用于更新数字地图的方法和设备与流程

对于高度自动化的或全自动化的行驶而言，尽可能准确呈现实际情况的高度准确的数字地图是重要的，因为借助这些地图能够对机动车进行定位，并且机动车因此能够进行定向。

本发明涉及用于更新用于定位机动车的数字地图的一种方法、一种计算单元以及一种具有这种计算单元的系统。

背景技术：

文献de102008012661a1描述一种用于更新机动车的数字地图的更新装置。该更新装置具有多个传感器，这些传感器测量当前的交通状况、车辆的运动以及道路条件。测量值被传输给中央机构，该中央机构对测量值进行分析处理，然后将用于更新数字地图的相应更新数据发送给其他车辆。因此，例如可以确定路线上的拥堵，并且其他车辆能够通过绕行线路来避免这种拥堵。

文献de102008053531a1描述一种用于评估车辆的数字地图的数据的评估模块。在此例如存储有关于数据的测量准确性或关于数据的时效性的信息，并且将所述信息与车辆的环境传感装置的测量数据进行比较。然后将评估结果传输给车辆的驾驶员辅助系统或安全系统。然后，该系统能够决定其想要以何种程度来使用数字地图数据。

本发明的任务是研发出一种方法，该方法用于改善(尤其用于高度自动化行驶或全自动化行驶的)机动车中的数字地图的使用。

技术实现要素：

为了解决该任务，根据本发明提出用于更新用于定位机动车的数字地图的一种方法、一种实施该方法的计算单元以及一种具有该计算单元的系统。

在用于更新用于定位机动车的数字地图的方法中，为了更新数字地图，检测车辆的周围环境信息，并且将所检测的周围环境信息与存储在数字地图上的周围环境信息进行比较。在此，车辆在数字地图上被定位，这意味着车辆在数字地图上的地点或位置是已知的。

这种定位例如可以通过如下方式进行：车辆探测地标并且在该地标处进行定向。在这种情况下，地标是如下对象：该对象的地点被非常准确地存储在数字地图中，并且该对象的地点不会发生改变。这种地标的一种示例是路边竖立的纪念碑。然而，地标也可以被人工地布置在周围环境中。也就是说，出于在环境中进行定位的目的而有意地布置了这些地标。

因此，通过将所检测的和所存储的周围环境信息进行比较，能够检查地图数据与车辆的当前位置和周围环境是否匹配。在此，一方面可以确定地图的环境自上次更新以来以何种程度发生改变，而且另一方面还可以识别存储在数字地图中的周围环境信息的不准确性。

检测周围环境信息的车辆例如是手动驾驶的车辆，但是该车辆也可以是高度自动化或全自动化运行的车辆。检测周围环境信息的车辆可以是仅用于更新数字地图的车辆，而另一方面，检测周围环境信息的车辆也可以是主要用于运输人员的车辆，并且该车辆的车主自愿地或收费地(例如在去工作或返回的路上)执行地图的更新。该车辆优选涉及机动车，但是该车辆例如也可以涉及具有相应环境传感装置的非机动车。

为了检测周围环境信息，沿着如下第一路线导航车辆：与至少一个另外的可选路线相比，针对该第一路线，对所检测的周围环境信息与存储在数字地图中的周围环境信息最后一次执行的比较在时间上已过去最久。也就是说存在不同路线可供车辆选择，其中，选择如下路线：该路线对周围环境信息的有效性的验证或检查在时间上已过去最久。在引导穿过数字地图的地图区段的这种相应过时的路线中，例如可能出现如下情况：随时间推移，路线的路段走向(streckenführung)例如由于建筑工地而完全发生改变。这种方法的优点在于：由此能够确保数字地图及其包含的所有地图区段完全地尽可能保持最新。

优选地，第一路线和至少一个另外的可选路线包括共同的目的地或共同的中间目的地。然后，在对周围环境信息最后一次执行的比较方面来比较至共同目的地的可能路线。这具有如下优点：检测周围环境信息的车辆不会漫无目的地行驶穿过数字地图，而是具有固定的目标。共同的目的地例如可以是工作地点或加油站。

优选地，第一路线和至少一个另外的可选路线至少部分地沿着并排布置的、由行车道标记分离的车道延伸。这具有如下优点：例如在高速公路上选择如下车道作为第一路线：与另一车道相比，针对该车道对周围环境信息的比较在时间上已过去最久。例如，如果使用轿车作为检测周围环境信息的车辆，则高速公路上的道路右侧的视野经常被载重货车挡住。

因此，通过选择路线例如可以确保：车辆时不时地在右侧行车道上行驶，并且在那里检测周围环境信息，以便与存储在数字地图中的周围环境信息进行比较。替代地或附加地，第一路线和至少一个另外的可选路线至少部分地沿着空间上分离的行车道延伸。这例如可能发生在如下情况中：在高速公路上，行车道由于建筑工地而在相同方向上分岔，并且部分地在建筑工地的不同侧上继续延伸。现在可以选择如下车道作为用于检测和比较周围环境信息的路线：与另一车道相比，针对该车道对周围环境信息的比较在时间上已过去最久。这例如也可能意味着从主交通道路拐到(相对较少行驶的)辅路。因此确保即使在相对较少行驶的地图区段，数字地图也完全保持最新。

优选地，第一路线与至少一个另外的可选路线在部分路段上相交(überschneiden)。例如，数字地图的所谓的节点可以始终用作用于选择第一路线的起点。在这些节点上可以一再地检查：与另一路线相比，哪些路线由于对周围环境信息的比较在时间上已过去最久而被选择。因此，这些节点提供如下优点：始终直到下一节点为这样的节点时才须对第一路线进行选择，因此可以节省计算功耗。这样的节点的一种示例是交叉路口。替代地或附加地，第一路线和至少一个另外的路线可以在部分路段上重叠地延伸。因此，第一路线与至少一个另外的路线在部分路段上相同地延伸。因此可以节省计算功耗，因为在这种情况下不必在不同路线之间进行选择。这种情况例如可能发生在单车道联邦道路的入口(auffart)处，其中，入口车道和联邦道路分别构成一条线路。

优选地，周围环境信息代表地点信息(相应于环境对象的位置)。如果检测周围环境信息的车辆在数字地图上被定位，则可以在周围环境中检测至所探测的对象的距离，并且因此检测所述对象的地点。然后，可以将这些所检测的环境对象的位置与存储在数字地图中的环境对象的位置进行比较，并且因此确定测量数据中的差异。替代地或附加地，周围环境信息代表所探测的环境对象的类型(即所探测的对象的种类)。现在如果在车辆的之前在周围环境中已经探测到路牌的位置上不再探测到路牌，则可以假设该路牌已被移除。因此，例如也可以确定道路走向发生改变。

优选地，根据所检测的与所存储的周围环境信息的比较，对在数字地图上存储的周围环境信息进行更新。例如可能发生：在车辆的周围环境中探测到未被记录在数字地图上的环境对象。在此有利的是，将新添加的环境对象作为新的周围环境信息(地标)补充到数字地图上。然而例如也可能出现如下情况：只能确定在环境对象的地点的测量数据方面存在差异。在这种情况下，例如可以在所存储的测量数据与新检测的测量数据之间构造平均值，以便对数字地图上的环境对象的新地点进行更新。

优选地，根据存储在数字地图上的分配给周围环境信息的时效性信息来求取第一路线，沿着该第一路线导航车辆。因此，数字地图相应地包含关于何时最后一次检测并比较地图元素的信息。确定的地图元素未被检测到的时间越长，则该地图元素的权重例如越大。因此，具有许多已经很久未被检测到的地图元素的地图区段获得总体上最大的权重，并且与在总体上具有较低权重的地图区段相比，这些地图区段在车辆的导航中是优选的。

本发明还包括一种系统，该系统包括至少一个计算单元、存储单元、定位单元、环境检测装置和输出单元。计算单元(例如是导航系统的处理器)实施之前描述的用于更新用于定位机动车的数字地图的方法。计算单元构造用于将由定位车辆所检测的周围环境信息与存储在数字地图上的周围环境信息进行比较。附加地，计算单元构造用于沿着如下第一路线导航车辆：与至少一个另外的可选路线相比，针对该第一路线最后一次执行的比较在时间上已过去最久。优选地，计算单元同样构造用于根据所检测的和所存储的周围环境信息的比较来更新存储在数字地图上的周围环境信息。存储单元(代表例如硬盘、导航设备的存储介质)构造用于存储数字地图。定位单元构造用于在数字地图上检测车辆的当前地点。在此，定位单元例如可以代表gps信号单元。可选地，当使用推算航行法(koppelnavigation)时，定位单元可以代表方向传感器、路程传感器并且必要时代表转向角传感器。还能够设想：定位单元代表gsm信号单元和/或umts信号单元，从而可以通过单元定位来进行位置确定。该系统的环境检测装置构造用于检测周围环境信息。因此，环境检测装置例如可以代表摄像机，通过该摄像机可以识别对象类型(例如车道标记或交通标志)。替代地或附加地，环境检测装置例如可以代表超声传感器和/或激光雷达传感器和/或雷达传感器，借助所述传感器可以求取至对象的距离。该系统的输出单元构造用于输出所更新的数字地图。为此，输出单元例如可以代表用于输出关于数字地图的信息的显示器(例如导航设备的显示器)和/或扬声器。

附图说明

图1示出根据本发明的计算单元的一种实施方式；

图2示出根据本发明的用于更新用于定位机动车的数字地图的方法流程；

图3示例性地示出如下路线的选择：沿着该路线导航用于检测周围环境信息的车辆。

具体实施方式

计算单元10在此构造用于从存储单元20接收所存储的数字地图。在该实施例中，存储单元20集成到计算单元10中，但是该存储单元也可以位于计算单元外部(例如数据云中)。附加地，计算单元10构造用于从定位单元35接收车辆的定位信号，并且根据定位信号在数字地图上定位车辆。计算单元10同样构造用于根据所存储的数字地图沿着如下第一路线导航车辆：与至少一个另外的可选路线相比，针对该第一路线所最后一次执行的比较在时间上已过去最久。为此，例如可以使用数字地图上的周围环境信息的时效性信息。附加地，计算单元10构造用于借助车辆的环境检测装置30接收所检测的周围环境信息，并且计算单元构造用于将所述周围环境信息与存储在数字地图上的周围环境信息进行比较。计算单元10还构造用于将更新的数字地图传输给输出单元60。输出单元60例如可以是导航设备的显示器。

可选地，计算单元10可以构造用于将更新的地图传输给检测周围环境信息的车辆的驾驶员辅助系统和/或安全系统50。视数据的传输和处理的速度而定，车辆可以将更新的数字地图仍用于当前的行驶或用于之后的行驶。

此外可选地，计算单元10可以构造用于将更新的地图传输给另一车辆的驾驶员辅助系统和/或安全系统55。因此能够为高度自动化行驶或全自动化行驶确保：数字地图始终处于最新的状态。

可选地，计算单元10还可以构造用于将数字地图传输给其他机动车也能够访问的服务器40，并且由此例如可以以可靠的方式附加地存储数字地图。在此，服务器例如可以代表数据云。在此，替代地也能够想到将计算单元集成到服务器中，由此可以在车辆内节省运算容量。通过服务器40又可以可选地设置：将更新的数字地图传输给车辆的驾驶员辅助系统和/或安全系统50，和/或将更新的数字地图传输给另一机动车的驾驶员辅助系统和/或安全系统55。

在用于更新用于定位机动车的数字地图的方法的第一实施方式中，在该方法开始之后，在方法步骤100中接收数字地图。在随后的方法步骤110中检测车辆的定位信号。随后，在方法步骤120中，在数字地图上求取车辆的当前位置，并且在数字地图上定位该车辆。在下一方法步骤150中求取第一路线，与至少一个另外的可选路线相比，针对该第一路线最后一次执行的比较在时间上已过去最久。在下一方法步骤160中，沿着该第一路线导航车辆。在下一方法步骤170中，接收在第一路线上由车辆检测的周围环境信息。在下一方法步骤180中，接收存储在数字地图上的周围环境信息。在方法步骤180之后的方法步骤190中，将所存储的周围环境信息与由定位车辆所检测的周围环境信息进行比较。在此检查：存储在数字地图上的周围环境信息以何种程度实际上的确位于存储在数字地图中的地点上。这是通过检查在周围环境信息的比较中是否存在偏差来完成的。如果在此确定存在偏差(例如测量偏差或全新的环境对象)，则在方法步骤200中更新数字地图。如果在方法步骤190中确定不存在偏差，则结束该方法或者替代地重新开始该方法。

在该方法的第二实施方式中，除了在第一实施方式中所示的方法步骤之外，在方法步骤120之后的方法步骤130中，接收存储在数字地图上的分配给周围环境信息的时效性信息。随后根据所接收的时效性信息执行方法步骤150中的第一路径的确定。

在该方法的第三实施方式中，除了第一和第二实施方式中所示的方法步骤之外，在方法步骤130之后的方法步骤140中确定车辆的目的地。例如可以根据驾驶员的输入信号来确定目的地。因此，第一路线和至少一个另外的可选路线可以包括共同的目的地。

在第四实施方式中，实施之前的实施例中所示的方法步骤。在此，周围环境信息代表环境对象的地点信息。

在第五实施方式中，实施之前的实施例中所示的方法步骤。在此，周围环境信息代表关于环境对象的类型的信息。

在该方法的第六实施方式中，除了在之前实施例中所示的方法步骤之外，在方法步骤190中，通过更新存储在数字地图上的相应周围环境信息来更新数字地图。这相应地可以是对现有周围环境信息的修正以及对新的周围环境信息的添加。

在该方法的第七实施方式中，除了之前实施例中所示的方法步骤之外，在方法步骤200之后的方法步骤210中，将数字地图传输给定位车辆自身的驾驶员辅助系统和/或安全系统，或者传输给其他使用数字地图进行定位的机动车的驾驶员辅助系统和/或安全系统。

图3示意性地示出在数字地图300上对如下路线的选择：沿着该路线导航用于检测周围环境信息的车辆。

在此，首先将车辆定位在数字地图300上的起点200上。线条210、220、230、240和270代表道路区段，而点250代表交叉路口。点260代表车辆的目的地(例如车辆驾驶员的工作地点)。选择如下路线作为至目的地的路线：与至少一个另外的可选路线相比，针对该路线对周围环境信息最后一次执行的比较在时间上已过去最久。在该示例中，存在经由道路区段210、240和270的路线或经由道路区段220、230和270的路线可供选择。这些路线相应地引导穿过数字地图的地图区段。数字地图的各个道路区段分配有周围环境信息213、233、236、243和246。周围环境信息例如可以是交通标志或车道标记。未检测到周围环境信息213、233、236、243和246的时间越长，则相应的周围环境信息213、233、236、243和246的权重例如越大。如果在道路区段中已经很久没有执行周围环境信息213、233、236、243和246的比较，则这些周围环境信息被相应较高地加权，并且因此整个路段得到高的权重。

沿着总体上具有最高权重的路线导航车辆。在此可能发生：被选择用于导航车辆的第一路线与至少一个另外的可选路线在部分路段上一致。在该示例中，在道路区段270上就存在这种情况。在此，例如能够在道路区段210和220处示例性看出的那样，路线可以至少部分地沿着并排布置的、由车道标记分离的车道延伸。第一路线和至少一个另外的可选路线也可以至少部分地沿着空间上分离的车道延伸。这在此示例性地在道路区段230和240上示出。如果例如经由道路区段210、240和270的路线具有更高的权重，则如可以看出的那样，也可能发生：选择在所经过的路程方面比经由道路区段220、230和270的另外的可选路线更长的路线。