本發(fā)明涉及一種用于確定參考位置作為用于對車輛的GNSS位置進行校正的基礎的方法,該車輛的GNSS位置借助于被稱為GNSS的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)來定位;一種用于根據(jù)所確定的參考位置來記錄地圖的方法;一種用于執(zhí)行所述方法的控制裝置以及一種具有所述控制裝置的車輛。
背景技術(shù):
從WO 2011 / 098 333 A1中公開了:在車輛中使用不同的傳感器參數(shù),以便改進已經(jīng)存在的傳感器參數(shù)或者產(chǎn)生新的傳感器參數(shù)并且由此提高可檢測到的信息。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
任務是改進用于信息增加的多個傳感器參數(shù)的利用情況。
該任務通過獨立權(quán)利要求所述的特征得到解決。優(yōu)選的改進方案是從屬權(quán)利要求的主題,通過引用使得從屬權(quán)利要求明確地成為說明書的主題。
按照本發(fā)明的一個方面,用于確定參考位置作為用于對車輛的GNSS位置—該車輛的GNSS位置借助于被稱為GNSS的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)來定位—進行校正的基礎的方法包括下述步驟:
-當來自車輛的運動記錄傳感器的輸出信號具有一特征性變化(Verlauf)時,借助于GNSS來檢測車輛的絕對位置;
-根據(jù)所檢測的絕對位置來確定所述參考位置;并且
-將所述參考位置配屬于所述輸出信號的特征性變化。
所給定的方法基于以下考慮:例如在松耦合或者緊耦合的范圍內(nèi)GNSS(GNSS = globales Navigationssatellitensystem全球衛(wèi)星導航系統(tǒng))通過將由GNSS獲取的絕對位置與行駛動態(tài)數(shù)據(jù)相融合能夠改善對車輛的定位。為此,簡單來說用行駛動態(tài)數(shù)據(jù)來更新參考位置。由此,除了借助于GNSS獲取的絕對位置之外,還有根據(jù)行駛動態(tài)數(shù)據(jù)來更新的參考位置可供使用,然后可以相互通過傳感器融合來對所述參考位置進行校正。
然而能夠借助行駛動態(tài)數(shù)據(jù)來更新的參考位置最終僅僅基于通過GNSS獲取的絕對位置,因為在車輛內(nèi)不存在替代的傳感器系統(tǒng),除了GNSS之外所述傳感器系統(tǒng)能夠以替代的方式提供車輛的絕對狀態(tài)。由此,出現(xiàn)了傳感器融合的基本思想:為了準確說明車輛的絕對位置應當結(jié)合不同的信息源。這對融合的傳感器數(shù)據(jù)的質(zhì)量具有顯著的影響。
在此,所給定的方法規(guī)定:在其范圍內(nèi)利用行駛動態(tài)傳感器借助于其輸出信號的特征性變化來識別行駛動態(tài)傳感器之一的特征性激勵(Anregung)。輸出信號的從屬于所識別出的特征性激勵的特征性變化隨后可以與當前獲取的絕對位置一起被保存為參考位置。如果車輛再一次經(jīng)過了所述絕對位置,在該絕對位置處所述行駛動態(tài)傳感器的輸出信號具有所述特征性變化,則與借助于GNSS獲取的絕對位置無關(guān)的信息可以作為用于借助行駛動態(tài)數(shù)據(jù)來更新的參考位置而供使用,所述信息符合傳感器融合的基本思想。
然而特征性變化的檢測不限于純行駛動態(tài)傳感器,而是可以利用車輛內(nèi)的每個任意的運動記錄傳感器來實現(xiàn),從其輸出信號中能夠讀出關(guān)于車輛的絕對位置的函數(shù)關(guān)系。為此應當以特別有利的方式如此設置所選擇的運動記錄傳感器,使得其輸出信號以一定的方式依賴行車道的本地相關(guān)的特性,其中車輛在該行車道上行駛。這例如可以是其表面結(jié)構(gòu)或其變化。行車道的這些本地相關(guān)的特性而后可以利用運動記錄傳感器來檢測作為特征點,并且作為參考位置來被使用,隨后可以在運動記錄傳感器的輸出信號中隨時根據(jù)特征模型重新識別所述參考位置。這類特征點例如可以是在行車道上的取決于施工的不平度。這樣的取決于施工的不平度出現(xiàn)在從庭院、車庫等駛出的地方,在窨井蓋處、在具有混凝土路面的道路上的橫向接縫處、在道路表面的材料變化處,如圓石塊路面上的瀝青或者在與行車道交叉的軌道處。
在某些情況下,在來自運動記錄傳感器的輸出信號中識別特征點時可以一起結(jié)合其他傳感器,以便例如在不同的軸線上測量運動記錄傳感器的特征性激勵,運動記錄傳感器的輸出信號中的特征性變化基于該特征性激勵。于是例如可以考慮:這類特征性激勵是否是橫向于車輛的行駛方向延伸的激勵、如其例如在上面所提到的軌道中的情況那樣。
作為運動記錄傳感器原則上可以考慮車輛內(nèi)的每個任意的傳感器,該傳感器測量車輛的至少一個部件的或者也可以是整個車輛的位置和/或速度和/或加速度。在此,所述位置、速度或加速度不必一定是線性的,而是例如也可以以有角度形狀的方式來檢測。特別優(yōu)選地,作為運動記錄傳感器可以考慮使用在行駛動態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)領域內(nèi)的傳感器,即車輪轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、加速度傳感器和/或轉(zhuǎn)動速率傳感器。同樣可以使用輪胎壓力傳感器,所述輪胎壓力傳感器能夠識別輪胎空氣壓力的快速變化,并且由此間接地例如橫向于輪胎的滾動方向接通到軌道上。
在所給定的方法的一種特別的改進方案中,前面所提到的參考位置除了存儲之外還可以被學習。“學習”下面應當理解為知識通過經(jīng)驗來計算機生成,所述知識在所給定的方法的范圍內(nèi)是參考位置,而經(jīng)驗是不同的絕對位置,所述絕對位置可以被配屬于來自運動記錄傳感器的輸出信號的特征性變化。在此,學習通常包括濾波過程。所述濾波過程可以如此設計,使得在借助GNSS來重新檢測絕對位置時根據(jù)重新檢測到的絕對位置對已經(jīng)保存的參考位置進行校正。也就是說,在學習的范圍內(nèi)迭代式地對參考位置進行校正。已經(jīng)越頻繁地識別了來自運動記錄傳感器的輸出信號的特征性變化,并且由此所述參考位置的學習過程或者迭代的數(shù)目越高,則所述校正越有效并且尤其越可靠,因為在借助GNSS檢測絕對位置時的統(tǒng)計效果與學習過程的頻率進行了比較,這降低了參考位置的不準確度。
在所給定的方法的一種附加的改進方案中,隨后可以向參考位置分配一計數(shù)值,該計數(shù)值表明:在來自運動記錄傳感器的輸出信號中識別特征性變化的頻率??赡艿匾部梢韵蜿P(guān)于該計數(shù)值的的參考位置分配其他信息,所述信息表明:可以多可靠地獲取當前的絕對位置。隨后例如可以將在檢測各個絕對位置時的環(huán)境條件一起引入到所述信息內(nèi),所述參考位置以絕對位置為基礎。當在來自運動傳感器的輸出信號中檢測到了特征性變化時,這類環(huán)境條件例如是GNSS信號的質(zhì)量、所述絕對位置的分散性、GNSS信號的基本可用性,等等。
在技術(shù)上針對所述學習可以采用不同的計劃。因此,例如尤其可以是神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機或神經(jīng)模糊方法。
在另一改進方案中,所給定的方法包括下述步驟:當來自車輛的運動記錄傳感器的輸出信號具有與所述特征性變化不同的另一特征性變化時,檢測車輛的另一絕對位置。作為另一特征性變化與前面所提到的特征性變化之間的區(qū)別可以尋找運動記錄傳感器的輸出信號中的任意特征。例如可以在其形狀方面對輸出信號進行檢查并且進行FFT(schnelle Fourier Transformation,快速傅里葉變換)。當這兩個特征性變化具有相同的形狀時,也可以通過其彼此間的時間間隔來區(qū)分這兩個特征性變化。
為了將兩個不同時間間隔的特征性變化與基于一個唯一的特征性激勵的一個唯一的特征性變化區(qū)別開來,其中車輛在一定的間隔內(nèi)經(jīng)過所述一個唯一的特征性激勵兩次,在根據(jù)輸出信號中的特征性變化檢測特征性激勵時考慮了與其相關(guān)的、通過GNSS來檢測的絕對位置。一旦其等于一定的公差,則所檢測的特征性變化屬于一個唯一的特征性激勵。為了考慮所述公差,可以使得所述特征性變化和另一特征性變化之間的間隔滿足一預先確定的條件,根據(jù)該預先確定的條件在兩個特征性激勵之間的間隔有利地足夠大,從而能夠無問題地區(qū)分兩個激勵。在此,尤其可以考慮所使用的GNSS、GNSS接收器的質(zhì)量、接收衛(wèi)星的數(shù)量和所使用頻率的數(shù)量,以便定義預先確定的條件,并且尤其定義所述間隔。
在另一改進方案中,所給定的方法包括根據(jù)另一預先確定的條件來消除(L?schen)參考位置的步驟。該預先確定的條件可以被定義為遺忘因子,借助該遺忘因子可以使舊的參考位置隨著時間再次從作為記憶起作用的存儲器中去除。替代地,也可以借助遺忘因子對舊的參考位置進行加權(quán),并且因此隨著時間失去意義。于是例如當由于道路走向的變化車輛不再能夠駛向一定的參考位置時,也可以考慮其他情況。
另一可能性是在行車道的表面特性方面的變化,由此不再能夠在參考位置處檢測一定的特征性激勵。如果在沒有識別到特征性激勵的情況下重新在這類參考位置上行駛,其中在該參考位置處實際上由于歷史原因而預期會有特征性激勵,那么在此可以對參考位置和輸出信號的特征性變化之間的配屬關(guān)系的整體性度量(Integrit?tsma?)降級。如果相應參考位置的所述整體性度量低于一閾值,則可以將所述參考位置和所有分配給它的數(shù)據(jù)從所述存儲器內(nèi)完全消除。于是可行的是:關(guān)于前面所提到的激勵的參考位置—該激勵通過在行車道上的施工措施或者其他效果來消除—也可以從所述系統(tǒng)中去除,而不必將在該參考位置處存在特征性激勵的信息從該系統(tǒng)中手動消除。
按照本發(fā)明的另一方面,用于記錄地圖的方法包括下述步驟:利用前面所提到的方法之一來確定參考位置,并且將所確定的參考位置作為地圖位置錄入到地圖中。
在該方法的范圍內(nèi)不需要將具有參考位置和特征性激勵的數(shù)字地圖作為基礎、即先驗存在的數(shù)據(jù)維持在車輛內(nèi)。在使用所給定的方法時制定能保存在數(shù)字地圖中的信息并且由此個性化地用于每個單個的車輛,在所述車輛中使用所給定的方法。
按照本發(fā)明的另一方面,一種控制裝置被設計用于實施所給定的方法之一。
在所給定的控制裝置的一種改進方案中,所給定的裝置具有存儲器和處理器。在此,所給定的方法之一以計算機程序的形式被保存在所述存儲器中并且所述處理器被設置用于在將所述計算機程序從所述存儲器裝載到所述處理器中時執(zhí)行所述方法。
按照本發(fā)明的另一方面,計算機程序包括程序代碼段,以便當該計算機程序在計算機或者所給定的裝置之一上被執(zhí)行時實施所給定的方法之一的所有步驟。
按照本發(fā)明的另一方面,計算機程序產(chǎn)品包括程序代碼,所述程序代碼被保存在計算機可讀的數(shù)據(jù)載體上并且所述程序代碼在其在數(shù)據(jù)處理裝置上被執(zhí)行時實施所給定的方法之一。
按照本發(fā)明的另一方面,車輛包括所給定的控制裝置。
按照本發(fā)明的第三方面,所述任務此外通過用于記錄地圖的方法來解決,所述方法包括下述步驟:
-通過由全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(簡稱:GNSS)獲取的GNSS位置來檢測車輛的絕對位置,其中當來自車輛的運動記錄傳感器、即加速度傳感器、速度傳感器、車輪轉(zhuǎn)速傳感器和/或具有加速度傳感器的移動終端設備的輸出信號具有特征性變化時,檢測所述絕對位置;
-根據(jù)所檢測的絕對位置來確定所述參考位置;并且
-將所述輸出信號的特征性變化配屬于所述參考位置或者絕對位置。
本發(fā)明利用下述知識:加速度數(shù)據(jù)與絕對位置的結(jié)合是特別有利的,并且為應用用于提高駕駛安全性和駕駛舒適性提供重要的數(shù)據(jù),如在下文還要進一步描述的那樣。一方面,可以借助所述加速度來獲取行車道的狀況。此外,關(guān)于加速度的數(shù)據(jù)、特別是加速度數(shù)據(jù)的變化也提供了關(guān)于駕駛員行為的啟示。當兩個使用場景被大量定期地收集并且關(guān)于參考位置而被參照時,可以以最佳的方式來使用這兩個使用場景。以這種方式可以獲取關(guān)于行車道狀況、駕駛員類型、危險點或其他信息的特別可靠且準確的平均值,其中可以與位置有關(guān)地來使用所述信息。在此特別有利的是:能夠在沒有駕駛員附加消耗的情況下獲取所述數(shù)據(jù),并且該駕駛員并未顯著偏離其車輛駕駛的主要活動。借助按照所述解決方案的第一方面的方法來輔助改善了的位置檢測,在此盡可能精確地向所述位置分配加速度變化。因為對于第一方法來說總歸存在運動傳感器的數(shù)據(jù),所以也不必明顯改變最先被提到的方法。
有利地,使用一個或多個安裝在車輛內(nèi)的加速度傳感器的數(shù)據(jù)。作為其替代和附加,可以使用移動的終端設備、例如在汽車內(nèi)被固定在保持機構(gòu)內(nèi)的智能手機來記錄所述數(shù)據(jù)。
如果使用終端設備作為替代方案,即使用僅僅一個移動終端設備來檢測數(shù)據(jù),則可以將所述數(shù)據(jù)與在中央管理的地圖或者后端服務器中的絕對位置結(jié)合起來。加速度數(shù)據(jù)與絕對位置的結(jié)合在此可以通過與由終端設備檢測的位置的平衡或者通過時間戳來實現(xiàn)。將數(shù)據(jù)反饋到車輛中可以通過其他車輛接頭、如車輛對X系統(tǒng)或者導航系統(tǒng)來進行。
如果在車輛內(nèi)除了加速度傳感器外還使用了終端設備,則在存儲并且在外部傳輸已經(jīng)在車輛內(nèi)的數(shù)據(jù)之前,可以通過車輛和終端設備之間的直接連接平衡、融合和/或核查這些數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的方法以有利的方式通過下述方式來改進:結(jié)合參考位置來記錄加速度傳感器的加速度的變化。在一定的時期范圍內(nèi)記錄加速度的變化并且將其關(guān)于參考位置來保存。例如可以在緩沖帶之前或者之后檢測、保存所述變化并且關(guān)于緩沖帶的位置來參考所述變化。由于加速度的變化通過這種方式甚至可以獲取關(guān)于在緩沖帶處發(fā)生的行駛過程的不同信息。此外,在存在足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)時從中可以獲取駕駛建議。
根據(jù)本發(fā)明的方法有利地通過下述方式來改進:記錄縱向加速度傳感器的關(guān)于參考位置的變化,例如在相應的參考位置之前和之后的預先定義的路段或者持續(xù)時間??v向加速度傳感器記錄制動過程和開動過程的數(shù)據(jù),所述消息不僅給出關(guān)于駕駛行為的消息,但也給出關(guān)于道路特性的消息,例如凹坑、緩沖帶或類似物。除此之外,還可以相應地在參考位置處或者沿著路段記錄車輛的速度。
根據(jù)本發(fā)明的方法以有利的方式通過下述步驟來改進:
-對加速度變化進行分析;并且
-借助于加速度峰值來識別行車道不平度。
根據(jù)本發(fā)明的方法以有利的方式通過下述步驟來改進:
-借助通過攝像頭拍攝的道路圖像來識別行車道不平度。
除了加速度傳感器的數(shù)據(jù)之外還可以使用攝像頭圖像,以便多余地識別和/或核查參考點。替代地,也可以使用攝像頭來前瞻性地識別參考點或者道路上的顯著的點,以便據(jù)此而開始介入到行駛動態(tài)中或者也進行加速度數(shù)據(jù)的保存。相反地,可以借助加速度數(shù)據(jù)來核查攝像頭圖像和數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的方法以有利的方式通過下述步驟來改進:
-制定關(guān)于行車道不平度的地方和/或中央管理的地圖。
一方面可以規(guī)定:在車輛中僅僅檢測數(shù)據(jù)并且通過外部的系統(tǒng)或者后端服務器來分析所述數(shù)據(jù)。通過這種方式可以將車輛內(nèi)的計算量保持得較小。在最簡單的版本中,地圖包括加速度數(shù)據(jù),所述加速度數(shù)據(jù)與相應的參考位置相結(jié)合。所述地圖可以通過速度曲線(Geschwindigkeitsprofil)加以補充。替代地,也可以在車輛中已經(jīng)對所檢測的數(shù)據(jù)進行了分析,并且將這些數(shù)據(jù)保存在當?shù)?,以便能夠盡可能自主地操縱所述車輛。自身的數(shù)據(jù)必要時也可以通過外部的數(shù)據(jù)來補充。該變型方案也可以與下述情況相結(jié)合:所檢測的和分析的數(shù)據(jù)通過外部系統(tǒng)或后端服務器組成一個較為完整的地圖。
根據(jù)本發(fā)明的方法有利地通過下述方式來改進:根據(jù)加速度峰值來對行車道不平度進行分類。加速度峰值的大小可以尤其被用于識別突出的制動情況并且因此識別危險情況。
根據(jù)本發(fā)明的方法有利地通過下述方式來改進:將加速度變化與其他駕駛情況參數(shù)、駕駛員類型參數(shù)和/或車輛參數(shù)結(jié)合起來。通過這種方式可以較為可靠地分析并且推導出駕駛建議??傮w而言,利用本實施方式應當實現(xiàn):在環(huán)境關(guān)系和駕駛員類型的上下文中考慮各個行駛機動性。
根據(jù)本發(fā)明的方法有利地通過下述方式來改進:通過加速度變化和相應的參數(shù)形成加速度變化組(Beschleunigungsverlaufscluster)或速度曲線組。
根據(jù)本發(fā)明的方法有利地通過下述方式來改進:由加速度變化和/或由行車道不平度來推斷額定速度或危險點。能夠以最為不同的方式來使用這些信息。能夠以簡單的方式將該方法用于警告駕駛員危險情況。此外,還可以將該方法用于介入車輛的駕駛動態(tài)中。
根據(jù)一種特別有利的實施方式規(guī)定:使用額定速度來確定車輛的速度,其速度通過巡航控制系統(tǒng)或者自主地來操縱。因為額定速度是一種來自經(jīng)驗的額定速度,所以在此駕駛員接受的速度可能高于純粹根據(jù)物理和法律的可能性獲取的速度。特別謹慎的駕駛員會將來自經(jīng)驗的額定速度感知為較為愉快的。
所述額定速度也可以被使用,以便在行車道特性不利的情況下調(diào)整較為舒適的駕駛方式。
總體而言,以經(jīng)驗為依據(jù)檢測到的加速度數(shù)據(jù)形成十分好的數(shù)據(jù)基礎,以推導出多個行駛參數(shù),這些行駛參數(shù)能用于對不同的駕駛輔助系統(tǒng)、警報系統(tǒng)或者輔助系統(tǒng)進行調(diào)整。
附圖說明
本發(fā)明的上面所描述的特性、特征和優(yōu)點以及如何實現(xiàn)所述特性、特征和優(yōu)點的方式和方法結(jié)合以下對實施例所作的描述而變得更加清楚易懂,結(jié)合附圖對所述實施例進行詳細解釋,其中:
圖1示出了在道路上的車輛的原理圖;
圖2在替代的視圖中示出了圖1的車輛的原理圖;
圖3示出了在圖1的車輛內(nèi)的融合傳感器(Fusionssensor)的原理圖;并且
圖4示出了在道路上的來自圖1的車輛的原理圖;并且
圖5在替代的視圖中示出了在道路上的來自圖1的車輛的原理圖。
在附圖中,相同的技術(shù)元件設有相同的附圖標記并且僅僅被描述一次。
具體實施方式
參照圖1,圖1示出了具有機架4的車輛2的原理圖,該機架能沿著在圖4中示出的行駛方向5行駛地支承在車輪6上。在車輛2內(nèi)布置有融合傳感器8。
融合傳感器8在當前的實施方式中通過本身已知的GNSS接收器10接收車輛2的狀態(tài)數(shù)據(jù)12,這些狀態(tài)數(shù)據(jù)尤其描述了在行車道13上的車輛2的在圖3中示出的絕對位置76。除了所述絕對位置76之外,來自GNSS接收器10的狀態(tài)數(shù)據(jù)12附加地也可以描述車輛2的速度。來自GNSS接收器10的狀態(tài)數(shù)據(jù)12在當前的設計方案中以對于本領域技術(shù)人員已知的方式從在GNSS接收器10中的、由在圖4中示出的GNSS衛(wèi)星15發(fā)射的GNSS信號14中推導出,所述GNSS信號通過GNSS天線16來接收并且因此下面將其稱為GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12。對于關(guān)于此的細節(jié)請參考相關(guān)的專業(yè)文獻。
融合傳感器8以還要介紹的方式被構(gòu)造用于增大從GNSS信號14推導出的GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12的信息量。這一方面是必要的,因為GNSS信號14具有較低的信噪比并且因此會十分不準確。另一方面,不能持久地使用所述GNSS信號14。
在當前的設計方案中,車輛2為此具有形式為慣性傳感器18的運動記錄傳感器,該運動記錄傳感器檢測車輛2的行駛動態(tài)數(shù)據(jù)20。車輛2的縱向加速度、橫向加速度以及垂直加速度和側(cè)傾率、俯仰率以及橫擺率以已知的方式落入到所述行駛動態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)。在當前的設計方案中使用所述行駛動態(tài)數(shù)據(jù)20來增大GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12的信息量并且例如準確地說明車輛2在行車道13上的位置和速度。準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)12甚至在GNSS信號14例如在隧道下根本不可用時也可以由導航設備24來使用。
為了進一步增大GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12的信息量,在當前的設計方案中可選地還可以使用形式為車輪轉(zhuǎn)速傳感器26的其他運動記錄傳感器,所述運動記錄傳感器檢測車輛2的各個車輪6的車輪轉(zhuǎn)速28。
將在后面在圖3中更詳細地討論準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22的產(chǎn)生。
參考圖2,圖2示出了具有安裝在車輛內(nèi)的行駛動態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)的車輛2的原理圖。行駛動態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)的細節(jié)例如可以參引DE 10 2011 080 789 A1。
車輛2的每個車輪6都可以通過位置固定地固定在機架4上的制動器30相對于機架4減速,以使得在未詳細示出的道路上的車輛2的運動減速。
在此可以以對于本領域技術(shù)人員已知的方式發(fā)生:車輛2的車輪6失去其相對于行車道13的路面附著,并且車輛2由于轉(zhuǎn)向不足或者轉(zhuǎn)向過度甚至遠離例如通過未詳細示出的轉(zhuǎn)向輪預先給定的軌跡。該軌跡例如可以由通過另一形式為轉(zhuǎn)向角傳感器32的運動記錄傳感器檢測的轉(zhuǎn)向角34來預先給定。這通過本身已知的調(diào)節(jié)回路、如ABS(防抱死系統(tǒng))和ESP(電子穩(wěn)定程序)來避免。在這類調(diào)節(jié)回路中通過傳感器來檢測測量數(shù)據(jù)。隨后調(diào)節(jié)器將所述測量數(shù)據(jù)與額定數(shù)據(jù)進行比較并且借助調(diào)整器件使得所述測量數(shù)據(jù)接近所述額定數(shù)據(jù)。
在當前的設計方案中,車輛2在車輪6處具有轉(zhuǎn)速傳感器26作為傳感器,所述轉(zhuǎn)速傳感器分別檢測車輪6的轉(zhuǎn)速28作為測量數(shù)據(jù)。此外,車輛2具有慣性傳感器18作為傳感器,所述慣性傳感器檢測車輛2的行駛動態(tài)數(shù)據(jù)20作為測量數(shù)據(jù)。
在所檢測的轉(zhuǎn)速12和行駛動態(tài)數(shù)據(jù)20的基礎上,調(diào)節(jié)器36能夠以對本領域技術(shù)人員已知的方式確定:車輛2是在行車道13上打滑還是甚至偏離上面所提到的預先給定的軌跡并且與本身已知的調(diào)節(jié)器輸出信號38相對應地對之做出反應。調(diào)節(jié)器輸出信號38隨后可以被調(diào)整裝置40所使用,以便借助于調(diào)整信號42來操控調(diào)整器件、如制動器30,所述調(diào)整器件以本身已知的方式對打滑和偏離預先給定的軌跡做出反應。
調(diào)節(jié)器36例如能夠被集成到車輛2的本身已知的馬達控制機構(gòu)中。也可以將所述調(diào)節(jié)器36和調(diào)整裝置40構(gòu)造為同一調(diào)節(jié)裝置。
參考圖3,圖3示出了來自圖1的融合傳感器8的原理圖。
將在圖1中已經(jīng)提到的測量數(shù)據(jù)引入到所述融合傳感器8中。融合傳感器8應當輸出準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22。關(guān)于此的基本思想是:在濾波器44中比較來自GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12的信息與來自慣性傳感器18的行駛動態(tài)數(shù)據(jù)20,并且因此在GNSS接收器10的GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12或者來自慣性傳感器20的行駛動態(tài)數(shù)據(jù)18中提高了信噪比。為此,雖然濾波器可以以任意形式來構(gòu)造,但是卡爾曼濾波器以相對低的計算資源要求最有效地解決了所述任務。因此,所述濾波器44下面應當優(yōu)選卡爾曼濾波器44。
通過還要介紹的校正器件46將車輛2的準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22和車輛2的比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48引入到卡爾曼濾波器44中。準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22在當前的設計方案中以例如從DE 10 2006 029 148 A1中已知的捷聯(lián)算法50由行駛動態(tài)數(shù)據(jù)20來產(chǎn)生。所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)包括關(guān)于車輛2的準確說明的位置信息,但是也包括關(guān)于車輛2的其他狀態(tài)數(shù)據(jù)、如其速度、其加速度以及其行駛方向。與之對應地,比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48從車輛2的模型52中獲得,首先一次性地從GNSS接收器10向所述模型供給GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12。然后在所述模型52中由這些GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12來確定比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48,所述比較狀態(tài)數(shù)據(jù)包括與所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22相同的信息。所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22和比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48僅僅在其數(shù)值方面不同。
卡爾曼濾波器30根據(jù)所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22和所述比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48來計算用于所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22的誤差預算54和用于所述比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48的誤差預算56?!罢`差預算”在下面應當理解為信號中的總誤差,所述總誤差由在檢測和傳輸信號時的不同的各個誤差組成。在GNSS信號14中進而在GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12中,相應的誤差預算可能由衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星時鐘、其余的反射效應的誤差并且由GNSS接收器10中的誤差組成。
所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22的誤差預算54和所述比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48的誤差預算56隨后被相應地輸送給捷聯(lián)算法50和模型52用于對所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22或所述比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48進行校正。也就是說,所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22和所述比較狀態(tài)數(shù)據(jù)48迭代式地以其誤差為幅度被消除。
融合濾波器4能夠以上面所介紹的方式根據(jù)GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12和車輪轉(zhuǎn)速28很好地校正車輛2的行駛動態(tài)數(shù)據(jù)20,所述行駛動態(tài)數(shù)據(jù)通過慣性傳感器18來檢測。
然而,這與車輛2的絕對位置情況不同,對于所述車輛的絕對位置來說實際上僅僅GNSS接收器10可用,所述GNSS接收器將車輛2的絕對位置76輸出到GNSS狀態(tài)數(shù)據(jù)12中。因為在車輛2中對于車輛2的絕對位置76來說沒有比較值可用,所以不能校正在檢測所述絕對位置76時的誤差、例如大氣干擾,并且因此降低了對所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22的整體性度量。
為了提高對所述準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22的整體性度量,當前的設計方案建議:以實驗的方式提供參考位置61作為用于車輛2的絕對位置76的比較值。為此在當前的設計方案中設置位置確定裝置58,該位置確定裝置建立在來自上面所提到的運動記錄傳感器18、26、32的輸出信號20、28、34的特征性變化之上。
當行車道13上的車輛2經(jīng)過在圖4中示出的特征性激勵時,所述輸出信號20、28、34具有前面所提到的特征性變化。在此具體涉及:一種表面過渡部62,其中行車道13的路面由圓石塊路面64轉(zhuǎn)換為混凝土路面66;混凝土路面66中的橫向接縫68;窨井蓋70以及與行車道13橫向交叉的軌道72。作為特征性激勵62、68、70、72在行車道13上考慮所有的特性變化,所述特性變化以能再現(xiàn)的方式在足夠短的時間間隔內(nèi)激勵上面所提到的運動記錄傳感器18、26、32,并且允許明確地分配車輛2的絕對位置76。圓石塊路面64本身因此相當不合適,因為圓石塊路面在過長的時間間隔內(nèi)激勵運動記錄傳感器18、26、32,從而使得不能為所述激勵分配明確的絕對位置。
“足夠短”應當以有利的方式與速度有關(guān)地來定義。“以能再現(xiàn)的方式”應當以下述方式來理解:當車輛2再一次經(jīng)過特征性激勵時,上面所提到的運動記錄傳感器18、26、32輸出具有相同特征性變化60的輸出信號20、28、34。
會將運動記錄傳感器18、26、32的輸出信號20、28、34引導給特征性變化60的特征性激勵62、68、70、72可以被預先給定給選擇濾波器74,該選擇濾波器隨后從所述輸出信號20、28、34中過濾出特征性變化60并且將其輸出給位置確定裝置58。
與特征性變化60一起,所述位置確定裝置58接收具有絕對位置76的狀態(tài)數(shù)據(jù)12,車輛在所述時刻位于所述絕對位置處,在所述絕對位置處出現(xiàn)了所述特征性變化60。所述位置確定裝置58根據(jù)所述特征性變化60和絕對位置76詢問存儲器78,是否在圍繞所述絕對位置76的區(qū)域內(nèi)已經(jīng)保存了參考位置61,在所述區(qū)域內(nèi)檢測了所述特征性變化60,在所述參考位置處已經(jīng)檢測了所述特征性變化60。圍繞所述絕對位置76的區(qū)域—參考位置61可位于該區(qū)域內(nèi)—在此一方面局部不應選擇得過窄,以便總的來說能夠?qū)λ鼋^對位置76進行校正。但是另一方面圍繞所述絕對位置76的區(qū)域—參考位置61可位于該區(qū)域內(nèi)—也不應選擇得過寬,以便不錯誤地將兩個不同的特征性激勵62、68、70、72配屬于一個唯一的參考位置61。
如果存儲器78以在圍繞所述絕對位置76的區(qū)域內(nèi)已經(jīng)保存的參考位置61來答復,則位置確定裝置58根據(jù)新檢測的絕對位置76來校正所保存的參考位置61。這例如可以通過平均值構(gòu)造、通過加權(quán)的平均值構(gòu)造、通過安裝與濾波器44相類似的濾波器或者其他任意的濾波器來進行,利用所述濾波器能夠?qū)⒃谔卣餍约?2、68、70、72的區(qū)域內(nèi)所檢測到的絕對位置76在一時間內(nèi)校正為盡可能準確的參考位置61。被校正的參考位置61隨后可選地與相關(guān)的特征性激勵60一起被再次保存在存儲器78內(nèi)。同時將被校正的參考位置61輸出給校正器件46,從而接下來可以與濾波器44相類似地根據(jù)所述被校正的參考位置61來準確說明被準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22。
如果關(guān)于特征性激勵60還沒有保存參考位置61,則位置確定裝置58可以將當前的絕對位置7作為被校正的參考位置61與特征性激勵60一起保存在存儲器78內(nèi)。盡管在此在準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22中可能不存在精度收益,但是位置確定裝置58也可以將這類確定的被校正的參考位置61輸出給校正器件46,因為被校正的參考位置61等于當前包含在狀態(tài)數(shù)據(jù)12中的絕對位置76。
替代地,當參考位置61仍被列為太不精確時,也可以禁止根據(jù)被校正的參考位置61對準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22進行校正。為此,例如可以與參考位置61一起將計數(shù)值80保存在存儲器78內(nèi),所述計數(shù)值表明已經(jīng)根據(jù)所述絕對位置76對參考位置61進行了的校正的頻率。如果該計數(shù)值過小,則可以禁止根據(jù)被校正的參考位置61來對準確說明的狀態(tài)數(shù)據(jù)22進行校正。
最后也應當考慮下述情況:隨著時間、例如通過施工措施或者類似措施不再會存在確定的特征性激勵62、68、70、72。如果在行車道13上例如對表面進行修整并且用瀝青路面來替代圓石塊路面64以及混凝土路面66,則可以消除形式為表面過渡部62的特征性激勵。為此可以在存儲器78內(nèi)附加地保存整體性度量82。所述整體性度量82表明:存儲器78內(nèi)的參考位置61有多可靠。每次當位置確定裝置58讀出參考位置61—關(guān)于該參考位置保存了特征性變化60—但是關(guān)于該參考位置61卻沒有檢測到特征性變化60時,位置確定裝置58就可以降低屬于該參考位置61整體性度量82。如果所述整體性度量82下降到一定閾值以下,則位置確定裝置58能夠以一消除誤差84來消除相應的具有來自存儲器78的所有相關(guān)數(shù)據(jù)的參考位置61。
參考圖5,圖5示出了地圖86的原理圖,該地圖可以利用各個參考位置61來制定。
車輛2應當每天在車輛2的駕駛員的家88與其工作地點90之間的道路13上通勤。
在圖5中的道路13上再次示出了在參考位置61處的各個特征性激勵62、68、70、72。通過記錄各個參考位置61—在所述參考位置處檢測并學習了各個特征性激勵62、68、70、72—可以制定地圖86,該地圖與導航系統(tǒng)24中的地圖無關(guān)。地圖86可以如已經(jīng)介紹的那樣一方面被用于對絕對位置進行校正。同時所述地圖86也可以被用于尤其保存行駛線型、速度線型、危險線型、駕駛員類型線型以及額定速度線型或者如此得到補充。僅須進行如下調(diào)整:記錄車輛加速度、尤其是縱向加速度、如有必要還有橫向加速度的特征性變化并且將其配屬于參考位置。
在圖5中示范性地借助于參考位置示出了圖表。圖表186示出了車輛2在參考位置70的范圍內(nèi)的縱向和橫向加速度a1、a2。駕駛員在行車道不平度—駕駛員定期地駛過該位置—之前不遠的位置進行制動并且繞過該行車道不平度位置,從而在縱向加速度a1中記錄了制動過程并且在橫向加速度a2中記錄了繞道過程。加速度的變化針對參考點來被保存并且可以被分析和使用用于例如獲取這些參考位置用的額定速度。替代地,可以在行駛的整個路段上獲取加速度和速度的變化,以制定速度曲線。這能夠?qū)崿F(xiàn)如下面還要介紹的那樣的其他的使用方案。
下面介紹另一實例。由縱向加速度傳感器的數(shù)據(jù)結(jié)合速度變化可以推斷出道路不平度,例如推斷出用于在速度為30的區(qū)域的開始端降低速度的減速帶。
速度通常從初始速度或多或少恒定地減小直至相對較低的可能為5-10km/h的速度,在這不久之后又增大到更高的例如為30km/h的速度。在速度谷中可讀取縱向加速度的信號中的一系列的特性頂點或者說峰值。第一峰值在此結(jié)合車輛位置和幾何形狀很好地反映行車道不平度的開始,最后的峰值反映不平度的寬度??梢越Y(jié)合速度使用峰值的高度,以便對不平度的高度分類。
如果也可以在橫向加速度的信號中看到峰值,這表明不平度沒有橫穿整個行車道寬度。
這種分析要么可能已經(jīng)在車輛內(nèi)進行并且資源友好地作為信息“行車道不平度/參考位置”被發(fā)送給后端,要么后端收集原始數(shù)據(jù)并且自己進行計算。在相應裝備的車輛中,攝像頭也可以附加地提供相應的信息。在每種情況下,后端都可以以統(tǒng)計學的方式分析關(guān)于行車道不平度的數(shù)據(jù),將其錄入到地圖中并且分配給車輛。
在此有利的是:運動數(shù)據(jù)或者加速度數(shù)據(jù)通過其他關(guān)于行駛狀態(tài)和/或駕駛員類型的數(shù)據(jù)或者參數(shù)來補充,例如
— 道路狀態(tài)(冰、干燥、潮濕、雪…);
— 天氣情況;
— 光照條件;
— 車型。
附加地,下述情況是特別有利的:僅僅那些自由行駛的車輛、即在其前面沒有其他交通參與者的那些車輛流入到所介紹的統(tǒng)計中。
通過這種方式可以根據(jù)對于建立警報系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)來說重要的參數(shù)來形成組。在大雨的情況下例如比在干燥天氣的情況下行駛得慢。
從中尤其開啟了制定個性化的速度曲線的可能性。建議結(jié)合行駛位置來檢測駕駛員的速度并且優(yōu)選在考慮到前面所提到的參數(shù)的情況下將所述速度與其他速度曲線相比較。有利地,也可以通過移動的終端設備、例如智能手機來進行數(shù)據(jù)的檢測。駕駛員曲線通過在整個路段上檢測加速度變化和/或速度變化并且接下來將其與其他變化相比較來制定。替代地,也可以僅僅在特征位置、即窄的彎道、減速帶處檢測相應的變化并且關(guān)于其他駕駛員的變化來被提供。
在較長的時間間隔內(nèi)分析這些數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)將駕駛員歸入到駕駛行為的確定的等級內(nèi)。這些等級由以統(tǒng)計的方式分析的速度曲線推導出。評級例如按照下述分類來進行:
— 經(jīng)濟型的駕駛行為(比平均值慢);
— 平均型的駕駛行為;
— 運動型的駕駛行為(比平均值塊)。
這種評級下面可以針對個性化的路徑規(guī)劃或者輔助系統(tǒng)的調(diào)整而被考慮。
通過這種方式可以十分有效地解決下面的問題。所產(chǎn)生的額定速度不總是對應于在手動駕駛的情況下所選擇的速度。作為實例在此尤其要提到駛過較窄的彎道,其變化很難能被駕駛員認出并且根據(jù)駕駛員類型而被不同地駛過。在此,經(jīng)濟或者謹慎駕駛的駕駛員通常選擇低于額定速度的速度,該速度根據(jù)上面所提到的參數(shù)來計算。這會導致:駕駛員在輔助系統(tǒng)或者自動化系統(tǒng)激活時感覺不舒服或受到驚嚇,因為所述系統(tǒng)對于他來說過快地駛過彎道。通過以經(jīng)驗的方式獲取的額定速度可以接近生活地調(diào)整用于駕駛員輔助或者用于自主駕駛的系統(tǒng)。
替代地,也可以考慮將典型的速度用作用于計算額定速度的輸入?yún)?shù)。替代地,可以考慮根據(jù)之前介紹的參數(shù)進行額定速度計算,以便在典型的速度(取樣點)之間進行插值,從而使得額定速度的無突變的變化達到典型的速度的水平。
這種加速度地圖或速度地圖的另一使用領域是識別危險點。根據(jù)前面所提到的地圖因此也可以制定危險地圖。
高的數(shù)據(jù)采集的好處尤其是:速度曲線的一大部分由熟悉當?shù)厍闆r的駕駛員來傳輸。他們通過其日常行駛的路段知道當?shù)赝ǔ5奈kU點,如學校、人行橫道或者障礙物,并且將其謹慎的駕駛方式輸送到統(tǒng)計中。由此可以警告危險點并且將所建議的速度傳輸給對當?shù)厍闆r不熟悉的駕駛員。附加地,當駕駛員明顯超過所建議的速度時,可以通過HMI發(fā)出警告。
例如可以將危險的入口視為危險點,所述危險的入口由于建筑物或類似物而看見性較差。在這些區(qū)域內(nèi)建議一種速度,該速度小于行車道變化能夠?qū)崿F(xiàn)的速度。除了所述位置之外,檢測的時刻也發(fā)揮作用。尤其是在公共交通車站附近在通勤交通的主要時段預期會出現(xiàn)行人增多。在這種情況下,行人往往傾向于選擇可能與人行橫道不同的較短的路線。在此,在相應的時間同樣建議放慢速度。
除了通常出現(xiàn)的危險點,也可以檢測那些由于暫時出現(xiàn)的危險而引起的危險點,例如弄錯方向的駕駛員。
因此,具體地提出了一種方法,該方法包括下述步驟:
-尤其當來自車輛2的運動記錄傳感器18、26、32的輸出信號20、28、34具有一特征性變化60時,關(guān)于車輛的絕對位置檢測車輛2的速度,借助GNSS 15來獲取所述絕對位置;
-將所述速度和絕對位置傳輸給外部服務器;
-比較多個車輛在絕對位置處、尤其是在考慮到時間、天氣情況、季節(jié)、道路條件等的情況下的速度;并且
-識別顯著的速度變化。
所述方法能夠以下述方式進行改進:考慮固定安裝的道路設施的數(shù)據(jù)或者關(guān)于它們的數(shù)據(jù),例如用于車輛對X通信的路邊單元、斑馬線、公共交通車站等。
車輛能夠以不同的方式和方法來使用所述數(shù)據(jù):
-在視覺上或觸覺上通過力反饋踏板警告駕駛員行車道不平度;
-在巡航控制系統(tǒng)中自動調(diào)整額定速度;
-在具有主動的行駛機構(gòu)的車輛中可以相應地調(diào)節(jié)所述行駛機構(gòu);
-通過精確的車輛位置的巧妙組合并且減小制動壓力可以舒服地減少在車輛行駛到減速帶上時的第一次沖擊;
-核查關(guān)于路面不平度的、可能的攝像頭提供的數(shù)據(jù)。
另一有利的實施例—該實施例可以獨立地或者結(jié)合前面的實施例來執(zhí)行—涉及一種用于通過通訊工具制定地圖的方法,該方法包括下述步驟:
-當來自車輛的通訊模塊、例如移動無線電單元或者GNSS單元2的輸出信號具有一特征性變化60時,尤其是所具有的信號強度減小時,借助于GNSS 15來檢測車輛(2)的絕對位置76;
-根據(jù)所檢測的絕對位置來確定所述參考位置;并且
-將所述輸出信號的特征性變化優(yōu)選連同信號強度一起配屬于所述參考位置。
所述方法可以通過下述方式有利地得到補充:將該方法與根據(jù)第一實施例的、用于確定參考位置的方法相結(jié)合,以便提高所述位置的準確度。此外有利的是:將所述數(shù)據(jù)保存在后端服務器內(nèi)并且對其進行分析。