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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Fahrzeugposition eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Landmarkenerkennungs-System, welches zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtet/programmiert, ist sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Landmarkenerkennungs-System.
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Seit geraumer Zeit werden zur Bestimmung einer Fahrzeugposition eines Kraftfahrzeugs sogenannte Landmarken eingesetzt, welche in einer äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs im Gegensatz zu dem Kraftfahrzeug ortsfest angeordnet sind. Eine solche Landmarke bildet einen Fixpunkt in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, relativ zu welchem Fixpunkt die Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs bestimmt wird. Herkömmlicherweise wird zur Erkennung einer solchen Landmarke in der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs eine an dem Kraftfahrzeug vorhandene Kamera eingesetzt. Ein solches Ermitteln der Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Landmarke wird üblicherweise zur Ausbildung einer Redundanz zu einer in dem Kraftfahrzeug konventionell vorhandenen und satellitengestützten Positionsbestimmungseinrichtung vorgenommen. Solche satellitengestützten Positionsbestimmungseinrichtungen nutzen in bekannter Weise Systeme wie das „Global Positioning System“ (GPS) oder zu diesem verwandte Systeme wie GLONASS oder GALILEO. Eine Redundanz zu solchen satellitengestützten Positionsbestimmungssystemen ist vor allem deshalb sinnvoll, da beispielsweise in Folge von Signalabschattungen, Reflexionen oder Mehrfachausbreitungen eine satellitengestützte Positionsbestimmung in vielen Situationen nur in unzureichender Präzision sichergestellt werden kann, was sich besonders bei selbstfahrenden Kraftfahrzeugen nachteilig auswirkt.
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Vor diesem Hintergrund ist aus der
DE 10 2011 119 762 A1 ein Verfahren bekannt, gemäß welchem in einer äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs ortsfest vorhandene Landmarken mit bekannter Position erkannt werden und eine Fahrzeugposition relativ zu der Landmarke bestimmt wird. Die Position besagter Landmarke ist in einer virtuellen Karte eingetragen, so dass mit der Bestimmung der Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Landmarke auch die Position des Kraftfahrzeugs auf der virtuellen Karte bestimmt werden kann.
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Als nachteilig anzusehen ist hierbei, dass sämtliche Landmarken bereits vor der Durchführung des Verfahrens zum Ermitteln der Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs in der virtuellen Karte hinterlegt sein müssen. Hieraus ergibt sich ein nicht unerheblicher Aufwand zur Pflege einer Datenbank, welche die Positionen der Landmarken umfasst. Ebenso muss die virtuelle Karte des Kraftfahrzeugs stets aktualisiert werden, um alle bekannten Landmarkenpositionen zu enthalten, da andernfalls die gewünschte redundante Positionsbestimmung auf Basis der Landmarken nicht erreichbar ist.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugposition eines Kraftfahrzeugs sowie für Landmarkenerkennungs-Systeme zum Durchführen eines solchen Verfahrens und Kraftfahrzeuge mit solchen Landmarkenerkennungs-Systemen - insbesondere zur Beseitigung der oben genannten Nachteile - neue Wege aufzuzeigen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundidee der Erfindung ist demnach, an einer Landmarke einen QR-Code vorzusehen, in welchem Positionsdaten der Landmarke enthalten sind, so dass bei einem Erfassen des QR-Codes der Landmarke direkt die Position der Landmarke und die Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs relativ zu der Landmarke ermittelt werden kann.
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Damit können die Positionsdaten der Landmarke, mittels welcher die Position des Kraftfahrzeugs ermittelt wird, in Echtzeit während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt werden, was vorteilhaft eine Datenbank zum Speichern und Bereitstellen solcher Positionsdaten von Landmarken obsolet macht. Hieraus ergeben sich direkt Kostenvorteile. Datenfehler, die sich bei Pflege einer Datenbank mit Positionsdaten zwangsläufig ergeben, können ausgeschlossen werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln einer Fahrzeugposition eines Kraftfahrzeugs umfasst zwei Maßnahme a) und b). Gemäß der Maßnahme a) erfolgt ein Erfassen eines QR-Codes, welcher an einer relativ zu dem Kraftfahrzeug ortsfest in der Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordneten Landmarke vorhanden ist. Dieses Erfassen gemäß der Maßnahme a) wird mittels einer an bzw. in dem Kraftfahrzeug angeordneten Kamera des Kraftfahrzeugs vorgenommen. In dem QR-Code sind Positionsdaten der Landmarke enthalten, welche die Position der Landmarke beschreiben. Zweckmäßig sind solche Positionsdaten geografische Koordinaten der Landmarke. Gemäß der Maßnahme b) erfolgt ein Ermitteln der Fahrzeugposition mittels der in Maßnahme a) erfassten Positionsdaten der Landmarke. Ein solches Ermitteln der Fahrzeugposition der Maßnahme b) kann zweckmäßiger Weise durch eine Bestimmung der Position des Kraftfahrzeugs relativ zu der Landmarke erfolgen, woraus sich direkt eine absolute, also globale Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs ermitteln lässt. Vorteilhaft ist somit in dem QR-Code der Landmarke direkt die Position der Landmarke codiert, weshalb auf eine die Positionsdaten der Landmarke umfassende Datenbank verzichtet werden kann. Landmarken müssen also nicht vor der Durchführung des Verfahrens zum Ermitteln der Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs in einer virtuellen Karte eingepflegt bzw. abgespeichert werden, sondern können während der Durchführung des Verfahrens ermittelt werden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass in dem QR-Code der Landmarke, welcher in der Maßnahme a) erfasst wird, Metadaten der Landmarke enthalten sind. Solche Metadaten beschreiben weitere Eigenschaften der Landmarke, wie eine Art der Landmarke oder ähnlichem. Eine solche Art der Landmarke, welche als Eigenschaft in den Metadaten beschrieben ist, kann beispielsweise ein Verkehrsschild, ein Ortsschild, eine Verkehrsampel, eine Straßenbarke, ein Laternenpfahl, ein sonstiger Pfahl oder Mast, ein Baumstamm, eine Spurmarkierung, eine Sperrfläche, eine Haltelinie, eine sonstige dauerhafte Markierung, eine Änderung im Straßenbelag, ein Kanaldeckel, ein Wassereinlauf, ein Bordstein, eine Kante von einer Verkehrsinsel, eine Fläche einer Fassade oder eine Kante einer Fassade, eine Fläche oder Kante einer Mauer, oder Ähnliches sein. Das Verfahren umfasst bei dieser Weiterbildung eine zusätzliche Maßnahme c), gemäß welcher besagte Eigenschaft der Landmarke mittels der in Maßnahme a) erfassten Metadaten ermittelt wird. Vorteilhaft können somit aus dem QR-Code weitere Information ermittelt werden, welche es erlauben, weitere Systeme des Kraftfahrzeugs zu verbessern. Insbesondere für selbstfahrende Kraftfahrzeuge bietet dies den Vorteil, dass dem Kraftfahrzeug Informationen betreffend die Umgebung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren eine zusätzliche Maßnahme d) umfasst, welche in einem Verifizieren des in Maßnahme a) erfassten QR-Codes besteht. Vorteilhaft kann damit verhindert werden, dass Landmarken von unberechtigten Dritten in illegaler Weise in der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs angeordnet werden.
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Zweckmäßig umfasst das Verfahren eine weitere Maßnahme e), gemäß welcher zumindest ein Teil des In Maßnahme a) erfassten QR-Codes versendet wird. Das Verifizieren des QR-Codes gemäß der Maßnahme b) kann somit in einer gesonderten Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung erfolgen, welche außerhalb des Kraftfahrzeugs vorhanden ist. Eine solche Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung kann ein Backend-Server sein. Vorteilhaft kann somit der für das Verifizieren notwendige Rechenaufwand außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden, so dass eine interne Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung des Kraftfahrzeugs weniger leistungsfähig ausgeführt werden kann, was Kostenvorteile bedingt.
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Vorteilhaft umfasst das Verfahren außerdem eine Maßnahme f), gemäß welcher ein Vergleich der in Maßnahme b) ermittelten Fahrzeugposition des Kraftfahrzeugs mit einer Vergleichsposition des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird. Die Vergleichsposition des Kraftfahrzeugs wird dabei mittels einer gesonderten Positionsbestimmungseinrichtung des Kraftfahrzeugs ermittelt, welche konventioneller Weise in dem Kraftfahrzeug vorhanden ist. Eine solche gesonderte Positionsbestimmungseinrichtung des Kraftfahrzeugs basiert zweckmäßiger Weise auf einem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem wie dem „Global Positioning System“ (GPS) oder einem vergleichbaren System wie etwa „GLONASS“ oder „GALILEO“. Mittels eines solchen Vergleichs der Fahrzeugposition, welche durch das Verfahren mittels autarker Mittel bestimmt wird, und der Vergleichsposition des Kraftfahrzeugs lässt vorteilhaft die Genauigkeit, mit welcher die Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs erfolgt, weiter verbessern.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Landmarkenerkennungs-System, welches insbesondere für ein Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Ein solches Landmarkenerkennungs-System umfasst erfindungsgemäße eine Kamera zum Erfassen eines an einer Landmarke vorhandenen QR-Codes. Der QR-Code beinhaltet Positionsdaten der Landmarke, zweckmäßiger Weise geografische Koordinaten der Landmarke. Alternativ oder zusätzlich umfasst der QR-Code der Landmarke Metadaten der Landmarke, welche eine oder mehrere Eigenschaften der Landmarke beschreiben. Das Landmarkenerkennungs-System umfasst außerdem eine interne Steuer-/Regelungseinrichtung, welche zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wie voranstehend beschrieben eingerichtet/programmiert ist. Die vorstehend aufgezeigten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich somit auch auf das erfindungsgemäße Landmarkenerkennungs-System, welches zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtet ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches ein erfindungsgemäßes Landmarkenerkennungs-System gemäß vorstehender Beschreibung umfasst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Landmarkenerkennungs-Systems übertragen sich ebenfalls auf das Kraftfahrzeug mit einem solchen Landmarkenerkennungssystem.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 beispielhaft ein Ablaufschaubild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln einer Fahrzeugposition eines Fahrzeugs und zum Ermitteln von Metadaten einer Landmarke,
- 2 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem beispielhaften erfindungsgemäßen Landmarkenerkennungs-System, welches zur Durchführung des Verfahrens der 1 eingerichtet ist.
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Die 1 veranschaulicht schematisch in einem Ablaufdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 1 zum Ermitteln einer Fahrzeugposition P1 eines Kraftfahrzeugs 2.
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In der 2 ist beispielhaft ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 2 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 umfasst ein Landmarkenerkennungs-System. Das Landmarkenerkennungs-System weist eine Kamera 5 auf. Mittels der Kamera 5 ist ein an einer Landmarke 3 vorhandener QR-Code 4 erfassbar. Die Landmarke 3 ist in einer äußeren Umgebung 6 des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet und kann wie im Beispiel der 2 graphisch angedeutet eine Ampel sein. Grundsätzlich können aber auch sämtliche relativ zum dem Kraftfahrzeug gesehene ortsfeste Einrichtungen eine Landmarke 3 ausbilden. So kann eine Landmarke 3 beispielsweise auch ein Verkehrsschild oder ein sich an einem Straßenrand einer Straße 14 befindendes Gebäude oder Ähnliches eine Landmarke 3 sein. Der QR-Code 4 der Landmarke 3 enthält Positionsdaten 7 der Landmarke 3. Solche Positionsdaten 7 können geografische Koordinaten sein. Alternativ der zusätzlich kann der QR-Code 4 Metadaten 8 der Landmarke 3 enthalten.
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Die Metadaten 8 der Landmarke 3 können Eigenschaften 9 der Landmarke 3 beschreiben. Eine solche Eigenschaft 9 der Landmarke 3 kann beispielsweise eine Art der Landmarke 3 sein. Eine solche Art der Landmarke 3 kann dem Beispiel der 2 entsprechend eine Ampel sein. Die Metadaten 8 der Landmarke 3 können also die Landmarke 3 charakterisieren.
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Das Kraftfahrzeug 2 bzw. das Landmarkenerkennungs-System des Kraftfahrzeugs 2 umfasst ferner eine interne Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 12. Die Steuer-/Regelungseinrichtung 12 des Landmarkenerkennungs-Systems des Kraftfahrzeugs ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens 1 eingerichtet bzw. programmiert, welches beispielhaft in der 1 veranschaulicht ist. Dieses Verfahren 1 zum Ermitteln einer Fahrzeugposition P1 des Kraftfahrzeugs 2 umfasst zwei Maßnahmen a) und b). Gemäß der ersten Maßnahme a) erfolgt ein Erfassen des QR-Codes 4, welcher an der Landmarke 3 angeordnet ist. Das Erfassen des QR-Codes 4 erfolgt mittels einer in dem Kraftfahrzeug 2 bzw. in dem Landmarkenerkennungs-System des Kraftfahrzeugs 2 vorhandenen Kamera 5. Damit werden die in dem QR-Code 4 enthaltenen Positionsdaten 7 der in der äußeren Umgebung 6 des Kraftfahrzeugs 2 angeordneten Landmarke 3 erfasst. Die zweite Maßnahme b) sieht vor, dass die Fahrzeugposition P1 mittels der in der Maßnahme a) erfassten Positionsdaten 7 der Landmarke 3 ermittelt wird. In dem in Maßnahme a) erfassten QR-Code 4 können zusätzlich zu den Positionsdaten 7 Metadaten 8 der Landmarke 3 enthalten sein.
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Das Verfahren 1 kann gemäß dem in 1 illustrieren Beispiel eine weitere Maßnahme c) umfassen. Gemäß der Maßnahme c) können Eigenschaften 9 der Landmarke 3 mittels der in Maßnahme a) erfassten Metadaten 8 ermittelt werden. Solche Eigenschaften 9 der Landmarke 3 können zur genaueren Beschreibung der Landmarke 3 dienen. So können die Metadaten 8 in dem in 2 gezeigten Beispiel wiedergeben, dass es sich bei der Landmarke 3 um eine Ampel handeln kann. Demnach können die Metadaten 8 eine Art der Landmarke 3 beschreiben oder definieren.
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Das Verfahren 1 kann darüber hinaus eine zusätzliche Maßnahme d) umfassen. Gemäß der Maßnahme d) kann ein Verifizieren des in der Maßnahme a) erfassten QR-Codes 4 erfolgen. Ein solches Verifizieren des QR-Codes 4 kann in einer gesonderten, externen Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 vorgenommen werden, welche ein Backend-Server sein kann. Hierzu kann das Verfahren 1 eine zusätzliche Maßnahme e) umfassen. Die Maßnahme e) kann in einem Versenden zumindest eines Teils des in Maßnahme a) erfassten QR-Codes 4 erfolgen. Das Verifizieren kann mittels eines Abgleichs zumindest eines Teils des erfassten QR-Codes 4 mit einer Datenbank erfolgen. Ein solcher Abgleich kann in der gesonderten Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 vorgenommen werden. Das Kraftfahrzeug 2 kann mit der gesonderten Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 10 drahtlos kommunizieren. Unter Kommunizieren ist dabei ein, insbesondere bidirektionaler, Austausch von Daten zu verstehen. Ein solcher Abgleich kann alternativ oder zusätzlich auch mit der in dem Kraftfahrzeug 2 vorhandenen Steuer-/Regelungseinrichtung 12 direkt in dem Kraftfahrzeug 2 selbst vorgenommen werden. Das Verifizieren des QR-Codes 4 kann mittels eines in dem QR-Code 4 enthaltenen Verifizierungscode erfolgen. Der QR-Code 4 kann verschlüsselt sein, so dass das Verifizieren gemäß Maßnahme d) mittels einer Entschlüsselung vorgenommen werden kann.
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Wie in der 2 gezeigt kann das Kraftfahrzeug 2 eine gesonderte Positionsbestimmungseinrichtung 11 umfassen. Die Positionsbestimmungseinrichtung 11 kann satellitengestützt, also mittels zumindest eines Satelliten 13, eine Vergleichsposition P2 des Kraftfahrzeugs 2 ermitteln. Zweckmäßig benötigt die Positionsbestimmungseinrichtung 11 mehrere Satelliten 13 zum Bestimmen der Vergleichsposition P2. Das Verfahren 1 kann eine weitere Maßnahme f) umfassen, gemäß welcher ein Vergleich der in Maßnahme c) ermittelten Fahrzeugposition P1 mit der Vergleichsposition P2 vorgenommen wird, um eine Positionsbestimmung des Kraftfahrzeugs 2 zu präzisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011119762 A1 [0003]