DE102016011849A1 - Method for self-localization of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstlokalisierung eines Fahrzeugs, bei dem – Umgebungsbilder (B, B1) des Fahrzeugs mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit erfasst werden und – Bildmerkmale (M, M1) aus den Umgebungsbildern (B, B1) extrahiert und in einer digitalen Umgebungskarte hinterlegten Umgebungsmerkmalen (U) überlagert werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass – zusätzlich fahrbahnprofilabhängige Parameter, umfassend ein Oberflächenprofil einer Fahrbahn (1), ein Nickwinkel und ein Wankwinkel des Fahrzeugs sowie eine Höhe der mindestens einen Bilderfassungseinheit relativ zu einer Fahrbahnoberfläche, ermittelt werden, – eine Position und eine Orientierung des Fahrzeugs in der Umgebungskarte anhand des Vergleichs der Bildmerkmale (B, B1) mit den Umgebungsmerkmalen (U) und anhand der ermittelten fahrbahnprofilabhängigen Parameter ermittelt wird und – die fahrbahnprofilabhängigen Parameter anhand einer Auswertung mindestens eines der erfassten Umgebungsbilder (B, B1) unter Verwendung eines numerischen Optimierungsalgorithmus ermittelt werden.The invention relates to a method for self-localization of a vehicle in which - environmental images (B, B1) of the vehicle are detected by means of at least one image capture unit and - extracted image features (M, M1) from the environmental images (B, B1) and stored in a digital environment map Environmental features (U) are superimposed. According to the invention, it is provided that additionally a road profile-dependent parameter comprising a surface profile of a roadway, a pitch angle and a roll angle of the vehicle and a height of the at least one image acquisition unit relative to a road surface are determined, a position and an orientation of the vehicle in FIG the environmental map is determined on the basis of the comparison of the image features (B, B1) with the environmental characteristics (U) and on the basis of the determined roadway-dependent parameters and - the roadway profile-dependent parameters are determined by evaluating at least one of the detected environmental images (B, B1) using a numerical optimization algorithm become.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstlokalisierung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for self-localization of a vehicle according to the preamble of claim 1.
Verfahren zur Selbstlokalisierung eines Fahrzeugs sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden insbesondere für einen autonomen Fahrbetrieb durchgeführt. Des Weiteren sind in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Selbstlokalisierung eines Fahrzeugs anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for self-localization of a vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The object is achieved with the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Verfahren zur Selbstlokalisierung eines Fahrzeugs werden Umgebungsbilder des Fahrzeugs mittels zumindest einer Bilderfassungseinheit erfasst. Anschließend werden Bildmerkmale aus den Umgebungsbildern extrahiert und mit in einer digitalen Umgebungskarte hinterlegten Umgebungsmerkmalen verglichen. Erfindungsgemäß werden zusätzlich fahrbahnprofilabhängige Parameter, umfassend ein Fahrbahnprofil, ein Nickwinkel und ein Wankwinkel des Fahrzeugs sowie eine Höhe der mindestens einen Bilderfassungseinheit relativ zu einer Fahrbahnoberfläche, ermittelt und eine Position des Fahrzeugs in der Umgebungskarte anhand des Vergleichs der Bildmerkmale mit den Umgebungsmerkmalen und anhand der ermittelten fahrbahnprofilabhängigen Parameter ermittelt. Die fahrbahnprofilabhängigen Parameter werden anhand einer Bildauswertung mindestens eines der erfassten Umgebungsbilder unter Verwendung eines numerischen Optimierungsalgorithmus ermittelt.In a method for self-localization of a vehicle, environmental images of the vehicle are detected by means of at least one image acquisition unit. Subsequently, image features are extracted from the environment images and compared with environmental features stored in a digital environment map. According to the invention additionally roadway-dependent parameters, comprising a roadway profile, a pitch angle and a roll angle of the vehicle and a height of the at least one image acquisition unit relative to a road surface, determined and a position of the vehicle in the map environment based on the comparison of image characteristics with the environmental features and based on the determined track profile dependent parameter determined. The roadway profile-dependent parameters are determined on the basis of an image evaluation of at least one of the acquired environmental images using a numerical optimization algorithm.
Das Verfahren ermöglicht eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Selbstlokalisierung des Fahrzeugs, da die Ermittlung der fahrbahnprofilabhängigen Parameter auf Basis eines aktuellen Umgebungsbilds und/oder eines aktuellen Stereo-Disparitätsbilds erfolgt. Das Stereo-Disparitätsbild umfasst dabei das aktuelle Umgebungsbild und die digitale Umgebungskarte, wobei das Umgebungsbild in die Umgebungskarte projiziert und dieser somit überlagert wird. D. h., die Ermittlung der fahrbahnprofilabhängigen Parameter kann ohne Einbeziehung einer aktuellen Geschwindigkeit und Gierrate des Fahrzeugs erfolgen, so dass eine Fehleranfälligkeit reduziert und eine Genauigkeit bei der Ermittlung erhöht wird. Somit ist das Verfahren gegenüber konventionellen Verfahren zur Selbstlokalisierung robuster.The method makes possible a self-localization of the vehicle which is improved compared with the prior art, since the determination of the road-profile-dependent parameters takes place on the basis of a current environmental image and / or a current stereo disparity image. The stereo disparity image encompasses the current environment image and the digital environment map, wherein the environmental image is projected into the environment map and this is thus superimposed. That is, the determination of the road profile-dependent parameters can take place without involving a current speed and yaw rate of the vehicle, so that a susceptibility to errors is reduced and an accuracy in the determination is increased. Thus, the method is more robust than conventional methods for self-localization.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die
Das in
In dem erfassten Umgebungsbild B werden Bildmerkmale M, hierbei die Fahrspurmarkierungen und Fahrbahnbegrenzungen, anhand von Markierungsmessungen extrahiert. Mittels eines iterativen Lösungsverfahrens, wie z. B. dem sogenannten Levenberg-Marquard-Algorithmus, werden die extrahierten Bildmerkmale M mit Umgebungsmerkmalen U überlagert, die in der digitalen Umgebungskarte hinterlegt sind. Beispielsweise wird hierbei ein Winkel zwischen den Bildmerkmalen M und den Umgebungsmerkmalen U ermittelt. Die Ergebnisse werden anschließend in einer nichtlinearen Ausgleichsrechnung kombiniert, um eine Eigenposition und eine Orientierung des Fahrzeugs zu ermitteln.In the detected environment image B, image features M, in this case the lane markings and roadway boundaries, are extracted on the basis of marking measurements. By means of an iterative solution method, such as. As the so-called Levenberg-Marquard algorithm, the extracted image features M are superimposed with environmental features U, which are stored in the digital map of the area. For example, an angle between the image features M and the environmental features U is determined here. The results are then in a nonlinear Compensation calculation combined to determine an own position and an orientation of the vehicle.
Damit kann eine Position des Fahrzeugs in einer möglicherweise fehlerbehafteten Umgebungskarte und somit in einer Umgebung lokalisiert werden. Die ermittelte Position des Fahrzeugs kann anschließend einer Bahnplanungseinheit für einen autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs zugeführt werden.In this way, a position of the vehicle can be located in a possibly faulty environment map and thus in an environment. The determined position of the vehicle can then be supplied to a train planning unit for an autonomous driving operation of the vehicle.
Hierbei ist die Fahrbahn
Da in der digitalen Umgebungskarte üblicherweise keine Informationen bezüglich des Oberflächenprofils der Fahrbahn
Daher wird hierbei das Oberflächenprofil der Fahrbahn
Im rechten weiteren Umgebungsbild B1 ist die Extraktion der weiteren Bildmerkmale M1 mit Einbeziehung des Oberflächenprofils der Fahrbahn
Zudem ist es möglich, sowohl die extrahierten Bildmerkmale M, M1 als auch die Merkmale für das Oberflächenprofil der Fahrbahn
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrbahnroadway
- B, B1B, B1
- UmgebungsbildUmgebungsbild
- M, M1M, M1
- Bildmerkmalimage feature
- SS
- Segmentsegment
- UU
- Umgebungsmerkmalenvironment feature
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2016-10-01 DE DE102016011849.0A patent/DE102016011849A1/en not_active Withdrawn
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