DE10051745A1

DE10051745A1 - Method for estimating the curvature of a path section

Info

Publication number: DE10051745A1
Application number: DE2000151745
Authority: DE
Inventors: Jens Lueder; Harald Holze; Michael Mittaz; Philippe Schweizer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-05-16
Also published as: FR2815406A1; ITMI20012080A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Schätzung der Krümmung eines ausgewählten, insbesondere in Fahrtrichtung vor einem Fahrzeug liegenden Wegeabschnitts, wobei der Verlauf des Wegs in Form von Stützpunkten in einer digitalen Karte abgelegt ist vorgeschlagen, bei dem die Krümmung des ausgewählten Wegeabschnitts aus den Stützpunkten bestimmt wird. DOLLAR A Vorteilhafte Ausführungsformen sehen eine Krümmungsschätzung aufgrund einer Kreisapproximation oder eine Spline-Interpolation oder -approximation des tatsächlichen Wegeverlaufs aufgrund der Stützstellen vor.A method for estimating the curvature of a selected path section, in particular lying in front of a vehicle in the direction of travel, wherein the course of the path is stored in the form of support points in a digital map, in which the curvature of the selected path section is determined from the support points. DOLLAR A Advantageous embodiments provide a curvature estimate based on a circular approximation or a spline interpolation or approximation of the actual course of the route based on the support points.

Description

State of the art

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Schätzung der Krümmung eines Wegeabschnitts nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs aus.The invention relates to a method for estimating the Curvature of a path section according to the genus of independent claim.

Es sind Fahrzeugnavigationsgeräte bekannt, die eine Fahrtroute von einem jeweiligen Fahrzeugstandort zu einem vorgegeben Fahrtziel berechnen und einen Fahrzeugführer mittels Fahrtanweisungen entlang dieser Route führen. Die Berechnung der Fahrtroute erfolgt auf der Grundlage in digitaler Form abgespeicherter Straßenkartendaten. Die durch das Fahrzeug nutzbaren Verkehrswege werden in den Straßenkartendaten durch eine geordnete Abfolge von Stützpunkten repräsentiert.Vehicle navigation devices are known, the one Route from a respective vehicle location to one calculate the specified destination and a driver guide you along this route using driving instructions. The The route is calculated on the basis of digital form of stored road map data. By the vehicle usable traffic routes are in the Road map data by an orderly sequence of Bases represented.

Es sind weiter Vorschläge bekannt geworden, Fahrzeuge entlang eines Verkehrswegs automatisch zu steuern, insbesondere zu lenken. Hierzu ist eine verläßliche Vorhersage des in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Verkehrswegeabschnitts erforderlich. Proposals have become known, vehicles to automatically control along a traffic route, to steer in particular. This is a reliable one Prediction of what is in front of the vehicle in the direction of travel Traffic route section required.

Es hat sich gezeigt, daß die Genauigkeit von Straßenkartendaten hierfür aufgrund einer zu geringen räumlichen Dichte von Stützstellen im Bereich von Kurven nicht immer ausreicht.It has been shown that the accuracy of Road map data for this is too low spatial density of support points in the area of curves not always enough.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine präzise Vorhersage des Verlaufs eines Verkehrswegs auf Grundlage für Fahrzeugnavigationsgeräte verfügbarer Kartendaten ermöglicht wird.The inventive method with the features of In contrast, independent patent claims have the advantage that a precise prediction of the course of a traffic route based on vehicle navigation devices Card data is enabled.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of Invention are specified in the dependent claims.

Ein erstes besonders vorteilhaftes Verfahren zur Ermittlung der Krümmung eines Wegeabschnitts in einem ausgewählten Stützpunkt besteht darin, zunächst einen Kreis durch den ausgewählten Stützpunkt, den dem ausgewählten Stützpunkt im Wegeverlauf unmittelbar vorhergehenden Stützpunkt und den dem ausgewählten Stützpunkt im Wegeverlauf unmittelbar folgenden Stützpunkt zu bestimmen, und die Krümmung im ausgewählten Stützpunkt als Kehrwert des Radius des Kreises zu bestimmen.A first particularly advantageous method for the determination the curvature of a path section in a selected one Base is first a circle through the selected base, the selected base in Path immediately preceding base and the the selected base in the route immediately to determine the following base point, and the curvature in the selected base as the reciprocal of the radius of the circle to determine.

Dieses Verfahren hat den Vorteil einer hohen Genauigkeit des Schätzergebnisses bei gleichzeitig sehr niedrigem Rechenaufwand.This method has the advantage of high accuracy Estimation result with very low at the same time Computational effort.

Dies gilt auch für eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens, die darin besteht, die Krümmung des Wegs an einem ausgewählten Punkt zwischen zwei Stützpunkten durch Interpolation zwischen den Krümmungen in den beiden, dem ausgewählten Punkt unmittelbar benachbarten Stützpunkten zu bestimmen.This also applies to an advantageous further development of this Procedure, which consists of the curvature of the path a selected point between two bases Interpolation between the curvatures in the two, the selected point immediately adjacent bases determine.

Eine besonderes einfache und damit auch wenig rechenaufwendige Möglichkeit der Interpolation besteht in einer einfachen linearen Interpolation. Andere Interpolationsverfahren bieten eine höhere Genauigkeit der Krümmungsschätzung bei erhöhtem Rechenaufwand.A particularly simple and therefore little Computationally complex possibility of interpolation exists in a simple linear interpolation. Other Interpolation methods offer higher accuracy of the Curvature estimation with increased computing effort.

Ein zweites besonders genaues Verfahren zur Ermittlung der Krümmung eines Wegeabschnitts in einem ausgewählten Stützpunkt besteht darin, eine Freiformkurve aus einem ausgewählten Stützpunkt und dem ausgewählten Stützpunkt benachbarte Stützpunkte zu bestimmen, und nachfolgend die Krümmung aus der zweiten Ableitung der Freiformkurve, sowie der ersten Ableitung der Freiformkurve, insbesondere nach der Formel K = |f"|/(1 + f'²)^3/2 zu bestimmen.A second particularly precise method for determining the curvature of a path section in a selected base is to determine a free-form curve from a selected base and base points adjacent to the selected base, and subsequently the curvature from the second derivative of the free-form curve and the first derivative of the free-form curve , in particular according to the formula K = | f "| / (1 + f ' ² ) ^3/2 .

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sowohl in Verbindung mit der Kreisapproximation, als auch der Freimformkurvenapproximation anwendbar sind, beziehen sich auf Korrekturverfahren zur Beseitigung von Fehleinschätzungen, die sich durch eine ungünstige Verteilung der in der Datenbasis abgelegten Stützstellen ergeben.Further advantageous developments of the invention Procedure, both in connection with the Circular approximation, as well as the Freeform curve approximation are applicable on correction procedures to eliminate Misjudgments that are characterized by an unfavorable Distribution of the support points stored in the database result.

Eine erste vorteilhafte Korrektur bezieht sich auf den Fall von Kreuzungen oder abrupten Richtungswechseln im Straßenverlauf. Hier ermöglicht das Einfügen von virtuellen Stützpunkten nach bestimmten Regeln eine genauere Schätzung der Wegekrümmung als allein aufgrund der tatsächlich vorhandenen Stützstellen. A first advantageous correction relates to the case of intersections or abrupt changes of direction in the Road. Here you can insert virtual ones Bases according to certain rules a more accurate estimate the curvature of the path as being due solely to the fact existing support points.

Eine weitere vorteilhafte Korrektur bezieht sich auf den Fall von Kurven nach oder vor langen gerade Abschnitten, auf denen nur in großer Entfernung von der Kurve Stützpunkte vorliegen. Hier ermöglicht wiederum das Einfügen virtueller Stützpunkte auf den geraden Wegeabschnitten in enger Nachbarschaft zur Kurve eine genauere Schätzung der Wegekrümmung. So hätte nämlich die Krümmungsschätzung ohne Einbeziehung der virtuellen Stützpunkte zur Folge, daß gemäß der Schätzung auch der gerade Wegeabschnitt zwischen den Kurvenbeginn markierendem Stützpunkt und dessen unmittelbaren Vorgänger auf dem geraden Abschnitt als Teil der Krümmung angesehen würde, was zu einer schwerwiegenden Fehleinschätzung der Krümmung führen würde.Another advantageous correction relates to the Case of curves after or before long straight sections which are bases only at a great distance from the curve available. Here, in turn, you can insert virtual ones Bases on the straight path sections in narrower Neighborhood of the curve a more accurate estimate of the Ways curvature. So the curvature estimate would have been without Inclusion of the virtual bases to the effect that according to the straight path section between the Base marking the beginning of the curve and its immediate predecessor on the straight section as part would be considered the curvature, resulting in a serious Misjudgment of the curvature would result.

Eine weitere vorteilhafte Korrektur bezieht sich beispielsweise auf den Fall von Autobahnen als betrachteten Verkehrswegen.Another advantageous correction relates for example in the case of motorways as considered Traffic routes.

drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren dargestellt. Es zeigenEmbodiments of the invention are based on the figures shown. Show it

Fig. 1 den durch die in der digitalen Kartenbasis enthaltenen Stützpunkte repräsentierten Straßenverlauf, Fig. 1 the represented by the information contained in the digital map base bases road,

Fig. 2 den durch Interpolation, insbesondere Spline- Interpolation, auf Grundlage der Stützpunkte der digitalen Kartenbasis gewonnenen geschätzten Wegeverlauf, Fig. 2 shows the by interpolation, especially spline interpolation, obtained based on the points of the digital map base estimated travel history,

Fig. 3 die Bestimmung der Wegekrümmung mittels Kreisinterpolation, Fig. 3, the determination of the paths of curvature by means of circular interpolation,

Fig. 4 eine Weiterbildung der Schätzung auf Basis der Kreisinterpolation mittels einer Interpolation zwischen diskreten Krümmungen, Fig. 4 shows a refinement of the estimate based on the circular interpolation by means of interpolation between discrete curvatures,

Fig. 5 und 5a einen Sonderfall einer Kreuzung zur Erläuterung eines ersten Korrekturverfahrens zur Verbesserung des Schätzverfahrens und Fig. 5 and 5a, a special case of an intersection illustrating a first correction process to improve the estimation method, and

Fig. 6 ein weiteren Sonderfall einer sich an eine lange gerade Straße anschließenden Kurve zur Erläuterung eines zweiten Korrekturverfahrens zur Verbesserung des erfindungsgemäßen Schätzverfahrens. Fig. 6 shows a further special case of an adjoining a long straight road curve for explaining a second correction process to improve the estimation method according to the invention.

Description of the embodiments

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die automatische Fahrzeugsteuerung, insbesondere -lenkung entlang vorgegebener Verkehrswege, die eine hohe Genauigkeit bei der Voraussage eines zu befahrenden Verkehrswegs voraussetzt. Andere Anwendungsgebiete sind eine automatische Ausleuchtungssteuerung, beispielsweise zur Steuerung der Scheinwerfer einer Fahrzeugs zur optimalen Ausleuchtung eines in Fahrtrichtung vorausliegenden Verkehrswegeabschnitts, eine automatische Getriebesteuerung zur Einstellung eines optimalen Gangs zum Befahren eines vorausliegenden Verkehrswegeabschnitts oder auch die Erzeugung von Geschwindigkeitswarnsignalen für den Fall, daß sich ein Fahrzeugführer auf einer Straße einer Kurve mit überhöhter Geschwindigkeit nähert, oder die Erzeugung einer Anzeige für eine mögliche Höchstgeschwindigkeit zum Befahren einer vorausliegenden Kurve.The field of application of the invention is automatic Vehicle control, in particular steering along predetermined traffic routes, which are highly accurate Prediction of a traffic route to be used. Other areas of application are automatic Illumination control, for example to control the Headlights of a vehicle for optimal illumination one in the direction of travel Traffic route section, an automatic transmission control to set an optimal gear to drive a ahead traffic section or also the Generation of speed warning signals in the event that a driver driving a bend on a road approaching excessive speed, or generating a Indication of a possible maximum speed for driving a curve ahead.

Fig. 1 zeigt den durch die in der digitalen Kartenbasis enthaltenen Stützpunkte repräsentierten Verkehrswege-, hier Straßenverlauf 10. Die in der Kartenbasis abgelegten Stützpunkte P0, P1, P2, . . ., Pn sind dabei durch Geraden 11, 12, 13, . . ., 14 verbunden. Diese relativ grobe Annäherung des Straßenverlaufs 10 durch lineare Interpolation ist für die Zwecke von Fahrzeugnavigationsgeräten ausreichend, nicht jedoch für Zwecke beispielsweise der automatischen Fahrzeugsteuerung, insbesondere -lenkung, einer automatischen Ausleuchtungssteuerung oder vergleichbare Applikationen. Fig. 1 shows the represented by the information contained in the digital map base bases traffic routes, where road 10th The bases P0, P1, P2,. , ., Pn are here by straight lines 11 , 12 , 13 ,. , ., 14 connected. This relatively rough approximation of the course of the road 10 by means of linear interpolation is sufficient for the purposes of vehicle navigation devices, but not for purposes of, for example, automatic vehicle control, in particular steering, automatic illumination control or comparable applications.

Fig. 2 zeigt den durch Interpolation, insbesondere Spline- Interpolation, auf Grundlage der Stützpunkte der digitalen Kartenbasis gewonnenen geschätzten Wegeverlauf als ausgezogene Linie 20, daneben den durch lineare Interpolation der Stützstellen gewonnenen Wegeverlauf 10 als gestrichelte Linie. Fig. 2 shows the estimated route obtained by interpolation, in particular spline interpolation, on the basis of the support points of the digital map base as a solid line 20 , in addition the route 10 obtained by linear interpolation of the support points as a dashed line.

Fig. 3 zeigt beispielhaft die Schätzung des Krümmung des Wegeverlaufs an diskreten Stützstellen gemäß einem ersten vorteilhaften Verfahren. Fig. 3, the estimation of the curvature shows an example of the directional pattern at discrete sampling points according to a first advantageous method.

Gemäß diesem ersten vorteilhaften Verfahren ist es vorgesehen, einen Kreis durch einen ausgewählten Stützpunkt P2, an dem die Wegekrümmung bestimmt werden soll, dessen im Straßenverlauf unmittelbar vorhergehenden Stützpunkt P1 und den dem ausgewählten Punkt P2 im Wegeverlauf unmittelbar nachfolgenden Stützpunkt P3 zu bestimmen. Der Kehrwert des Radius R2 des so bestimmten Kreises entspricht der Krümmung K2 des Kreises und damit der geschätzten Krümmung des Verkehrswegs im Stützpunkt P2. Analog wird die Krümmung des Verkehrsweges im Stützpunkt P3 dadurch ermittelt, daß ein Kreis durch dessen Vorgänger P2 und dessen Nachfolger P4 ermittelt und dessen Radius R3 bestimmt wird, dessen Kehrwert die Krümmung des Verkehrsweges im Punkt P3 darstellt.According to this first advantageous method it is provided a circle through a selected base P2, on which the curvature of the path is to be determined, whose in Road course immediately preceding base P1 and the selected point P2 in the path immediately to determine the following base P3. The reciprocal of the Radius R2 of the circle determined in this way corresponds to the curvature K2 of the circle and thus the estimated curvature of the Traffic route in base P2. The curvature of the Traffic route in the base P3 determined that a Circle by its predecessor P2 and its successor P4 determined and its radius R3 is determined, the Inverse value is the curvature of the traffic route at point P3 represents.

Fig. 4 zeigt beispielhaft die Weiterbildung dieses Schätzverfahrens zur Bestimmung der Wegekrümmung zwischen zwei diskreten Stützstellen. Hierzu werden, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, die Krümmungen K2, K3 bzw. Radien R2, R3 des Verkehrswegs an den dem ausgewählten Punkt S unmittelbar benachbarten Stützstellen P2 und P3 bestimmt. Die Krümmung des Verkehrsweges in dem ausgewählten Punkt S, wird im einfachsten Fall als arithmetischer Mittelwert zwischen den Krümmungen K2 und K3 in den benachbarten Stützstellen P2 und P3 bestimmt. Andere, aufwendigere Mittelungen oder Interpolationen zur Bestimmung der Krümmung in einem Punkt S. der keine Stützstelle ist, sind vorstellbar und liegen im Bereich der Erfindung. Fig. 4 shows the further exemplifies this estimation method for determining the paths of curvature between two discrete support locations. For this purpose, as explained in connection with FIG. 3, the curvatures K2, K3 or radii R2, R3 of the traffic route are determined at the support points P2 and P3 directly adjacent to the selected point S. In the simplest case, the curvature of the traffic route at the selected point S is determined as an arithmetic mean between the curvatures K2 and K3 in the neighboring support points P2 and P3. Other, more complex averages or interpolations for determining the curvature at a point S that is not a support point are conceivable and are within the scope of the invention.

Ein alternatives Verfahren zur Schätzung der Krümmung des Verkehrsweges in einem bestimmten Punkt besteht darin, zunächst durch geeignete, vorzugsweise kubische B-Spline-, Interpolation oder Approximation eine Freiformkurve oder ein Polynom, nachfolgend vereinfachend als Freiformkurve bezeichnet, durch die entlang des betrachteten Verkehrswegs in der Umgebung des ausgewählten Punkts gelegenen Stützstellen oder in deren Umgebung zu erzeugen. Diese Freiformkurve ist Grundlage für die Berechnung der Krümmung in einem ausgewählten Stützpunkt Pi oder einem anderen auf dem Verkehrsweg gelegenen Punkt S, der kein Stützpunkt ist, vorzugsweise nach der Formel K = |f"|/(1 + f'²)^3/2, wobei K das Maß der Kurvenkrümmung, f die Funktion der Freiformkurve, f' die erste Ableitung der Freiformkurve und f" die zweite Ableitung der Freiformkurve an der ausgewählten Stützstelle Pi oder dem Punkt S ist. Dementsprechend ist die Wahl eines geeigneten Interpolations- oder Approximationsverfahrens zur Bestimmung der Freiformkurve 20 von großer Bedeutung. Als besonders genau haben sich Interpolations- und Approximationsverfahren auf Basis von kubischen B-Splines erwiesen.An alternative method for estimating the curvature of the traffic route at a certain point is to first use a suitable, preferably cubic B-spline, interpolation or approximation to form a free-form curve or a polynomial, hereinafter simply referred to as free-form curve, through which along the traffic route in question To create support points in the vicinity of the selected point or in the vicinity thereof. This free-form curve is the basis for calculating the curvature in a selected base point Pi or another point S located on the traffic route, which is not a base point, preferably according to the formula K = | f "| / (1 + f ' ² ) ^3/2 , where K is the measure of the curve curvature, f the function of the free-form curve, f 'the first derivative of the free-form curve and f "the second derivative of the free-form curve at the selected support point Pi or the point S. Accordingly, the selection of a suitable interpolation or approximation method for determining the free-form curve 20 is of great importance. Interpolation and approximation methods based on cubic B-splines have proven to be particularly precise.

Vorteilhafte Verfahren zur Erhöhung der Genauigkeit der Krümmungsschätzung werden nachfolgend anhand der Fig. 5 bis 6 beschrieben. Advantageous methods for increasing the accuracy of the curvature estimation are described below with reference to FIGS. 5 to 6.

Fig. 5 zeigt den Fall einer Kreuzung oder einer abknickenden Straße 10, die in der digitalen Kartenbasis durch die Stützstellen P1, P2 und P3 repräsentiert wird. Die Stützstellen P1 und P2 repräsentieren dabei einen ersten geraden Steckenabschnitt 10, der in der Figur als ausgezogene Linie dargestellt ist. Analog repräsentieren die Stützstellen P2 und P3 einen zweiten geraden Streckenabschnitt 15, der ungefähr in rechtem Winkel zum ersten Streckenabschnitt 10 steht. Die Stützstelle P2 im Scheitelpunkt der beiden Streckenabschnitte stellt somit einen Punkt eines abrupten Richtungswechsels dar. FIG. 5 shows the case of an intersection or a bend road 10 , which is represented in the digital map base by the support points P1, P2 and P3. The support points P1 and P2 represent a first straight plug section 10 , which is shown in the figure as a solid line. Analogously, the support points P2 and P3 represent a second straight section 15 , which is approximately at right angles to the first section 10 . The support point P2 at the apex of the two sections of the route thus represents a point of an abrupt change of direction.

Würde nun auf diesen Straßenverlauf in der Folge der Stützstellen P1, P2 und P3 eines der vorstehend beschriebenen Schätzverfahren angewandt, ergäbe sich ein sehr großer Radius für die Krümmung des Verkehrswegs im Punkt P2. Diese würde sich vom Punkt P1 über P2 nach P3 erstrecken.Would now on this course of the road as a result Support points P1, P2 and P3 one of the above applied the estimation method described would result very large radius for the curvature of the traffic route in the Point P2. This would change from point P1 via P2 to P3 extend.

In Wirklichkeit folgt jedoch der Verlauf des Verkehrswegs entlang einer Geraden durch die Stützstellen P1 und P2 bis kurz vor den Punkt P2. Von dort erstreckt sich eine Kurve um 90 Grad nach rechts über den Punkt P2 in Richtung P3, die kurz nach dem Punkt P2 endet.In reality, however, the course of the traffic route follows along a straight line through the support points P1 and P2 to shortly before point P2. From there a curve extends around 90 degrees to the right via point P2 towards P3, the ends shortly after point P2.

Um in solchen oder ähnlichen Fällen eine möglichst genaue Schätzung der tatsächlichen Verkehrswegekrümmung zu erreichen, gleichzeitig im Bereich der tatsächlich geraden Streckenabschnitte P1 bis kurz vor P2 und P3 bis kurz vor P2, den tatsächlich geraden Verkehrswegeverlauf richtig zu schätzen, werden kurz vor dem Punkt P2 auf der gedachten Verbindung der Punkte P1 und P2, sowie kurz vor dem Punkt P2 auf der gedachten Verbindung der Punkte P3 und P2 zwei virtuelle Stützstellen P4 und P5 im Rahmen des Schätzverfahrens eingesetzt. Diese virtuellen Stützstellen werden in die nachfolgende Schätzung einbezogen, so daß sich für die Kurve im Bereich des Scheitelpunkts P2 ein enger, maßgeblich durch die Punkte P2, P4 und P5 bestimmter Radius und damit eine entsprechende Krümmung ergibt.To be as accurate as possible in such or similar cases Estimate the actual curvature of the traffic route reach, at the same time in the area of the actually straight Route sections P1 to just before P2 and P3 to just before P2, the actually straight traffic route estimate, are thought shortly before point P2 on the Connection of points P1 and P2, as well as just before point P2 on the imaginary connection of points P3 and P2 two virtual support points P4 and P5 within the framework of the Estimation method used. These virtual bases are included in the following estimate so that for the curve in the area of the apex P2, a narrow, Radius determined by points P2, P4 and P5 and thus results in a corresponding curvature.

Das Kriterium zum Setzen der virtuellen Stützstellen ist eine abrupte Richtungsänderung, die anhand des Winkels zwischen den gedachten Geraden durch die dem Scheitelpunkt unmittelbar benachbarten Stützstellen P1 und P3 und den Scheitelpunkt P2 feststellbar ist. Die Regel zum Setzen virtueller Stützpunkte lautet demzufolge, im Wegeverlauf vor und nach einem Stützpunkt, der einen abrupten Richtungswechsel im Wegeverlauf markiert, in einem vorgegebenen Abstand jeweils einen virtuellen Stützpunkt zu setzen. Der vorgegebene Abstand kann dabei in vorteilhafter Weise aus der Straßenbreite abgeleitet sein, vorzugsweise beispielsweise der Straßenbreite entsprechen. Der vorgegebene Abstand kann aber auch eine straßenklassenabhängige, empirischer ermittelte Konstante sein, so daß beispielsweise auf Autobahnen der vorgegebene Abstand größer, als auch z. B. Bundes- oder Landstraßen, und dort z. B. größer, als auf innerstädtischen Straßen ist.The criterion for setting the virtual support points is an abrupt change of direction based on the angle between the imaginary straight lines through the apex immediately adjacent support points P1 and P3 and the Vertex P2 can be determined. The rule to bet virtual bases are therefore in the route and after a base that has an abrupt Marked change of direction in the route, in one given distance to a virtual base put. The predetermined distance can be advantageous Be derived from the street width, preferably for example correspond to the street width. The predetermined distance can also be a road class dependent, empirically determined constant be so that, for example, on motorways the default Distance larger than z. B. federal or rural roads, and there z. B. is larger than on inner city streets.

Fig. 6 zeigt einen weiteren Fall, in dem eine Krümmungsschätzung zu unbrauchbaren Ergebnissen führen kann. In der Datenbasis ist eine erste Stützstelle P0 abgelegt, die nächste Stützstelle P1 repräsentiert einen Punkt in großer Entfernung der ersten Stützstelle P0 und gleichzeitig den Beginn eines gekrümmten Wegeabschnitts. Analog ist eine letzte Stützstelle P6 des abgebildeten Straßenabschnitts abgelegt, die vorletzte Stützstelle P5 markiert einen Punkt in großer Entfernung von der letzten Stützstelle P6 und zugleich das Ende des gekrümmten Wegeabschnitts, der durch die Stützstellen P1 bis P5 und die dadurch gebildeten Streckenabschnitte 12 bis 15 repräsentiert wird. Figure 6 shows another case in which curvature estimation can lead to unusable results. A first support point P0 is stored in the database, the next support point P1 represents a point at a great distance from the first support point P0 and at the same time the start of a curved path section. Analogously, a last support point P6 of the road section shown is stored, the penultimate support point P5 marks a point at a great distance from the last support point P6 and at the same time the end of the curved path section represented by the support points P1 to P5 and the route sections 12 to 15 formed thereby becomes.

Wird nun eines der beschriebenen Schätzungsverfahren auf die Stützstellen P1 oder P5 oder die geraden Abschnitte P0, P1 und P5, P6 angewandt, so ergibt sich für diese Bereiche jeweils eine Krümmung mit groem Radius, ähnlich, wie im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben. Tatsächlich repräsentieren jedoch die Abschnitte P0, P1 und P5, P6 gerade Wegeabschnitte, an die sich in Richtung der Krümmung P1. . .P5 eine Krümmung vergleichsweise geringen Radius anschließt.If one of the estimation methods described is now applied to the support points P1 or P5 or the straight sections P0, P1 and P5, P6, this results in a curvature with a large radius, similar to that described in connection with FIG. 5. In fact, however, the sections P0, P1 and P5, P6 represent straight sections of the path which are in the direction of the curvature P1. , .P5 connects a curvature of comparatively small radius.

Um in dieser Situation eine Verbesserung der Krümmungsschätzung zu erreichen, wird zwischen den Stützstellen P0 und P1, also auf dem geraden Abschnitt, nahe bei der Stützstelle P0 eine virtuelle Stützstelle P7 eingefügt. Ebenso wird nahe P5 auf dem Abschnitt P6, P5 eine virtuelle Stützstelle P8 eingefügt. Die nachfolgende Berechnung der Krümmung wird dann unter Berücksichtigung der virtuellen Stützstellen durchgeführt, so daß sich, wie im Falle der Fig. 5a eine realistische Schätzung für die Kurvenkrümmung und ein gerade geschätzter Verlauf für die Abschnitte P0, P7 und P8, P6 ergibt.In order to improve the curvature estimate in this situation, a virtual support point P7 is inserted between the support points P0 and P1, ie on the straight section, close to the support point P0. Likewise, a virtual support point P8 is inserted near P5 on section P6, P5. The subsequent calculation of the curvature is then carried out taking into account the virtual support points, so that, as in the case of FIG. 5a, there is a realistic estimate for the curvature of the curve and a course which has just been estimated for the sections P0, P7 and P8, P6.

Die Regel zum Einsetzen von virtuellen Stützpunkten lautet also, vor einem bestimmten Stützpunkt, der in großer Entfernung vom unmittelbar vorhergehenden Stützpunkt und in kurzer Entfernung vor einem weiteren Stützpunkt liegt, einen virtueller Stützpunkt in einer vorgegebenen Entfernung einzusetzen. Analog ist im Wegeverlauf nach einem bestimmten Stützpunkt, der in großer Entfernung vom unmittelbar nachfolgenden Stützpunkt und in kurzer Entfernung nach einem weiteren Stützpunkt liegt, ein virtueller Stützpunkt in einer vorgegebenen Entfernung zu setzen. Die vorgegebene Entfernung bestimmt sich vorteilhafter Weise aus den Abständen der Stützpunkte P1, P2, . . ., P5 zueinander, also der Entfernung der einem geraden Abschnitt nachfolgenden oder vorangehenden Krümmung repräsentierenden Stützstellen zueinander.The rule for inserting virtual bases is So, in front of a certain base, which is large Distance from the immediately preceding base and in a short distance before another base, one virtual base at a given distance use. Analog is in the course of a certain route Base that is at a great distance from the immediate subsequent base and a short distance after one another base is a virtual base in a given distance. The default Distance is advantageously determined from the Distances of the support points P1, P2,. , ., P5 to each other, so the removal of those following a straight section or previous points representing support points to each other.

Eine weitere vorteilhafte Korrektur bezieht sich beispielsweise auf den Fall von Autobahnen als betrachteten Verkehrswegen. Hier sind in Navigationsdatenbasen Autobahnausfahrten mit unmittelbar vor der eigentlichen Ausfahrt gelegenen Stützpunkten markiert. Dies führt bei der Krümmungsschätzung unter Umständen zu unerwünscht engen Krümmungsradien. Hier ist es von Vorteil, weitere virtuelle Stützpunkte im Straßenverlauf vor dem die Ausfahrt markierenden Stützpunkt einzufügen und die Schätzung auf Grundlage einer Mehrzahl von Stützpunkten durchzuführen. Diese Korrektur kann beispielsweise vorteilhaft in Abhängigkeit einer befahrenen Straßenklasse durchgeführt werden. Die Straßenklasse ist dabei aus den Daten der digitalen Karte ablesbar.Another advantageous correction relates for example in the case of motorways as considered Traffic routes. Here are in navigation databases Motorway exits with just before the actual one Marked exit points. This leads to the Curvature estimation may be too narrow Radii of curvature. Here it is advantageous to add more virtual ones Bases along the road before the exit to insert the marking base and the estimate on Based on a plurality of bases. This correction can be advantageous, for example, in Dependency on a street class used become. The street class is from the data of the digital card readable.

Claims

1. A method for estimating the curvature of a selected path section, in particular lying in front of a vehicle in the direction of travel, the course of the path being stored in the form of support points in a digital map, characterized in that the curvature of the selected path section is determined from the support points ,

2. The method according to claim 1, characterized in that the curvature of the path in a selected base point in this way it is determined that a circle is selected by the Base, the immediate base of the selected base previous base and the selected one Base is determined immediately following base, and that the degree of curvature as the reciprocal of the circle radius is determined.

3. The method according to claim 2, characterized in that the curvature of the path at a selected point between two bases by interpolation between the Curvatures in the two, the selected point immediately neighboring bases is obtained.

4. The method according to claim 1, characterized in that a freeform curve from a selected base and the selected base determines neighboring bases and that the curvature from the second derivative of the Freeform curve, as well as the first derivative of the freeform curve is determined.

5. The method according to claim 4, characterized in that the curvature according to the formula K = | f "| / (1 + f ' ² ) ^3/2 , where K is the dimension of the curve curvature, f the function of the freeform curve, f' the first derivative of the freeform curve and f "is the second derivative of the freeform curve.

6. The method according to any one of claims 4 to 5, characterized characterized that the freeform curve by interpolation from the selected base and at least one, the selected base adjacent base, preferably from the selected base and one Plurality of neighboring ones of the selected base Bases is determined.

7. The method according to any one of claims 4 to 5, characterized characterized in that the free-form curve by approximation from the selected base and at least one, the selected base adjacent base, preferably from the selected base and one Plurality of neighboring ones of the selected base Bases is determined.

8. The method according to claim 7 or 8, characterized in that that to determine the free-form curve, cubic B-splines be used.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the immediate vicinity virtual bases subject to certain conditions Bases are inserted that at the Calculation of curvature are taken into account.

10. The method according to claim 9, characterized in that in the path before and after a base that one abrupt change of direction marked in the way, in one given distance a virtual base is set.

11. The method according to claim 10, characterized in that a first virtual base on the imaginary Connection between the one marking the change of direction Base and the one marking the change of direction Base immediately preceding base and a second virtual base on the imaginary connection between the base marking the change of direction and the base marking the change of direction immediately following base is set.

12. The method according to claim 9, characterized in that in front of a certain base that is far away from the immediately preceding base and in short Distance in front of another base virtual base at a given distance is set.

13. The method according to claims 12, characterized in that the given distance the distance of the particular Base from the immediately following base corresponds or is derived from this.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized characterized in that the virtual base on the imaginary connection between the particular and the immediately preceding base is set.

15. The method according to any one of claims 9 to 14, characterized characterized in that after a certain base, which in a great distance from the immediately following base and a short distance after another base is a virtual base in a given Distance is set.

16. The method according to claim 15, characterized in that the given distance the distance of the particular Base from the immediately preceding base corresponds to or is derived from this.

17. The method according to claim 15 or 16, characterized characterized in that the virtual base on the imaginary connection between the particular and the immediately following base is set.