Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR LOCATING A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/224970
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for locating a vehicle (10). The height profile of a lane of the vehicle (10) is detected, and image features are detected on the lane as landmarks and are compared with landmarks stored in a digital map, wherein the detected and/or stored landmarks are transformed into a common perspective in order to compare the landmarks. The transformation is carried out on the basis of model parameters of a parametric model of the height profile of the lane and a parametric model of the vehicle inclination, wherein the model parameters are ascertained in that an expected height profile of the lane is ascertained from the parametric models of the height profile and the vehicle inclination, and a difference between the expected height profile and the detected height profile is minimized by varying the model parameters.

Inventors:
KNOEPPEL CARSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/061241
Publication Date:
November 12, 2020
Filing Date:
April 22, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DAIMLER AG (DE)
International Classes:
G01C21/30; G06K9/00
Domestic Patent References:
WO2018059735A12018-04-05
WO2018059735A12018-04-05
Other References:
JU WON HWANGBO ET AL: "INTEGRATION OF ORBITAL AND GROUND IMAGE NETWORKS FOR THE AUTOMATION OF ROVER LOCALIZATION", ASPRS 2009 ANNUAL CONFERENCE BALTIMORE, MARYLAND ? MARCH, 9 March 2009 (2009-03-09), pages 1 - 13, XP055440924, Retrieved from the Internet [retrieved on 20180115]
Attorney, Agent or Firm:
ESCHBACH, Arnold (DE)
Download PDF:
Claims:
Daimler AG

Patentansprüche

1. Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs (10), bei dem ein Höhenprofil einer Fahrbahn des Fahrzeugs (10) erfasst wird und bei dem Bildmerkmale auf der Fahrbahn als Landmarken erfasst werden und mit in einer digitalen Karte hinterlegten Landmarken verglichen werden, wobei zum Vergleichen der

Landmarken eine Transformation der erfassten und/oder hinterlegten Landmarken in eine gemeinsame Perspektive vorgenommen wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Transformation auf der Basis von Modellparametern eines parametrischen Modells des Höhenprofils der Fahrbahn und eines parametrischen Modells einer Fahrzeugneigung vorgenommen, wobei die Modellparameter ermittelt werden, indem ein erwartetes Höhenprofil der Fahrbahn aus den parametrischen Modellen des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung ermittelt wird und eine Differenz aus dem erwarteten Höhenprofil und dem erfassten Höhenprofil durch Variation Modellparameter der minimiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , mit den Schritten

- Erfassen (S1) der Fahrbahn in der Umgebung des Fahrzeugs (10) mit einer ersten Sensoreinheit (3) des Fahrzeugs (10),

- Ermitteln (S2) des erfassten Höhenprofils der Fahrbahn auf Basis von ersten Daten der ersten Sensoreinheit (3),

- Ermitteln (S3) der Modellparameter der parametrischen Modelle des Höhenprofils der Fahrbahn und der Fahrzeugneigung,

- Erfassen (S4) von zweiten Daten, die die erfassten Landmarken repräsentieren, durch die erste Sensoreinheit (3) oder durch eine zweite Sensoreinheit (5),

- Vergleichen (S5) der erfassten Landmarken mit den in der digitalen Karte hinterlegten Landmarken nach der Transformation der erfassten und/oder hinterlegten Landmarken in die gemeinsame Perspektive

- Ermitteln (S6) einer Position des Fahrzeugs (10) aus dem Vergleich der

Landmarken. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das parametrische Modell des Höhenprofils der Fahrbahn eine

parametrierbare Kurve für eine Längsrichtung (x) und eine parametrierbare Kurve für eine Querrichtung (y) umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3

wobei die parametrierbare Kurve für die Längsrichtung ein Polynom zweiter Ordnung mit zwei Modellparametern ist, und

wobei die parametrierbare Kurve für die Querrichtung ein Polynom vierter Ordnung mit vier Modellparametern ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das parametrische Modell der Fahrzeugneigung eine Auslenkung einer Längsachse und Querachse des Fahrzeugs (10) bezüglich einer Aufstandsfläche des Fahrzeugs (10) beschreibt.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

wobei das parametrische Modell und der Fahrzeugneigung auf Basis einer Tangensfunktion eines Nickwinkels des Fahrzeugs (10) und einer Tangensfunktion eines Rollwinkels des Fahrzeugs (1) erzeugt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,

wobei eine Zeitreihe des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels jeweils zur Kalibrierung der ersten Sensoreinheit (3) und/oder der zweiten Sensoreinheit (5) verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei für die erste Sensoreinheit (3) und/oder die zweite Sensoreinheit (5) zumindest eine der folgenden verwendet wird:

- Lidareinheit,

- Radareinheit,

- Stereokameraeinheit,

- Ultraschallsensoreinheit. 9. Vorrichtung (1) zur Lokalisierung eines Fahrzeugs (10), aufweisend:

- eine erste Sensoreinheit (3) des Fahrzeugs (10), wobei die erste Sensoreinheit (3) zum Erfassen einer Fahrbahn in einer Umgebung des Fahrzeugs (10) ausgeführt ist,

- eine Recheneinheit (7), die zum Ermitteln eines erfassten Höhenprofils der Fahrbahn auf Basis von ersten Daten der ersten Sensoreinheit (3) ausgeführt ist, und die zum Ermitteln von Modellparametern eines parametrischen Modells des Höhenprofils der Fahrbahn und eines parametrischen Modells einer

Fahrzeugneigung des Fahrzeugs (10) durch Minimieren einer Differenz aus einem erwarteten Höhenprofil und dem erfassten Höhenprofil ausgeführt ist, wobei das erwartete Höhenprofil aus den parametrischen Modellen des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung erzeugt ist,

- eine zweite Sensoreinheit (5), die zum Erfassen von zweiten Daten zu Objekten aus der Umgebung des Fahrzeugs (10) ausgeführt ist, wobei die zweiten Daten erfasste Landmarken repräsentieren,

- wobei die Recheneinheit (7) ferner zum Vergleichen der erfassten Landmarken in einer digitalen Karte hinterlegten Landmarken ausgeführt ist, wobei die erfassten und/oder hinterlegten Landmarken zur Gewährleistung der Vergleichbarkeit der Landmarken durch eine Transformation in eine gemeinsame Perspektive umgerechnet werden und wobei die Transformation auf Basis der ermittelten Modellparameter der parametrischen Modelle des Höhenprofils und der

Fahrzeugneigung erfolgt, und wobei die Recheneinheit (7) zum Ermitteln einer Position des Fahrzeugs (10) aus dem Vergleich der Landmarken ausgeführt ist.

10. Fahrzeug (10) mit einer Vorrichtung (1) nach Anspruch 9.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs, eine Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, sensorisch erfasste Daten über Objekte in der Umgebung eines Fahrzeugs mit den in einer digitalen Karte abgespeicherten

Informationen, welche Merkmale des Objekts selbst und zu dem jeweiligen Objekt zugeordnete Positionsinformationen aufweisen, zu vergleichen und einander zuzuordnen, um eine Position des Fahrzeugs mithilfe der digitalen Karte zu ermitteln. So betrifft die WO 2018/059735 A1 ein Verfahren zur Selbstlokalisierung eines Fahrzeugs, bei dem Umgebungsbilder des Fahrzeugs mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit erfasst werden und Bildmerkmale aus den Umgebungsbildern extrahiert und in einer digitalen Umgebungskarte hinterlegten Umgebungsmerkmalen überlagert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Ortung eines Fahrzeugs, das heißt die Ermittlung einer Position des Fahrzeugs, zu verbessern.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Lokalisierung eines Fahrzeugs wird ein

Höhenprofil einer Fahrbahn des Fahrzeugs erfasst. Zur Lokalisierung werden

Bildmerkmale auf der Fahrbahn als Landmarken erfasst und mit in einer digitalen Karte hinterlegten Landmarken verglichen. Um die Landmarken vergleichbar zu gestalten werden, wird eine Transformation der erfassten und/oder der hinterlegten Landmarken in eine gemeinsame Perspektive vorgenommen.

Vorteilhafterweise werden die in der digitalen Karte hinterlegten Landmarken in die Perspektive der erfassten Landmarken transformiert, also in die Perspektive des

Fahrzeugs. Durch diese Transformation werden die in der Karte hinterlegten Landmarken virtuell auf die Fahrbahn projiziert. Virtuell bedeutet, dass die projizierten Landmarken lediglich berechnet werden. Durch die Projizierung werden die hinterlegten Landmarken werden somit in eine Form ungerechnet, wie sie vom Fahrzeug aus gesehen werden würden und sind mithin mit den erfassten Landmarken vergleichbar.

Alternativ können die erfassten Landmarken auch in die Perspektive der hinterlegten Landmarken transformiert werden, also in die Perspektive der digitalen Karte. Die Perspektive der digitalen Karte ist dabei die Perspektive einer Draufsicht, d.h. eine Ansicht von oben. Durch diese Transformation werden somit die erfassten Landmarken virtuell in die Ebene der digitalen Karte projiziert. Die erfassten Landmarken werden somit in eine Form ungerechnet, wie sie in der digitalen Karte zu hinterlegen wären und sind somit mit den in der Karte hinterlegten Landmarken vergleichbar.

Die Transformation der erfassten und/oder hinterlegten Landmarken wird

erfindungsgemäß auf der Basis von Modellparametern eines parametrischen Modells des Höhenprofils der Fahrbahn und eines parametrischen Modells einer Fahrzeugneigung des Fahrzeugs vorgenommen. Die Modellparameter werden dabei ermittelt, indem ein erwartetes Höhenprofil der Fahrbahn aus den parametrischen Modellen des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung ermittelt wird und eine Differenz aus dem erwarteten

Höhenprofil und dem erfassten Höhenprofil durch Variation Modellparameter der minimiert wird.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit folgenden Schritten ausgeführt:

- Erfassen der Fahrbahn in der Umgebung des Fahrzeugs mit einer ersten Sensoreinheit des Fahrzeugs,

- Ermitteln des erfassten Höhenprofils der Fahrbahn auf Basis von ersten Daten der ersten Sensoreinheit,

- Ermitteln der Modellparameter der parametrischen Modelle des Höhenprofils der Fahrbahn und der Fahrzeugneigung

- Erfassen von zweiten Daten, die die erfassten Landmarkenrepräsentieren, durch die erste Sensoreinheit oder durch eine zweite Sensoreinheit,

- Vergleichen der erfassten Landmarken mit den in der digitalen Karte hinterlegten Landmarken nach der T ransformation der erfassten und/oder hinterlegten Landmarken in die gemeinsame Perspektive, und - Ermitteln einer Position des Fahrzeugs aus dem Vergleich Landmarken.

Das Fahrzeug kann ein PKW, LKW, Bus, Schienenfahrzeug, oder ein Luftfahrzeug sein.

Vorzugsweise ist das parametrische Modell der Fahrzeugneigung derart definiert, dass es eine Auslenkung einer Längsachse und Querachse des Fahrzeugs bezüglich einer Referenzebene, insbesondere einer horizontalen Ebene, beschreibt.

Vorzugsweise wird wobei das parametrische Modell der Fahrzeugneigung auf Basis einer Tangensfunktion eines Nickwinkels des Fahrzeugs um eine Querrichtung und einer Tangensfunktion eines Rollwinkels des Fahrzeugs um eine Längsrichtung erzeugt. Der Nickwinkel und der Rollwinkel sind dabei die Modellparameter des parametrischen Modells der Fahrzeugneigung.

Die Längsrichtung und die Querrichtung sind insbesondere in einem Koordinatensystem definiert, das sich mit einem Schwerpunkt des Fahrzeugs mitbewegt, wobei sich die Längsrichtung und die Querrichtung in einer horizontalen Ebene befinden und sich die Längsrichtung mit einem Gierwinkel des Fahrzeugs, das heißt Azimut gegenüber der Erde, mitbewegt, während die Querrichtung senkrecht zur Längsrichtung bleibt. Der Rollwinkel sowie der Nickwinkel jeweils des Fahrzeugs sind daher jeweils insbesondere gegenüber dieser horizontalen Ebene definiert.

Beim Ermitteln der Modellparameter wird bevorzugt eine Vielzahl von Messpunkten aus den ersten Sensordaten verwendet, um eine jeweilige Höhe des Höhenprofils an den Messpunkten der Fahrbahn zu ermitteln. Diese Vielzahl von jeweiligen Höhen wird mit einer Vielzahl von Punkten auf dem erwarteten Höhenprofil verglichen, sodass sich ein Gleichungssystem ergibt, wobei die Differenz aus dem erfassten Höhenprofil und dem erwarteten Höhenprofil durch Minimierung verkleinert wird, und im Idealfall null wird, indem die Modellparameter entsprechend angepasst werden. Dies entspricht einer Suche nach solchen Modellparametern, für die die Differenz aus dem erfassten Höhenprofil und dem erwarteten Höhenprofil auf Grundlage der Vielzahl der betrachteten Messpunkte minimal wird.

Dass das erwartete Höhenprofil aus dem parametrischen Modell des Höhenprofils der Fahrbahn und dem parametrischen Modell der Fahrzeugneigung erzeugt wird, hat den Hintergrund, dass das parametrische Modell relativ zur Fahrbahn definiert ist, wobei die Fahrzeugneigung, also der Nickwinkel und der Rollwinkel, aber einen Einfluss darauf haben, welche Höhe von der ersten Sensoreinheit eines jeweiligen Punktes auf der Fahrbahn tatsächlich erfasst wird. Das theoretisch erwartete Höhenprofil, welches eine Erwartung der Messung aus der ersten Sensoreinheit angibt, berücksichtigt also diesen Einfluss des Nickwinkels und des Rollwinkels. So werden nicht nur die Modellparameter angepasst, sondern auch der Rollwinkel und der Nickwinkel ermittelt, sodass das erwartete Höhenprofil und das tatsächlich erfasste Höhenprofil möglichst

übereinstimmen.

Die Bildmerkmale auf der Fahrbahn sind insbesondere Markierungen; die auf der

Fahrbahn in der Umgebung des Fahrzeugs, aufgebracht sind, beispielsweise

Spurmarkierungen, Stopplinien, Richtungspfeile, Schriftzeichen etc. Denkbar ist es aber auch, dass andere auf der Fahrbahn vorhandene Merkmale erfasst werden und als erfasste Landmarken verwendet werden.

Es ist eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass beim Orten einer Position des Fahrzeugs, d.h. beim Lokalisieren des Fahrzeugs, durch Vergleich der Landmarken berücksichtigt wird, dass Straßen nicht immer eben sind. Insbesondere können Straßen eine gegenüber einem Referenzellipsoid der Erde gekrümmte oder verzerrte oder verbogene Oberfläche aufweisen. Zusätzlich dazu kann durch die gefederte Lagerung des Fahrzeugs das Fahrzeug einen Nickwinkel oder auch einen Rollwinkel gegenüber diesem Referenzellipsoid aufweisen, wobei diese Lagewinkel ebenfalls in der

T ransformation mitberücksichtigt werden. Die Transformation der der erfassten und/oder hinterlegten Landmarken in eine gemeinsame Perspektive stellt sicher, dass die erfassten und hinterlegten Landmarken miteinander vergleichbar sind (denn die in der Karte hinterlegten Landmarken sind typischerweise durch Blick auf die Umgebung von oben definiert, während die erfassten Landmarken aus der Perspektive des Fahrzeugs, insbesondere aus der Perspektive der ersten bzw. zweiten Sensoreinheit erfasst werden). Der Vergleich der Landmarken wird insoweit um Fehler korrigiert, die durch die gekrümmte Oberfläche der Fahrbahn und auch durch die Fahrzeugneigung (Nickwinkel und Rollwinkel) bedingt sind. Die erfassten Landmarken können somit mit besserer Genauigkeit den in der digitalen Karte hinterlegt Landmarken zugeordnet werden, wodurch vorteilhaft eine genauere Ortung des Fahrzeugs mithilfe der in der digitalen Karte hinterlegten Landmarken möglich ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die erste Sensoreinheit gleich der zweiten Sensoreinheit, d.h. die Fahrbahn und die Landmarken werden mit der gleichen

Sensoreinheit erfasst. Bevorzugt wird sowohl für die erste Sensoreinheit als auch für die zweite Sensoreinheit eine Stereokameraeinheit verwendet. Weiterhin vorteilhaft kann hierdurch das Ermitteln des erfassten Höhenprofils der Fahrbahn auf Basis der ersten Daten sowie das Vergleichen der zweiten Daten mit den in der digitalen Karte hinterlegten Landmarken durch ein und denselben Datensatz von ersten Daten und zweiten Daten in einem Aufwasch erfolgen. Sind nämlich die ersten Daten gleich den zweiten Daten, so kann ein Bilddatensatz der Stereokameraeinheit für beide Zwecke verwendet werden.

Dies weist den Vorteil auf, dass mit relativ wenig Sensordaten und mit relativ wenig Rechenaufwand das Verfahren ausgeführt werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das parametrische Modell des Höhenprofils der Fahrbahn eine parametrierbare Kurve für die Längsrichtung und eine parametrierbare Kurve für die Querrichtung.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die parametrierbare Kurve für die Längsrichtung ein Polynom zweiter Ordnung mit zwei Modellparametern, und die parametrierbare Kurve für die Querrichtung ein Polynom vierter Ordnung mit vier

Modellparametern ist.

Das Polynom zweiter Ordnung wird bevorzugt dargestellt als: H(x)=ex 2 +fx, wobei e und f die Modellparameter des Polynoms für die Längsrichtung sind, welche ermittelt werden, wobei x eine Koordinate in der Längsrichtung ist.

Das Polynom vierter Ordnung wird bevorzugt dargestellt als: H(y)=ay 4 +by 3 +cy 2 +dy, wobei a, b, c und d die Modellparameter des Polynoms für die Querrichtung sind, welche ermittelt werden, wobei y eine Koordinate in der Querrichtung ist.

Das parametrische Modell der Fahrzeugneigung wird auf Basis der Tangensfunktion des Nickwinkels und der Tangensfunktion des Rollwinkels als Term H e bevorzugt ausgedrückt durch: H e = x * tan(Nickwinkel) + y * tan(Rollwinkel), wobei Nickwinkel und Rollwinkel die zu ermittelnden Modellparameter sind, x die Koordinate in der Längsrichtung und y die Koordinate der Querrichtung sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Minimieren der Differenz aus dem erwarteten Höhenprofil und dem erfassten Höhenprofil zum Ermitteln der Modellparameter mittels einer der folgenden Verfahren und Methoden:

- Gauß-Newton Verfahren,

- Levenberg-Marquard Verfahren,

- gradientenbasiertes Suchverfahren,

- quadratische Optimierung,

- Training eines neuronalen Netzes,

- genetischer oder Evolutionsalgorithmus.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Zeitreihe des Nickwinkels und/oder des Rollwinkels jeweils zur Kalibrierung der ersten Sensoreinheit und/oder der zweiten Sensoreinheit verwendet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird für die erste Sensoreinheit und/oder die zweite Sensoreinheit zumindest eine der folgenden verwendet:

- Lidareinheit,

- Radareinheit,

- Stereokameraeinheit,

- Ultraschallsensoreinheit.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs, aufweisend:

- eine erste Sensoreinheit des Fahrzeugs, wobei die erste Sensoreinheit zum Erfassen einer Fahrbahn in einer Umgebung des Fahrzeugs ausgeführt ist,

- eine Recheneinheit, die zum Ermitteln eines erfassten Höhenprofils der Fahrbahn auf Basis von ersten Daten der ersten Sensoreinheit ausgeführt ist, und die zum Ermitteln von Modellparametern eines parametrischen Modells des Höhenprofils der Fahrbahn und eines parametrischen Modells der Fahrzeugneigung durch Minimieren einer Differenz aus einem erwarteten Höhenprofil und dem erfassten Höhenprofil ausgeführt ist, wobei das erwartete Höhenprofil aus den parametrischen Modellen des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung erzeugt ist,

- eine zweite Sensoreinheit, die zum Erfassen von zweiten Datenausgeführt ist, welche die erfassten Landmarken repräsentieren,

- wobei die Recheneinheit ferner zum Vergleichen der erfassten Landmarken mit in einer digitalen Karte hinterlegten Landmarken ausgeführt ist, wobei die erfassten und/oder hinterlegten Landmarken zur Gewährleistung der Vergleichbarkeit der Landmarken durch eine Transformation in eine gemeinsame Perspektive umgerechnet werden und wobei die T ransformation auf Basis der ermittelten Modellparameter der parametrischen Modelle des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung erfolgt, und wobei die Recheneinheit zum Ermitteln einer Position des Fahrzeugs aus dem Vergleich der Landmarken ausgeführt ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung wie oben und im Folgenden beschrieben.

Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen der vorgeschlagenen Vorrichtung ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorstehend gemachten Ausführungen.

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. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine Fahrbahn mit einem darauf befindlichen Fahrzeug im Bezug zur

Ausführung des Verfahrens nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , Fig. 3 ein Raster von Messpunkten auf einer Fahrbahn im Bezug zur Ausführung des Verfahrens nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , und

Fig. 4 ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.

Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs 10, d.h. zur Lokalisierung des Fahrzeugs. Gewisse Details dieses Verfahrens bzw. der Situation, auf das Verfahren angewendet wird, sind aus der Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, welche sich ebenfalls auf die Ausführungen der Fig. 1 beziehen.

Im ersten Schritt des Verfahrens erfolgt das Erfassen S1 einer Fahrbahn in einer Umgebung des Fahrzeugs 10 mit einer als Stereokameraeinheit ausgebildeten ersten Sensoreinheit 3 des Fahrzeugs 10. Auf Grundlage der ersten Daten, die von der

Stereokameraeinheit 3 geliefert werden, erfolgt das Ermitteln S2 eines erfassten

Höhenprofils der Fahrbahn. Dies geschieht für eine Vielzahl von Messpunkten aus dem Bild der Stereokameraeinheit 3, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Fahrbahn ist hierbei um eine Mittellinie der Fahrbahn gekrümmt, sodass Markierungen auf der rechten Seite der Fahrbahn nach unten verzerrt erscheinen. Für die Vielzahl der Messpunkte folgt das Ermitteln S3 von Modellparametern eines parametrischen Modells H xy des Höhenprofils der Fahrbahn und von Modellparametern einer Fahrzeugneigung H e des Fahrzeugs 10 durch Minimieren einer Differenz aus einem erwarteten Höhenprofil H the und dem erfassten Höhenprofil. Das erwartete Höhenprofil H the wird dabei durch Summation aus dem parametrischen Modell H xy des Höhenprofils der Fahrbahn und aus dem

parametrischen Modell H e der Fahrzeugneigung erzeugt:

Hthe = Hxy + He-

Das parametrische Modell des Höhenprofils der Fahrbahn setzt sich aus einem Polynom H(x) zweiter Ordnung mit zwei Modellparametern e, f für die Längsrichtung x, und aus einem Polynom H(y) vierter Ordnung mit vier Modellparametern a, b, c, d für die

Querrichtung y zusammen: H(y) = ay 4 + by 3 + cy 2 + dy;

H(x) = ex 2 + fx.

Das parametrische Modell der Fahrzeugneigung beschreibt die Neigung des Fahrzeugs relativ zu einer Referenzebene, beispielsweise relativ zu einer horizontalen Ebene. Es wird auf der Basis einer Tangensfunktion eines Nickwinkels des Fahrzeugs um eine Querrichtung und einer Tangensfunktion eines Rollwinkels des Fahrzeugs um eine Längsrichtung wie folgt als Größe H e definiert:

H e = x * tan(Nickwinkel) + y * tan(Rollwinkel).

Dabei bezeichnen Nickwinkel und Rollwinkel die Modellparameter des parametrischen Modells der Fahrzeugneigung, x die Koordinate in Längsrichtung und y die Koordinate in Querrichtung dar.

Das erwartete Höhenprofil H t he wird auf Basis der parametrischen Modelle H xy , H e durch Summation der Modelle gebildet:

Hthe = Hxy + H e = H(x) + H(y) + H e .

Für eine Vielzahl von der Fahrbahn zugeordneten Punkten und den jeweiligen erfassten Höhen H se n an einem jeweiligen Messpunkt des erfassten Höhenprofils wird daher erhalten: n = Hthe(Xl ,yi) - Hsen(Xl ,yi)

G2 = Hthe(X2,y2) - Hsen(X2,y2)

G3 = Hthe(X3,y3) - H S en(X3,y3)

Das Minimieren der Differenz aus dem erwarteten Höhenprofil und dem erfassten Höhenprofil, ausgedrückt durch die Residuen n, G 2 , rs, erfolgt zum Ermitteln der

Modellparameter mittels des Levenberg-Marquard Verfahrens, sodass die

Modellparameter a, b, c, d, e, f, Nickwinkel und Rollwinkel erhalten werden. Auf diese Weise erhält man eine mathematische Beschreibung des aktuellen Höhenprofils und der aktuellen Fahrzeugneigung Es folgen das Erfassen S4 von zweiten Daten zu Objekten aus der Umgebung des Fahrzeugs 10 durch die mit der ersten Sensoreinheit 3 übereinstimmenden zweiten Sensoreinheit 5, das heißt der Stereokameraeinheit. Die zweiten Daten repräsentieren die erfassten Landmarken. Weiterhin folgt das Vergleichen S5 der zweiten Daten, also der erfassten Landmarken, mit in einer digitalen Karte hinterlegten Landmarken, wobei die hinterlegten Landmarken vor dem Vergleichen in die Perspektive der erfassten Landmarken transformiert werden. Die Transformation erfolgt dabei auf Basis der ermittelten Modellparameter der parametrischen Modelle des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung. Ihr Zweck ist es, die hinterlegten Landmarken in eine Form zu bringen, in der sie mit den erfassten Landmarken vergleichbar sind. Schließlich erfolgt das Ermitteln S6 einer Position des Fahrzeugs 10 aus dem Vergleich erfassten Landmarken mit den in die gleiche Perspektive transformierten hinterlegten Landmarken.. Denkbar ist es auch, dass in Schritt S5 die erfassten Landmarken vor dem Vergleichen in die

Perspektive der hinterlegten Landmarken transformiert werden. Entsprechend wird dann in Schritt 6 die Position aus dem Vergleich der transformierten erfassten Landmarken mit den hinterlegten Landmarken ermittelt.

Fig. 2 zeigt ergänzend zur Fig. 1 den geknickten Verlauf der Straße, auf dem die erfassten Landmarken aus Sicht der Stereokameraeinheit 3 geknickt nach unten erscheinen.

Fig. 3 zeigt ein mögliches Raster von Messpunkten zum Vergleichen des erwarteten mit dem gemessenen Höhenprofil sowie die Orientierung der Längsrichtung x und der Querrichtung y.

Fig. 4 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einer Vorrichtung 1 , wobei die Vorrichtung 1 zum

Ermitteln einer Position eines Fahrzeugs 10 dient, aufweisend:

- eine erste Sensoreinheit 3 des Fahrzeugs 10, wobei die erste Sensoreinheit 3 zum Erfassen einer Fahrbahn in einer Umgebung des Fahrzeugs 10 ausgeführt ist,

- eine Recheneinheit 7, die zum Ermitteln eines erfassten Höhenprofils der Fahrbahn auf Basis von ersten Daten der ersten Sensoreinheit 3 ausgeführt ist, und die zum Ermitteln von Modellparametern eines parametrischen Modells des Höhenprofils der Fahrbahn und eines parametrischen Modells der Fahrzeugneigung durch Minimieren einer Differenz aus einem erwarteten Höhenprofil und dem erfassten Höhenprofil ausgeführt ist, wobei das erwartete Höhenprofil aus den parametrischen Modellen des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung erzeugt ist,

- eine zweite Sensoreinheit 5, die zum Erfassen von zweiten Daten zu Objekten aus der Umgebung des Fahrzeugs 10 ausgeführt ist, welche die erfassten Landmarken repräsentieren,

wobei die Recheneinheit 7 ferner zum Vergleichen der erfassten Landmarken mit in einer digitalen Karte hinterlegten Landmarken ausgeführt ist, wobei die erfassten oder hinterlegten Landmarken zur Ermöglichung des Vergleichs der Landmarken durch eine T ransformation in die gleiche Perspektive umgerechnet werden und wobei die

T ransformation auf Basis der ermittelten Modellparameter des Höhenprofils und der Fahrzeugneigung erfolgt, und wobei die Recheneinheit 7 zum Ermitteln einer Position des Fahrzeugs 10 aus dem Vergleich der Landmarken ausgeführt ist.

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 weitergehende

Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.