本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于基于所獲得的傳感器數(shù)據(jù)確定用于定位車輛的參數(shù)估計(jì)的完整性區(qū)域的方法，傳感器數(shù)據(jù)用于根據(jù)環(huán)境特征的定位，其中該完整性區(qū)域描述估計(jì)的參數(shù)以最小概率位于其中的區(qū)域，其中該方法至少包括以下步驟：a)確定基礎(chǔ)完整性信息，b)確定至少一個(gè)附加完整性信息，c)使用基礎(chǔ)完整性信息和至少一個(gè)第一附加完整性信息來確定完整性區(qū)域。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于基于所獲得的用于根據(jù)環(huán)境特征的定位的傳感器數(shù)據(jù)確定用于定位車輛的參數(shù)估計(jì)的完整性區(qū)域的方法。此外，涉及一種用于執(zhí)行該方法的計(jì)算機(jī)程序、一種存儲(chǔ)該計(jì)算機(jī)程序的機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的控制設(shè)備，其中該控制設(shè)備被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行該方法。特別地，該方法可以在至少部分自動(dòng)化或自主行駛的領(lǐng)域中使用。
技術(shù)介紹
1、自主行駛的最重要的挑戰(zhàn)之一是盡可能準(zhǔn)確且可靠地確定自主車輛的自身位置。自主車輛通常具有傳感器，例如慣性傳感器、車輪傳感器、環(huán)境傳感器、gnss傳感器、光學(xué)和/或聲學(xué)傳感器，借助于這些傳感器，車輛可以估計(jì)其自身位置。
2、從gnss定位(gnss傳感器作為主要數(shù)據(jù)源)已知還可以針對(duì)所確定的自身位置輸出有關(guān)其(可預(yù)期的)估計(jì)精度的信息。在本文中，例如，所確定的自身位置的置信度可以通過所謂的“保護(hù)級(jí)別”(簡稱“pl”)來表示。在此，pl可以描述統(tǒng)計(jì)誤差極限，統(tǒng)計(jì)誤差極限的計(jì)算通常基于統(tǒng)計(jì)考慮，并且如有必要，附加地基于估計(jì)算法的適當(dāng)協(xié)調(diào)。
3、提供保護(hù)級(jí)別的概念尤其在航空領(lǐng)域是廣泛的。然而，在航空領(lǐng)域開發(fā)的解決方案并不可以容易轉(zhuǎn)用到自主行駛的應(yīng)用領(lǐng)域上。特別地，例如在城市峽谷及其對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的影響是在航空應(yīng)用中不會(huì)出現(xiàn)的問題。
4、此外，對(duì)至少部分自動(dòng)化或自主行駛的改進(jìn)旨在通過環(huán)境傳感器的傳感器數(shù)據(jù)替換gnss信號(hào)作為用于定位的主要數(shù)據(jù)源。特別地，主要的gnss定位應(yīng)當(dāng)通過根據(jù)已知的環(huán)境特征的主要定位(所謂的特征定位)所替換，特別是對(duì)于特定地區(qū)(例如城市地區(qū))的定位任務(wù)。</p>5、對(duì)于基于特征的這種定位方法期望的是可以提供關(guān)于其(可預(yù)期的)估計(jì)精度的盡可能可靠的信息。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、在此根據(jù)權(quán)利要求1提出一種用于基于所獲得的傳感器數(shù)據(jù)確定用于定位車輛的參數(shù)估計(jì)的完整性區(qū)域的方法，傳感器數(shù)據(jù)用于根據(jù)環(huán)境特征的定位，其中該完整性區(qū)域描述估計(jì)的參數(shù)以最小概率位于其中的區(qū)域，其中該方法至少包括以下步驟：
2、a)確定基礎(chǔ)完整性信息，
3、b)確定至少一個(gè)附加完整性信息，
4、c)使用基礎(chǔ)完整性信息和至少一個(gè)第一附加完整性信息來確定完整性區(qū)域。
5、為了執(zhí)行該方法，步驟a)、b)和c)可以例如至少執(zhí)行一次和/或以所說明的順序重復(fù)執(zhí)行。此外，步驟a)、b)和c)，特別是步驟a)和b)可以至少部分并行或同時(shí)執(zhí)行。該方法例如可以由在此描述的控制設(shè)備來執(zhí)行。車輛可以例如是機(jī)動(dòng)車輛，例如汽車。車輛優(yōu)選地被設(shè)計(jì)用于至少部分自動(dòng)或自主行駛運(yùn)行。該方法有利地有助于為特征定位提供保護(hù)級(jí)別計(jì)算。
6、完整性區(qū)域描述了估計(jì)的參數(shù)(值)具有最小概率(實(shí)際)所處的區(qū)域。在此，估計(jì)的參數(shù)(值)基本上描述了參數(shù)估計(jì)的(單個(gè)的、特別是瞬時(shí)的)估計(jì)結(jié)果。換言之，這特別意味著完整性區(qū)域描述估計(jì)的參數(shù)的實(shí)際值或真實(shí)值以最小概率位于其中的區(qū)域。這種完整性區(qū)域也可以被稱為所謂的“保護(hù)級(jí)別”。
7、最小概率通常是預(yù)定義的最小概率。最小概率優(yōu)選為90％，特別優(yōu)選為95％或甚至99％。
8、優(yōu)選地，完整性區(qū)域是保護(hù)級(jí)別。保護(hù)級(jí)別在此通常描述估計(jì)的參數(shù)(值)以最小概率(實(shí)際)位于其中的(空間的、尤其是二維或三維的)區(qū)域。在此，估計(jì)的參數(shù)(值)基本上描述了參數(shù)估計(jì)的(單個(gè)的、特別是瞬時(shí)的)估計(jì)結(jié)果。換言之，這尤其意味著保護(hù)級(jí)別描述了估計(jì)的參數(shù)的實(shí)際值或真實(shí)值以最小概率位于其中的區(qū)域。
9、換言之，保護(hù)級(jí)別尤其描述了估計(jì)的參數(shù)的真實(shí)值以最小概率位于其中的置信區(qū)間或(空間)置信范圍。在此，參數(shù)的估計(jì)值通常位于置信區(qū)間或置信范圍的中間或中心。
10、估計(jì)的參數(shù)的真實(shí)值或?qū)嶋H值實(shí)際上位于保護(hù)級(jí)別中的最小概率遠(yuǎn)高于在“通常的”完整性區(qū)域中的情況。在此，最小概率通常超過99.99％，特別優(yōu)選超過99.999％或甚至超過99.9999％。在保護(hù)級(jí)別的情況下，最小概率不能以百分比來表達(dá)，而是以一定時(shí)間區(qū)間的可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤來表示。例如，可以定義保護(hù)級(jí)別，使得所考慮的參數(shù)最多每10年一次位于保護(hù)級(jí)別之外。例如，保護(hù)級(jí)別可以表達(dá)為無單位概率或比率，即一時(shí)間間隔內(nèi)的錯(cuò)誤出現(xiàn)概率。
11、該方法優(yōu)選地用于確定機(jī)動(dòng)車輛的行駛運(yùn)行參數(shù)的參數(shù)估計(jì)的完整性區(qū)域。行駛運(yùn)行參數(shù)通常是機(jī)動(dòng)車輛的行駛運(yùn)行的安全關(guān)鍵或安全相關(guān)的參數(shù)。行駛運(yùn)行參數(shù)優(yōu)選地是至少部分自動(dòng)或甚至自主操作(或運(yùn)行)的機(jī)動(dòng)車輛的行駛運(yùn)行的(安全關(guān)鍵或安全相關(guān)的)參數(shù)。
12、行駛運(yùn)行參數(shù)在此尤其被理解為有助于描述機(jī)動(dòng)車輛的空間上的行駛運(yùn)行或機(jī)動(dòng)車輛在空間中的操作的參數(shù)。特別地，行駛運(yùn)行參數(shù)至少有助于描述機(jī)動(dòng)車輛的自身移動(dòng)和/或自身位置。行駛運(yùn)行參數(shù)可以例如是機(jī)動(dòng)車輛的(自身)位置、(自身)速度、(自身)加速度或者方位(或取向)。行駛運(yùn)行參數(shù)優(yōu)選地是機(jī)動(dòng)車輛自身位置。
13、該方法優(yōu)選地用于確定描述車輛自身位置的估計(jì)的完整性的完整性區(qū)域。換言之，這尤其意味著參數(shù)優(yōu)選地是車輛的自身位置。該方法可以(因此)例如用于確定車輛位置的位置估計(jì)的完整性區(qū)域。在此，完整性區(qū)域可以描述車輛的估計(jì)的自身位置以最小概率(實(shí)際)位于其中的區(qū)域。替代于或附加于估計(jì)車輛自身位置，該方法還可以用于估計(jì)車輛的自身速度、取向、自身移動(dòng)等。
14、參數(shù)估計(jì)原則上可以包括用于估計(jì)(相同)參數(shù)的一種或多種方法。例如，參數(shù)估計(jì)可以包括至少兩種不同的方法，例如第一方法和與第一方法不同的用于估計(jì)的參數(shù)的第二方法。優(yōu)選地使用用于估計(jì)參數(shù)的方法，所述方法還可以提供和/或確定關(guān)于估計(jì)的完整性的完整性信息。
15、當(dāng)車輛處于例如預(yù)期gnss接收相對(duì)較差的特定地區(qū)中時(shí)，可以優(yōu)選地使用該方法。“gnss”代表全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。例如，當(dāng)車輛位于市區(qū)地區(qū)中時(shí)可以執(zhí)行該方法。
16、根據(jù)一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案提出：根據(jù)環(huán)境特征的定位被執(zhí)行為與車輛周圍環(huán)境中的已知特征的相對(duì)定位。例如，可以從車輛周圍環(huán)境的數(shù)字地圖中獲取已知的特征。特別地，結(jié)合在此描述的方法，基于特征的定位(特征定位)被用作主要的定位方法。該“主要的”定位方法原則上可以通過輔助定位方法、例如慣性導(dǎo)航或(簡化的)gnss定位來補(bǔ)充。例如，該應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)可以在于車輛可以配備有相對(duì)便宜的gnss接收器。
17、根據(jù)另一有利的設(shè)計(jì)方案提出：傳感器數(shù)據(jù)從相機(jī)傳感器、視頻傳感器、雷達(dá)傳感器或激光雷達(dá)傳感器獲得。這些傳感器對(duì)于執(zhí)行基于特征或基于特性的車輛定位特別有利。一個(gè)或多個(gè)傳感器可以被布置在車輛中或車輛上。
18、根據(jù)另一有利的設(shè)計(jì)方案提出：參數(shù)估計(jì)的至少一個(gè)結(jié)果和基礎(chǔ)完整性信息由濾波器確定。例如可以將卡爾曼濾波器或粒子濾波器用作濾波器。優(yōu)選地可以使用卡爾曼濾波器。卡爾曼濾波器可以讀取適合基于特征的定位的傳感器數(shù)據(jù)。除了估計(jì)的定位結(jié)果之外，卡爾曼濾波器通常還輸出至少一個(gè)隨機(jī)信息(例如以協(xié)方差矩陣的形式)，隨機(jī)信息在數(shù)學(xué)上描述了估計(jì)結(jié)果的可靠性。
19、根據(jù)另一有利的設(shè)計(jì)方案提出：基本文檔來自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于基于所獲得的傳感器數(shù)據(jù)確定用于定位車輛的參數(shù)估計(jì)的完整性區(qū)域的方法，所述傳感器數(shù)據(jù)用于根據(jù)環(huán)境特征的定位，其中所述完整性區(qū)域描述估計(jì)的參數(shù)以最小概率位于其中的區(qū)域，其中所述方法至少包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述根據(jù)環(huán)境特征的定位被執(zhí)行為與所述車輛的周圍環(huán)境中的已知特征的相對(duì)定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述傳感器數(shù)據(jù)從相機(jī)傳感器、視頻傳感器、雷達(dá)傳感器或激光雷達(dá)傳感器獲得。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述參數(shù)估計(jì)的至少一個(gè)結(jié)果和所述基礎(chǔ)完整性信息由濾波器確定。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述基礎(chǔ)完整性信息基于數(shù)學(xué)模型被確定和/或描述隨機(jī)量度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述至少一個(gè)附加完整性信息描述關(guān)于可檢測特征的數(shù)量和/或分布的信息。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述完整性區(qū)域被確定為保護(hù)級(jí)別。
8.一種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一個(gè)所述的方法的計(jì)算機(jī)程序。
9.一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，在所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)程序。
10.一種用于機(jī)動(dòng)車輛(2)的控制設(shè)備(1)，其中所述控制設(shè)備(1)被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一個(gè)所述的方法。
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【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
1.一種用于基于所獲得的傳感器數(shù)據(jù)確定用于定位車輛的參數(shù)估計(jì)的完整性區(qū)域的方法，所述傳感器數(shù)據(jù)用于根據(jù)環(huán)境特征的定位，其中所述完整性區(qū)域描述估計(jì)的參數(shù)以最小概率位于其中的區(qū)域，其中所述方法至少包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述根據(jù)環(huán)境特征的定位被執(zhí)行為與所述車輛的周圍環(huán)境中的已知特征的相對(duì)定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述傳感器數(shù)據(jù)從相機(jī)傳感器、視頻傳感器、雷達(dá)傳感器或激光雷達(dá)傳感器獲得。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述參數(shù)估計(jì)的至少一個(gè)結(jié)果和所述基礎(chǔ)完整性信息由濾波器確定。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·哈斯貝格，D·曹姆，P·羅特，A·達(dá)斯，J·羅赫德，T·烏爾里希，M·鮑斯，
申請(專利權(quán))人：羅伯特·博世有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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