用于沿着虚拟的轨道系统自动地引导车辆的方法与流程

本发明涉及一种用于沿着虚拟的轨道系统自动地引导车辆的方法。此外，本发明涉及一种计算机程序，当所述计算机程序在计算设备上运行时，该计算机程序实施所述方法的每个步骤，以及涉及一种储存所述计算机程序的能机器读取的存储介质和一种电子的控制器，该电子的控制器被设置用于实施根据本发明的方法。最后，本发明涉及一种车辆，该车辆被设置用于沿着虚拟的轨道系统被自动地引导。

背景技术：

现如今在多种情况中使用依赖于自行定位的自动行驶的车辆或机器人。在具有图像检测装置、诸如照相机的车辆中，典型地探测图像中的特征、将描述符分配给所述特征并且然后将图像中的当前的特征与数据库的特征作对比并且分配位置。在分配特征和位置时经常还考虑到了间距量度（distanzmetrik）。在这种相互关系下使用的方法是“即时定位与地图构建、simultaneouslocalizationandmapping”（slam）。在这种方法中规定，车辆能够在每个位置上建立地图，在这个地图内自行定位并且准确地跟踪其位置。

通常使用结构（struktur）的突出的特征（salientfeatures）用于定位，这些特征在其它观察角度下并且在其它距离下能被再发现（wiederauffindbar），并且为所述特征分配描述符。作为示例的有柱、树或它们的一些部分（teile）、建筑物部分、墙、角落等。这些结构大多位于车辆的远处范围中。这些结构经常不是长期有效的或在特定的光线条件下无法察觉到。于是所述特征就不能被再发现。也可能出现不能通过车辆检测到任何能再发现的突出的特征的情况，因为在周围环境中不存在合适的结构，例如因为周围环境中结构很少，并且例如由于低的照相机高度而很难看清远处范围。

自动行驶的车辆应当经常在能预先给定的路径上运动。自动行驶的机动车例如应当在道路上（以及向停车场）运动，自动行驶的运输车辆例如在工业厂房中应当在装货站和卸货站之间的计划的路径上运动。

技术实现要素：

提出了一种用于沿着虚拟的轨道系统自动地引导车辆的方法。概念“车辆（fahrzeug）”在此除了机动车外也包括商用车辆、运输设备、自行行驶的移动式机器人、地面输送工具，直至靠近地面运动的飞机、诸如无人机或农用飞机。

检测车辆在其上运动和/或在将在其上运动的基底（untergrund）的特征。所述特征由传感器信号获取，其中，传感器信号例如是车辆的图像检测单元、例如照相机的二维的灰度信号或二维的彩色图像信号。当车辆朝着第二方向运动时，传感器信号也由一维的图像检测单元的信号形成。所述特征是一种从信号提取的中间级，利用该中间级能表征所述基底上的位置。为此，观察信号的配属于位置的局部的截取部分（ausschnitt）。例如可以利用一个或多个小波对该截取部分进行卷积（faltung）或滤波，由此得出针对所述特征的n维的向量。优选地，在每个位置上以相同的方式形成所述特征。

基底可以是任意类型的人造或天然基底，其具有可分辨的特征，所述特征在一定时段内至少部分保持不变。所述方法尤其用于具有随机的图案的地面上。典型的随机的图案在它们的表面结构、亮度或色彩上提供了足够的变化，以便能在不同的位置上检测可分辨的特征。适用于此还有下列地面类型：

-沥青；

-天然或人造石地面或具有随机的表面的瓷砖；

-混凝土地面或无缝地面；

-用颜料涂漆的硬地面，其中，具有其它颜色的所谓的漆片（farbchip）被撒入到仍然湿润的颜料中；

-毛毡地面；

-软木地面；

-地毯；

-油毡地面；

-具有随机的表面的工业化制造的塑料地面；

-田地或耕地；或

-草坪或绿地。

基底的特征被转换成至少一个工作签名（arbeitssignatur）。签名是特征的或与之相关的传感器信号的编码，其表征在基底上的位置。签名可以被电子地储存并且进一步处理。在将特征转换成信号时，典型地由于编码而出现了信息丢失。在此首先摒弃的是信息的对表征所述位置而言非必需的那一部分。签名例如可以形成为经二进制编码的数字的级联（konkatenation），所述级联是呈量化形式的用于特征的向量。特征到签名的转换优选可以被加权，其中，可以由用户或例如由神经网络在训练（training）的意义上进行加权。替代性地，可以由一个特征形成多个工作签名或由多个特征形成一个签名或者由多个特征形成多个签名。

虚拟的轨道系统是在至少一个开始点和至少一个结束点之间的区域，车辆在该区域内在预先给定的路径（虚拟的轨道）上运动。车辆在此可以朝两个方向在预先给定的虚拟的轨道上运动。虚拟的轨道系统作为基底的位置的数据组进行储存，车辆应当在所述基底上运动。将参考签名（referenzsignatur）分配给虚拟的轨道系统上的位置。所述参考签名因此形成虚拟的轨道系统的地图。在此，可以为一个参考签名分配刚好一个在虚拟的轨道系统上的位置，该位置可以明确地由所述一个参考签名获取。同样可以为一个参考签名分配多个虚拟的轨道系统上的位置。所述位置然后无法从仅一个参考签名获取，而是需要多个分配给相同的位置或相邻的位置的参考签名。参考签名和位置的分配关系（zuordnung）优选被储存在设计为查找表的对应表（korrespondenztabelle）中。将在对应表内的地址分派给轨道系统上的位置。签名被视作是这样的数字，该数字表明对应表的地址，并且因此用于确认（feststellung）对应表中的地址。因此可以省去储存签名本身。当接下来结合对应表谈到储存或删除参考签名时，则可以这样来理解这种简化的表达（formulierung）：即，储存或删除配属于签名的参考位置。签名不必是明确的，因而在虚拟的轨道系统上的多个位置可以具有同一个签名并且因此可以参考在对应表中的同一个地址。因此有利地规定，可以在对应表中为每个参考签名储存多个位置。在此要注意的是，被虚拟的轨道系统遮盖的面，因此虚拟的轨道系统的长度和宽度，都会影响签名在对应表中的这种重复出现的概率。对应表如上面说明的那样被有利地这样编制（anlegen），使得每个单元格可以储存多个位置。在此，可以为每个单元格固定分配存储容量或者可以例如借助于动态表单将总共可用的存储器灵活地在单元格之间进行分配。结果，更多的位置可以储存在较小的对应表中，即具有地址或签名的较小的值范围的对应表中。每个单元格可以储存的位置的最大的数量或平均数量取决于特征的转换和虚拟的轨道系统的长度，因此也取决于规定的车辆的应用领域。

虚拟的轨道系统可以优选被分成多个区段。于是优选可以为虚拟的轨道系统的每个区段分配对应表的一部分。这也可以理解为，可以为虚拟的轨道系统的每个区段都分配一张各自的对应表，其中，不同的对应表于是有利地以如下方式彼此兼容：方法是它们具有相同的地址范围并且以相同类型的签名形成为前提。车辆的电子的控制器可以有利地访问分配给虚拟的轨道系统（车辆位于该虚拟的轨道系统上或在该虚拟的轨道系统上运动）的当前的区段的对应表的一个部分并且访问对应表的分配给虚拟的轨道系统的相邻的区段的若干部分。对应表的不需要的部分然后可以被转移（auslagern）并且例如储存在闪存存储器中或“数据云”中。结果，电子的控制器利用较小的工作存储器就够用了，该较小的工作存储器仅需预留（vorhalten）对应表的刚刚提到的那些部分。

参考签名在此可以与针对工作签名所阐述的相同的方式获得。换句话说，参考签名形成虚拟的轨道系统的地图。可以选择下列方法中的一种或多种来获得所述参考签名：

车辆可以在其被自动地引导之前完成“学习行驶（anlernfahrt）”。在学习行驶时，车辆由用户或由已经学习的另一个车辆进行控制或引导。车辆沿着之后应当形成虚拟的轨道系统的路径运动。在学习行驶期间或在自动地引导前的之后的时刻，由所述特征以前面说明的方式形成针对虚拟的轨道系统的参考签名。因此获得的参考签名就可以优选以下列方式储存在上述的对应表中，方法是将所分配的位置储存在对应表中。车辆因此在每个新的环境中都能在学习行驶之后自动地被引导。

根据一方面，对应表以及因此参考签名也由至少一个发射器传递。车辆因此可以立即在新的环境中被自动地引导。传递无线或有线地进行并且可以直接在发射器和车辆的电子的控制器之间进行或通过服务器导引，即换句话说，从“数据云”调用，其中，电子的控制器优选与接收装置连接。在此，对应表可以完全或仅部分被传递，其中，对应表的一些部分与轨道系统上的能达到的位置相关联。发射器可以例如集成在另一个车辆中。当车辆例如在道路上的机动车或载重车的车队中或者作为用于多个移动式运输设备的运输车队跟随另一个车辆时，这被证实是适用的。替代性地，发射器被固定地安置。在这种情况下尤其设置有多个无线电指向标（funkbaken），它们分别传递对应表的分配给虚拟的轨道系统的区段的那一部分，车辆可以在发射器的发射半径内在所述虚拟的轨道系统的区段上运动。

地面可选也能独立于车辆地事先通过为此设计的传感装置、例如地面扫描仪进行检测。传感装置被有利地设置用于，有效地检测虚拟的轨道系统的更大的区段。然后可以由所检测的传感器信号如已经说明的那样通过特征获取参考签名并且将其储存在中央服务器中。最后，参考签名优选以对应表的形式如之前所阐释的那样通过无线电连接传输给车辆。在这种情况下，可以在pc工作站上对虚拟的轨道进行规划并且在此确定期望的轨道路径、弯道半径和/或回旋曲线。特别地，由此可以遵守安全间距。在工业厂房内的运输设备中，由此能避免与人、物体、基础设施碰撞和/或相互之间的碰撞。在道路交通中则可以通过这种规划确保遵守交通规则。

为了进行自行定位，检查在当前的运行中获得的工作签名中的至少一个是否与虚拟的轨道系统的参考签名中的至少一个相一致（übereinstimmen）。这尤其与正好一个位置被分配给参考签名的情况相关。如果至少一个工作签名和虚拟的轨道系统的至少一个参考签名相一致，则推断出车辆在虚拟的轨道系统上的位置。如果将唯一的工作签名与唯一的参考签名比较，则不是寻求尽可能良好的一致性，如其结合相似性量度或间距量度（ähnlichkeits-bzw.distanzmaße）经常被执行的那样，而是寻求两个签名的完美的一致性、即同一性（identität）。由此得到了这样的优点：即，相比于借助于相似性量度或间距量度检查相似性或不相似性，能以小得多的计算耗费来执行对一致性的检查。

在使用已经阐释过的对应表时，工作签名同样被视作这样的数字，该数字表明对应表的地址。因为无论是工作签名还是虚拟的轨道系统的参考签名都表明相同的地址并且因此指向相同的单元格，所以两者都被视作是相应的、相同的签名。由显示两个签名的单元格推断出车辆在虚拟的轨道系统上的位置。

签名具有优选8比特到32比特之间的长度，由此在过短的签名和过长的签名之间找到一种折中（kompromiss），当签名过短时仅可以分辨很少的位置，而签名过长则导致了大的对应表，该对应表以大的存储容量为前提并且此外还提高出现对于一致性而言的错误的概率。根据一方面，可以以如下方式合并（zusammenfassen）过短的签名，方法是考虑具有固定的几何布置的组、例如在两个彼此错开的位置上的两个相同长度的签名。此外要注意的是，签名不必选择得这样长，使得在虚拟的轨道系统上的或虚拟的轨道系统的当前的区段上的所有的位置都被明确地分配，因为如已经提到的那样允许签名多次出现。

根据一方面，检查多个工作签名是否与多个参考签名相一致。这尤其与将多个位置分配给参考签名的情况相关。工作签名和参考签名之间的一致性被计数并且所述一致性的数量被分配给虚拟的轨道系统上的车辆的相应的位置。最后推断出车辆在虚拟的轨道系统上的位置，所述位置的一致性的数量是最多的。在此充分利用这样的特性：即，借助于工作签名和参考签名之间的一致性出现通过对应表获取的位置的聚集（häufung），所述聚集使得能推断出轨道系统上的实际的位置。换句话说，工作签名和参考签名之间的每个一致性都是对分配给参考签名的一个位置或多个位置的投票表决（votum）。因此不是所有转换成工作签名的特征都必须与转换成参考签名的特征相一致。结果，一方面可以平衡测量不确定性和不准确性。另一方面，则可以隐去（ausblenden）在特征本身内的例如因污物、受损、磨损和/或其它影响而引起的变化。

根据一方面，工作签名和参考签名之间的一致性的最大的数量由所述一致性的至少一张直方图获取。每个一致性都被分配给相应的直方图数值（histogramm-bin），其中，又将在轨道系统上的位置分配给直方图数值。紧接着寻找具有最多的一致性的并且由此推断出所寻找的位置的那个直方图数值。替代性地，也可以获取总共具有最多的一致性的一组相邻的直方图数值。如果使用多张对应表或者将对应表分成多个部分，则可以为每张对应表或为对应表的每个部分如之前所说明那样创建一个直方图，并且最后获取超过所有的直方图的具有最多的一致性的直方图数值。可选地，能够使用多个直方图，它们具有针对对应表或针对对应表的一个部分的不同的局部的分辨率，其中，当找到了具有低的分辨率的直方图的直方图数值时，在接下来的步骤中使用有更高的分辨率的针对所属的面/长度的直方图。直方图可以是一维的和/或二维的。例如在两步骤方案中，第一个直方图是一维的并且具有每个直方图数值1m的分辨率，并且第二直方图是二维的并且具有每个直方图数值1cmx1cm的分辨率。这提供的优点是，一方面所使用的直方图要求很少的存储容量，并且另一方面能更为简单地找到最大的值。

如果获取了车辆在轨道系统上的位置，则可以实施下列步骤：如果实施也被称为“跟踪（tracking）”的位置跟踪，其中在起始位置已知的情况下获取相应接下来的位置，则用于比较的参考签名在获取接下来的位置时被限制于位于搜索区域内的那些参考签名，所述搜索区域由所获取的位置周围的搜索区域或者接下来的位置周围的搜索区域得出。通过将参考签名限制在处于搜索区域内的参考签名，可以减小计算耗费和/或存储容量，因为不必考虑到整个虚拟的轨道系统。

此外，针对获取了车辆在轨道系统上的位置的情况，可以至少部分借助于工作签名更新参考签名。因此可以对例如由于老化、磨损、弄脏、轮胎磨损、修补部位等发生改变的特征的参考签名进行适配。这种更新优选已经在还有多个其它参考签名指向一个位置时进行。特别优选的是持久地在运行期间进行更新。有利地在更新期间不替换参考签名，而是多次储存所述参考签名。因此可以考虑到短时间内的不同的状况、诸如基底的干燥的状况和潮湿的状况。但为了删除实际上因上述效应而过期的参考签名以及因此清空存储器，可以设置针对每个参考签名的附加信息，该附加信息适用于探测过期的参考签名。例如可以为每个储存在对应表中的位置设一个计数作为附加信息，当在所获取的位置上工作签名与参考签名相一致且所获取的位置与所储存的位置足够准确地相一致时，所述计数就增加。最后，可以在清除过程中删除分配给参考签名的那些其计数位于阈值下方的位置。在其余所属的位置中则可以重置计数。以这种方式或类似的方式也能减少或合并指向相同位置的多个参考签名。计数可以储存在对应表中。在此，可以为每个储存在对应表中的位置分配一个计数。

根据一方面规定，根据车辆在虚拟的轨道系统上的位置，提供用于车辆的控制信号，利用所述控制信号来控制车辆的运动。利用所述控制信号还能控制车辆的驱动和/或转向。因此能够让车辆这样运动，使得该车辆在虚拟的轨道系统上被引导。优选地，设置有用于虚拟的轨道系统的横向方向的控制信号，所述控制信号控制车辆的转向，并且设置有用于虚拟的轨道系统的纵向方向的控制信号，所述控制信号控制车辆的驱动。

可选地，将附加特征储存在所述对应表中。此外，属于所述附加特征的有：

-关于弯道半径的信息，通过该弯道半径一方面适配弯道内的速度以及另一方面预控转向；

-推荐的速度和/或速度限制；

-用于在对应表或对应表的部分之间转换的信息；

-在分岔时选择方向；

-功能的控制；

-关于储存参考签名或分配给这些参考签名的位置的信息、诸如日期/时间、干或湿状态、（日）光或黑暗、其它的环境条件。

计算机程序被设置用于执行所述方法的每个步骤，特别是当该计算机程序在计算设备或控制器上被执行时。这使得所述方法能在传统的电子的控制器内实现，而不必在此作任何结构性的改变。为此，将该计算机程序储存在能机器读取的存储介质上。

通过使计算机程序在传统的电子的控制器上运行，获得了一种电子的控制器，该电子的控制器被设置用于，沿着虚拟的轨道系统自动地引导车辆。替代性地，可以设置fpga（现场可编程门阵列）或asic（专用集成电路），以便实施用于沿着虚拟的轨道系统自动地引导车辆的方法。

此外还建议了一种车辆，该车辆具有用于识别基底的特征的图像检测装置并且被设置用于，利用前面阐释的方法沿着虚拟的轨道系统被自动地引导。为此，所述车辆可以具有前面所说明的电子的控制器。图像检测单元可以包括例如照相机或照相机系统，其拍摄基底的图像，并且所述图像检测装置可以从该图像识别基底的特征。

车辆优选具有这样的照明装置，该照明装置配属于图像检测装置并且照明由图像检测装置检测的基底的区域。在此，照明装置具有带有不同颜色的多个光源。基底然后优选利用来自不同的方向的不同的颜色得到照明，因而能更好地识别特征。照明装置优选可以脉冲式运行，以避免图像内的运动模糊。在此，照明装置的脉冲持续时间和图像检测装置的拍摄持续时间可以被同步。

根据一方面，车辆可以具有方向传感器，借助于该方向传感器可以校准（ausrichten）参考信号和工作信号。这在关于工作签名和参考签名的一致性的自行定位方面提供优势。此外，可以结合交叉的虚拟的轨道选出适用于朝着期望的方向继续行驶的轨道。

根据另一方面，方向传感器可以被用于，这样来操纵照明装置，使得照明或照明颜色从预先确定的方向射向被照明的面，更确切地说，与车辆正好关于其周围环境具有什么样的方位无关。

虚拟的轨道系统除了至少一个虚拟的轨道外还具有不同的虚拟的组件，诸如分岔、道岔、十字路、t形路、停车位置、回避位置（ausweichposition）等。车辆因此在虚拟的轨道系统上与在例如用于火车的真实的轨道系统上类似地被引导。

虚拟的轨道系统本身至少对人类不可见或能与周围环境区分。可以规定，在虚拟的轨道系统的真实的地点上施加可见的标记。通过可见的标记使人们清楚在该区域中存在虚拟的轨道系统并且与此对应地就考虑到了自行行驶的车辆。在自行行驶的机动车的情况下，则能用信号提示驾驶员可以切换到（umstellen）自动的行驶。存在多种可能性来实现这种可见的标记。例如除了许多其它的可能性外，还应当提到施加色点、撒入漆片、利用其它图案或其它颜色加条纹，特别是在地毯地面中。

同时可以通过安置这种可见的标记也支持了合适的签名的形成，例如在将具有撒入的漆片的彩色条带施加到应当使用虚拟的轨道系统的本身无织物或少织物的地面上时。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在接下来的说明书中加以详细阐释。

图1示出了根据本发明的一个实施例的车辆的横截面视图；

图2示出了根据本发明的另一个实施例的车辆的斜视图；

图3示出了在虚拟的轨道上的根据图1的车辆的俯视图；

图4示出了根据本发明的一种实施方式的所接收的传感器信号测量点的示意图、特征形成和工作签名；

图5示出了根据本发明的一种实施方式的虚拟的轨道系统的示意图、多个检测区域和一个共同的特征形成；

图6示出了根据本发明的一种实施方式的对应表；

图7示意性地示出了根据本发明的一种实施方式的工作签名和参考签名以及两者的一致性。

具体实施方式

在图1至3中示出了根据本发明的两种实施方式的车辆1的不同的视图。车辆1沿着虚拟的轨道系统3（在图1中未被示出）在基底2上运动。车辆1分别具有图像检测装置4和照明装置5，它们与电子的控制器20连接。图像检测装置4可以包括下列传感器中的一个或多个：

-单目的图像传感器；

-一维的线阵传感器，其横向于车辆1的运动方向布置或者进行横向于运动方向的检测；通过车辆1的运动获得第二维度；

-传统的图像传感器，其以灰度或作为彩色图像提供二维的传感器信号；这种传统的图像传感器理想地以短的曝光时间和小的光圈值（也就是说大的光圈开口）运行，因此同时实现了行驶期间小的运动模糊以及充足的发光效率；

-例如基于超声、雷达或光传播时间测量来测量距离的传感器或立体照相机或带有照相机的结构化的照明装置；

-例如基于单目照相机或多色照明装置测量方位的传感器，表面方位能通过单目照相机或多色照明装置确认并且例如作为图像能够由法向量提供。

图像检测装置4或传感器具有针对基底2的特征（未详细示出）的检测区域6。存在不同的可行方案来布置图像检测装置4或传感器。在具有转向节转向装置的三轮或四轮的车辆1中，图像检测装置4居中布置在未转向的轴上。在全轮转向、铠装转向（panzerlenkung）或铰接转向中，图像检测装置4布置在车辆1的中心附近。因此在转向操作时实现了检测区域6关于虚拟的轨道的尽可能小的偏移。

在图1中示出了本发明的一种实施方式，在该实施方式中，图像检测装置4被布置在车辆1的下方。在此，图像检测装置4在朝车辆1的内部的方向上偏移，以便一方面实现更大的检测区域6并且另一方面保护该图像检测装置4不受污物、磨损等的影响。此外，不同的太阳高度和/或雨不会直接影响图像检测或图像检测装置4。照明装置5被环形地围绕图像检测装置4布置并且照明至少检测区域6。此外，车辆1还包括方向传感器9，其同样与电子的控制器20连接，利用该方向传感器能够获取车辆1关于基底2的方位。根据由方向传感器9获取的车辆1的方位来控制照明装置5的照明方向。

在图2中示出了本发明的另一种实施方式，在该实施方式中，图像检测装置4被沿行驶方向布置在车辆1的前侧上。图像检测装置4在此可以额外用于避免碰撞，其中，检测区域7为了避免碰撞而设计得比用于基底2的特征的检测区域6更大。照明装置5同样布置在车辆1的前侧上并且照明至少针对特征的检测区域6。

图3示出了图1的车辆在虚拟的轨道系统3上的俯视图，在该俯视图中，图像检测装置4居中地布置在车辆1的下方。照明装置5包括多个发光模块8，这些发光模块从不同的方向发出有不同的颜色的光（在此为四种不同的颜色）。因此也可以在具有弱化的纹理、但结构化的表面中分辨所述特征。照明装置5被设计成能旋转，或能机械地旋转，或能通过利用多色的发光模块8电子地旋转。通过利用方向传感器9来控制照明装置5的旋转确保了，针对相应的颜色的照明方向独立于车辆关于其周围环境的或关于虚拟的轨道系统3在车辆1的位置上的方位的当前的方位。

此外，照明装置5可以脉冲式运行，以避免图像中的运动模糊。在此，照明装置5的脉冲持续时间和图像检测装置4的拍摄持续时间被同步。在图3中同样表明，虚拟的轨道系统3除了至少一个虚拟的轨道10外还具有道岔11。同样可能的还有在此未详细示出的分岔、十字路口、t形路、停车位置、回避位置等。虚拟的轨道系统3可以以下列方式变得能让人看见，方法是借助于不同的颜色和/或形状标出基底2。

在图4中示出了如何由图像检测装置4的二维的传感器信号获取特征并且形成签名。信号测量点11代表由图像检测装置4检测到的测量值，即例如灰度值、间距值或高度值，或者测量向量，即例如颜色向量或法向量，或者测量值和/或测量向量之间的组合。信号测量点11形成在图4中示出的条带，该条带是虚拟的轨道系统3的截取部分。在此未示出的车辆1应当沿着箭头13从下往上运动。即使接下来要阐释的步骤在车辆1的每个位置上被执行，这些步骤也被彼此分开地单独示出。为了能够跟随所述步骤的顺序，应当从下往上读图4。信号测量点11通常不是被同时接收，而是随着车辆1的运动在时间上连续地被接收。信号测量点11彼此间的水平的间距和垂直的间距在本实施例中被示出为大致相同，但它们在其它实施例中也可以是不同的。由图像检测装置3检测到的轨迹14的宽度可能受到车辆1的宽度或图像检测装置3的宽度或针对特征的检测区域6的延伸范围的限制。在图4中，轨迹14在本实施例中包括25个信号测量点11。实际上信号测量点11的数量明显要更多。信号测量点11优选对应图像点（像素）。

在该实施例中示出了模板（schablone）15，在该模板内从信号测量点11获取特征。模板15在二维的面上延伸，该二维的面包括多个信号测量点11。模板15不必遮盖轨迹14的整个宽度。在该实施例中，所述模板几乎遮盖轨迹14的一半，在其它实施例中也可以遮盖更多或更少。模板15在此具有大致八边形的形状，但其它的形状也是可能的，诸如圆形、椭圆形、蛋圆形、正方形、矩形、多边形或线。在模板15内设有多个子模板16，这些子模板在此被示出为37个圆。其它的形状和/或其它的数量在这里也是可行的。这些子模板16在此没有重叠地布置在模板15中并且在很大程度上填充该模板。在其它实施例中，子模板16则被重叠布置。针对每个子模板16，由至少部分被相应的子模板16遮盖的或位于其周围的信号测量点11的值和/或向量形成子模板测量值或子模板向量。例如通过四个接下来的信号测量值11的值和/或向量形成加权的平均值，其中，例如根据信号测量点11和子模板16的中心之间的间距来选择权重，并且权重的总和为1。这个步骤也被理解为是插值步骤。

也为子模板16规定了无效的值/向量，其在图像检测单元4损坏时、特别是在像素受损或传感器信号不可信时使用或者使用在缺少测量值/测量向量的地方，因为模板15从轨迹14伸出。为无效的值/向量选择为零的权重，因此未考虑无效的值。

一旦为模板15提供子模板测量值或子模板向量，则在该实施例中执行对子模板测量值/子模板向量的预处理，例如数据的归一化（normierung）或“均衡”。这种预处理用于，对图像在几何形状上加以矫正（例如，利用单应性成像（homographie-abbildung）），使得图像紧接着对应基底2的前沿平行的投射的成像。由此平衡了车辆关于基底2的必要时存在的斜置。如果图像检测单元4到基底2的间距是可变的并且使用了一种不是远心的透镜，则可能有利的是，相应地缩放（skalieren）信号测量点11的图像或模板15，以便平衡以及因此保证间距差，使得所形成的签名与间距无关。在此，可以使用任意类型的高度水平传感装置（höhenstandssensorik）来获取所述间距。

紧接着由经预处理的子模板测量值/向量形成了一个特征，该特征应当表征位置。该特征可以是例如数字的向量，其中，每个数字都表示一个子特征，该子特征例如是用小波对信号截取部分的卷积或滤波的结果。在此，尤其使用不同的小波并且所述截取部分例如在其尺寸上变化。接下来示出了对儿本领域技术人员而言原则上已知的形成这种子特征的多个可行方案中的两个示例：

-利用小波对灰度值的图像截取部分的卷积，所述小波执行朝着预先确定的方向（固定参照车辆坐标系与方向传感器9相关或无关）的平滑的二阶求导。

-利用第一小波对第一彩色信道（farbkanal）的卷积，所述第一小波执行朝第一个预先确定的方向的平滑的一阶求导，以及利用第二小波对第二彩色信道的卷积，所述第二小波执行朝着第二预先确定的方向的平滑的一阶求导，以及最后是两个卷积的结果的微分（differenzbildung）。

特征的形成（除预处理外）是地点不变的，也就是说，它可以在每个位置上以相同的方式被执行。

示出了5个重叠的模板15a-e，由它们的所属的特征最终形成了签名e、l、j、g或d。这可以例如是16比特宽的签名e、l、j、g或d，其中，16个二进制值可以例如通过37个子模板值/子模板向量的16个不同的、分别跟随有阈值决策的加权的关联（verknüpfung）被单独计算。由此给出了2¹⁶个可行方案来通过签名表达不同的位置。加权的关联和所属的阈值的确定例如由用户或由神经网络借助于训练数据进行，并且也可以在运行期间被自动适配以适应不同的基底2。也可以由一个特征形成多个签名e、l、j、g或d或者由多个特征形成一个签名e、l、j、g或d，或者由多个特征形成多个签名e、l、j、g或d。

每个签名e、l、j、g或d配属于一个位置，例如配属于模板15a-e的中心，由该位置形成了签名。因为在此并行评估了5个模板15a-e，所以作为结果产生5个签名e、l、j、g和d，它们被分配给5个相邻的位置。所述位置可以用坐标来描述，即用横向于虚拟的轨道系统3的坐标x来描述，所述坐标x具有正符号和负符号并且在该坐标x中，值零对应虚拟的轨道系统3的中点，以及用坐标s来描述，该坐标s沿着虚拟的轨道系统3延伸并且在为零的起始点开始。在此要注意的是，虚拟的轨道系统3可以是弯曲的。两个坐标x和s的标度在此可以是不同的，并且可以是计量地形成或者根据图像检测装置4（例如像素）形成。在车辆1继续运动了一段之后，总是重新执行签名e、l、j、g和d的这种形成。因此产生了基于随机的基底通常不同的签名的条带（streifen）17，其在此仅通过附图标记s表示。区域18包含了被共同观察以便获取位置的签名。在图6中更为详细地探讨这些不同的签名。

在图5中表明，如果在连续相继地进行的、在此通过两个检测区域6a（6a配属于第一测量）和6b（6b配属于第二测量）标注的测量中检测特征，则模板15位于两个检测区域6a和6b的重叠区域中。与此相应，来自两个测量的信号测量点11被用于形成特征。由此形成的签名然后具有冗余，当特征根据车辆1的位置而改变时（即使实际上假定并不是这种情况），所述冗余可以是有意义的。

图6示出了一张对应表。将相应的位置指派给如结合图4说明那样在车辆1的学习行驶期间所创建的参考签名a-o。在参考签名a-o和位置之间的这种分配关系被输入到所述对应表中。当将坐标值（x,s）分配给参考签名a-o时，相同的位置在形成签名a-o时也导致相同的地点说明（x,s）。为此，可能需要考虑二维的传感器信号中的坐标、例如模板15的中点的图像坐标。每个这样形成的位置（x,s）对应于虚拟的轨道系统上的位置。签名在此仅用于一次性确定对应表中的地址。所述位置储存在这个地址上。签名本身则未被储存。签名可以多次出现，其中，签名多次出现的概率随着储存（在对应表中）的路线（strecke）以及条带17的宽度上升。在对应表中，每个单元格储存多个位置。在此，可以为每个单元格固定分配一定量的存储器，或者在其它实施例中例如借助于动态清单将可用的存储器灵活地在单元格之间进行分配。

在对应表中可以储存在此未被示出的附加特征。属于这些附加特征的有：

-关于弯道半径的信息，通过所述弯道半径一方面来适配弯道中的速度并且另一方面来预控转向；

-所推荐的速度和/或速度限制；

-用于在对应表或对应表的部分之间转换的信息；

-在分岔时选择方向；

-功能的控制；

-关于储存参考签名a-o的信息，诸如日期/时间、干或湿的状态、（日）光或黑暗、其它的环境条件。

图7借助于示意图示出了按照根据本发明的方法的一个实施例在定位时的过程（vorgehen）。参考签名a-o已经通过学习行驶获取并且和所属的位置一起储存在图6所示的对应表中。参考签名在图7的右侧在它们相应的位置上被示出，其中，这些位置涉及参考坐标系（x,s）。

附图标记a-0在此表示总共15个不同的签名。在该示例中检测了100个参考签名，在实践中通常检测明显更多的参考签名。因为不同的参考签名a-0的数量超过了可能的签名量的基数（mächtigkeit），所以特定的参考签名a-0通常多次出现。

在左侧示出了工作签名a^*-o^*，它们在当前由被车辆1的图像检测装置4所接收的特征转换而来。借助于15个作为最新接收的工作签名a^*-o^*和它们参考随车辆1一起运动的工作坐标系xa、sa的原点的相对的位置，现在通过与参考签名a-o的一致性借助于对应表来获取车辆1的位置。如果例如观察到工作签名e^*，则能够确定，相应的参考签名e出现7次。与此对应地，将7个不同的位置储存在图6的对应表中。因此针对工作签名e^*存在7种可能性，以便将该签名分配给参考签名e并且因此分配给位置。这7种可能性在图7中利用7条连接线标出。分配因此是含糊不清（mehrdeutig）的，因为7种可能性中最多只有一种是正确的。为了解决模糊不清的问题，观察其它的工作签名a^*-o^*、特别是全部15个工作签名a^*-o^*。为清楚起见，没有为这些另外的工作签名a^*-o^*在图7中绘制出所有的连接线，而是仅绘制出了正确的连接线。这些因此突出的对应（korrespondenz）相对所有其它可能性的特征在于，它们相互证实。如果在这种分配中确定有错误，则规定借助于工作签名a^*-o^*来更新参考签名a-o。

若人们针对这些被证实的对应中的任意一个根据公式1形成了坐标的差，则人们在此一致地针对车辆（xf、sf）的位置发现了

　　　　　（公式1）

因此获取了车辆1在虚拟的轨道系统3上的位置。因此在该实施例中，车辆1当前在路线坐标75中向左偏离虚拟的轨道系统3的中心两个单位。

在许多可能的分配中，在此强调了在图7中用正方形标出的由9个工作签名a^*-o^*形成的组19^*。在这个组19^*中，全部9个工作签名a^*-o^*都指向由具有相邻的位置的参考签名a-o形成的组19。针对其它的位置找不到类似多的一致性。一致性的数量可以利用多级的直方图获取。接下来应当简要地说明这一点：

-第一直方图是一维的并且具有每个直方图数值1m的分辨率、即粗分辨率。车辆的所有的路线位置sf都被输入该直方图中，这些路线位置在形成可能的对应时得出。在此，每个一致性都被输入相应的位置的相应的直方图数值中。

-紧接着，获取具有最多的一致性的直方图数值。替代性地，也可以获取具有最多的一致性的相邻的直方图数值的组。因此正好已知沿着坐标sa已经在约1m处的位置。

-这两个步骤可以被多次重复，特别是当虚拟的轨道系统3被分成若干区段并且为每个区段设置有单独的对应表时。然后为每个对应表创建一个直方图并且最后获取总体上具有最多的一致性的直方图数值；所属的直方图可以推断出所属的对应表并且因此推断出虚拟的轨道系统3的所属的区段。

-在接下来的步骤中，精确地获取位置。为此使用二维的第二直方图，该第二直方图具有1cmx1cm的分辨率。仅在第一直方图中与位置的所获取的直方图数值一致的或者位于局部的相邻点中的对应参与了第二次调谐（abstimmung）。

-在第二直方图中重新获取具有最多的一致性的直方图数值或直方图数值的组。在直方图数值的组中，可以额外规定求平均值或加权。与这个/n个直方图数值对应的位置对应于车辆1的位置。

如果获取了车辆1的位置，则在位置跟踪（跟踪）的过程中基于已经找到的位置获取所搜索的接下来的位置。据此，参考签名a-o被限制于这样一个搜索区域，该搜索区域由所获取的位置周围的搜索区域或者接下来的位置周围的搜索区域得出。

此外规定了对车辆1的控制。针对沿横向方向的控制，使用已经公知的对侧向的位置xf的说明。如此进行转向，使得该侧向的位置xf变小。这是对于来自调节技术的本领域技术人员而言已知的任务。如果这个参量例如是正的，则这意味着，车辆1沿行驶方向位于虚拟的轨道系统3的中心的右边。然后应当进行向左的转向干预，转向干预被选择得如此大，使得该侧向的位置xf变小，但也不能过大，因此不会产生过度的过冲（überschwing）。

在沿纵向方向的控制中，首先涉及行驶方向。这已经隐晦地在对应表中被确定：在该实施例中，车辆1沿路线位置sf的值增加的方向行驶。对行驶方向的认识用在位置跟踪中，以便预测接下来的位置并且预先给定搜索区域。车辆也同样可以朝着相反的方向行驶。如果车辆为此转弯，则这通常意味着，传感器然后旋转了180°。这通过二维的传感器信号的相应的旋转或通过恰当地考虑到在形成工作签名a^*-o^*时的旋转而得到补偿。在循迹引导（spurführung）和控制车辆时，考虑到储存在对应表中的已经阐释过的附加特征。