Titel

Verfahren zur Kartierung eines Streckenabschnitts

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kartierung eines Streckenabschnitts. Stand der Technik

Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Methoden und Systeme zur Kartierung von befahrenen Straßen mithilfe der in den Fahrzeugen eingebauten Sensoren (z. Bsp. Kameras, Radarsensoren, Ultraschallsensoren etc.) offenbart. Diese Systeme verfügen neben den genannten Sensoren auch über eine

Funkschnittstelle zur Übertragung der gemessenen Sensordaten an einen Server (z. Bsp. Connectivity-Unit). Auf diese Weise können ganze Fahrzeugflotten ihre Umgebung mithilfe der Fahrzeugsensoren kartieren, indem sie ihre Sensordaten z. Bsp. an einen Server übertragen.

Auf dem Server werden die Sensordaten gesammelt und aus den Daten von mehreren Fahrten und/oder Fahrzeugen eine Karte für den relevanten

Straßenabschnitt generiert. Die Übertragung solcher„Flotten-Kartierungsdaten" sowie die Generierung einer Karte aus diesen Daten, gehören zum Stand der Technik, wobei es sich als nachteilig erweist, dass die Übertragung solcher Sensordaten für die Kartierung in der Regel zu großen Datenmengen und damit verbundenen hohen Kosten führt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes

Verfahren zur Kartierung eines Streckenabschnitts mit reduzierten

Datenübertragungskosten zu offenbarten.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen. Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Kartierung eines Streckenabschnitts bereitgestellt, bei dem ein zentraler Kartierungsserver bereitgestellt wird, wobei der zentrale Kartierungsserver mit einer serverseitigen Kommunikationsschnittstelle ausgestattet ist. Ferner wird zumindest ein, vorzugsweise mehrere Flottenfahrzeuge einer Fahrzeugflotte bereitgestellt, wobei das zumindest eine Flottenfahrzeug mit jeweils zumindest einem zur Erfassung von Kartierungsdaten geeigneten Sensor sowie mit einer

fahrzeugseitigen Kommunikationsschnittstelle ausgestattet ist, wobei die serverseitige Kommunikationsschnittstelle und die fahrzeugseitige

Kommunikationsschnittstelle zum Austausch von Daten eingerichtet sind.

Anschließend wird eine Kartierungsentscheidung seitens einer auf dem

Kartierungsserver implementierten Entscheidungslogik und Senden einer auf der Kartierungsentscheidung beruhenden individuellen Kartierungsanforderung an das zumindest eine Flottenfahrzeug getroffen, wobei die Kartierungsanforderung für individuelle Flottenfahrzeuge unterschiedliche Informationen enthalten kann.

Die Kartierungsdaten werden von dem zumindest einen Flottenfahrzeug an den Kartierungsserver in Abhängigkeit von der individuellen Kartierungsanforderung und Verwenden der Kartierungsdaten bei der Kartierung des Streckenabschnitts übertragen. Auf diese Weise werden die jeweiligen Kartierungsfahrzeuge der Flotte nur dann Sensordaten übertragen, wenn diese auch wirklich für die

Erstellung und/oder Aktualisierung einer Karte benötigt werden.

Da die Entscheidungslogik auf einem zentralen Server darüber entscheidet, welche Bereiche kartiert werden sollen und wann ausreichend Daten für einen Kartierungsvorgang vorliegen, übertragen nur jeweils die ersten Fahrzeuge, die in das gewählte Gebiet einfahren, ihre Daten. Weitere folgende Fahrzeuge, die ebenfalls als potenzielle Kartierungsfahrzeuge umherfahren, werden für den ausgewählten Fall nicht mehr benötigt. Somit führt eine größere Flotte von Kartierungsfahrzeugen zwar zu einer schnelleren Kartierung eines

Straßenabschnitts, nicht jedoch zu höheren Datenübertragungskosten aus Sicht des Gesamtsystems.

Vorteilhafterweise enthält die individuelle Kartierungsanforderung die Information an das zumindest eine Flottenfahrzeug, die Kartierungsdaten an den

Kartierungsserver zu senden oder das Senden von Kartierungsdaten

einzustellen. In einer bevorzugten Variante beinhaltet die Entscheidungslogik die Überprüfung, ob für ein zu kartierendes Gebiet ausreichend viele und/oder ausreichend genaue Kartierungsdaten auf dem Kartierungsserver vorhanden sind. Somit trifft die Entscheidungslogik die Entscheidung darüber, ob für einen Straßenabschnitt weitere Sensordaten übertragen werden oder bereits ausreichend Daten für eine

Erstellung oder Aktualisierung der Karte vorhanden sind.

Vorteilhafterweise existieren zwei mögliche technische Ausprägungen dieser Serverbasierten Steuerungslogik:

In dem Fall, dass für die Kartierungsentscheidung die Information enthält, dass ausreichend viele Kartierungsdaten für das zu kartierende Gebiet vorhanden sind, sollen die in dem zu kartierenden Gebiet befindliche Flottenfahrzeuge keine Kartierungsdaten übertragen. Dadurch wird gewährleistet, dass alle Fahrzeuge a-priori keine Daten zum Server übertragen. Vorteilhafterweise erhalten sie vom

Server den Auftrag, dies nur für bestimmte Gebiete zu tun, sind für ein Gebiet ausreichend Daten vorhanden, wird der Auftrag zur

Übertragung der Daten wiederrufen. Auf diese Weise wird die Menge der übertragenen Daten reduziert, was einen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik darstellt, bei dem grundsätzlich alle Fahrzeuge ihre Daten permanent für einen Abschnitt übertragen, obwohl diese ggf. nicht mehr benötigt werden, um eine Kartierung durchzuführen.

Alternativ enthält die Kartierungsentscheidung in dem Fall, dass nicht

ausreichend viele Kartierungsdaten für das zu kartierende Gebiet vorhanden sind, die Information, dass zumindest ein in dem zu kartierenden Gebiet befindliches Flottenfahrzeug Kartierungsdaten übertragen soll.

Bevorzugterweise berücksichtigt die Entscheidungslogik, welche Sensortypen auf den jeweiligen Flottenfahrzeugen vorhanden sind, wobei die

Kartierungsentscheidung sowie die individuelle Kartierungsanforderung zumindest teilweise auf den verfügbaren Sensortypen beruhen, und wobei die individuelle Kartierungsanforderung die Information beinhaltet, welche

Sensortypen für die Ermittlung der Kartierungsdaten an den Kartierungsserver verwendet werden sollen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die individuelle Kartierungsanforderung die Information, dass die Kartierungsdaten durch das zumindest eine Flottenfahrzeug gesammelt und lokal auf einem geeigneten Speicher des zumindest einen Flottenfahrzeugs gespeichert werden sollen, bis eine weitere Kartierungsanforderung erfolgt.

Dabei ist es von Vorteil, dass eine Kartierungsanforderung an das zumindest eine Flottenfahrzeug gesendet wird, wenn das zumindest eine Flottenfahrzeug aus dem zu kartierenden Gebiet ausfährt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass falls für ein Gebiet ausreichend Daten vorhanden sind, allen weiteren Fahrzeugen, die sich im entsprechenden Gebiet befinden oder in dieses einfahren mitgeteilt wird, dass keine Datenübertragung nötig ist. Somit müssen die Fahrzeuge keine weiteren Sensordaten übertragen, wodurch einerseits die Datenübertragungskosten reduziert und andererseits die

Datenübertragungskosten unabhängig von der verwendeten Flottengröße gemacht werden.

Vorteilhafterweise berücksichtigt die Entscheidungslogik beim Treffen der Kartierungsentscheidung, welche Kosten durch die Übertragung der

Kartierungsdaten durch individuelle Flottenfahrzeuge anfallen, wobei die

Kartierungsentscheidung zumindest teilweise auf einer Kostenminimierung beruht.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante berücksichtigt die Entscheidungslogik beim Treffen der Kartierungsentscheidung weitere Randbedingungen, die für mehrere oder einzelne der Flottenfahrzeuge relevant sind, wobei die

Randbedingungen die Gruppe bestehend aus Wetterbedingungen,

Lichtbedingungen, Verkehrsdichte, Fahrzeuggeschwindigkeit einschließen.

Zusammenfassend ist somit der Zeitpunkt des Widerrufs eines

Kartierungsauftrages für eine Fahrzeugflotte (lediglich) abhängig von der Qualität der aus den Sensordaten abgeleiteten Karte (Neuerstellung oder Aktualisierung), was im Vergleich zu bisherigen Ansätzen (Zeit, Anzahl Fahrzeuge) einen früheren Widerruf des Auftrags und damit signifikante Kosteneinsparungen bzgl. des zu übertragenden Datenvolumens ermöglicht.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Kartierung eines Streckenabschnitts, umfassend einen zentralen Kartierungsserver, wobei der zentrale Kartierungsserver mit einer serverseitigen

Kommunikationsschnittstelle ausgestattet ist. Ferner weist die Vorrichtung zumindest ein, vorzugsweise mehrere Flottenfahrzeuge auf, wobei das zumindest eine Flottenfahrzeug mit jeweils zumindest einem zur Erfassung von Kartierungsdaten geeigneten Sensor mit einer fahrzeugseitigen

Kommunikationsschnittstelle, sowie mit einer fahrzeugseitigen Steuereinrichtung ausgestattet ist, wobei die serverseitige Kommunikationsschnittstelle und die fahrzeugseitige Kommunikationsschnittstelle zum Austausch von Daten eingerichtet sind. Der Kartierungsserver ist dazu eingerichtet, eine

Kartierungsentscheidung zu treffen und eine auf der Kartierungsentscheidung beruhende individuelle Kartierungsanforderung an das zumindest eine

Flottenfahrzeug zu senden, wobei die Kartierungsanforderung für individuelle Flottenfahrzeuge unterschiedliche Informationen enthalten kann. Die

fahrzeugseitige Steuereinrichtung, der zumindest eine Sensor sowie die fahrzeugseitige Kommunikationsschnittstelle sind dazu eingerichtet, in

Abhängigkeit von der individuellen Kartierungsanforderung Kartierungsdaten zu sammeln und an den Kartierungsserver zu senden.

Vorteilhafterweise sind der Kartierungsserver und die Steuereinrichtung des zumindest einen Flottenfahrzeugs dazu eingerichtet, das Verfahren nach einem der beschriebenen Ansprüche auszuführen.

Bevorzugterweise umfasst der zumindest eine Sensor einen Sensor der Gruppe der Kameras, der Radarsensoren, und der Ultraschallsensoren. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche in den Figuren dargestellt ist. Dabei ist zu beachten, dass die dargestellten Merkmale nur einen beschreibenden Charakter haben und auch in Kombination mit Merkmalen anderer oben beschriebener Weiterentwicklungen verwendet werden können und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.

Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten

Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Zeichnung ist schematisch und zeigt: Fig. 1 in einem Beispiel einen Streckenabschnitt mit zwei Fahrbahnen zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 1 zeigt einen Streckenabschnitt 1 mit zwei Fahrbahnen, wobei die Anzahl an Fahrbahnen und -spuren prinzipiell beliebig ist. Auf dem Streckenabschnitt 1 liegt eine Änderung 2 im Vergleich zu einer bereits auf einem Kartierungsserver 5 vorhandenen Karte vor. Der Kartierungsserver 5, der im rechten Teil der Figur 1 dargestellt ist, ist mit einer serverseitigen Kommunikationsschnittstelle 8 ausgestattet, die beispielsweise eine Funkschnittstelle sein kann.

Die Änderung 2, bei der es sich beispielsweise um eine Änderung der

Streckenführung, des Parkraums, der Fahrbahnmarkierungen oder ähnliches handeln kann, ist noch nicht in der auf dem Kartierungsserver vorhandenen Karte reflektiert, was potentielle Gefahrenquellen oder zumindest Ungenauigkeiten bei der Navigation von Fahrzeugen in dem Streckenabschnitt 1 bedeutet. Es ist daher eine erneute Kartierung des Streckenabschnitts 1 notwendig.

Erfindungsgemäß umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Kartierung des Streckenabschnitts 1 das Bereitstellen von Flottenfahrzeugen 3a, 3b. Die Anzahl der Flottenfahrzeuge 3a, 3b ist prinzipiell beliebig. Die Flottenfahrzeuge 3a, 3b verfügen jeweils über zumindest einen, generell jedoch beliebig viele zur Erfassung von Kartierungsdaten geeignete Sensoren (nicht dargestellt) sowie über eine fahrzeugseitige Kommunikationsschnittstelle 4 zur drahtlosen

Übertragung der von den Sensoren ermittelten Kartierungsdaten and den

Kartierungsserver 5.

Wie in der Figur durch entsprechende Verbindungslinien dargestellt, sind die serverseitige Kommunikationsschnittstelle 8 und die fahrzeugseitigen

Kommunikationsschnittstellen 4 zum Austausch von Daten eingerichtet.

Bei den verwendeten Sensoren kann es sich prinzipiell um beliebige zur

Erfassung von Kartierungsinformationen geeignete Sensoren handeln, beispielsweise um Kameras, Radarsensoren, Ultraschallsensoren oder GPS- Module, wobei im allgemeinen nicht alle Flottenfahrzeuge 3a, 3b mit denselben Sensoren ausgerüstet sind. Unter Kartierungsdaten werden beispielsweise

Objekte, die mithilfe einer Kamera erkannt wurden, Radar-Reflektionen und/oder Objekte, die der Radar-Sensor detektiert hat, sowie Positionsdaten aus einem GPS-Empfänger verstanden. Anhand der an den Kartierungsserver 5

übermittelten Kartierungsdaten kann dann serverseitig nach allgemein bekannten Verfahren eine aktuelle Kartierung des Streckenabschnitts 1 erfolgen.

Bei der genannten Übertragung der Kartierungsdaten von den Flottenfahrzeugen 3a, 3b an den Kartierungsserver 5 fallen Kosten an, die abhängig vom

übertragenen Datenvolumen sind. Bisherige Systeme sind so parametrisiert, dass die Flottenfahrzeuge 3a, 3b permanent all ihre von den Sensoren ermittelten Kartierungsdaten übertragen, was zu sehr hohen

Datenübertragungskosten führt. Hinzu kommt, dass etwaige Speichermedien, die zur Zwischenspeicherung der Daten im Fahrzeug verwendet werden (z. Bsp. bei Funklöchern oder„Offline-Betrieb") flächendeckend über alle Flottenfahrzeuge stark beansprucht werden.

Auf dem Kartierungsserver 5 ist daher erfindungsgemäß eine Entscheidungslogik implementiert, die dazu eingerichtet ist, eine Kartierungsentscheidung zu treffen, die festlegt, ob und welche der Flottenfahrzeuge 3a, 3b wann Kartierungsdaten übertragen. Als Ergebnis der Kartierungsentscheidung werden

Kartierungsanforderungen an die Flottenfahrzeuge 3a, 3b gesendet, wobei die Kartierungsanforderungen für individuelle Flottenfahrzeuge 3a, 3b

unterschiedliche Informationen enthalten können.

Die auf dem Kartierungsserver 5 implementierte Entscheidungslogik kann beispielsweise auf einfachen, geografisch umschließenden Rechtecken beruhen, die für das Gebiet, in dem eine Änderung erkannt wurde, definiert werden. Die erfindungsgemäßen Kartierungsanforderungen an die angeschlossenen

Flottenfahrzeuge 3a, 3b können nun beinhalten, dass die Flottenfahrzeuge 3a, 3b ihre Kartierungsdaten übertragen, sobald sie in ein solches Rechteck (auch als„bounding box" bezeichnet) einfahren und die Datenübertragung beim

Verlassen des Rechteckes beenden. Die Überwachung, wann die

Flottenfahrzeuge 3a, 3b in die Rechtecke einfahren, kann beispielsweise unter Verwendung der fahrzeugeigenen GPS-Module erfolgen oder zentralisiert auf dem Serverrechner. Das Übertragen der Kartierungsdaten von den Flottenfahrzeugen 3a, 3b an den

Kartierungsserver 5 erfolgt erfindungsgemäß also in Abhängigkeit von der individuellen Kartierungsanforderung, die wiederum von der auf dem

Kartierungsserver 5 implementierten Entscheidungslogik festgelegt wird.

Dieses Verfahren reduziert die Datenübertragungskosten bereits erheblich, allerdings wird bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die

Tatsache, dass bereits ausreichend Daten für eine Neukartierung auf dem Kartierungsserver 5 vorliegen können, noch nicht berücksichtigt. Auch andere räumliche oder topologische Kriterien (z.B. Verkehrsaufkommen,

Nachrichtenlagen, Stauinformationen, Wettermeldungen usw.) können in der Entscheidungslogik berücksichtigt werden, um die Kartierungsentscheidung zu treffen und so letztlich das Starten und Beenden der Datenübertragung durch einzelne Flottenfahrzeuge 3a, 3b zu steuern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein intelligentes Erteilen und Widerrufen des Kartierungsauftrages eingeführt. Die auf dem

Kartierungsserver 5 implementierte Entscheidungslogik umfasst dabei zwei Schritte, welche sequentiell ausgeführt werden.

In einem ersten Schritt 6„Qualitätsermittlung", der im rechten Teil der Figur 1 angedeutet ist, werden mit einem geeigneten Verfahren alle bisher für die

Änderung 2 vorliegenden Sensordaten geladen und die Qualität der daraus resultierenden Karte ermittelt. Die Qualitätsermittlung wird mithilfe geeigneter Algorithmen durchgeführt, wobei alle vorliegenden Sensordaten und/oder die vorliegende, also veraltete Karte für den betrachteten Streckenabschnitt 1 berücksichtigt werden.

In einem zweiten Schritt 7„Kartierungsentscheidung" wird mithilfe der vorher berechneten Qualitätsmaße die Kartierungsentscheidung getroffen, ob weitere Kartierungsdaten für den betrachteten Abschnitt benötigt werden und damit bereits erteilte Kartierungsanfragen aufrecht erhalten werden, oder ob die vorliegenden Kartierungsdaten bereits ausreichend sind, um die Stelle zu kartieren und die bestehenden Kartierungsanfragen für den Streckenabschnitt 1 daher widerrufen werden können.

Um die Kartierungsentscheidung zu treffen, können neben den vorher ermittelten Qualitätsmaßen auch weitere Informationsquellen hinzugezogen werden, wie z. Bsp. Wetterinformationen oder historische Daten des gleichen Streckenabschnitts. Die Kartierungsentscheidung wird hierbei mithilfe eines definierten Schwellwertes getroffen, der einer Mindest-Qualität des erzeugten Kartenabschnittes entspricht, und welcher überschritten werden muss. Der Widerruf einer Kartierungsanfrage wird nach der Kartierungsentscheidung über die serverseitige Kommunikationsschnittstelle 8 an die Flottenfahrzeuge 3a, 3b gesendet. Die Flottenfahrzeuge 3a, 3b können dementsprechend mit der Übertragung der Kartierungsdaten beginnen oder diese einstellen. Wenn diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, wird also zu einem Zeitpunkt die Kartierungsentscheidung gefällt, dass keine weiteren Kartierungsdaten von den Flottendahrzeugen 3a, 3b mehr benötigt werden.

Dabei kann die Entscheidungslogik sowohl zu dem Schluss kommen, dass bereits ausreichend Daten für eine Neukartierung oder Aktualisierung vorliegen, als auch zu dem Schluss, dass es auch mit sehr vielen Datensätzen nicht möglich ist, den Streckenabschnitt 1 zu kartieren. Letzteres kann im Rahmen einer an sich bekannten Konvergenzuntersuchung des Kartierungsfortschntts auf Basis der Kartierungsdaten festgestellt werden.

Die Entscheidung hierüber fällt in dem Schritt 7„Kartierungsentscheidung". Somit kann es vorkommen, dass das erste Flottenfahrzeug 3a, welches den

Streckenabschnitt 1 passiert, noch eine Kartierungsanforderung mit der

Information erhält, Kartierungsdaten an den Kartierungsserver 5 zu übertragen, und das zweite, nachfahrende Flottenfahrzeug 3b, welches den gleichen

Streckenabschnitt 1 passiert, eine Kartierungsanforderung mit der Information erhält, keine Kartierungsdaten an den Kartierungsserver 5 zu übertragen, da der

Kartierungsauftrag in der Zeit zwischen den beiden Vorbeifahrten widerrufen wurde.

Sofern die Kartierungsdaten immer erst nach einer Durchfahrt durch den betrachteten Streckenabschnitt übertragen werden, kann ein Widerruf des Kartierungsauftrages auch noch während der Kartierungsfahrt durchgeführt werden. Die gesammelten Kartierungsdaten werden dann anschließend nicht den Kartierungsserver 5 übertragen, sondern gelöscht.