本發(fā)明涉及一種用于確定并且提供用來對車輛進行定位的地面標志的方法。

背景技術：

對于許多應用情況來說，需要在車輛內高度精確地知道自身的位置。尤其在一些車輛中需要關于可行駛的車道的高度精確的位置，對于這些車輛來說在將來可以進行高度自動駕駛。可行駛的車道在此要么可以是被標出的車道要么也可以是道路，這些道路已經(jīng)由其他的車輛駛過并且其路線高度精確地被記錄了下來。

為了在車輛自身中精確地確定該車輛的位置，現(xiàn)今可以使用用于差分導航、例如差分GPS的算法。此外，可以使用一些算法，利用這些算法對LIDAR傳感器的模型進行評估，以用于高度精確地確定位置。但是，這兩種方法的使用由于昂貴的GPS接收器和LIDAR傳感器而與較高的成本相關聯(lián)。

另一種用于在車輛內確定高度精確的位置的可行方案在于，由車輛識別處于該車輛的環(huán)境中的地面標志。如果這些地面標志的相應的位置是已知的并且處于所述車輛內，那就可以在所述車輛內根據(jù)在車輛的環(huán)境中所檢測到的地面標志的位置來高度精確地確定所述車輛的位置。為了使用這樣的方法，需要檢測大量的地面標志并且使其在所述車輛內供評估所用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務是，介紹一種用于確定并且提供用來對車輛進行定位的地面標志的方法，所述方法能夠以較小的開銷來可靠地確定所述地面標志，并且利用所述方法能夠高度精確地確定所述地面標志的位置。

在專利權利要求1中介紹了用于確定并且提供用來對車輛進行定位的地面標志的方法的一種實施方式。為了執(zhí)行所述方法而提供車輛，該車輛具有：用于拍攝該車輛的環(huán)境的圖像的圖像拍攝機構、用于對所述圖像進行評估的圖像評估機構以及用于確定該車輛位置的定位機構。此外，提供數(shù)據(jù)處理站，該數(shù)據(jù)處理站具有用于對所述圖像進行分析的圖像分析機構，以用于確定所述圖像中的地面標志。由所述車輛利用所述圖像拍攝機構拍攝該車輛的環(huán)境的圖像，在所拍攝的圖像的地點處借助于所述定位機構來確定所述車輛的位置，所述圖像評估機構用于在所述車輛中對所述圖像進行評估。

如果所述圖像評估機構將在所拍攝的圖像中所包含的物體中的至少一個物體評估為靜態(tài)的物體，那就將所拍攝的圖像和所確定的車輛位置由所述車輛傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站。所述圖像分析機構對所接收的圖像進行分析，以確定所述至少一個物體是否適合作為地面標志。如果已經(jīng)確定所述至少一個物體適合作為地面標志，那就在所接收的圖像中通過所述圖像分析機構來確定所述至少一個物體的位置。此外，如果已經(jīng)確定所述至少一個物體適合作為地面標志，那就通過所述數(shù)據(jù)處理站來產(chǎn)生對所述至少一個物體進行描述的數(shù)據(jù)記錄。將所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄由所述數(shù)據(jù)處理站來傳輸給所述車輛。

用于確定并且提供用來對車輛進行定位的地面標志的方法，涉及在“車輛內的圖像采集連同隨后的圖像評估”與“所述數(shù)據(jù)處理站（后端）中的進一步的、更為復雜的且更精確的圖像分析”之間的優(yōu)化的合作，在所述數(shù)據(jù)處理站中有明顯比在所述車輛中更強的計算能力可供使用。由于越來越頻繁地將單攝像頭或立體攝像頭例如用于車道識別或者符號識別，所以在大多數(shù)的車輛中圖像拍攝機構已經(jīng)可供使用，所述圖像拍攝機構可以用于拍攝圖像并且用于后來識別高度精確的位置。按照所述方法，不是在車輛所在的每個位置處都拍攝圖像并且對其進行評估。替代地，可以以高度精確地確定的位置為出發(fā)點，借助于所述定位機構通過對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號的評估和/或通過對車輛傳感器器的信號的評估，為下一步的路程來確定當前的車輛位置，其中在此為所述下一步的路程將定位的精度保持在所需要的范圍內。

所述方法尤其考慮到，可供使用的、用于將圖像從所述車輛傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站的帶寬受到了限制，并且在所述數(shù)據(jù)處理站中有更高的處理能力可供使用。所述車輛的圖像評估機構可以根據(jù)在所拍攝的圖像中所識別的物體來評估，明顯的地面標志被包含在所拍攝的圖像中的可能性有多高。此外，在所述車輛中已經(jīng)可以估計，多久一次需要地面標志。這例如取決于所駛過的路程而且也取決于已經(jīng)可用的地面標志。由此可以使得將數(shù)據(jù)、尤其是圖像由所述車輛傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站的傳輸速率降低到較低的頻率，例如小于1Hz的頻率。由此例如可以在LTE（長期演進標準）可用時將圖像實時地由車輛傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站。

在所述車輛中，通過對所拍攝的圖像的圖像評估僅僅進行初步估計，在所拍攝的圖像中是否存在可能能夠適合作為地面標志的靜態(tài)的物體。在所述數(shù)據(jù)處理站中，為了確定在所拍攝的圖像中是否在實際上包含了適合作為地面標志的靜態(tài)的物體，進行實際的圖像分析，并且將一個或者多個在所述圖像中所包含的物體選擇為用于進行定位的地面標志。

借助于由Qin Lv、Moses Charikar和Kai Li所發(fā)表的文章“具有緊湊數(shù)據(jù)結構的圖像相似度搜索（Image Similarity Search With Compact Data Structures）”，該文章例如可以在網(wǎng)址：http://www.cs.princeton.edu/courses/archive/spr05/cos598W/bib/p208-lv.pdf獲得，其中所描述的圖像處理方法，可以在所述數(shù)據(jù)處理站中通過對于從車輛接收到的圖像的合適的分析，來編制地面標志以及尤其適合作為地面標志的物體的特征。在所述數(shù)據(jù)處理站中進行圖像分析時所提取的特征可以用補充數(shù)據(jù)增強、例如來自所述車輛的位置說明，并且又被以數(shù)據(jù)記錄的形式回傳給所述車輛或者傳輸給車隊的大量的車輛，并且在那里被保存在存儲機構中。通過由許多車輛收集關于適合作為地面標志的物體的位置說明這種方式，可以在所述數(shù)據(jù)處理站中進一步改進所述物體的位置說明以及對其特征的描述。

借助于由所述數(shù)據(jù)處理站提供的、對地面標志及其特征進行說明的數(shù)據(jù)記錄，可以在所述車輛中確定車輛位置。為此，可以由所述圖像拍攝機構拍攝所述車輛的環(huán)境的圖像。然后在所述圖像中根據(jù)保存在所述車輛中的地面標志尋找一些地面標志，這些地面標志必須可以在自己的、例如借助于衛(wèi)星導航和/或車輛傳感器確定的位置的區(qū)域中可以識別。借助于衛(wèi)星導航和/或車輛傳感器來確定所述車輛的位置的精度，然后可以借助于所述地面標志的相對地被識別的位置來得到改進。

附圖說明

下面借助于示出了本發(fā)明的實施例的附圖來對本發(fā)明進行詳細解釋。附圖示出：

圖1示出了確定并且提供用于車輛的地面標志的布局；

圖2示出了車輛與數(shù)據(jù)處理站的一種實施方式，車輛與數(shù)據(jù)處理站用于執(zhí)行用來確定并且提供用于車輛的地面標志的方法。

具體實施方式

圖1示出了車輛100，該車輛例如為了進行高度自動駕駛而必須高度精確地確定其自身的位置。為此要由服務供應商的數(shù)據(jù)處理站（后端）200向所述車輛提供數(shù)據(jù)記錄，所述數(shù)據(jù)記錄描述了處于所述車輛100的環(huán)境中的地面標志。為了編制所述地面標志，由所述車輛的圖像拍攝機構拍攝圖像B——在該圖像中包含了靜態(tài)的物體300——并且為了進行進一步的評估而將其傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站200。

通過用合適的算法進行的圖像分析，可以由所述數(shù)據(jù)處理站200確定，在所接收的圖像B中所包含的物體300是否適合作為地面標志。如果已經(jīng)由所述數(shù)據(jù)處理站200確定在所述圖像B中所包含的靜態(tài)的物體適合作為地面標志，那就能夠通過所述圖像分析來提取所述物體的特征并且確定所述物體的位置。

根據(jù)適合作為地面標志的物體的、所確定的位置和所提取的特征，由所述數(shù)據(jù)處理站200產(chǎn)生數(shù)據(jù)記錄。所述數(shù)據(jù)記錄由所述數(shù)據(jù)處理站200傳輸給所述車輛100或者傳輸給車隊的其他車輛。如果由車輛在所拍攝的圖像中識別一個物體作為地面標志，那么所述車輛就可以確定其相對于高度精確地知曉的地面標志的位置的位置。

圖2示出了一些組件，所述組件在所述車輛100中并且在所述數(shù)據(jù)處理站200中，被設置用于執(zhí)行用于確定并且提供用于對車輛進行定位的地面標志的方法。所述車輛100包括用于拍攝所述車輛的環(huán)境的圖像B的圖像拍攝機構110、用于對所述圖像B進行評估的圖像評估機構120以及用于確定所述車輛100的位置的定位機構130。所述數(shù)據(jù)處理站200包括用于對所述圖像B進行分析的圖像分析機構210，以便將在所述圖像B中所包含的物體識別為地面標志。

在所述車輛100中首先用所述圖像拍攝機構110來拍攝所述車輛的環(huán)境的圖像B。所述圖像評估機構120關于可能能夠適合作為地面標志的、靜態(tài)的物體的存在情況對所拍攝的圖像B進行評估。所述圖像拍攝機構110例如可以是環(huán)境攝像頭，用所述環(huán)境攝像頭可以記錄所述車輛100的環(huán)境的視頻序列，隨后借助于視頻分析由所述圖像評估機構120關于靜態(tài)的物體的存在情況對所述視頻序列進行分析。

此外，借助于所述定位機構130來確定所述車輛100在所拍攝的圖像B的地點處的位置。所述車輛100例如可以具有用于接收衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號的天線140和/或至少一個用于檢測所述車輛100的行駛動態(tài)（Fahrdynamik）的傳感器150。所述定位機構130可以根據(jù)所述天線140的信號和/或所述至少一個傳感器150的信號來確定所述車輛100在所拍攝的圖像B的地點處的位置。

如果所述車輛中的圖像評估表明所拍攝的圖像B包含至少一個可能是靜態(tài)的并且能夠適合作為地面標志的物體300，那就將所述圖像B以及由所述定位機構120所確定的車輛位置由所述車輛傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站200，以用于進行進一步的并且更加精確的圖像分析。

所傳輸?shù)膱D像B在所述數(shù)據(jù)處理站200中由所述圖像分析機構210來分析，以用于確定，在所述圖像B中所包含的假定靜態(tài)的物體是否在實際上是適合作為地面標志的靜態(tài)的物體。如果在所述數(shù)據(jù)處理站200中的圖像分析確定，在圖像B中所包含的物體適合作為地面標志，那就由所述數(shù)據(jù)處理站200來確定在所接收的圖像B中的物體300位置。這可以通過圖像分析完成，根據(jù)所述圖像被拍攝的位置，該位置由所述車輛確定。

隨后由所述數(shù)據(jù)處理站200產(chǎn)生對所述物體300進行描述的數(shù)據(jù)記錄并且將其傳輸給所述車輛100。所述數(shù)據(jù)記錄尤其包含所述物體300的、由所述數(shù)據(jù)處理站所確定的位置。所述數(shù)據(jù)記錄可以在所述車輛100中，例如被保存在存儲機構160中。在所述存儲機構160中可以保存大量的數(shù)據(jù)記錄，所述數(shù)據(jù)記錄分別對用作地面標志的靜態(tài)的物體進行了描述。例如，在所述存儲機構160中可以保存數(shù)字地圖，所述數(shù)字地圖包含所述靜態(tài)的物體或者地面標志。

為了確定在車輛中進行圖像評估時已經(jīng)被評估為可能是靜態(tài)物體的物體300是否實際上是靜態(tài)的物體，由所述圖像分析機構210來提取在所接收的圖像B中所述至少一個物體的特征。根據(jù)所提取的特征，可以由所述圖像處理站200的圖像分析機構210確定，所述物體300是否實際上是靜態(tài)的物體。除此以外，可以根據(jù)所述物體的所提取的特征在所述數(shù)據(jù)處理站中確定，所述靜態(tài)的物體是否適合作為地面標志。

由所述數(shù)據(jù)處理站200產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄可以包含所述至少一個物體300的、由所述數(shù)據(jù)處理站所提取的特征和所確定的位置。由此，可以由所述數(shù)據(jù)處理站200來將對于地面標志的當前的描述分發(fā)給所述車輛100或者車隊的大量的車輛。

按照一種可能的實施方式，通過借助于所述圖像評估機構120對所拍攝的圖像B進行的評估，就已經(jīng)可以在所述車輛中對所述物體300相對于在所述圖像B的拍攝地點處所獲取到的車輛100位置的位置進行估計。由此已經(jīng)可以在所述車輛中相對于在拍攝圖像時，由所述定位機構130所確定的車輛位置來對可能的地面標志進行測量。用所述圖像B可以將所述物體300的所估計的位置傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站200。然后在所述數(shù)據(jù)處理站中可以借助于所述圖像分析機構210根據(jù)所述物體的、由所述圖像評估機構120所估計的位置來更加精確地獲取所述物體300的位置。

所述數(shù)據(jù)處理站200為了改進以往不精確地定位的地面標志的精度，可以將用于新拍攝的圖像和/或用于新測量物體的任務給予所述車輛100或者車隊的其他車輛。為此，可以由所述數(shù)據(jù)處理站200來將用于拍攝車輛環(huán)境的附加的圖像并且用于將所述附加的圖像傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站200的要求發(fā)送給所述車輛。然后由所述車輛借助于所述圖像拍攝機構110來拍攝所述環(huán)境的附加的圖像并且將所述附加的圖像傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站200。通過借助于所述圖像分析機構210對所述附加的圖像進行的分析，可以在所述數(shù)據(jù)處理站200中進一步改進所述物體300的、以往所確定的位置的精度。

按照另一種實施方式，所述車輛100可以借助于所述定位機構130來確定該車輛在所述附加的圖像的拍攝地點處的位置。通過借助于所述圖像評估機構120對所述附加的圖像進行的評估，可以在所述車輛中對所述物體300相對于在所述附加的圖像的拍攝地點處所確定車輛100位置的位置進行估計。所述物體300的、現(xiàn)在新估計的位置可以由所述車輛100傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站200。借助于所述圖像分析機構210，可以根據(jù)所估計的物體300的位置來進一步改進所述至少一個物體300的以往所確定的位置的精度。

為了獲取所述車輛所在的位置，可以使用保存在所述存儲機構160中的、對適合作為地面標志的物體300進行描述的數(shù)據(jù)記錄。為此，由車輛的圖像拍攝機構110來拍攝所述車輛的環(huán)境的圖像。根據(jù)保存在存儲機構160中的數(shù)據(jù)記錄并且由此根據(jù)在車輛中所知悉的地面標志，在所述車輛中由所述圖像評估機構120對所述圖像進行評估，以確定，在所述圖像中所識別的物體之一是否與所保存的地面標志之一相一致。如果由所述車輛例如已經(jīng)確定了所述物體300在所述圖像中的存在情況，則可以通過所述圖像評估機構120來確定所述車輛100相對于高度精確地知悉的物體300位置的相對位置。隨后，可以由所述定位機構130根據(jù)所確定的、車輛的相對于物體300的相對位置并且根據(jù)所述衛(wèi)星導航天線140的信號和/或用于對車輛的行駛動態(tài)進行檢測的傳感器150的信號來確定所述車輛100的高度精確的位置。

按照另一種可能的實施方式，通過所述圖像評估機構120可以確定所述至少一個物體300相對于所確定的車輛100位置的相對位置。現(xiàn)在，由所述車輛100可以將校正數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理站200。所述校正數(shù)據(jù)可以是這樣的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)表明所獲取到的、所述至少一個物體300相對于車輛100位置的相對位置。此外，作為校正數(shù)據(jù)，可以將根據(jù)所述衛(wèi)星導航天線140的信號和/或用于對車輛的行駛動態(tài)進行檢測的傳感器150的信號來表明所述車輛的100位置的數(shù)據(jù)由所述車輛100傳輸給所述數(shù)據(jù)處理站200。除此以外，所述校正數(shù)據(jù)可以描述在多個所識別的地面標志的位置之間的不一致性。根據(jù)所接收的校正數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)處理站200可以改進適合作為地面標志的物體300的位置的精度。