用于识别在求取行驶路径时的问题的方法和装置与流程
本发明涉及一种用于识别在求取行驶路径时的问题、尤其用于识别有错误地求取的行驶路径的方法和相应的装置。
背景技术：
1、由一个或多个车辆检测到的关于周围环境和/或对应车辆在行车道区段上行驶时的行驶轨迹的传感器数据可以被用于求取在行车道区段上的行驶路径，例如车道。所求取的行驶路径然后可以被接收在用于行车道区段的地图数据中。因此，可以以有效的方式精确地求取地图数据，该地图数据例如显示用于行车道区段的各个车道。为了基于一个或多个车辆的传感器数据求取行驶路径可以使用slam(同时定位和制图)方法、尤其图形slam方法。
2、由一个或多个车辆提供的传感器数据可能失真。这尤其在基于卫星的导航系统的gnss测量值(例如gps测量值)时尤其是这种情况，例如当行车道区段穿过隧道延伸。失真的传感器数据会导致错误求取的行驶路径和从而导致损害图数据。
技术实现思路
1、本文献涉及以有效且可靠的方式识别在求取行驶路径的问题、尤其是有错误地求取的行驶路径的技术任务，尤其以便提高地图数据的品质和在此基础上的自动驾驶功能的品质。
2、该任务由每一个独立权利要求来解决。有利的实施方式尤其在从属权利要求中描述。需要指出的是，从属于独立专利权利要求的专利权利要求的附加特征，在不具有独立专利权利要求的特征或仅与独立专利权利要求的特征的子集组合的情况下可以形成单独的发明和独立于独立专利权利要求的所有特征的组合的发明，该发明可以成为独立权利要求、分案申请或后续申请的主题。这同样适用于在说明书中所描述的技术教导，该技术教导可以形成独立于独立专利权利要求的特征的发明。
3、根据一个方面描述一种用于识别在求取车辆在行车道区段上的行驶路径时的问题的装置。行驶路径例如可以对应于行车道区段的车道。该装置可以布置在车辆中。替代地，该装置可以是车辆外部单元(例如服务器)的一部分。
4、行驶路径可以通过执行用于优化误差函数的优化方法已求取。在此，误差函数可以与车辆的一个或多个传感器(例如摄像头、基于gnss的位置传感器、速度传感器、转向传感器、转速传感器等)在车辆在行车道区段上行驶时检测到的传感器数据有关。
5、用于车辆行驶的传感器数据可以包括例如关于车辆位置的位置测量值(例如gnss测量值)。车辆的位置在此可以在确定的坐标系内(例如在地球坐标系内)给定。通过位置测量值指示的位置可以沿着由车辆在行车道区段上驶过的轨迹布置。补充地，用于车辆行驶的传感器数据可以包括关于车辆在沿着行车道区段上的轨迹行驶时的运动(例如(一维、二维或三维中的)行驶速度和/或运动方向和/或旋转速率(绕着一个、两个或三个不同的(彼此垂直的)轴线)的里程计测量值。优化方法可以包括同步定位和制图(slam)、尤其图形slam方法。
6、误差函数可以与具有用于描述行驶路径的多个节点的图有关。在此，不同节点可以对应于在求取的行驶路径上的不同点。来自多个节点中的节点可以成对地分别通过边相互连接。基于传感器数据(尤其基于位置测量值)可以求取用于各个节点的节点条件(这些节点条件例如分别指示对应节点的目标位置)。此外，基于传感器数据(尤其基于里程计测量值)可以求取用于各个边的边条件(这些边条件例如分别指示相对取向和/或相对定向和/或方向和/或对应边的长度)。
7、节点可以指示车辆在行驶时的确定时间点的姿态。该姿态可以包括车辆的(三维)位置和/或车辆的(三维)取向。节点条件可以包括关于车辆姿态的条件。
8、两个节点之间的边可以描述在第一节点处的姿态如何转换为在后续第二节点处的姿态。因此，该边可以指示相对和/或增量位置(通过所述相对和/或增量位置将第一节点处的位置转换为第二节点处的位置)。此外，边可以指示相对和/或增量取向(通过所述相对和/或增量取向将第一节点处的取向转换成第二节点处的取向)。因此，边条件可以包括关于增量取向(即关于取向变化)和/或关于增量位置(即关于位置变化)的条件。
9、误差函数可以包括与传感器数据中的里程计测量值有关和/或与边条件有关的边误差项。替代地地或补充地，误差函数可以包括与传感器数据中的位置测量值有关和/或与节点条件有关的节点误差项。在此，边误差项可以具有用于相应数量边的多个边误差。此外，节点误差项可以具有用于相应数量节点的多个节点误差。优化方法可以对此设计为如此求取(尤其如此定位)多个节点，使得误差函数减小、尤其最小化。在达到优化方法的收敛标准之后，所求取的节点就可以描述所求取的行驶路径。
10、装置被设置用于求取关于执行优化方法的至少一个参数的参数值。该至少一个参数在此可以描述优化方法的执行和/或优化方法的误差函数、尤其在执行优化方法期间误差函数的发展。
11、关于执行优化方法的参数例如可以包括在执行优化方法之后的误差函数(例如是均方误差)的值。替代地或补充地，关于执行优化方法的参数可以包括在执行优化方法直至达到收敛标准时的迭代次数。
12、替代地或补充地，关于执行优化方法的参数可以与误差函数的边误差项有关。边误差项可以分别包括对于图的多个边的边误差、尤其边方差。关于执行优化方法的参数可以包括在执行优化方法之后的对于多个边的边误差的最大值。
13、装置还被设置用于基于所求取的参数值确定，在求取行驶路径时是否存在问题。尤其可以基于所求取的参数值确定，行驶路径是正确的还是错误的，尤其行驶路径是否对应于由车辆在行车道区段上驶过的轨迹。
14、因此，描述了一种装置，该装置构造为用于通过分析所执行的优化方法以有效且可靠的方式探测错误求取的行驶路径。然后，必要时可以重新求取行驶路径。替代地或补充地可以引起，错误求取的行驶路径不被接收在用于行车道区段的地图数据中。因此，可以提高地图数据的品质。
15、装置可以被设置用于将所求取的参数与用于该参数的阈值进行比较。在此可以预先通过实验根据用于求取多个参考行驶路径的优化方法的相应的多个参考执行求取阈值。然后，可以基于比较以特别可靠的方式确定，在求取行驶路径时是否存在问题。
16、装置可以设置为，如果确定在求取行驶路径时存在问题，则执行行驶路径的重新求取。对于行驶路径的重新求取，可以适配误差函数、可以适配优化方法、可以适配优化方法的初始化和/或可以排除传感器数据的至少一部分。因此，可以提高所求取的行驶路径的品质。
17、装置例如可以被设置用于辨识具有节点误差(相对于其他节点误差)的最大值的图的节点。然后，在重新求取行驶路径时可以排除对于辨识出的节点的一个或多个位置测量值，以便提高重新求取的行驶路径的品质。替代地或补充地，可以辨识相应节点误差等于或大于确定的误差阈值的所有节点。然后，可以在重新求取行驶路径时排除对于一个或多个辨识出的节点的一个或多个位置测量值，以便提高重新求取的行驶路径的品质。
18、装置可以被设置用于求取关于执行优化方法的用于多个不同参数的参数值。然后，可以基于所求取的参数值以特别可靠且精确的方式从不同问题类型的集合中求取在求取行驶路径时的问题类型。在此，不同问题类型的集合可以包括:在传感器数据中存在错误的测量值；和/或在来自传感器数据的测量值(涉及在车辆周围环境中的地标)与用于求取行驶路径的优化图的节点和/或边之间存在错误关联；和/或存在优化方法的错误和/或不合适和/或差的初始化。
19、用于描述行驶路径的图可以包括用于在车辆周围环境中的相应的一个或多个地标的一个或多个节点。示例性的地标是交通标志、车道标记、信号灯等。这些节点例如可以称为地标节点，以便将它们与用于车辆姿态的节点区分，所述车辆姿态节点可以称为车辆节点。图可以具有各一个车辆节点和一个或多个地标节点之间的边。基于传感器数据、尤其基于摄像头的图像数据可以求取关于地标相对于车辆姿态的相对定位的测量值。基于测量值可以为车辆节点和地标节点之间的边建立边条件。在此，基于传感器数据识别出的地标能够与(用于确定地标的)确定的地标节点关联并且因此与图的确定边关联。该关联可能是错误的。通过在本文献中所描述的措施可以以有效且可靠的方式识别这种错误的关联。
20、如果地标的(绝对)位置(例如由地图数据)是已知的，则可以基于与地标相关的传感器数据，例如基于图像数据创建用于图的车辆节点的节点条件。尤其，基于传感器数据可以求取关于地标相对于车辆的相对定位并且因此关于车辆姿态的测量值(因为地标的位置是已知的)。在此，在基于传感器数据识别出的地标和(由地图数据已知的)地标之间发生关联。该关联可能是错误的。通过在本文献中所描述的措施可以以有效且可靠的方式识别这种错误的关联。
21、装置可以设置为对于优化方法的连续执行的序列分别确定，在求取对应的行驶路径时是否存在问题。在此，可以分析用于不同执行的一个或多个参数的参数值的随时间的发展。在此基础上然后可以监控分别使用的传感器数据的品质和/或分别使用的优化方法。因此，可以进一步提高所求取的地图数据的质量。
22、根据另一方面描述了一种(道路)机动车(尤其乘用车或载重车或巴士或摩托车)，其包括在本文献中所描述的装置。
23、根据另一方面描述了一种车辆外部单元、尤其服务器，其包括在本文献中所描述的装置。
24、根据另一方面描述了一种用于在求取车辆在行车道区段上的行驶路径时识别问题的方法。通过执行用于优化误差函数的优化方法求取行驶路径，其中误差函数与在车辆在行车道区段上行驶时检测到的来自车辆的一个或多个传感器的传感器数据有关。该方法包括求取关于执行优化方法的至少一个参数的参数值，以及基于所求取的参数值确定，在求取行驶路径时是否存在问题。
25、根据另一方面描述了一种软件(sw)程序。sw程序可以被设置用于在处理器上被执行，以便由此执行在本文献中所描述的方法。
26、根据另一方面描述了一种存储介质。存储介质可以包括sw程序，该sw程序被设置用于在处理器上被执行并且由此执行本文献中所描述的方法。
27、应指出的是，在本文献中所描述的方法、装置和系统不但可以单独使用，而且可以与在本文献中所描述的其他方法、装置和系统结合地使用。此外，在本文献中所描述的方法、装置和系统的任何方面可以以多种方式相互组合。尤其，权利要求的特征可以以多种方式相互组合。此外，在括号中所列举的特征应理解为可选的特征。
技术特征：
1.一种用于识别在求取车辆(100)在行车道区段(110)上的行驶路径(122)时的问题的装置(101)；其中通过执行用于优化误差函数的优化方法已求取所述行驶路径(122)；其中所述误差函数与所述车辆(100)的一个或多个传感器(102、103、104、105)在所述车辆(100)在所述行车道区段(110)上行驶时检测到的传感器数据有关；其中所述装置(101)被设置用于，
2.根据权利要求1所述的装置(101)，其中所述装置(101)被设置用于基于所求取的参数值，确定所述行驶路径(122)是正确的还是错误的，尤其所述行驶路径(122)是否对应于所述车辆(100)在所述行车道区段(110)上驶过的轨迹(120)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中所述装置(101)被设置用于
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中所述装置(101)被设置为，如果确定在求取所述行驶路径(122)时存在问题，则执行所述行驶路径(122)的重新求取，并且对于所述行驶路径(122)的所述重新求取适配所述误差函数、适配所述优化方法和/或排除所述传感器数据的至少一部分。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中关于执行所述优化方法的所述参数包括在执行所述优化方法之后所述误差函数的值、尤其是均方误差。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中关于执行所述优化方法的所述参数包括在执行所述优化方法时直至达到收敛标准的迭代次数(211)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中
8.根据权利要求7所述的装置(101)，其中
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中所述装置(101)被设置用于，
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(101)，其中所述装置(101)被设置用于
12.一种用于识别在求取车辆(100)在行车道区段(110)上的行驶路径(122)时的问题的方法(300)；其中所述行驶路径(122)通过执行用于优化误差函数的优化方法已求取；其中所述误差函数与所述车辆(100)的一个或多个传感器(102、103、104、105)在所述车辆(100)在所述行车道区段(110)上行驶时检测到的传感器数据有关；其中所述方法(301)包括：
技术总结
本发明描述一种用于在求取车辆在行车道区段上的行驶路径时识别问题的装置，其中，通过执行用于优化误差函数的优化方法求取所述行驶路径，并且其中，所述误差函数与所述车辆的一个或多个传感器的传感器数据有关，所述传感器数据在所述车辆在所述行车道区段上行驶时被检测到。所述装置被设置用于求取关于执行所述优化方法的至少一个参数的参数值。此外，所述装置被设置用于基于所求取的参数值确定，在求取所述行驶路径时是否存在问题。
技术研发人员：D·潘嫩,M·利布纳,F·贾默
受保护的技术使用者：宝马汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23