的精度的信息，因此也包含关于
gnss
接收器通常将其精度估计得太高的位置的信息
。
如果跟随车辆然后可从地图中获得该信息，则对跟随车辆的控制可能比目前基于该创建地图进行的控制更加精确
。
[0026]
优选地，在这种情况下，使用至少部分自动驾驶车辆系统的控制器来控制跟随车辆
。
特别是在部分自动驾驶或者甚至自动驾驶中，了解经处理的用于控制跟随车辆的位置数据的可靠性是非常重要的，以便因此能够实现对无人驾驶跟随车辆的高度精确控制
。
[0027]
然而，作为替代方案，也可以由驾驶员控制跟随车辆，但是需要存在驾驶员辅助系
统的输出单元，该输出单元基于所创建的地图来输出用于控制跟随车辆的控制规范
。
这种系统的一个实施方式可以是例如导航系统
。
[0028]
一种用于确定跟随车辆在定义路段上的位置的计算机实施的方法具有以下步骤：
[0029]-执行上文所描述的用于评估由处理设备定义的群体轨迹位置的精度的方法；
[0030]-从至少两个不同的来源接收跟随车辆在定义路段上的潜在位置和与该潜在位置相关联的来源特定的精度系数的相应对，其中，第一潜在位置是群体轨迹位置，并且其中，第一精度系数与群体轨迹位置形成的标准偏差
σi成比例，其中，该群体轨迹位置和第一精度系数是根据如权利要求1所述的方法生成的；
[0031]-基于该相关联的来源特定的精度系数对接收到的潜在位置中的每一个进行加权；
[0032]-通过融合经加权的潜在位置来确定跟随车辆的位置
。
[0033]
为了尽可能真实地确定跟随车辆在定义路段上的位置，因此使用了来自两个不同来源的数据
。
在这种情况下，第一来源是已经存储了如上所述的群体轨迹位置以及相关联的精度系数的存储器
。
第二来源可以是同样确定潜在位置并在该过程中输出相关联的精度系数的传感器
。
基于这些潜在位置的这些来源特定的精度系数，然后可以对接收到的潜在位置进行加权，并根据经加权的潜在位置来确定跟随车辆的位置
。
[0034]
因此，跟随车辆的技术优势在于，根据一个或多个传感器的值确定跟随车辆的位置的算法然后接收用于估计
gnss
数据的精度的另一来源
。
了解相应传感器的精度是非常重要的，因为加权是在融合传感器数据时进行的
。
在这种情况下，会对具有更高精度的传感器进行更大程度地加权
。
如果跟随车辆然后可以获得群体轨迹位置应被评估为具有高精度的信息，则该信息的权重可能高于例如已经由其他传感器递送的潜在位置等信息
。
相反，如果
gnss
定位精度较低，则其他传感器的权重也可能较高
。
因此，总的来说，跟随车辆的定位可以得到改善
。
[0035]
因此，所描述的方法使得能够校正可商购的
gnss
接收器精度估计容易出错的问题
。
[0036]
因此，跟随车辆也可以处理来自多个传感器的信息
。
在这种情况下，可以使用被分配给跟随车辆的传感器来确定第二潜在位置和与该第二潜在位置相关联的来源特定的精度系数对
。
换言之，这种传感器被布置在跟随车辆自身
(
例如相机
)
中
。
[0037]
然而，作为替代或补充方案，也可以使用定义路段的区域内的基础设施的传感器来确定第二潜在位置和相关联的来源特定的精度系数
。
换言之，传感器还可以在布置在定义路段处
、
上或周围的跟随车辆的外部，并且能够捕获该跟随车辆的第二潜在位置
。
[0038]
在用于控制定义路段上的跟随车辆的计算机实施的方法中，如上所述，在这种情况下首先确定跟随车辆在定义路段上的位置，然后基于该确定位置来控制跟随车辆，以便驾驶该路段
。
[0039]
在这种情况下，可以使用至少部分自动驾驶车辆系统的控制器来控制跟随车辆
。
然而，作为替代方案，驾驶员辅助系统的输出单元也可以输出用于控制跟随车辆的控制规范
。
[0040]
一种用于控制跟随车辆以便驾驶路段的控制系统具有处理设备，该处理设备被设计为执行用于评估由处理设备定义的
、
在定义路段上的群体轨迹的群体轨迹位置的精度的
方法
。
该控制系统还具有被设计为控制跟随车辆的控制器
。
[0041]
一种用于控制跟随车辆以便驾驶路段的另一控制系统具有处理设备，该处理设备被设计为执行如上所述的用于确定跟随车辆在定义路段上的位置的方法，并且还具有用于控制该跟随车辆的控制器
。
[0042]
一种有利的计算机程序产品被设计为执行用于评估由处理设备定义的
、
在定义路段上的群体轨迹的群体轨迹位置的精度的方法和
/
或用于确定跟随车辆在定义路段上的位置的方法
。
[0043]
以下参照附图更详细地解释本发明的有利实施例
。
在附图中：
[0044]
图1示出了定义路段的俯视示意性平面图，该定义路段包含沿本车轨迹移动的多辆本车辆
、
由本车轨迹形成的群体轨迹
、
以及沿群体轨迹移动的跟随车辆
。
[0045]
图2示出了图1中的跟随车辆的第一有利示例的示意性详细图示；
[0046]
图3示出了图1中的跟随车辆的第二有利示例的示意性图示；
[0047]
图4示出了展示用于评估由处理设备定义的
、
在图1中的定义路段上的群体轨迹的群体轨迹位置的精度的方法的步骤的示意性流程图；
[0048]
以及
[0049]
图5示出了展示用于确定跟随车辆在图1中的定义路段上的位置的方法的步骤的示意性流程图
。
[0050]
图1示出了定义路段
10
的俯视示意性平面图，在该定义路段上，多辆本车辆
12
沿着与其相关联的本车轨迹
(xn，yn
)
移动
。
在这种情况下，每个本车轨迹
(xn，yn
)
由无限数量的本车轨迹点形成，这些本车轨迹点由值
xn和值yn
二维组成，其中，yn
是表示相应本车辆
12
的行进方向的值
。
值
xn相对于值yn
布置在与其垂直的
x
轴上
(
参见边缘处的笛卡尔坐标系
)。
[0051]
群体轨迹
(xi，
yi)
是由多个这样的本车轨迹
(xn，yn
)
通过融合这些本车轨迹
(xn，yn
)
形成的
。
对于群体轨迹
(xi，
yi)
而言，这也会产生多个群体轨迹点或群体轨迹位置
(xi，
yi)。
为了简单起见，为了形成群体轨迹
(xi，
yi)
，对本车轨迹
(xn，yn
)
的
x
值
(
在图1的示例中为第一本车轨迹
x
n,1
、
第二本车轨迹
x
n,2
和第三本车轨迹
x
n,3
)
进行平均，以在本车轨迹
(xn，yn
)
行进方向yn
的预定义值位置处形成群体轨迹
(xi，
yi)
的
x
值
xi，这些预定义值位置在图1中表示为y1,def
。
因此，使用不同本车轨迹
(xn，yn
)
的多个
x
值，使得可以从该多个
x
值形成群体轨迹
(xi，
yi)
的已形成的群体轨迹值
xi的标准偏差
σi。
[0052]
在图1所示出的第一示例中，为了形成如上所述的群体轨迹
(xi，
yi)
和相关联的标准偏差
σi，本车辆
12
经由对应的发射器
16
将其本车轨迹位置
(xn，yn
)
发送到处理设备
18。
处理设备
18
接收本车轨迹位置
(xn，yn
)
，并在处理模块
20
中使用该信息来确定群体轨迹
(xi，
yi)
和分别相关联的标准偏差
σi。
根据实施方式，标准偏差
σi被直接视为指示所确定的群体轨迹位置
(xi，
yi)
的精度的精度系数
kg。
然而，作为替代方案，也可以将所确定的标准偏差
σi转换为与标准偏差
σi成比例的代表性精度系数
kg。
在这种情况下，成比例的不仅仅意味着与用于转换的常数因子的纯数学上的比例关系；还可以是将各组标准偏差
σi组合起来以形成评估标准，然后将这些标准偏差视为精度系数
kg。
举例来说，这样的组可以是“高精度”、“中等精度”、“低精度”。
[0053]
然后，处理设备
18
将所生成的群体轨迹位置
(xi，
yi)
和分别相关联的精度系数
kg对存储在存储装置
22
中
。
在这种情况下，可以以地图的形式存储这些对，其中还为每个生成的
群体轨迹位置
(xi，
yi)
绘制了精度系数
kg。
[0054]
为了捕获本车轨迹位置
(xn，yn
)
，本车辆
12
具有传感器
24
，如图1所图示的
。
这些传感器
24
可以例如是相机，但是本车辆
12
也可以从后端接收
gps
数据，使得传感器
24
在这种情况下由对应的
gps
接收器形成
。
[0055]
作为在处理设备
18
中执行所有计算步骤的可能性的替代方案，本车辆
12
除了其传感器
24
之外还可以具有其自己的处理模块
20
，其中，相应本车轨迹
(xn，yn
)
是在这些本车处理模块
20
根据相应本车辆
12
的本车轨迹位置
(xn，yn
)
形成的
。
然后，直接将由此生成的本车轨迹
(xn，yn
)
传输到处理设备
18
，以便在该处理设备中确定群体轨迹
(xi，
yi)
和相关联的标准偏差
σi。
[0056]
如果处理设备
18
随后在处理模块
20
中确定了群体轨迹
(xi，
yi)
和相关联的标准偏差
σi或相关联的精度系数
kg，并将其例如以地图的形式存储在存储装置
22
中，则可以将该信息
(
例如，所存储的地图
)
发送到跟随车辆
26
，该跟随车辆在时间上在定义路段
10
上跟随本车辆
12。
跟随车辆
26
经由接收器
28
接收所形成的群体轨迹
(xi，
yi)
和相关联的精度系数
kg，然后由控制器
30
基于接收到的地图进行控制
。
[0057]
在这种情况下，控制器
30
可以是至少部分自动驾驶车辆系统
32
的一部分，在该系统中，经由控制单元
34
部分自动或完全自动控制本车辆
12
，或者控制器
30
与驾驶员辅助系统
38
的输出单元
36
通信，该输出单元例如经由导航系统显示器向跟随车辆
26
的驾驶员输出控制规范
。
[0058]
图2示出了跟随车辆
26
的示意性详细图示，其是跟随车辆
26
的第一有利示例
。
[0059]
图3示出了图1中的跟随车辆
26
的第二有利示例的示意性详细图示，其中控制器
30
被设计为确定跟随车辆
26
在定义路段
10
上的位置
。
为此，如上文已经描述的，控制器
30
不仅使用从处理设备
18
接收的群体轨迹
(xi，
yi)
及其相关联的精度系数kg,i
，而且还使用来自第二来源
40
的数据，这些数据链接到跟随车辆
26
的位置
。
因此，控制器
30
从至少两个不同的来源
40
接收跟随车辆
26
的相应潜在位置
(x
pot
，ypot
)
，基于其相关联的精度系数
kg对这些潜在位置
(x
pot
，ypot
)
进行加权，然后通过融合确定跟随车辆
26
的位置
。
如图3所展示的，第二来源
40
例如可以是跟随车辆
26
的传感器
24
，比如相机，但也可以是源自传感器
24
的经处理的接收到的信息，该传感器被分配给布置在定义路段
10
的区域内的基础设施
42。
这同样可以例如是被设置或固定安装在路段
10
的区域内的相机
。
[0060]
基于由此确定的跟随车辆
26
的位置，然后控制器
30
可以控制跟随车辆
26
，如参照图2所描述的第一示例
。
[0061]
总的来说，由此参照图1至图3对控制系统
44
进行了描述，通过该控制系统，使用处理设备
18
和控制器
30
能够以比目前已知的方式更可靠地控制跟随车辆
26。
[0062]
关于这种控制，图4示出了对用于评估由处理设备
18
定义的群体轨迹位置
(xi，
yi)
的精度的方法的步骤进行评估的示意性流程图
。
在这种情况下，在第一步骤中，由多辆本车辆
12
捕获多个本车轨迹
(xn，yn
)。
在下一步骤中，然后由这些本车轨迹
(xn，yn
)
形成群体轨迹
(xi，
yi)。
在接下来的步骤中，为群体轨迹
(xi，
yi)
的每个形成的群体轨迹值
xi形成标准偏差
σi。
[0063]
在进一步的步骤中，然后存储这些对，这些对由所生成的群体轨迹位置
(xi，
yi)
和相关联的精度系数kg,i
组成，其中，存储可以例如在地图中进行
。
在最后的步骤中，然后基于
地图数据来控制跟随车辆
26。
[0064]
参照跟随车辆
26
在定义路段
10
上的定位，图5示出了包含用于确定跟随车辆
26
在定义路段
10
上的位置的方法的步骤的示意性流程图
。
在第一步骤中，如参照图4所描述的，在这种情况下创建地图
。
在下一步骤中，然后跟随车辆
26
从至少两个来源
40
接收潜在位置
(x
pot
，ypot
)
和对应的精度系数
kg。
在进一步的步骤中，然后，基于精度系数
kg对这些接收到的潜在位置
(x
pot
，ypot
)
进行加权，然后在进一步的步骤中进行融合，以给出跟随车辆
26
的位置
。
基于由此确定的跟随车辆
26
的位置，然后可以由控制器
30
控制跟随车辆
26。
[0065]
附图标记清单
[0066]
10
路段
[0067]
12
本车辆
[0068]
16
发射器
[0069]
18
处理设备
[0070]
20
处理模块
[0071]
22
存储装置
[0072]
24
传感器
[0073]
26
跟随车辆
[0074]
28
接收器
[0075]
30
控制器
[0076]
32(
部分
)
自动驾驶车辆系统
[0077]
34
控制单元
[0078]
36
输出单元
[0079]
38
驾驶员辅助系统
[0080]
40
来源
[0081]
42
基础设施
[0082]
44
控制系统
[0083]
kg精度系数
[0084]
σi标准偏差
[0085]
(xn，yn
)
本车轨迹
[0086]
(xi，
yi)
群体轨迹
[0087]
(x
pot
，ypot
)
潜在位置
[0088]yn
行进方向
[0089]y1,def
行进方向yn
上的预定义值位置
[0090]
x
n,1
本车轨迹
(xn，yn
)
的
x
值