用于确定车辆的位置数据的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定车辆的位置数据（4）的方法，包括：测量车辆的行驶动力学数据；通过环境传感器（20，24）测量车辆的定位数据（22，26），该环境传感器基于到相对车辆布置的静止物体的至少一个间距（30）检测定位数据（22，26）；基于行驶动力学数据和定位数据（20，24）确定位置数据（4）。
【专利说明】用于确定车辆的位置数据的方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定车辆的位置数据的方法，一种用于执行该方法的控制装置以及一种带有该控制装置的车辆。
【背景技术】
[0002]由DE102006029148A1已知一种所谓的捷联算法，该捷联算法基于定位数据和行驶动力学数据确定车辆的位置数据。
[0003]车辆的位置数据在以下应当被理解为所有影响车辆在空间中的位置的数据。这些数据因此既包括车辆的定位数据，也保护车辆的行驶动力学数据。行驶动力学数据应当被理解为描述车辆的运动的所有数据。
[0004]在DE102006029148A1公开的是，为实施这种确定车辆的位置数据的方法需要所谓的初始数据，该初始数据在以下应当被称为外部定位点(externe Anker)。
【发明内容】
[0005]本发明目的是，提供一种用于确定车辆的位置数据的改进的方法。
[0006]该目的通过独立权利要求的特征实现。优选的扩展设计是从属权利要求的主题。
[0007]按照本发明的一个方面，用于确定车辆的位置数据的方法包括以下步骤:
[0008]-测量车辆的行驶动力学数据，
`[0009]-测量车辆相对于静止的物体的至少一个间距，
[0010]-基于检测到的间距过滤行驶动力学数据。
[0011]所述方法基于这样的构思，即，开头所述的外部定位点可以从所谓的全球定位系统信号，简称为GPS信号得出。该外部定位点然后可以作为基础，在车辆中校准其它数据或者甚至得出新的数据。例如如果基于GPS信号获知绝对位置，例如可以借助于惯性传感器检查车辆转速传感器的输出值，从而使该输出值可靠。备选地或附加地，如果GPS信号例如在隧道下失效，也可以通过惯性传感器继续推导车辆的绝对位置，以便例如产生新的数据。
[0012]然而在给出的方法范畴内已知的是，在越来越多的车辆中安装环境传感器，由环境传感器同样可以得出这种外部定位点。出于安全原因或舒适目的在车辆中使用这种环境传感器，并且可以明显提高开头所述的位置数据的精度，因为通过该环境传感器可以识别和部分分类车辆周围的物体。
[0013]现在，由环境传感器可以除了 GPS信号之外得出外部定位点，其尤其与GPS信号本身相比能够以更高的精度被检测到，因此能够更高质量地实现上述对现有数据的校准或者得出新的数据。
[0014]在此，所使用的物体的数量可以任意选择，而其中校准的数据和/或新的数据的质量随着使用的物体的数量升高。
[0015]通过所述的方法，例如在可靠性方面提高了车辆的位置数据的质量，该车辆的位置数据的形式为车辆的定位数据和/或行驶动力学数据的车辆。[0016]在此，滤波器可以只求平均值，而不考虑其他因素，如噪声干扰。如果考虑噪声干扰，则考虑状态监视器或卡尔曼滤波器作为滤波器。如果还应当考虑噪声干扰的形式，则必要时可采用颗粒滤波器，其具有可用的噪声情境的基本量，并且在消除时例如通过蒙特卡罗模拟选择待考虑的噪声情境。
[0017]在一种扩展设计中，所述方法包括检测静止物体的延伸程度(Ausdehnung)的步骤，以测量间距。这种扩展设计基于这样的构思，即，不是每个静止的物体都适合作为外部定位点。静止的物体可以通过检测延伸程度确定，然后在确定外部定位点时不会使用该静止物体。
[0018]延伸程度可以包括所有三个空间方向，其中，并不是所有的空间方向上的延伸程度都对确定外部定位点时的可用性有影响。例如静止的物体的高度对于确定外部定位点不重要。
[0019]在所述的方法的范畴内尤其优选的是，当静止的物体的延伸程度超过预定的值时，在与车辆的行驶方向成90度的方向上或在车辆的行驶方向上测量至少一个间距。这种扩展设计所基于的构思在于，为了确定特定的位置信息，例如检测车辆的车道或者相对最近的拐弯处的间距只需要(考虑)特定的空间方向，则外部定位点然后只需满足该空间方向所需的精度。因此可以采用道路旁延伸程度较长的墙壁作为确定外部定位点的足够的参考，利用该墙壁可以足够精确地确定道路上的车辆的车道。
[0020]在另一种扩展设计中，所述的方法包括以下步骤:
[0021]-检测至少另一个间距，
[0022]-对所述至少一个间距和所述至少另一个间距进行三角测量，以及
[0023]-基于三角测量的至少一个间距和至少另一个间距过滤行驶动力学数据。
[0024]也就是说，基于多个在一定时间内检测到的间距的三角测量可以确定外部定位点。以这种方式可以提高外部定位点的质量并因此提高校准的数据和/或新数据的质量。
[0025]在另一种扩展设计中，所述的方法包括:当检测到的至少一个间距的误差超过预定的值时，舍弃所检测到的至少一个间距。这种扩展设计所基于的构思在于，例如间距传感器以与距离有关的精度测量用于确定外部定位点的间距。如果测量了间距并且测得的间距的公差所导致外部定位点的公差超过了由GPS信号确定的定位点的公差，则可以舍弃相应测量到的间距，因为该间距没有提供额外的信息。
[0026]在所述方法的一种备选的扩展设计中，行驶动力学数据包括车辆的相对速度。在此具体可以基于车辆的相对速度确定外部定位点，该相对速度例如在三角测量时可以被考虑。
[0027]在所述方法的另一扩展方式中，基于检测到的间距对行驶动力学数据的过滤包括:基于检测到的间距对行驶动力学数据进行可信度测试，和/或基于检测到的间距校准行驶动力学数据。
[0028]在一种特别的扩展设计中，通过摄像头或间距传感器检测至少一个间距。该摄像头可以在车辆中例如实现如偏离车道报警、交通标志识别或远光灯辅助。例如可以使用雷达传感器、基于激光的间距传感器，如CV传感器、立体摄像头或超声波传感器作为间距传感器。当今，在现代车辆中标配使用形式为所谓的“驻车蜂鸣器”的超声波传感器，因此可以利用最少的硬件来实施所述的方法。[0029]在一种优选的扩展设计中，静止物体是柱子、墙壁、路沿石、停靠的汽车或其他静止物体中的可识别特征。其它静止的物体中的可识别的特征例如可以是墙壁的起点或终点、显著的形状变化或延伸程度变化。
[0030]按照本发明的另一方面，设置有用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法控制装置。
[0031]在所述装置的一种扩展设计中，所述装置具有存储器和处理器。在此，所述的方法以计算机程序的形式存储在存储器中，而处理器设计用于，当存储器中的计算机程序被加载到处理器中时执行所述方法。
[0032]按照本发明的另一方面，计算机程序包括程序代码，以便当在计算机或所述装置之一上运行该计算机程序时，执行所述方法的所有步骤。
[0033]按照本发明的另一个方面，计算机程序产品包括程序代码，该程序代码存储在计算机可读的数据载体上并且当该计算机程序产品在数据处理装置上运行时，执行所述方法。
[0034]按本发明的另一方面，车辆包括控制装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]本发明的上述特性、特征和优点以及类型和方式，这些是如何实现的，将结合以下对实施例的描述得到更清楚的阐述，所述实施例将结合附图详细说明，其中:
[0036]图1示出了用于确定车辆的位置数据的装置的原理图。
【具体实施方式】
[0037]参照图1，其示出了用于确定没有进一步示出的车辆的位置数据4的装置2。
[0038]位置数据4在位置确定装置6中被确定，该位置确定装置在当前的实施形式中设计为计算单元，该计算单元还执行本领域技术人员已知的捷联算法。
[0039]位置确定装置6基于没有进一步示出的车辆的初始位置8确定车辆的位置数据4，并且基于行驶动力学数据7更新该数据。初始位置8在下面被称为所谓的外部定位点8，该外部定位点必须在确定位置数据4之前被确定。
[0040]在当前的实施形式中，外部定位点8来自于GPS装置12给出的GPS信号10。附加可选地还可以从实地测量信号16得出额外的外部定位点9，该实地测量信号由实地测量装置14给出。在当前的实施形式中，为了简单起见，通过转换开关8进行可选的外部定位点9的切换，关于转换开关将在后面详细说明。
[0041]因为GPS信号对于本领域技术人员而言是充分公知的，为简短起见省略了对GPS信号10的详细描述。
[0042]实地测量装置14从摄像头20接收图像22并且从间距传感器24接收间距信号26。
[0043]在当前的实施形式中，图像22被输送到物体识别装置28，为了确定外部定位点8，该物体识别装置确定未详细示出的车辆周围的恰当物体30作为用于位置确定装置6的初始位置。这些物体30可以例如是道路上的车辆附进的墙壁、柱子、路沿石或者停靠的车辆。但是，也可以按照形状变化、颜色变化、边棱或者其它恰当的特征寻找前述的物体作为适合用于确定外部定位点8的物体30。
[0044]图像22还与发现的物体30和由间距传感器24测得的间距26 —起输送给计算装置32，该计算装置计算出适合作为外部定位点8的实地测量信号16。为此，计算装置例如可以通过时间测量未示出的车辆相对识别的物体30的间距26并且与由车辆的速度34计算出的路程一起以本领域技术人员已知的方式进行三角测量。
[0045]计算出的实地测量信号16用作额外的外部定位点9并且被接着输出到转换开关18。
[0046]根据实地测量信号16的公差调整转换开关18。这与测得的间距26的公差有关。该间距26越大，则其公差由于相应的测量原理也越大。间距26的公差以及实地测量信号16的公差在公差评估装置36中被确定。如果实地测量信号16的公差超过特定的阈值，则实地测量信号18不通过转换开关18选择作为附加的外部定位点9。否则，实地测量信号16被作为附加的外部定位点9输送给位置确定装置6。
[0047]在此处要提出的是，基于附加的外部定位点9的位置确定仅被用作示例性地示出所述方法的应用可能性。最后，可以对其进行所期望的过滤。因此可以通过附加的外部定位点对车辆中的传感器数据进行可信度验证、校准、修正或去除噪声干扰。也可以通过附加的外部定位点产生新的数据。在W02011/098333A1中描述了如何能够在车辆中考虑各个传感器参数，以便改进已经存在的传感器参数或产生新的传感器参数。附加的外部定位点9也属于新的附加的传感器参数，通过该传感器参数可以扩展在所述的专利文件中提出的(应用)可能性。
【权利要求】
1.一种用于确定车辆车辆的位置数据(4)的方法，包括: -测量车辆的行驶动力学数据(7)， -测量车辆相对于静止的物体的至少一个间距(26)， -基于检测到的间距(26 )过滤行驶动力学数据(7 )。
2.根据权利要求1所述的方法，包括检测用于测量间距(26)的静止的物体的延伸程度(20)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当静止的物体的延伸程度(26)超过预定的值时，在与车辆的行驶方向成90度的方向或者在车辆的行驶方向上测量至少一个间距(26)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括: -检测至少另一个间距， -对所述至少一个间距(26)和所述至少另一个间距进行三角测量，以及 -基于所述三角测量的至少一个间距(26)和至少另一个间距过滤行驶动力学数据(7)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括: 当检测到的至少一个间距(26)的误差超过预定的值时，舍弃所述检测到的至少一个间距(26)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于检测到的间距(26)对行驶动力学数据(7)的过滤包括:基于检测到的间距(26)对行驶动力学数据(7)进行可信度测试和/或基于检测到的间距(26)进行行驶动力学数据(7)的校准。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括:通过摄像头(20)和/或间距传感器(24)检测至少一个间距。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，静止物体是柱子、墙壁、路沿石、停靠的汽车或其他静止物体中的可识别特征。
9.一种控制装置(2)，设置用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
10.一种包括根据权利要求9所述的控制装置(2)的车辆。
【文档编号】G01C21/20GK103827633SQ201280044381
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2011年9月12日
【发明者】U·施特林, K·林克, S·甘特奈尔 申请人:大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司