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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeuges innerhalb eines Fahrstreifens, bei welchem eine Position des Fahrzeuges mit einem Partikelfilter geschätzt wird, indem
- – nach einer Zufallsverteilung eine Verteilung von Partikelpunkten um einen geeigneten Punkt bestimmt wird,
- – eine Bewegung der Partikelpunkte anhand eines Odometriemodells mit der Fahrzeugbewegung abgestimmt wird,
- – eine Gewichtung der Partikelpunkte ausgeführt wird und
- – eine Wahrscheinlichkeit für den Aufenthalt des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen einer Straße bestimmt wird, wobei die Straße aus einer digitalen Karte ausgelesen wird.
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Aus der
DE 10 2015 004 676 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung eines Kraftwagens bekannt. Das Verfahren umfasst dabei als einen ersten Schritt ein zufälliges Bestimmen einer Vielzahl von Partikelpunkten in einem Zustandsraum, welcher einen Ortsraum und einen Ausrichtungsraum umfasst, um einen durch das Navigationssystem vorgegebenen Punkt in den Zustandsraum gemäß einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeitsverteilung durch die Fahrerassistenzvorrichtung. Dabei repräsentieren die Partikelpunktpunkte mögliche Aufenthaltsorte und Orientierungen des Kraftwagens. Es kann dabei jeden der Partikelpunkte einen Wichtungswert oder ein Gewicht zugewiesen werden. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Auswerten der durch zumindest einen der Umgebungs- und/oder Positionssensoren erfassten Messdaten durch die Fahrerassistenzeinrichtung. Dabei wird berücksichtigt, ob die ausgewerteten Messdaten eine Bewegung, d. h. eine Translation und/oder eine Drehung, also eine Rotation des Kraftwagens, repräsentieren. Die Partikelpunkte werden dann im Zustandsraum entsprechend der von den Messdaten repräsentierten Bewegung verschoben. Aus diesen Daten erfolgt eine abschließende Schätzung des tatsächlichen Aufenthaltsortes und einer tatsächlichen Orientierung des Wagens aus den Partikelpunkten. Der Zustandsraum umfasst dabei einen weiteren Raum für Informationen aus einer digitalen Karte, die beispielsweise eine Anzahl von Fahrstreifen umfasst.
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Das Lokalisierungsverfahren basiert dabei auf einer Kombination von Fahrzeugodometrie und Fahrzeugsensorik. Da dazu ein Vergleich des Fahrstreifenverlaufes und der gefahrenen Trajektorie des Fahrzeuges notwendig ist, ist eine ausreichend genaue Fahrstreifengeometrie in der Karte notwendig, wie diese in 7 dargestellt ist. In aktuellen Daten der digitalen Karte, wie sie in 8 gezeigt sind, ist lediglich die Geometrie jeder Straße als Polylinie, die auch als Centerlinie bezeichnet wird, vorhanden. Informationen zu Fahrstreifen selbst liegen lediglich in Attributen vor und sind nicht als Geometrie erfasst.
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Insbesondere zur Darstellung einer fahrstreifengenauen Navigation mittels Augmented reality, bei welcher ein virtueller Fahrteppich in ein Videobild der Szene vor dem Fahrzeug oder in eine Frontscheibe des Fahrzeuges eingeblendet wird, ist eine besonders genaue Lokalisierung quer und längs zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges notwendig. Dabei bezeichnet im Weiteren die fahrstreifengenaue Navigation bzw. spurgenaue Navigation eine Navigationseinrichtung, die dem Fahrer den zu befahrenden Fahrstreifen relativ zu einer eigenen Position hervorhebt. So wird z. B. nicht nur empfohlen, den linken von drei Fahrstreifen zu befahren, sondern es wird ein Fahrstreifenwechsel nach links empfohlen, wenn der mittlere oder rechte von den drei Fahrstreifen tatsächlich befahren wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeuges innerhalb eines Fahrstreifens anzugeben, bei welchem auch die Anforderungen für eine Navigation zuverlässig gewährleistet werden.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass zur Bestimmung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Fahrzeuges aus einer digitalen Karte mit Centerlinie und Straßenattributen eine Karte mit Polygonen erzeugt wird. Da Polygone eine Flächendarstellung ergeben, lässt sich einfach eine Breite und Ausrichtung des Fahrstreifens darstellen. Somit ist nicht nur der aktuell gefahrene Fahrstreifen, sondern auch die Position des Fahrzeuges längs und quer innerhalb dieses Fahrstreifens abschätzbar. Die Kartendaten werden entsprechend vorverarbeitet, um eine für das Verfahren besser geeignete Repräsentation der Wirklichkeit zu erhalten.
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Vorteilhafterweise wird neben einem aktuellen zweidimensionalen Aufenthaltsort und Ausrichtung des Fahrzeuges eine dritte Dimension in Form einer Oben-Koordinate eines lokalen kartesischen Systems oder einer geographischen Höhe und/oder weitere Richtungswinkel des Fahrzeuges zum Zustandraum zugefügt. Somit wird ein entsprechender Zustandsvektor, welcher bisher nur beispielsweise von einer Ost- und Nordkoordinate eines lokalen kartesischen Koordinatensystems und einem Kurswinkel des Fahrzeuges abhing, um eine weitere Dimension und beispielsweise einen Nick- und einen Rollwinkel des Fahrzeuges erweitert. Damit lässt sich die Position des Fahrzeuges innerhalb der Fahrstreifenbreite genau festlegen.
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In einer Ausgestaltung werden bei einer Kennzeichnung der Centerlinie in der Mitte der durchgehenden Fahrstreifen und Vorliegen eines oder mehreren zusätzlichen/r „besonderen/r” Fahrstreifen(s) die vorhandenen durchgehenden Fahrstreifen gleichmäßig links und rechts von der Centerlinie verteilt angeordnet und die „besonderen” Fahrstreifen links und rechts der durchgehenden Fahrstreifen angeordnet. Die „besonderen” Fahrstreifen können dabei z. B. Abbiege-, Beschleunigungs- und Verzögerungsstreifen sein.
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In einer Variante werden bei Vorliegen von Gabelungen und Zuführungen von Fahrstreifen Kreuzungspunkte, die an eine Übergangsstelle angrenzen, quer verschoben. Diese Querverschiebung kann abhängig von der Anzahl an Fahrstreifen der einmündenden Straßen im Verhältnis zur Anzahl der Fahrstreifen der weiterführenden Straßen gewählt werden. Zur Unterscheidung zwischen Kreuzungen und Gabelung bzw. Zusammenführung kann beispielsweise ein Winkel zwischen der Straße und den angrenzenden Straßen bestimmt werden.
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In einer Ausführungsform werden vor Kreuzungen und Gabelungen mögliche weitere Fahrstreifen zur Karte mit Polygonen hinzugefügt. Dies ist besonders günstig, wenn in vorhandenen digitalen Karten mit Fahrbahnattributen Abbiegestreifen und ähnliches nicht flächendeckend verfügbar sind und nur die Anzahl an durchgehenden Fahrstreifen bekannt ist. Durch das Hinzufügen von möglichen Fahrstreifen zur Karte mit Polygonen werden Fehler relativiert, die auftreten, wenn man sich relativ zu anderen Fahrzeugen bewegt, wobei angenommen wird, dass sich die anderen Fahrzeuge auf der Fahrbahn befinden.
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In einer Weiterbildung wird bei einer Erstellung der Karte mit Polygonen für bestimmte Straßenabschnitte eine breitere Fahrstreifenbreite als in der digitalen Karte eingezeichnet angenommen. Dies tritt in der Realität bei Autobahnauf- und -abfahren bzw. Kreisverkehren auf. Somit wird die Karte weiter der Realität angepasst.
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Vorteilhafterweise erfolgt eine Anpassung der Straßenbreite der Polygone während der Lokalisierung auf Basis einer Fahrstreifenbreitenbestimmung durch eine Spurmarkierungserkennung. Diese Breite kann zur Anpassung von Straßenflächen verwendet werden, um eine bessere Repräsentation der tatsächlichen Umgebung zu erreichen.
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In einer weiteren Variante wird um in der digitalen Karte angezeigte Kreuzungen eine Fläche markiert, in welcher sich Partikelpunkte frei bewegen können. Dies verbessert die Positionserkennung des Fahrzeuges gegenüber zweidimensionalen Karten, bei welchen Kreuzungen oft als einzelner Punkt bzw. bei Straßen mit baulich getrennten Richtungsbahnen als zwei bzw. vier Punkten beschrieben sind. Dabei wird die tatsächliche Geometrie der Fahrstreifen über der Kreuzung entfernt.
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In einer Ausführungsform werden auf der digitalen Karte gekennzeichnete Standstreifen als mögliche Fahrstreifen hinzugefügt. Dabei handelt es sich um einen Standstreifen, der einen möglichen Fahrstreifen darstellt.
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Vorteilhafterweise werden nach Erstellen der Karte mit Polygonen die Partikelpunkte entsprechend der Fahrzeugodometrie bewegt und bei Verlassen des kartierten Fahrstreifens gelöscht. Dabei bleibt die Übersichtlichkeit bei der Wahrscheinlichkeit der Bestimmung der Fahrzeugposition in einem Fahrstreifen vorhanden und Fehlinformationen an den Fahrzeugführer werden bei Navigation zuverlässig unterbunden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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7 ein Ausführungsbeispiel einer realen Straßensituation,
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8 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach dem Stand der Technik.
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Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Partikelfilter oder eine sequenzielle Monte-Carlo-Methode verwendet, bei denen der Zustand eines dynamischen Systems auf Basis von Beobachtungen geschätzt wird. Dabei wird versucht, die jeweils aktuelle, ansonsten unbekannte Wahrscheinlichkeitsdichte für die einzelnen Zustandsgrößen über den möglichen Zustandsraum zu bestimmen. Dazu wird diese durch diskrete Partikelpunkte angenähert, denen jeweils ein Gewicht zugeordnet wird, das dem Wert der Wahrscheinlichkeitsdichte an der Position des Partikelpunkts entspricht. Die Partikelpunkte werden dazu zufällig aus dem möglichen Zustandsraum gezogen.
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Das dynamische System wird im vorliegenden Fall durch das Fahrzeug dargestellt, dessen Zustand durch den aktuellen Aufenthaltsort und seine Ausrichtung beschrieben wird. Dazu wird zunächst die zweidimensionale Position (z. B. eine Ost- und Nordkoordinate) eines lokalen kartesischen Koordinatensystems oder geographische Länge und Breite und der Blickwinkel des Fahrzeuges in diesem Koordinatensystem (Kurswinkel bzw. Heading) bestimmt. Dies entspricht einem Zustandsvektor der Form x = (x, y, ψ).
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Eine Erweiterung des Zustandsvektors erfolgt um eine dritte Dimension (z. B. eine Oben-Koordinate eines lokalen kartesischen Koordinatensystems oder einer geographischen Höhe über einem Meeresspiegel). Die entsprechend weiter nötigen Richtungswinkel des Fahrzeuges, wie Nick- und Rollwinkel des Fahrzeuges, werden ebenfalls hinzugefügt, wodurch sich der Zustandsvektor in der Form x = (x, y, z, ψ, Φ, Θ).
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Dabei wird neben dem aktuell befahrenen Fahrstreifen die Position des Fahrzeuges innerhalb des Fahrstreifens bestimmt. Dabei können beispielsweise folgende Sensoren verwendet werden:
- – Globales Navigationssatellitensystem (GNSS), z. B. GPS, Glonass, Galileo,
- – digitale Karte,
- – Radarsensoren, inklusive abstrakter Sensordaten, wie daraus erkannter bewegter und statistischer Objekte,
- – Kamerabild, inklusive abstrakter Sensordaten, wie darin erkannte Spurmarkierungen, Richtungspfeile, bewegte Objekte,
- – Lenkwinkel- und/oder Gierratensensor,
- – Raddrehzahlsensoren und/oder sonstige Sensoren für Fahrzeuggeschwindigkeit,
- – Blinkersignale.
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Da ein Vergleich des Fahrstreifenverlaufs und der gefahrenen Trajektorie notwendig ist, ist eine ausreichend genaue Fahrstreifengeometrie in der Karte, wie sie in 1 dargestellt ist. notwendig. 1a zeigt die genaue Fahrstreifengeometrie, während in 1b zum Vergleich die Anzeige einer digitalen Karte nach dem Stand der Technik angegeben ist.
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Bei einer Initialisierung werden die Partikelpunkte aus einer Zufallsverteilung um einen geeigneten Punkt gezogen. Eine Option hierfür ist eine Normalverteilung mit je nach Empfangsqualität variabler Varianz um das letzte gültige Signal eines GNSS-Empfängers. Nach der Initialisierung erfolgt die Auswertung der Sensordaten. Diese treffen nicht zwangsläufig zeitsynchron ein. Daher werden in jedem Zeitschritt die Informationen aus denjenigen Sensordaten verarbeitet, die in diesem Zeitschritt eingetroffen sind. Dabei ergibt sich eine Unterscheidung in zwei Kategorien: Prädiktion und Gewichtung.
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Während der Prädiktion werden alle Partikelpunkte entsprechend Beobachtungen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gierrate oder einem Lenk- oder Lenkradwinkel anhand eines Odometriemodells in jedem Zeitschritt bewegt. Da jede Sensormessung Ungenauigkeiten birgt, wird bei der Bewegung jedes Partikelpunkts ein Rauschterm hinzugefügt. Dies ermöglicht außerdem die Aufspreizung der vorhandenen Partikelpunkte über die Zeit, um nicht nach einiger Zeit nur noch identische Partikelpunkt zu haben.
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Auf Basis der Sensormessung wird außerdem jedem Partikelpunkt ein Gewicht zugeordnet. Jedes beschriebene Gewicht kann adaptiv oder generell aktiviert oder deaktiviert werden. Ebenso ist die Erweiterung um weitere Gewichte möglich. Das Gesamtgewicht ergibt sich durch Multiplikation der Einzelgewichte. Zur Gewichtung können dabei z. B. GNSS-Daten, eine digitale Karte, bewegte und stationäre Objekte, Spurmarkierungen aus einem Kamerabild, wie Querabstand, Winkel, Krümmung, Markierungstyp, Linienüberfahrung sowie Fahrbahnmarkierung aus einem Kamerabild, z. B. Richtungspfeile, HOV-Lane-Markierungen bzw. Blinkersignale verwendet werden.
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Auf Basis der den Partikelpunkten so zugewiesenen Gewichte können beispielsweise durch Clusterbildung und/oder Betrachtung der jeweiligen Partikelpunkt für jeden Fahrstreifen Wahrscheinlichkeiten dafür bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug aktuell auf diesem Fahrstreifen befindet.
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Neben den wahrscheinlichsten Clustern bzw. Fahrstreifen werden weiterhin die Partikelpunkte auf sonstige Fahrstreifen mit entsprechend geringerer Gewichtung weiterverfolgt. Auf diese Weise bleiben mehrere Hypothesen für den aktuellen Fahrstreifen und die aktuelle Position des Fahrzeuges bestehen und können bei Detektion einer Falscheinschätzung durch Beobachtungen wieder höher gewichtet werden.
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Zur Verwendung für die Fahrstreifenbestimmung/Lokalisierung erfahren für Infotainmentzwecke verfügbare kommerzielle Kartendaten der digitalen Karte einige Anpassungen bzw. Vorverarbeitungsschritte. Ziel ist eine Repräsentation der Karte als Polygone in Flächen statt Polylinie (Centerlinien). Dazu erfolgen folgende Anpassungen:
Vorhandene Fahrstreifen werden links und rechts der Centerlinie verteilt angeordnet, wenn die Centerlinie in der Mitte der durchgehenden Fahrstreifen liegt.
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An Gabelungen und Zusammenführungen von zwei oder drei Straßen A, B, C in eine Straße D werden diejenigen Formpunkte der Straßen quer verschoben, die an die Übergangsstelle angrenzen. Die Querverschiebung erfolgt dabei abhängig von der Anzahl an Fahrstreifen der Straßen A, B, C im Verhältnis zur Anzahl der Fahrstreifen der Straße D.
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Zur Unterscheidung zwischen Kreuzungen und Gabelungen bzw. Zusammenführungen kann beispielsweise ein Winkel zwischen der Straße D und den angrenzenden Straßen A, B, C bestimmt werden.
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Zur besseren geometrischen Repräsentation der Straßen können Kurven durch die Shape Points gelegt werden. Die Straßengeometrien sind zur Verringerung des Speicherbedarfs in digitalen Karten oft eher grob aufgelöst, wobei Straßen aber in vielen Fällen tatsächlich eher an Klothoiden orientiert sind.
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Vor Kreuzungen und Gabelungen werden „mögliche Fahrstreifen” zur Karte hinzugefügt. Diese dürfen dann vom zu betrachtenden Fahrzeug und anderen Fahrzeugen befahren werden, sind aber nicht in der Karte verzeichnet. Gleichzeitig dürfen sich stationäre Objekte während der Lokalisierung ebenfalls auf diesen möglichen Fahrstreifen aufhalten. Es wird typischerweise angenommen, dass diese sich abseits der Fahrbahn befinden. Die „möglichen Fahrstreifen” können in einer Variante entweder eine Straße oder eine bestimmte Länge vor der Gabelung oder Kreuzung beginnen. Diese Länge kann auch von der Straßenart oder Funktionsklasse abhängig sein. Ebenfalls abhängig von Straßenart und Funktionsklasse können in einer Variante z. B. keine möglichen Fahrstreifen erstellt werden, da z. B. in Wohngebieten in vielen Ländern keine Abbiegestreifen vor Kreuzungen vorhanden sind.
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Manche Fahrstreifenbereiche sind in der Realität naturgemäß breiter als andere Fahrstreifenbereiche. Dies gilt insbesondere für Autobahnauf- und -abfahrten bzw. Kreisverkehre. Für diese kann bei der Erstellung der Straßenflächen eine breitere Fahrstreifenbreite angenommen werden.
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Durch eine Spurmarkierungserkennung wird während der Lokalisierung die Fahrstreifenbreite bestimmt. Diese Fahrstreifenbreite kann zur Anpassung der Straßenflächen verwendet werden, um eine bessere Repräsentation der tatsächlichen Umgebung zu erreichen.
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Um die tatsächliche Geometrie von Kreuzungen der Karte anzupassen und um Fahrmöglichkeiten des Fahrzeuges über die Kreuzung zu verbessern, können um Kreuzungen Flächen bestimmt werden, innerhalb derer sich die Partikelpunkte frei bewegen können. Dies ist in 2 in der Fläche F dargestellt. Dabei kann die Fläche F z. B. als Polygon mit Eckpunkten auf jeder Straße, die zur Kreuzung führt, ausgestaltet sein. Die Entfernung der Eckpunkte von der Kreuzung kann in einer Variante abhängig von der Straßenart, Funktionsklasse, erlaubten Höchstgeschwindigkeit oder Anzahl an Fahrstreifen gewählt werden.
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Da auf Autobahnen oder vergleichbaren Straßen Standstreifen in bestimmten Fahrsituationen befahrbar sind. werden diese ebenfalls kartiert und als mögliche Fahrstreifen hinzugefügt.
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Bei der Veränderung einer so veränderten verlässlichen digitalen Karte ist es möglich, die Partikelpunkte lediglich entsprechend der Fahrzeugodometrie zu bewegen, wobei diese Partikelpunkte beim Verlassen der kartierten Fahrbahn gelöscht werden. Bei Verwendung von weniger verlässlichen Karten sind weitere Anpassungen notwendig. So ist es notwendig, die Möglichkeit bereitzustellen auch abseits kartierter Straßen (Straßenflächen) zu fahren. Dabei wird Partikelpunkten, die sich abseits kartierter Straßen bewegen, ein niedrigeres Gewicht zugeordnet als Partikelpunkten auf kartierten Straßen.
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Partikelpunkte können sowohl auf der Gegenfahrbahn von nicht baulich getrennten Fahrbahnen als auch auf der Gegenfahrbahn von baulich getrennten Fahrbahnen wiederzufinden sein. Daher wird solchen Partikelpunkten ein niedrigeres Gewicht zugeordnet als Partikelpunkten, die in korrekter Fahrtrichtung unterwegs sind. Die Fahrtrichtung wird durch Vergleich der Ausrichtung des Partikelpunkts und der Ausrichtung der Straßen sowie der möglichen Attribution bestimmt. Dabei besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Gewichtungen für baulich getrennte und nicht baulich getrennte Fahrstreifen zu verwenden. Somit ist es realistisch, in einem Wohngebiet oder auf einer Landstraße auf einem Fahrstreifen in Gegenrichtung zu fahren, wenn einem parkenden Fahrzeug ausgewichen bzw. ein anderes Fahrzeug überholt wird.
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Durch die Einführung von Straßenflächen, die nicht um die Centerlinie zentriert sind, besteht die Möglichkeit, dass Fahrstreifen aufeinanderfolgender Straßen einen Versatz aufweisen. Dieser Versatz kann je nach Attribution, Fahrstreifenanzahl, Fahrstreifenposition und Größe des Versatzes unterschiedlich gehandhabt werden. So ist in 3 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem beide Straßen gleich viele Fahrstreifen haben und der Versatz einem halben Fahrstreifen entspricht. Dabei können alle Partikelpunkte beim Übergang entsprechend dem Versatz seitlich bewegt werden.
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Wenn eine Straße genau einen Fahrstreifen mehr oder weniger als die andere Straße aufweist und beide Straßen gleichermaßen um die Centerlinie angeordnet sind, entsteht ebenfalls ein Versatz von einem halben Fahrstreifen, was in 4 dargestellt ist. In diesem Fall ist nicht eindeutig bestimmbar, ob der tatsächliche Verlauf einem Versatz nach links oder rechts entspricht. Daher können in diesem Fall die Partikelpunkte beim Übergang zufällig um einen halben Fahrstreifen nach links und rechts bewegt werden. Gleichzeitig führt dies dazu, dass die Partikelpunkte von den äußeren Fahrstreifen des dreistreifigen Abschnittes neben der Straßenfläche des zweistreifigen Teils landen. Dies stellt aber keine Schwierigkeit dar, da diese Partikelpunkte im Folgenden niedriger gewichtet werden. Im umgekehrten Fall hingegen würden alle Partikelpunkte auf der Straße landen. Wenn hier vor dem Übergang jeweils 50% der Partikelpunkt auf dem linken und rechten Fahrstreifen sind, befinden sich danach jedoch je 25% der Partikelpunkte auf dem äußeren und 50% der Partikelpunkte auf dem mittleren Fahrstreifen. Je nachdem, ob dieses Verhalten gewünscht ist oder nicht, kann dies in die Verteilung der Partikelpunkte vor dem Übergang berücksichtigt werden und entsprechend der Wahrscheinlichkeiten für die Verschiebung nach links und rechts angepasst werden.
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Analog lassen sich weitere Kombinationen von zur Centerlinie versetzten Straßen- und Fahrstreifenanzahlen sowie verschiedene weiteren Straßen beschreiben. Für diese können ähnliche Partikelpunkte um halbe oder andere Fahrstreifenbreiten entweder deterministisch oder zufällig querverschoben werden, um eine möglichst plausible Partikelpunktverteilung auf der folgenden Straße zu erzielen.
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Aus 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel ersichtlich, bei welchem beim Umgang mit stationären und bewegten Objekten ein möglicher zusätzlicher Fahrstreifen bzw. eine Mittelbebauung berücksichtigt wird. Für den Fall von Straßen, die in beide Richtungen befahren sind, aber teilweise eine Mittelbebauung aufweisen, lässt sich direkt aus der digitalen Karte nur ableiten, dass die Straße vier Fahrstreifen hat, wovon je zwei pro Richtung sich erstrecken. Allerdings ist nicht ersichtlich, dass sie über eine längere Strecke baulich getrennt sind. Anhand von stationären Objekten wie Leitplanken, Schildern, Pfosten von Ampeln und Laternen wird das Fahrzeug relativ zum Fahrbahnrand lokalisiert. Befindet sich das Fahrzeug auf einer der rechten beiden Fahrstreifen in und z. B. ein Schild oder Pfosten auf den Fahrstreifen zwischen den Richtungsfahrbahnen, was von der Umgebungssensorik z. B. in 4 m Entfernung links vom Fahrzeug erkannt wird, werden auch stationäre Objekte zwischen den Richtungsfahrbahnen akzeptiert, selbst wenn diese nicht getrennt digitalisiert sind. Dazu kann beispielsweise ein Bereich auf der gesamten oder jeweiligen Gegenfahrbahn definiert werden, indem stationäre Objekte als in Ordnung befunden werden und nicht zu einer niedrigeren Gewichtung der dort vorhandenen Partikelpunkte führen.
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In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, bei welchem zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeiten einzelner Fahrstreifen auf einer Karte mit Fahrstreifengeometrien neben dem aktuellen Straßenabschnitt auch die jeweils direkt anschließenden Fahrstreifen zur Wahrscheinlichkeit hinzugezählt werden. So können, z. B. zur Wahrscheinlichkeit von Fahrstreifen C die vom Fahrstreifen F addiert werden, zur Wahrscheinlichkeit des Fahrstreifens D die von dem Fahrstreifen A und G und zu dem Fahrstreifen E die Wahrscheinlichkeiten von B und H. Dieses Verfahren ist grundsätzlich auch für Karten mit Straßengeometrie anwendbar. Allerdings treten dabei die Situationen gemäß 3 und 4 auf. Mit diesen kann ähnlich wie mit der Partikelpunktposition beim Übergang von einer Straße zur nächsten umgegangen werden. Dabei werden die Wahrscheinlichkeiten von möglicherweise folgenden oder vorhergehenden Fahrstreifen zum Teil, die Wahrscheinlichkeit von wahrscheinlich folgenden, vorhergehenden Fahrstreifen vollständig zur Wahrscheinlichkeit des aktuellen Fahrstreifens addiert.
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In kommerziellen Karten sind Konnektivitäten vorhanden, welche beschreiben, von welchem Fahrstreifen, z. B. vor einer Kreuzung, man auf welchen Fahrstreifen, oder auf welche Straße man, z. B. nach einer Kreuzung, gelangt. Diese Information wird häufig für fahrstreifengenaues Routing und eine entsprechende Empfehlung für bessere oder zielführendere Fahrstreifen verwendet. Bei einer Odometrie-basierten Lokalisierung kann kurz nach Initialisierung oder nach einer längeren relativ geraden Strecke die Längsposition sehr unsicher sein. Diese Längsunsicherheit wandelt sich beim Abbiegen in eine Unsicherheit in der Querposition um. Um diese Unsicherheit in der Querposition zu vermeiden bzw. zu verringern, können in einer Variation die Fahrstreifenkonnektivitäten verwendet werden. Wenn z. B. Partikelpunkte nach einer Kreuzung oder einem Straßenübergang auf einem Fahrstreifen landen, den man laut Konnektivität des Vorgängerfahrstreifens nicht erreichen kann, werden diese niedriger gewichtet als solche, die auf einem Fahrstreifen landen, den man schon erreichen kann.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015004676 A1 [0002]
