DE102024100212A1 - Method for assigning a current position of a vehicle to a country, electronic vehicle guidance system and vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuordnen einer aktuellen Position (38) eines Fahrzeugs (10) zu einem Land in einer Umgebung (30) des Fahrzeugs (10), wobei Kartendaten der Umgebung (30) bereitgestellt werden, die Koordinaten von Strukturelementen umfassen, eine Datenstruktur zum Zuordnen eines jeweiligen Strukturelements zu einem jeweiligen Land und zum Zuordnen eines dem jeweiligen Land zugeordneten Ländercodes zu dem jeweiligen Strukturelement erstellt wird, Positionsdaten des Fahrzeugs (10) erfasst werden, die die aktuelle Position (38) des Fahrzeugs (10) beschreiben, die aktuelle Position (38) des Fahrzeugs (10) zu einem jeweiligen Strukturelement zugeordnet wird, der dem jeweiligen Strukturelement zugeordnete Ländercode aus der Datenstruktur ausgelesen wird, der dem jeweiligen Strukturelement zugeordnete Ländercodes zu der aktuellen Position (38) des Fahrzeugs (10) zugeordnet wird, und auf Grundlage des der aktuellen Position (38) des Fahrzeugs (10) zugeordneten Ländercodes die aktuelle Position (38) des Fahrzeugs (10) zu dem dem Ländercode entsprechenden Land in der Umgebung (30) zugeordnet wird. The invention relates to a method for assigning a current position (38) of a vehicle (10) to a country in an environment (30) of the vehicle (10), wherein map data of the environment (30) are provided, which comprise coordinates of structural elements, a data structure is created for assigning a respective structural element to a respective country and for assigning a country code assigned to the respective country to the respective structural element, position data of the vehicle (10) are acquired, which describe the current position (38) of the vehicle (10), the current position (38) of the vehicle (10) is assigned to a respective structural element, the country code assigned to the respective structural element is read from the data structure, the country code assigned to the respective structural element is assigned to the current position (38) of the vehicle (10), and on the basis of the country code assigned to the current position (38) of the vehicle (10) the current position (38) of the vehicle (10) is assigned to the country in the environment (30) corresponding to the country code. is assigned.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuordnen einer aktuellen Position eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zu einem Land in einer Umgebung des Fahrzeugs. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein elektronisches Fahrzeugführungssystem für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einem derartigen elektronischen Fahrzeugführungssystem und ein Verfahren zum zumindest teilweise autonomen Betreiben des Fahrzeugs mittels des elektronischen Fahrzeugführungssystems.The invention relates to a method for assigning a current position of a vehicle, in particular a motor vehicle, to a country in the vehicle's surroundings. Further aspects of the invention relate to an electronic vehicle guidance system for a vehicle, a vehicle with such an electronic vehicle guidance system, and a method for at least partially autonomously operating the vehicle using the electronic vehicle guidance system.
Für Fahrzeuge oder andere bewegliche Geräte wie z.B. Flugdrohnen kann es notwendig oder hilfreich sein, zu wissen, in welchem Land sich das Fahrzeug oder das Gerät zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet. Insbesondere für Fahrzeuge, die im öffentlichen Straßenverkehr unterwegs sind, beispielsweise für Personenkraftwagen, Personenbusse, Lastkraftwagen oder auch Motorräder, ist die Kenntnis des Landes von Vorteil, um das Verhalten des Fahrzeugs oder auch das Verhalten eines Fahrers oder Teleoperateurs des Fahrzeugs an länderspezifische Regelungen, z.B. an länderspezifische Geschwindigkeitsbegrenzungen, anpassen zu können. Auch für Flugdrohnen können länderspezifisch unterschiedliche Regelungen bestehen, beispielsweise hinsichtlich der erlaubten Flughöhe.For vehicles or other mobile devices, such as drones, it may be necessary or helpful to know the country in which the vehicle or device is located at a given time. Especially for vehicles traveling on public roads, such as passenger cars, buses, trucks, or even motorcycles, knowledge of the country is advantageous in order to be able to adapt the behavior of the vehicle or the behavior of a driver or remote operator of the vehicle to country-specific regulations, such as country-specific speed limits. Different country-specific regulations may also apply to drones, for example, regarding the permitted flight altitude.
Menschliche Fahrer wissen in der Regel, in welchem Land sie sich gerade mit ihrem Fahrzeug befinden. Technische Systeme, z. B. Fahrerassistenzsysteme oder elektronische Fahrzeugführungssysteme, die einen zumindest teilweise autonomen oder automatisierten oder pilotierten Fahrmodus eines Fahrzeugs kontrollieren oder durchführen, benötigen jedoch eine technische Lösung, um das Land herauszufinden, in dem sich das Fahrzeug aktuell befindet. Das Land kann über das Herausfinden eines an der aktuell geltenden Position gültigen Ländercodes ausfindig gemacht werden, wobei der Ländercode eine Art Kennung für das aktuelle Land ist.Human drivers generally know which country they are currently in with their vehicle. However, technical systems, such as driver assistance systems or electronic vehicle guidance systems, that control or implement an at least partially autonomous, automated, or piloted driving mode of a vehicle, require a technical solution to determine the country the vehicle is currently in. The country can be determined by determining a country code valid for the current location, where the country code is a type of identifier for the current country.
Bestehende Lösungen verwenden eine Art globales Positionierungssystem, z. B. GPS (global positioning system), um den aktuellen Standort eines Fahrzeugs in einem Koordinatensystem zu ermitteln, und greifen dann auf ein Kartensystem und/oder auf ein Navigationssystem zu, um die Fahrzeugposition mit einem Ort und/oder einer Straße auf dieser Karte abzugleichen. Dann kann in einer Datenstruktur, beispielsweise in einer Look-up Tabelle, nachgeschlagen werden, in welchem Land sich dieser Ort und/oder diese Straße befindet. Dieser Prozess ist allgemein unter dem Stichwort „Reverse Geocoding“ bekannt, wobei hier allgemein zu Koordinaten eines Ortes, beispielsweise Längen- und Breitengradinformationen, ein allgemein verständlicher Straßenname oder Ortsname zugeordnet wird.Existing solutions use some kind of global positioning system, such as GPS (global positioning system), to determine a vehicle's current location in a coordinate system. They then access a map system and/or a navigation system to compare the vehicle position with a location and/or street on that map. A data structure, such as a look-up table, can then be used to look up the country in which this location and/or street is located. This process is commonly known as "reverse geocoding," and involves assigning a generally understandable street or place name to coordinates of a location, such as longitude and latitude information.
Das hierfür erforderliche Karten- oder Navigationssystem ist in den bekannten Lösungen in dem einzelnen Fahrzeug installiert, während einige neuere Ansätze ein zentrales Navigations-/Kartensystem in einer Cloud oder einer internetbasierten fahrzeugexternen Rechenvorrichtung verwenden. Für den letzten Fall ist eine drahtlose Kommunikation zwischen Fahrzeug und Cloud vorgesehen. Auch sind Kombinationen aus Karten- oder Navigationssystem im Fahrzeug und teilweiser Auslagerung des reverse geocoding Verfahrens in die Cloud bekannt.In existing solutions, the required map or navigation system is installed in the individual vehicle, while some newer approaches utilize a central navigation/map system in a cloud or an internet-based off-board computing device. For the latter case, wireless communication between the vehicle and the cloud is provided. Combinations of a map or navigation system in the vehicle and partial outsourcing of the reverse geocoding process to the cloud are also known.
Die beschriebenen Ansätze sind beispielsweise aus der
Aus der
Den bestehenden Lösungen ist gemeinsam, dass Kosten, Aufwand, Energieverbrauch und/oder erforderliche Speichergröße der beteiligten Datenspeichereinheiten aufgrund der zusätzlichen Kommunikationsbandbreite zwischen zwei oder mehr Geräten sowie zusätzlicher externer Hard- und Software (z.B. Transceiver, Cloud-Anwendung etc.) vergleichsweise hoch sind. Dadurch werden die bekannten Verfahren aufwändig und kostspielig.Common to existing solutions is that the costs, effort, energy consumption, and/or required storage capacity of the data storage units involved are comparatively high due to the additional communication bandwidth between two or more devices as well as additional external hardware and software (e.g., transceivers, cloud applications, etc.). This makes the known methods complex and costly.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, wie das Land, in dem sich ein Fahrzeug aktuell befindet, effizient identifiziert werden kann.The invention is therefore based on the object of providing a way to efficiently identify the country in which a vehicle is currently located.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Zuordnen einer aktuellen Position eines Fahrzeugs zu einem Land in einer Umgebung des Fahrzeugs bereitgestellt. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug, beispielsweise um einen Personenkraftwagen, einen Personenbus, einen Lastkraftwagen oder auch ein Motorrad handeln. Allerdings kann es sich bei dem Fahrzeug auch um eine Flugdrohne handeln. Das Fahrzeug kann dabei ein teil- oder auch ein vollautonomes Fahrzeug sein, wobei im vollautonomen Betrieb grundsätzlich kein Eingriff eines menschlichen Fahrers nötig oder vorgesehen ist.The invention provides a method for assigning a current position of a vehicle to a country in the vehicle's surroundings. The vehicle can be a motor vehicle, for example a passenger car, a passenger bus, a truck, or even a motorcycle. However, the vehicle can also be an aerial drone. The vehicle can be a partially or a fully autonomous vehicle, whereby in fully autonomous operation no intervention by a human driver is necessary or intended.
Bei einem Land im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann es sich um einen Staat im staatsrechtlichen Sinn handeln. Allerdings kann unter einem Land im Sinne der vorliegenden Offenbarung jedes umgrenzte Gebiet verstanden werden, in dem es allgemeine, von Straßenverkehrsteilnehmern zu befolgende Verkehrsregeln gibt. Für das Land Deutschland kann als Kanon der allgemeinen Verkehrsregeln die Straßenverkehrsordnung angesehen werden. Für ein Land, in dem beispielsweise ein allgemeines Tempolimit auf bestimmten öffentlichen Straßen gilt, kann dieses Tempolimit als eine allgemeine Verkehrsregelung in diesem Sinn verstanden werden. Als eine allgemeine Verkehrsregelung in diesem Sinne können auch Regelungen verstanden werden, die für die Mitgliedsländer der Europäischen Union (EU) gelten und die auf Grundlage von EU-Verordnungen umgesetzt werden, beispielsweise im Rahmen der General Safety Regulation (GSR oder GSR2). Im allgemeinen können sich elektronische Fahrzeugführungssysteme oder Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise intelligente Geschwindigkeitsassistenten (ISA - intelligent speed assist) an derartigen Verkehrsregelungen orientieren.A country within the meaning of this disclosure can be a state in the constitutional sense. However, a country within the meaning of this disclosure can be understood to be any delimited area in which there are general traffic rules that must be followed by road users. For the country of Germany, the road traffic regulations can be regarded as the canon of general traffic rules. For a country in which, for example, a general speed limit applies on certain public roads, this speed limit can be understood as a general traffic regulation in this sense. Regulations that apply to the member states of the European Union (EU) and that are implemented on the basis of EU regulations, for example within the framework of the General Safety Regulation (GSR or GSR2), can also be understood as a general traffic regulation in this sense. In general, electronic vehicle guidance systems or driver assistance systems, such as intelligent speed assist (ISA), can be based on such traffic regulations.
Erfindungsgemäß werden Kartendaten zu der Umgebung, die mehrere Länder enthalten kann, bereitgestellt. Beispielsweise können die Kartendaten das Gebiet der 27 EU-Mitgliedsstaaten (EU27) abdecken. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn das hier beschriebene Verfahren den Erfordernissen zum Betreiben zumindest teilweise autonom betriebener Fahrzeuge gemäß GSR2 oder anderen EU-weit geltenden Verkehrsregelungen genügen soll. Die Kartendaten können allerdings auch nur Grenzgebiete abdecken, die beispielsweise eine Erstreckung von einigen Quadratkilometern in aneinander angrenzende Länder oder Staaten aufweisen. Hierdurch kann der für das Abspeichern oder Vorhalten der Kartendaten erforderliche Speicherplatz verringert werden.According to the invention, map data is provided for the surrounding area, which may include multiple countries. For example, the map data can cover the territory of the 27 EU member states (EU27). This can be advantageous, for example, if the method described here is intended to meet the requirements for operating at least partially autonomous vehicles in accordance with GSR2 or other EU-wide traffic regulations. However, the map data can also cover only border areas, which, for example, extend over a few square kilometers into neighboring countries or states. This can reduce the storage space required for storing or maintaining the map data.
Die Kartendaten können beispielsweise in einer Speichereinheit des Fahrzeugs abgespeichert werden und dort für die weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Die Kartendaten können auch fahrzeugextern, beispielsweise in einem fahrzeugexternen Cloudserver oder in einer fahrzeugexternen Rechenvorrichtung bereitgestellt werden und beispielsweise bedarfsgerecht durch das Fahrzeug oder eine Recheneinheit des Fahrzeugs abgerufen werden, wenn das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden soll. Der Abruf der Kartendaten kann in Abhängigkeit von einer aktuellen Betriebsdauer des Fahrzeugs zyklisch erfolgen und/oder gemäß einem vorbestimmten Wiederholungsmuster wiederholt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Kartendaten bereits vor der Nutzung im Fahrzeug verarbeitet werden, um beispielsweise nur relevante Kartenmerkmale einem fahrzeuginternen und/oder -externen Speicher bereitzustellen. Relevante Kartenmerkmale können solche Merkmale sein, welche einem vorbestimmten Relevanzkriterium entsprechen, also beispielsweise innerhalb eines für aktuelle Fahrmanöver des Fahrzeugs relevanten Umkreises um das Fahrzeug herum liegen. Die relevanten Kartenmerkmale können wiederum von der fahrzeuginternen Anwendung geparst und/oder interpretiert werden.The map data can, for example, be stored in a memory unit of the vehicle and made available there for further processing. The map data can also be provided externally to the vehicle, for example in a cloud server external to the vehicle or in a computing device external to the vehicle, and can be retrieved, for example, as needed by the vehicle or a computing unit of the vehicle when the method according to the invention is to be carried out. The map data can be retrieved cyclically depending on the current operating time of the vehicle and/or repeated according to a predetermined repetition pattern. Alternatively or additionally, the map data can be processed in the vehicle before use, for example to provide only relevant map features to an internal and/or external memory. Relevant map features can be features that correspond to a predetermined relevance criterion, i.e., for example, are located within a radius around the vehicle that is relevant for the vehicle's current driving maneuvers. The relevant map features can, in turn, be parsed and/or interpreted by the internal vehicle application.
Die Kartendaten umfassen Koordinaten von Strukturelementen in der Umgebung des Fahrzeugs. Die Strukturelemente können beispielsweise charakteristische Merkmale und/oder Standorte und/oder sogenannte Points of Interest (POls) beschreiben oder repräsentieren. Ein Strukturelement kann beispielsweise ein bekannter Grenzübergang zwischen zwei Ländern in der Umgebung und/oder eine Grenze zwischen zwei Ländern in der Umgebung sein. Ein Strukturelement kann auch ein beliebiger Punkt auf einer solchen Grenze sein. Ein Strukturelement in diesem Sinn kann also punktförmig, linienförmig oder auch flächig sein. Insbesondere können die Strukturelemente bestimmten Strukturelementklassen zugeordnet sein, wobei pro Land eine vorbestimmte Anzahl an Strukturelementen je Klasse in den Kartendaten vorhanden sein kann. Als Koordinaten können beispielsweise Längen- und Breitengrade oder Rechts- und Hochwerte angegeben sein. Ein Strukturelement kann auch den Ursprung eines gemeinsamen Koordinatensystems für das Strukturelement und das Fahrzeug bilden. Mit anderen Worten kann ein gemeinsames Koordinatensystem für das Strukturelement und das Fahrzeug erstellt werden, wobei das Strukturelement in den Ursprung dieses Koordinatensystems gelegt werden kann. Auf diese Weise kann besonders einfach ermittelt werden, in welcher räumlichen Beziehung das Fahrzeug zu dem Strukturelement steht und/oder wie sich diese räumliche Beziehung im Laufe der Zeit verändert. The map data includes coordinates of structural elements in the vehicle's surroundings. The structural elements can, for example, describe or represent characteristic features and/or locations and/or so-called points of interest (POIs). A structural element can, for example, be a known border crossing between two countries in the surrounding area and/or a border between two countries in the surrounding area. A structural element can also be any point on such a border. A structural element in this sense can therefore be point-like, linear, or even planar. In particular, the structural elements can be assigned to specific structural element classes, whereby a predetermined number of structural elements per class can be present in the map data for each country. Coordinates can, for example, be longitude and latitude or easting and northing. A structural element can also form the origin of a common coordinate system for the structural element and the vehicle. In other words, a common coordinate system can be created for the structural element and the vehicle, whereby the structural element can be placed at the origin of this coordinate system. In this way, it is particularly easy to determine the spatial relationship between the vehicle and the structural element and/or how this spatial relationship changes over time.
Erfindungsgemäß wird eine Datenstruktur zum Zuordnen eines jeweiligen Strukturelements zu einem jeweiligen Land und zum Zuordnen eines dem jeweiligen Land zugeordneten Ländercodes zu dem jeweiligen Strukturelement erstellt. Mit anderen Worten wird eine strukturelementbasierte Zuordnung des Ländercodes vorgenommen. In einem einfachen Fall kann die Datenstruktur eine Tabelle umfassen, die Strukturelemente bzw. deren Koordinaten, Länder und Ländercodes verknüpft. Es kann auch andere Formen der Datenstruktur geben, auf die im weiteren Verlauf näher eingegangen wird. In jedem Fall ist die Datenstruktur dazu ausgebildet, den Strukturelementen effizient einen jeweiligen Ländercode zuzuordnen.According to the invention, a data structure is created for assigning a respective structural element to a respective country and for assigning a country code assigned to the respective country to the respective structural element. In other words, a structural element-based assignment of the country code is performed. In a simple case, the data structure can comprise a table that links structural elements or their coordinates, countries, and country codes. There can also be other forms of the data structure, which will be discussed in more detail below. In any case, the Data structure designed to efficiently assign a respective country code to the structural elements.
Zudem werden erfindungsgemäß die aktuellen Positionsdaten des Fahrzeugs erfasst, wobei die aktuellen Positionsdaten die aktuelle Position des Fahrzeugs in der Umgebung beschreiben. Die aktuellen Positionsdaten können in dem oben beschriebenen, gemeinsamen Koordinatensystem für das Strukturelement und das Fahrzeug angegeben sein. Die aktuellen Positionsdaten können dabei mittels eines globalen Positionierungssystems erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug über ein Umfeldsensorsystem verfügen, wobei Sensoren des Umfeldsensorsystems dazu ausgebildet sein können, Objekte, beispielsweise Strukturmerkmale, in der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. So kann in einer konkreten Ausgestaltung vorgesehen sein, dass ein Kamerasensor des Fahrzeugs einen Grenzübergang in der Umgebung erfasst und die aktuelle Position des Fahrzeugs in Bezug zu dem Grenzübergang ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug eine Kommunikationsverbindung zu einer Infrastrukturkomponente in der Umgebung herstellen und sich relativ zu der Infrastrukturkomponente lokalisieren. Bei der Infrastrukturkomponente kann es sich beispielsweise um einen Funkmast handeln, dem eine Funkzelle zugeordnet sein kann. Dementsprechend kann das Fahrzeug als in der Funkzelle befindlich lokalisiert werden.In addition, according to the invention, the current position data of the vehicle are recorded, wherein the current position data describe the current position of the vehicle in the environment. The current position data can be specified in the above-described common coordinate system for the structural element and the vehicle. The current position data can be recorded using a global positioning system. Alternatively or additionally, the vehicle can have an environment sensor system, wherein sensors of the environment sensor system can be designed to detect objects, for example structural features, in the environment of the vehicle. Thus, in a specific embodiment, it can be provided that a camera sensor of the vehicle detects a border crossing in the environment and determines the current position of the vehicle in relation to the border crossing. Alternatively or additionally, the vehicle can establish a communication connection to an infrastructure component in the environment and locate itself relative to the infrastructure component. The infrastructure component can be, for example, a radio mast to which a radio cell can be assigned. Accordingly, the vehicle can be localized as being in the radio cell.
Als nächster Schritt wird die aktuelle Position des Fahrzeugs zu einem jeweiligen Strukturelement zugeordnet. Dann wird der dem jeweiligen Strukturelement zugeordnete Ländercode aus der Datenstruktur ausgelesen und/oder bestimmt und/oder ermittelt und der aktuellen Position des Fahrzeugs zugeordnet. Über die Zuordnung zu dem Strukturelement erhält die aktuelle Position des Fahrzeugs also ihren Ländercode.In the next step, the vehicle's current position is assigned to a respective structural element. The country code assigned to the respective structural element is then read from the data structure and/or determined and/or determined and assigned to the vehicle's current position. The vehicle's current position thus receives its country code through the assignment to the structural element.
Die Zuordnung der aktuellen Position des Fahrzeugs zu dem jeweiligen Strukturelement kann beispielsweise über eine Entfernung zwischen aktueller Position des Fahrzeugs und Strukturelement erfolgen, wobei eine jeweilige aktuelle Position des Fahrzeugs dem jeweiligen Strukturelement zugeordnet wird, sobald eine vorbestimmte Entfernung zwischen den beiden unterschritten wird. Die Zuordnung kann also mit anderen Worten erfolgen, sobald das Fahrzeug sich in einen vorbestimmten Bereich um das Strukturelement hinein bewegt. Verlässt das Fahrzeug den vorbestimmten Bereich wieder, kann beispielsweise eine erneute Positionsbestimmung und/oder Zuordnung ausgelöst werden. Die Zuordnung der aktuellen Position zu dem Strukturelement kann auch unter Berücksichtigung einer Bewegungsrichtung und/oder einer Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug zu dem Strukturelement erfolgen, mit anderen Worten also anhand einer Änderung der aktuellen Position des Fahrzeugs in Bezug zu dem Strukturelement.The assignment of the current position of the vehicle to the respective structural element can, for example, be based on a distance between the current position of the vehicle and the structural element, with a respective current position of the vehicle being assigned to the respective structural element as soon as a predetermined distance between the two is undershot. In other words, the assignment can therefore take place as soon as the vehicle moves into a predetermined area around the structural element. If the vehicle leaves the predetermined area again, a new position determination and/or assignment can be triggered, for example. The assignment of the current position to the structural element can also take place taking into account a direction of movement and/or a speed of movement of the vehicle in relation to the structural element, in other words based on a change in the current position of the vehicle in relation to the structural element.
Ist die Zuordnung zwischen aktueller Position des Fahrzeugs und Strukturelement erfolgt oder zumindest hinreichend wahrscheinlich, kann der dem Strukturelement zugeordnete Ländercode aus der Datenstruktur ausgelesen und/oder ermittelt und/oder bestimmt und der aktuellen Position des Fahrzeugs zugeordnet werden.If the assignment between the current position of the vehicle and the structural element has been made or is at least sufficiently probable, the country code assigned to the structural element can be read from the data structure and/or determined and/or assigned to the current position of the vehicle.
Schließlich kann auf Grundlage des Ländercodes die aktuelle Position des Fahrzeugs dem dem Ländercode entsprechenden Land in der Umgebung des Fahrzeugs zugeordnet werden. Für den Fall, dass das Fahrzeug mittels eines elektronischen Fahrzeugführungssystems betrieben wird, kann auf Grundlage des der aktuellen Position des Fahrzeugs zugeordneten Landes durch das elektronische Fahrzeugführungssystem ein Fahrparameter für das Fahrzeug, beispielsweise eine aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, angepasst werden.Finally, based on the country code, the vehicle's current position can be assigned to the country in the vehicle's vicinity corresponding to the country code. If the vehicle is operated using an electronic vehicle guidance system, the electronic vehicle guidance system can adjust a driving parameter for the vehicle, such as the current driving speed, based on the country assigned to the vehicle's current position.
Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Identifizierung des aktuellen Landes oder der aktuellen Region oder des aktuellen Standorts des Fahrzeugs auf effiziente Weise erfolgen kann, die keinen häufigen oder umfangreichen Bandbreitenzugriff auf eine Cloud oder überhaupt keinen Cloud-Zugriff benötigt, und die keinen großen lokalen Speicherplatz benötigt, z. B. mehrere Gigabyte Speicherplatz für eine vollständige Karte der europäischen Straßen.The described method according to the invention has the advantage that the identification of the current country or region or current location of the vehicle can be carried out in an efficient manner that does not require frequent or extensive bandwidth access to a cloud or any cloud access at all, and that does not require large local storage space, e.g., several gigabytes of storage space for a complete map of European roads.
Die Erfindung umfasst weitere Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention includes further embodiments which provide additional advantages.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Datenstruktur komprimiert und in einer Datenspeichereinheit des Fahrzeugs, insbesondere in einer nicht-flüchtigen Datenspeichereinheit des Fahrzeugs, abgespeichert wird. Das Komprimieren kann dabei beispielsweise eine Interpolation der Koordinaten benachbarter Strukturelemente umfassen, wodurch es zu einer Datenreduktion kommt. Die Komprimierung kann auch umfassen, dass in grenzfernen Bereichen eines jeweiligen Landes insgesamt weniger Strukturelemente in den Kartendaten berücksichtigt werden, da es in grenzfernen Bereichen, beispielsweise um 50 Kilometer oder mehr von einer jeweiligen Landesgrenze entfernt, sehr unwahrscheinlich zu einem baldigen Grenzübertritt durch das Fahrzeug und das damit einhergehende Erfordernis der aktualisierten Länderzuordnung kommt. Hierzu können bereits in einem vorbereitenden Schritt die Kartendaten, die die grenzfernen Bereiche abdecken, weniger Strukturelemente in der Umgebung umfassen, als grenznahe Bereiche, die beispielsweise 50 Kilometer oder weniger von der nächstgelegenen Landesgrenze entfernt liegen. Die komprimierte Datenstruktur erfordert einen vergleichsweise geringen Speicherplatz und kann daher einfach in einer Datenspeichereinheit des Fahrzeugs abgespeichert werden. Das fahrzeuginterne Abspeichern der komprimierten Datenstruktur in der Datenspeichereinheit des Fahrzeugs erhöht in vorteilhafter Weise weiter die Unabhängigkeit des beschriebenen Verfahrens von dem Betrieb einer Kommunikationsverbindung zu einer fahrzeugexternen Cloud oder Servereinrichtung.One embodiment provides for the data structure to be compressed and stored in a data storage unit of the vehicle, in particular in a non-volatile data storage unit of the vehicle. Compression may, for example, include interpolating the coordinates of neighboring structural elements, resulting in a data reduction. Compression may also include considering fewer structural elements in the map data in areas of a respective country remote from the border, since in areas remote from the border, for example, 50 kilometers or more from a respective national border, it is very unlikely that the vehicle will soon cross the border and the associated need for an updated country assignment will occur. For this purpose, in a preparatory step, the map data covering the areas remote from the border may already include fewer structural elements in the surrounding area than areas close to the border. which are, for example, located 50 kilometers or less from the nearest national border. The compressed data structure requires comparatively little storage space and can therefore be easily stored in a data storage unit of the vehicle. Storing the compressed data structure in the vehicle's data storage unit advantageously further increases the independence of the described method from the operation of a communication connection to a vehicle-external cloud or server device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Erstellen der Datenstruktur zum Zuordnen eines jeweiligen Strukturelements zu einem jeweiligen Land und zum Zuordnen eines dem jeweiligen Land zugeordneten Ländercodes zu dem jeweiligen Strukturelement das Erstellen eines zweidimensionalen Abbilds der Umgebung. Bei dem zweidimensionalen Abbild kann es sich beispielsweise um ein grauwertcodiertes Abbild handeln. Das Abbild kann auf Grundlage der Kartendaten erstellt werden. Das Abbild umfasst eine Vielzahl an Zellen, wobei eine jeweilige Zelle einen vorbestimmten Bereich der Umgebung abbildet oder umfasst oder abdeckt. Mit anderen Worten wird also das zweidimensionale Abbild durch die Zellen weiter unterteilt. Die Zellen können dabei rechteckig, insbesondere quadratisch sein. Die Zellen können allerdings auch kreisförmig oder unregelmäßig geformt sein. Insbesondere kann sich die Form einer Zelle an einem Verlauf einer nächstgelegenen Landesgrenze orientieren oder diesen abbilden. So können beispielsweise in grenznahen Bereichen, insbesondere in Bereichen, die weniger als 20 Kilometer von der nächstgelegenen Grenze entfernt sind, mehr und kleinere Zellen vorgesehen sein, als in grenzfernen Bereichen. Auch kann ein verwinkelter oder geschwungener Grenzverlauf durch eine erhöhte Granularität an Zellen abgebildet werden, als dies im Falle eines geraden Grenzverlaufs notwendig ist.According to a further embodiment, creating the data structure for assigning a respective structural element to a respective country and for assigning a country code assigned to the respective country to the respective structural element comprises creating a two-dimensional image of the environment. The two-dimensional image can be, for example, a grayscale coded image. The image can be created based on the map data. The image comprises a plurality of cells, wherein each cell depicts, encompasses, or covers a predetermined area of the environment. In other words, the two-dimensional image is further subdivided by the cells. The cells can be rectangular, in particular square. However, the cells can also be circular or irregularly shaped. In particular, the shape of a cell can be based on or depict the course of a nearest national border. For example, in areas close to the border, in particular in areas less than 20 kilometers from the nearest border, more and smaller cells can be provided than in areas far from the border. A twisted or curved border can also be represented by a higher granularity of cells than is necessary in the case of a straight border.
Die Zellen können durch Längen- und Breitengrade angegeben oder begrenzt sein, so dass eine Zuordnung einer jeweiligen Zelle zu einem Land in der Umgebung unkompliziert möglich ist. So kann eine regelmäßig geformte rechteckige Zelle in einem zentraleuropäischen Land, also in mittleren Breiten, beispielsweise eine Länge von 1° und eine Höhe bzw. Breite von 1° aufweisen, was in mittleren Breiten in etwa einer Fläche von 100 km x 100 km entspricht. Durch eine andere Auswahl, beispielsweise eine Länge von 0,1° und eine Breite von 0,3°, kann eine entsprechen kleinere Fläche für die Zelle ausgewählt werden.The cells can be specified or delimited by longitude and latitude, making it easy to assign each cell to a nearby country. For example, a regularly shaped rectangular cell in a Central European country, i.e., in mid-latitudes, might have a longitude of 1° and an altitude or latitude of 1°, which corresponds to an area of approximately 100 km x 100 km at mid-latitudes. By selecting a different longitude, for example, a longitude of 0.1° and a latitude of 0.3°, a correspondingly smaller area can be selected for the cell.
Basierend auf der Zuordnung der Zellen zu den Ländern in der Umgebung, kann eine Zuordnung der den Ländern zugeordneten Ländercodes zu den Zellen erfolgen, wobei ein jeweiliger Ländercode in Form eines Zellenwerts einer jeweiligen Zelle zugeordnet wird. Bei dem Zellenwert kann es sich beispielsweise um einen Grauwert handeln, sofern es sich bei dem Abbild um ein grauwertcodiertes Abbild der Umgebung handelt. Auf diese Weise kann der Ländercode direkt im zweidimensionalen Abbild codiert werden, was ein effizientes Abspeichern des Ländercodes zu der jeweiligen Zelle ermöglicht. Falls es sich bei dem Abbild um ein pixelbasiertes Abbild der Umgebung handelt, kann der Zellenwert ein Pixelwert sein.Based on the assignment of the cells to the countries in the surrounding area, the country codes assigned to the countries can be assigned to the cells, whereby each country code is assigned to a respective cell in the form of a cell value. The cell value can be a gray value, for example, if the image is a gray-value-coded image of the surrounding area. In this way, the country code can be encoded directly in the two-dimensional image, which enables efficient storage of the country code for the respective cell. If the image is a pixel-based image of the surrounding area, the cell value can be a pixel value.
Gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform kann dann eine Zuordnung der Strukturelemente zu den Zellen erfolgen, wobei auch denkbar ist, dass ein Strukturelement eine Zelle bildet. Alternativ oder zusätzlich kann ein oder können mehrere Strukturelemente einer Zelle zugeordnet werden, beispielsweise indem erkannt wird, ob Koordinaten eines jeweiligen Strukturelements den Koordinaten einer jeweiligen Zelle entsprechen, oder, falls die Zelle eine Fläche mit einem Koordinatenbereich abdeckt, ob die Koordinaten des Strukturelements in dem Koordinatenbereich der flächigen Zelle liegen. Nach erfolgter Zuordnung kann dann der der jeweiligen Zelle zugeordnete Ländercode dem der Zelle zugeordneten Strukturelement zugeordnet werden.According to the embodiment described here, the structural elements can then be assigned to the cells, whereby it is also conceivable for one structural element to form a cell. Alternatively or additionally, one or more structural elements can be assigned to a cell, for example by detecting whether the coordinates of a respective structural element correspond to the coordinates of a respective cell, or, if the cell covers an area with a coordinate range, whether the coordinates of the structural element lie in the coordinate range of the planar cell. After the assignment has been completed, the country code assigned to the respective cell can then be assigned to the structural element assigned to the cell.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das zweidimensionale Abbild ein pixelbasiertes Abbild ist, wobei der jeweilige Ländercode in Form eines Pixelwerts der jeweiligen Zelle zugeordnet wird.A further development provides that the two-dimensional image is a pixel-based image, whereby the respective country code is assigned to the respective cell in the form of a pixel value.
Wie beschrieben, kann eine jeweilige Zelle als ein Breiten- und Längengradbereich der Umgebung definiert sein.As described, a respective cell can be defined as a latitude and longitude range of the environment.
Für den Fall, dass eine Zelle mehreren Ländern, insbesondere mehreren benachbarten Ländern in der Umgebung zuordenbar ist, beispielsweise, weil sie länderübergreifend ausgebildet ist, oder weil ein Grenzverlauf zwischen zwei Ländern stark geschwungen ist, während die Zelle rechteckig ausgebildet ist, sieht eine Ausführungsform vor, dass eines der Länder ausgewählt und die Zelle als Ganzes dem ausgewählten Land zugeordnet wird. Hierbei kann als Auswahlkriterium berücksichtigt werden, welches Land den Großteil oder den überwiegenden flächenmäßigen Anteil der Zelle ausmacht. Es kann also die Zelle als Ganzes dem Land zugeordnet werden, in dem sie überwiegend liegt.In the event that a cell can be assigned to multiple countries, particularly to multiple neighboring countries in the vicinity, for example because it spans multiple countries or because a border between two countries is sharply curved while the cell is rectangular, one embodiment provides for one of the countries to be selected and the cell as a whole to be assigned to the selected country. The country that makes up the majority or predominant area of the cell can be considered as a selection criterion. Thus, the cell as a whole can be assigned to the country in which it is predominantly located.
Alternativ oder zusätzlich kann, falls eine jeweilige Zelle mehreren Ländern zuordenbar ist, dasjenige Land ausgewählt werden und die Zelle als Ganzes dem ausgewählten Land zugeordnet werden, das eine vergleichsweise größte Straßendichte an öffentlichen Straßen der Länder aufweist. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass sich ein Fahrzeug in einer solchen Zelle, die mehreren Ländern zuordenbar ist, wahrscheinlich in demjenigen der Länder befindet, in dem die größte Straßendichte vorhanden ist. Daher kann die Zelle als Ganzes auch gleich diesem Land zugeordnet werden.Alternatively or additionally, if a respective cell can be assigned to several countries, the country can be selected and the cell as a whole can be assigned to the selected country that has a comparatively highest road density of public roads of the countries. The underlying idea is that a vehicle in such a cell, which can be assigned to multiple countries, is likely to be located in the country with the highest road density. Therefore, the cell as a whole can also be assigned to that country.
Hierbei können die öffentlichen Straßen gemäß einer erwarteten Verkehrsdichte gewichtet werden, wobei die Gewichtung bei der Auswahl des Landes berücksichtigt wird, dem die Zelle als Ganzes zugeordnet wird. Weisen also beispielsweise zwei benachbarte Länder, die beider ein und derselben Zelle zuordenbar sind, eine ungefähr gleich große Straßendichte auf, ist aber in einem der Länder die erwartete oder bekannte Verkehrsdichte größer als in dem anderen, so ist es wahrscheinlicher, dass das Fahrzeug sich in dem Land mit der höheren Verkehrsdichte befindet. Daher kann die Zelle als Ganzes auch gleich diesem Land zugeordnet werden.Here, public roads can be weighted according to an expected traffic density, with this weighting being taken into account when selecting the country to which the cell as a whole is assigned. For example, if two neighboring countries, both of which can be assigned to the same cell, have approximately the same road density, but the expected or known traffic density is higher in one of the countries than in the other, it is more likely that the vehicle is located in the country with the higher traffic density. Therefore, the cell as a whole can also be assigned to that country.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass zum Komprimieren der Datenstruktur das zweidimensionale, insbesondere pixelbasierte, Abbild durch Zusammenfassen der Ländercodes benachbarter Zellen komprimiert wird. Mit anderen Worten wird gemäß einer Zuordnungsregel der Datenstruktur eine vorbestimmte Anzahl benachbarter Zellen zusammengefasst, wobei den zusammengefassten Zellen derselbe Ländercode zugeordnet wird. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass benachbarte Zellen, insbesondere in grenzfernen Bereichen, zumeist denselben Ländercode aufweisen. Zur Umsetzung kann also beispielsweise den zusammengefassten benachbarten Zellen derselbe Zellenwert, beispielsweise derselbe Grauwert, zugeordnet werden, wobei ja, wie oben beschrieben, der Zellenwert den Ländercode repräsentiert. Hierdurch kann insgesamt die Menge an Informationen, die in dem Abbild codiert werden muss, reduziert werden. Hierdurch wird das Abbild und somit die Datenstruktur komprimiert.A further development provides that, in order to compress the data structure, the two-dimensional, in particular pixel-based, image is compressed by combining the country codes of neighboring cells. In other words, a predetermined number of neighboring cells are combined according to an assignment rule of the data structure, with the combined cells being assigned the same country code. This is based on the idea that neighboring cells, particularly in areas far from the border, usually have the same country code. For implementation, the same cell value, for example the same gray value, can be assigned to the combined neighboring cells, whereby, as described above, the cell value represents the country code. This makes it possible to reduce the overall amount of information that must be encoded in the image. This compresses the image and thus the data structure.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass zum Auslesen und/oder Bestimmen und/oder Ermitteln der Ländercodes aus der Datenstruktur das komprimierte Abbild für einen Parsing-Algorithmus bereitgestellt wird, wobei mittels des Parsing-Algorithmus aus dem komprimierten Abbild einzelne Zellen ausgelesen werden. Mit anderen Worten kann das komprimierte Abbild mittels des Parsing-Algorithmus entschlüsselt werden. Der Parsing-Algorithmus kann dazu ausgebildet sein, auf einzelne der Zellen des komprimierten Abbilds zugreifen zu können, so dass nicht das gesamte komprimierte Abbild für den Zugriff auf eine einzelne Zelle dekomprimiert werden muss. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die Größe eines erforderlichen Arbeitsspeichers reduziert werden.A further development provides that, in order to read and/or determine and/or ascertain the country codes from the data structure, the compressed image is provided for a parsing algorithm, wherein individual cells are read from the compressed image using the parsing algorithm. In other words, the compressed image can be decrypted using the parsing algorithm. The parsing algorithm can be configured to access individual cells of the compressed image, so that the entire compressed image does not have to be decompressed to access an individual cell. This advantageously reduces the size of the required RAM.
Wie beschrieben, kann eine der Zellen des zweidimensionalen Abbilds ein Strukturelement im Sinne der vorliegenden Offenbarung repräsentieren oder beschreiben. Eine Weiterbildung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass zum Zuordnen der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem jeweiligen Strukturelement und zum Auslesen und/oder Bestimmen und/oder Ermitteln des dem jeweiligen Strukturelement zugeordneten Ländercodes aus der Datenstruktur zunächst die aktuelle Position des Fahrzeugs in das zweidimensionale Abbild der Umgebung übertragen wird. Zum Beispiel kann die aktuelle Position des Fahrzeugs, die beispielsweise aus einer GPS-Messung bekannt sein kann, in das Koordinatensystem des zweidimensionalen Abbilds umgewandelt werden. In derart umgewandelter Form kann also die Position des Fahrzeugs in dem Abbild dargestellt werden. Dann wird die aktuelle Position des Fahrzeugs zu einer der Zellen des Abbilds zugeordnet. Beispielsweise kann die aktuelle Position des Fahrzeugs derjenigen Zelle zugeordnet werden, in der die Koordinaten der aktuellen Position des Fahrzeugs liegen. Schließlich kann, beispielsweise mittels des beschriebenen Parsing-Algorithmus, der Ländercode aus dem Zellenwert der zugeordneten Zelle ausgelesen und zu der aktuellen Position des Fahrzeugs zugeordnet werden.As described, one of the cells of the two-dimensional image can represent or describe a structural element within the meaning of the present disclosure. In this context, a further development provides that, in order to assign the current position of the vehicle to a respective structural element and to read out and/or determine and/or ascertain the country code assigned to the respective structural element from the data structure, the current position of the vehicle is first transferred into the two-dimensional image of the environment. For example, the current position of the vehicle, which may be known from a GPS measurement, for example, can be converted into the coordinate system of the two-dimensional image. In this converted form, the position of the vehicle can therefore be displayed in the image. The current position of the vehicle is then assigned to one of the cells of the image. For example, the current position of the vehicle can be assigned to the cell in which the coordinates of the current position of the vehicle are located. Finally, for example, using the described parsing algorithm, the country code can be read from the cell value of the assigned cell and assigned to the current position of the vehicle.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Strukturelemente Grenzabschnitte zumindest einer Landesgrenze zwischen zumindest zwei Ländern in der Umgebung des Fahrzeugs beschreiben. Ein Grenzabschnitt kann dabei eine vorbestimmte Länge, beispielsweise 0,5 bis 10 km, insbesondere 2 km bis 5 km, der Landesgrenze umfassen. Die Länge eines Grenzabschnitts kann in Abhängigkeit von einer Gesamtlänge der Landesgrenze festgelegt werden. Längere Landesgrenzen können dabei in mehr Grenzabschnitte unterteilt werden, als kürzere Landesgrenzen. Die Ausführungsform sieht vor, dass zum Erstellen der Datenstruktur zum Zuordnen eines jeweiligen Strukturelements zu einem jeweiligen Land und zum Zuordnen eines dem jeweiligen Land zugeordneten Ländercodes zu dem jeweiligen Strukturelement die Datenstruktur zunächst als ein Netz erstellt wird, wobei die Strukturelemente, also die Grenzabschnitte, Knoten des Netzes und deren Verbindungslinien umfassen. Ein Netz im Sinne der vorliegenden Offenbarung weist dabei nicht notwendigerweise Maschen auf, sondern kann auch in der Form einer „Perlenkette“ realisiert sein, wobei die Knoten die Perlen dieser fiktiven Perlenkette bilden.One embodiment provides that the structural elements describe border sections of at least one national border between at least two countries in the vicinity of the vehicle. A border section can comprise a predetermined length, for example, 0.5 to 10 km, in particular 2 km to 5 km, of the national border. The length of a border section can be determined depending on the total length of the national border. Longer national borders can be divided into more border sections than shorter national borders. The embodiment provides that, in order to create the data structure for assigning a respective structural element to a respective country and for assigning a country code assigned to the respective country to the respective structural element, the data structure is first created as a network, wherein the structural elements, i.e., the border sections, comprise nodes of the network and their connecting lines. A network within the meaning of the present disclosure does not necessarily have meshes, but can also be implemented in the form of a "string of pearls," wherein the nodes form the pearls of this fictitious string of pearls.
Gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform beschreiben die Knoten und deren Verbindungslinien des Netzes eine Geometrie der Landesgrenze. Mit anderen Worten bilden die Knoten und deren Verbindungslinien die Geometrie oder den Verlauf der Landesgrenze nach oder nähern diesen an. Dabei kann eine Anzahl an Knoten verlaufsabhängig gewählt oder auch variiert werden. So können beispielsweise entlang eines geschwungenen oder gewundenen oder kurvigen Grenzabschnitts mehr Knoten vorgesehen sein, als entlang eines vergleichsweise geraden Grenzabschnitts.According to the embodiment described here, the nodes and their connecting lines of the network describe a geometry of the national border. In other words, the nodes and their connecting lines replicate or approximate the geometry or course of the national border. A number of nodes can be can be chosen or varied depending on the situation. For example, more nodes can be provided along a curved, winding, or curved border section than along a comparatively straight border section.
In einem weiteren Schritt können dann die Ländercodes der zumindest zwei Länder, die durch die durch das Netz angenäherte Landesgrenze voneinander getrennt sind, zu den Verbindungslinien zugeordnet werden. Mit anderen Worten werden also die Ländercodes und die Verbindungslinien (also die Strukturelemente) einander zugeordnet. Hierbei wird einer ersten Seite einer jeweiligen Verbindungslinie ein erster der Ländercodes zugeordnet, wobei der erste Ländercode zu dem Land auf der einen Seite der Verbindungslinie gehört. Dann wird einer zweiten Seite der Verbindungslinie ein zweiter der Ländercodes zugeordnet, wobei der zweite Ländercode zu dem Land auf der anderen Seite der Verbindungslinie gehört. Mit anderen Worten wird beim Erstellen der Datenstruktur für jede Verbindungslinie abgespeichert, welcher Ländercode auf welcher Seite der Verbindungslinie gilt.In a further step, the country codes of at least two countries separated by the national border approximated by the network can then be assigned to the connecting lines. In other words, the country codes and the connecting lines (i.e. the structural elements) are assigned to one another. In this case, a first of the country codes is assigned to a first side of a respective connecting line, with the first country code belonging to the country on one side of the connecting line. Then, a second of the country codes is assigned to a second side of the connecting line, with the second country code belonging to the country on the other side of the connecting line. In other words, when the data structure is created, it is saved for each connecting line which country code applies to which side of the connecting line.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass zum Zuordnen der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem jeweiligen Strukturelement, zum Auslesen und/oder Bestimmen und/oder Ermitteln des dem jeweiligen Strukturelement zugeordneten Ländercodes aus der Datenstruktur, und zum Zuordnen des dem jeweiligen Strukturelement zugeordneten Ländercodes zu der aktuellen Position des Fahrzeugs zunächst der der aktuellen Position des Fahrzeugs am nächsten liegende Knoten und dessen unmittelbare Nachbarknoten ermittelt werden. Hierzu können beispielsweise die Koordinaten der Knoten des Netzes mit den Koordinaten der aktuellen Position des Fahrzeugs verglichen werden. Wie oben beschrieben, kann ein gemeinsames Koordinatensystem für die Strukturelemente (hier die Knoten und die Verbindungslinien) und die aktuelle Position des Fahrzeugs erstellt werden, wobei eines der Strukturelemente (also beispielsweise einer der Knoten) den Ursprung dieses gemeinsamen Koordinatensystems bilden kann. In einem solchen gemeinsamen Koordinatensystem kann einfach ermittelt werden, zu welchem der Knoten die aktuelle Position des Fahrzeugs die kürzeste Distanz aufweist. Bei der Ermittlung des der aktuellen Position des Fahrzeugs am nächsten liegenden Knoten kann auch ein Verlauf des Grenzabschnitts berücksichtigt werden.A further development provides that in order to assign the current position of the vehicle to a respective structural element, to read out and/or determine and/or ascertain the country code assigned to the respective structural element from the data structure, and to assign the country code assigned to the respective structural element to the current position of the vehicle, the node closest to the current position of the vehicle and its immediate neighboring nodes are first determined. For this purpose, for example, the coordinates of the nodes of the network can be compared with the coordinates of the current position of the vehicle. As described above, a common coordinate system can be created for the structural elements (here the nodes and the connecting lines) and the current position of the vehicle, whereby one of the structural elements (for example, one of the nodes) can form the origin of this common coordinate system. In such a common coordinate system, it is easy to determine which of the nodes the current position of the vehicle is closest to. When determining the node closest to the current position of the vehicle, the course of the border section can also be taken into account.
Dann werden die den am nächsten liegenden Knoten und seine Nachbarknoten verbindenden Verbindungslinien ermittelt. Dann wird diejenige Seite einer jeweiligen der Verbindungslinien ermittelt, auf der die aktuelle Position des Fahrzeugs liegt. Auch dies kann mittels des beschriebenen Koordinatenvergleichs geschehen. Schließlich wird derjenige Ländercode der aktuellen Position des Fahrzeugs zugeordnet, der zu dem Land gehört, das auf derselben Seite der jeweiligen Verbindungslinie liegt, wie die aktuelle Position des Fahrzeugs. Detaillierte Ausführungen zum Koordinatenvergleich, mit Hilfe dessen der Ländercode in Bezug des Fahrzeugs zur jeweiligen Verbindungslinie und/oder sonstigen Strukturelementen ermittelt werden kann, werden nachfolgend näher beschrieben.The connecting lines connecting the nearest node and its neighboring nodes are then determined. The side of each of the connecting lines on which the vehicle's current position lies is then determined. This can also be done using the coordinate comparison described above. Finally, the country code belonging to the country on the same side of the respective connecting line as the vehicle's current position is assigned to the vehicle's current position. Detailed explanations of the coordinate comparison, which can be used to determine the country code in relation to the vehicle, the respective connecting line and/or other structural elements, are described in more detail below.
Für den Fall, dass das Fahrzeug sich entlang des Grenzabschnitts bewegt, also im Wesentlichen parallel zu diesem fährt oder fliegt, ändert sich der dem Fahrzeug am nächsten liegende Knoten ständig, was die Ermittlung des richtigen Ländercodes aufwändig machen kann. Um hier für eine Vereinfachung zu sorgen, sieht eine Weiterbildung vor, dass der der aktuellen Position des Fahrzeugs am nächsten liegende Knoten einmalig initial ermittelt wird, wobei im weiteren Verfahrensverlauf das Netz ausgehend von diesem initial ermittelten Knoten abgearbeitet wird. Mit anderen Worten dient der initial ermittelte nächstliegende Knoten als Ausgangspunkt für die Ermittlung des zu einem späteren Zeitpunkt nächstliegenden Knoten. Auf diese Art kann das Netz immer relativ zum initial ermittelten nächstliegenden Knoten abgearbeitet werden, ohne die absoluten Positionen oder Koordinaten von Fahrzeug und Knoten auslesen zu müssen.If the vehicle is moving along the border section, i.e. driving or flying essentially parallel to it, the node closest to the vehicle is constantly changing, which can make determining the correct country code difficult. To simplify this process, a further development provides for the node closest to the vehicle's current position to be determined once and for all, with the network being processed starting from this initially determined node as the process progresses. In other words, the initially determined nearest node serves as the starting point for determining the nearest node at a later point in time. In this way, the network can always be processed relative to the initially determined nearest node, without having to read out the absolute positions or coordinates of the vehicle and node.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein künstliches neuronales Netz trainiert wird, um basierend auf vorbestimmten Charakteristika Strukturelemente in den Kartendaten zu identifizieren. Hier und im Folgenden kann ein künstliches neuronales Netzwerk als Softwarecode verstanden werden, der auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert ist und ein oder mehrere vernetzte künstliche Neuronen repräsentiert beziehungsweise deren Funktion nachbilden kann. Der Softwarecode kann dabei auch mehrere Softwarecodekomponenten beinhalten, die beispielsweise unterschiedliche Funktionen haben können. Insbesondere kann ein künstliches neuronales Netzwerk ein nichlineares Modell oder einen nichtlinearen Algorithmus implementieren, das bzw. der eine Eingabe auf eine Ausgabe abbildet, wobei die Eingabe durch einen Eingangsmerkmalsvektor oder eine Eingangssequenz gegeben ist und die Ausgabe beispielsweise eine ausgegebene Kategorie für eine Klassifizierungsaufgabe, einen oder mehrere prädizierte Werte oder eine prädizierte Sequenz beinhalten kann.One embodiment provides that an artificial neural network is trained to identify structural elements in the map data based on predetermined characteristics. Here and below, an artificial neural network can be understood as software code that is stored on a computer-readable storage medium and represents one or more networked artificial neurons or can simulate their function. The software code can also contain multiple software code components that can, for example, have different functions. In particular, an artificial neural network can implement a non-linear model or a non-linear algorithm that maps an input to an output, wherein the input is given by an input feature vector or an input sequence and the output can, for example, contain an output category for a classification task, one or more predicted values, or a predicted sequence.
Mit anderen Worten können also Charakteristika definiert werden, die Strukturelemente charakterisieren, beispielsweise eine räumliche Erstreckung oder Geometrie der Strukturelemente, die zu einer bestimmten Klasse gehören. Wie oben beschrieben, kann auch ein Grenzabschnitt ein Strukturelement sein. Als solcher wird er eine eher längliche Erstreckung als Geometrie aufweisen. Diese charakteristische Geometrie kann durch das künstliche neuronale Netz genutzt werden, um Grenzabschnitte als Strukturelemente effizient in den Kartendaten zu identifizieren. Hierzu kann auch eine Art Objekterkennungsalgorithmus eingesetzt werden.In other words, characteristics can be defined that characterize structural elements, for example, a spatial extent or geometry of the structural elements belonging to a certain class. As described above, a boundary section can also be a structural element. As such, it will be a rather have an elongated extension as a geometry. This characteristic geometry can be used by the artificial neural network to efficiently identify boundary sections as structural elements in the map data. A type of object recognition algorithm can also be used for this purpose.
Alternativ oder zusätzlich kann das künstliche neuronale Netz trainiert werden, um basierend auf einer vorbestimmten gewünschten Genauigkeit der Zuordnung des Fahrzeugs zu dem Land in der Umgebung des Fahrzeugs eine Dichte der Strukturelemente in der Datenstruktur anzupassen. Mit anderen Worten kann das neuronale Netz dahingehend trainiert werden, eine Datenmenge in der Datenstruktur intelligent zu verwalten oder zu managen, indem die Dichte der Strukturelemente bedarfsgerecht angepasst wird. Beispielhaft angewandt auf die oben beschriebene Ausführungsform der Datenstruktur als zweidimensionales Abbild, welches in Zellen unterteilt ist, kann dies bedeuten, dass das neuronale Netz das Zuordnen mehrerer benachbarter grenzferner Zellen zu einem gemeinsamen Ländercode bewirkt.Alternatively or additionally, the artificial neural network can be trained to adjust a density of the structural elements in the data structure based on a predetermined desired accuracy of the assignment of the vehicle to the country in the vehicle's surroundings. In other words, the neural network can be trained to intelligently manage a data volume in the data structure by adjusting the density of the structural elements as needed. Applied, for example, to the above-described embodiment of the data structure as a two-dimensional image divided into cells, this can mean that the neural network causes several neighboring cells remote from the border to be assigned to a common country code.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Erfassen aktueller Positionsdaten des Fahrzeugs, wobei die aktuellen Positionsdaten die aktuelle Position des Fahrzeugs in der Umgebung beschreiben, umfasst, dass ein vorbestimmter Umkreis um die aktuelle Position des Fahrzeugs festgelegt oder erzeugt wird, wobei das Zuordnen des Landes zu der aktuellen Position des Fahrzeugs auch das Zuordnen desselben Landes zu zukünftigen Positionen des Fahrzeugs innerhalb des Umkreises umfasst. Mit anderen Worten wird also ein Bereich um die aktuelle Position des Fahrzeugs festgelegt, innerhalb dessen davon ausgegangen wird, dass sich der Ländercode nicht ändert. So muss erst dann erneut der Ländercode bestimmt werden, wenn das Fahrzeug den Bereich verlässt.A further embodiment provides that the acquisition of current position data of the vehicle, wherein the current position data describe the current position of the vehicle in the surroundings, comprises defining or generating a predetermined radius around the current position of the vehicle, wherein the assignment of the country to the current position of the vehicle also includes assigning the same country to future positions of the vehicle within the radius. In other words, an area is defined around the current position of the vehicle within which it is assumed that the country code will not change. Thus, the country code only needs to be determined again when the vehicle leaves the area.
Der Bereich oder der Umkreis kann kreisförmig um die aktuelle Position des Fahrzeugs herum erzeugt werden. Der Bereich kann allerdings auch unregelmäßig oder asymmetrisch um die aktuelle Position des Fahrzeugs herum geformt sein. Auch kann die aktuelle Position des Fahrzeugs nicht im Mittelpunkt des Bereichs liegen, sondern an einer beliebigen Stelle innerhalb des Bereichs. Insbesondere kann die Form und Größe des Bereichs oder des Umkreises in Abhängigkeit von einer Entfernung zur nächstgelegenen Landesgrenze und/oder in Abhängigkeit vom Verlauf der nächstgelegenen Landesgrenze erzeugt werden. Hierdurch ist ermöglicht, den Umkreis immer so groß wie möglich zu wählen, das bedeutet, der Umkreis deckt so viel wie möglich der unmittelbar zukünftig zu befahrenden Strecke für das Fahrzeug in dem aktuellen Land ab. Es müssen also nicht unnötigerweise während der Fahrt im selben Land Ländercodezuordnungen vorgenommen werden. Es kann jedoch auch eine Obergrenze für die Bemessung des Bereichs oder Umkreises geben, oder auch einen Kompromiss, um eine effiziente Berechnung des Umkreises oder Bereichs zu ermöglichen, was ein effizienteres System auf Kosten eines etwas kleineren Bereichs oder Umkreises als maximal möglich ermöglicht.The area or perimeter can be generated in a circle around the vehicle's current position. However, the area can also be irregularly or asymmetrically shaped around the vehicle's current position. The vehicle's current position can also be located anywhere within the area, rather than at the center of the area. In particular, the shape and size of the area or perimeter can be generated depending on the distance to the nearest national border and/or the course of the nearest national border. This makes it possible to always select the largest possible perimeter, meaning the perimeter covers as much of the immediate future route for the vehicle in the current country as possible. This means that country code assignments do not need to be made unnecessarily while driving in the same country. However, there can also be an upper limit for the size of the area or perimeter, or a compromise to enable efficient calculation of the perimeter or area, resulting in a more efficient system at the expense of a slightly smaller area or perimeter than the maximum possible.
Der Umkreis kann alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit von einer bekannten geplanten Fahrtstrecke für das Fahrzeug und/oder in Abhängigkeit von einer aktuellen Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit in Bezug zu der nächstgelegenen Landesgrenze oder auch in Bezug zu einer vorbestimmten Landesgrenze, die nicht die nächstgelegene Landesgrenze ist, festgelegt oder erzeugt werden. Ist beispielsweise aus einem Navigationssystem des Fahrzeugs bekannt, dass das Fahrzeug im Verlauf einer geplanten Fahrt eine bestimmte Landesgrenze überqueren wird, so kann der Umkreis in Abhängigkeit von einer Entfernung der aktuellen Position des Fahrzeugs in Bezug zu dieser Landesgrenze erzeugt und mit abnehmender Entfernung wiederholt angepasst werden. So kann der Umkreis beispielsweise stetig verkleinert werden, je näher das Fahrzeug der Landesgrenze kommt.Alternatively or additionally, the radius can be defined or generated depending on a known planned route for the vehicle and/or depending on a current direction of movement and/or speed of movement in relation to the nearest national border or also in relation to a predetermined national border that is not the nearest national border. For example, if a vehicle's navigation system knows that the vehicle will cross a certain national border during a planned journey, the radius can be generated depending on the distance of the vehicle's current position in relation to this national border and can be repeatedly adjusted as the distance decreases. For example, the radius can be continuously reduced the closer the vehicle gets to the national border.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, Informationen zu der Landesgrenze, der sich das Fahrzeug annähert, für den weiteren Betrieb des Fahrzeugs bereitzustellen. Dies kann bevorzugt gemeinsam mit der stetigen Verkleinerung des Umkreises erfolgen. So können die Informationen beispielsweise automatisch bereitgestellt werden, wenn der Umkreis einen vorgegebenen Schwellenwert, beispielsweise einen Radius von 5 km, unterschreitet. Dann kann beispielsweise eine Information zu einem nächstgelegenen Grenzübergang bereitgestellt werden. Diese Information kann das automatische Vorschlagen einer Reiseroute zu diesem Grenzübergang und/oder Informationen zu einem jenseits des Grenzübergangs geltenden Ländercode umfassen.Alternatively or additionally, it may be provided to provide information about the national border the vehicle is approaching for the continued operation of the vehicle. This can preferably be done together with the continuous reduction of the radius. For example, the information can be provided automatically when the radius falls below a predetermined threshold, such as a radius of 5 km. Then, for example, information about a nearest border crossing can be provided. This information can include the automatic suggestion of a travel route to this border crossing and/or information about a country code applicable beyond the border crossing.
Der Umkreis oder Bereich kann auf Grundlage einer Anfrage zum Zuordnen eines Ländercodes zu einer aktuellen Position des Fahrzeugs durch eine fahrzeugexterne Rechenvorrichtung bereitgestellt werden. Mit anderen Worten kann das Fahrzeug eine Zuordnungsanfrage an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung stellen, wobei es gemeinsam mit der Anfrage optional seine aktuelle Position an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung übermitteln kann. Befindet sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Anfrage in einer grenzfernen Region, kann der Umkreis größer gesetzt werden, als wenn das Fahrzeug sich in einer grenznahen Region befindet. Bei Verlassen des Umkreises oder des Bereichs kann beispielsweise die Anfrage automatisiert wiederholt werden.The radius or area can be provided based on a request to assign a country code to a current position of the vehicle by an external computing device. In other words, the vehicle can submit an assignment request to the external computing device, optionally transmitting its current position to the external computing device along with the request. If the vehicle is located in a region far from the border at the time of the request, the radius can be set larger than if the vehicle is located in a region close to the border. det. If you leave the radius or area, for example, the request can be repeated automatically.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass beim Zuordnen der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem Land in der Umgebung des Fahrzeugs zumindest eine Zusatzinformation berücksichtigt wird. Die Zusatzinformation kann dabei bereits in der Speichereinheit des Fahrzeugs hinterlegt sein. Die Zusatzinformation oder deren Aktualisierung kann allerdings auch automatisiert von der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung bereitgestellt werden. Die Zusatzinformation kann auch auf Anfrage von der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung bereitgestellt werden.A further embodiment provides that at least one piece of additional information is taken into account when assigning the current position of the vehicle to a country in the vehicle's vicinity. The additional information can already be stored in the vehicle's memory unit. However, the additional information or its update can also be provided automatically by the vehicle-external computing device. The additional information can also be provided upon request by the vehicle-external computing device.
Die Zusatzinformation kann zumindest umfassen:
- - einen aktuellen Abstand der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem Strukturelement, insbesondere zu einem Grenzübergang, und/oder
- - eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs in Bezug zu dem Strukturelement, insbesondere dem Grenzübergang, und/oder
- - einen Winkel der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs in Bezug zu dem Strukturelement, insbesondere in Bezug zu dem Grenzübergang, und/oder
- - einen Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und einer eine Haupterstreckungsrichtung des Strukturelements, insbesondere eine Haupterstreckungsrichtung des Grenzübergangs, repräsentierenden Tangente und/oder
- - eine Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug zu dem Strukturelement, insbesondere in Bezug zu dem Grenzübergang, und/oder
- - eine Größe des Strukturelements, insbesondere des Grenzübergangs, und/oder
- - eine Information bezüglich eines aus Sicht des Fahrzeugs jenseits des Strukturelements, insbesondere jenseits des Grenzübergangs, liegenden Landes und/oder
- - eine geplante Streckenführung für das Fahrzeug.
- - a current distance of the current position of the vehicle to a structural element, in particular to a border crossing, and/or
- - a direction of movement of the vehicle in relation to the structural element, in particular the border crossing, and/or
- - an angle of the direction of movement of the vehicle in relation to the structural element, in particular in relation to the border crossing, and/or
- - an angle between the direction of movement of the vehicle and a tangent representing a main direction of extension of the structural element, in particular a main direction of extension of the border crossing, and/or
- - a speed of movement of the vehicle in relation to the structural element, in particular in relation to the border crossing, and/or
- - a size of the structural element, in particular the border crossing, and/or
- - information relating to a country located beyond the structural element, in particular beyond the border crossing, from the vehicle's point of view and/or
- - a planned route for the vehicle.
Um die räumliche Beziehung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und des Strukturelements, also insbesondere des Grenzübergangs, zu ermitteln, kann das Strukturelement an einen Ursprung eines globalen Koordinatensystems gesetzt werden, wobei in dem globalen Koordinatensystem eine Vektorbeziehung zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und dem Strukturelement hergestellt wird. Anhand dieser Vektorbeziehung kann dann die räumliche Position und deren Änderung von Fahrzeug und Strukturelement zueinander bestimmt werden. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass um das Strukturelement ein Bereich erzeugt wird, beispielsweise ein Umkreis mit einem Radius von einigen hundert Metern bis hin zu 5 km, wobei bei Eindringen des Fahrzeugs in diesen Bereich eine automatische Anfrage des Fahrzeugs an die bereits genannte fahrzeugexterne Rechenvorrichtung zum Zuordnen des Ländercodes zu der aktuellen Position des Fahrzeugs innerhalb des Umkreises oder Bereichs um das Strukturelement herum gestellt wird.In order to determine the spatial relationship between the current position of the vehicle and the structural element, in particular the border crossing, the structural element can be placed at the origin of a global coordinate system, whereby a vector relationship is established in the global coordinate system between the current position of the vehicle and the structural element. Based on this vector relationship, the spatial position and its change of the vehicle and the structural element relative to one another can then be determined. In particular, it can also be provided that an area is generated around the structural element, for example a circle with a radius of several hundred meters up to 5 km, whereby when the vehicle enters this area, an automatic query is sent from the vehicle to the aforementioned external computing device to assign the country code to the current position of the vehicle within the circle or area around the structural element.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass anhand der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs in Bezug auf das Strukturelement ein Überqueren des Strukturelements erkannt und das Zuordnen der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem Land in der Umgebung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung des Überquerens des Strukturelements erfolgt. Konkret kann dies bedeuten, dass das Überqueren eines Grenzübergangs erkannt wird. Wird ein solcher Grenzübertritt erkannt, kann der neuen Position des Fahrzeugs nach dem Grenzübertritt das Land jenseits der Grenze zugeordnet werden, ohne erneute aufwändige Positionsbestimmung.A further development provides for the detection of a crossing of the structural element based on the vehicle's direction of movement relative to the structural element, and the assignment of the vehicle's current position to a country in the vicinity of the vehicle, taking the crossing of the structural element into account. Specifically, this can mean detecting a border crossing. If such a border crossing is detected, the country beyond the border can be assigned to the vehicle's new position after crossing the border, without the need for another complex position determination.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zumindest einer der bisher beschriebenen Verfahrensschritte in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrtgeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von einer aktuellen Fahrtrichtung und/oder in Abhängigkeit von einer Betriebsdauer des Fahrzeugs wiederholt wird. So kann sichergestellt werden, dass die Zuordnung des Landes in der Umgebung zu der aktuellen Position des Fahrzeugs immer möglichst aktuell gehalten wird.A further embodiment provides that at least one of the method steps described above is repeated depending on the current driving speed and/or the current direction of travel and/or the vehicle's operating time. This ensures that the assignment of the surrounding country to the vehicle's current position is always kept as up-to-date as possible.
Wie bereits erwähnt, kann das hier beschriebene Verfahren ganz oder teilweise an eine fahrzeugexterne Rechenvorrichtung ausgelagert sein. Es kann also zumindest einer der bisher beschriebenen Verfahrensschritte in der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung, beispielsweise in einer internetbasierten Cloudumgebung, durchgeführt werden. Insbesondere kann zumindest einer der bisher beschriebenen Verfahrensschritte ausgelöst durch eine entsprechende Anfrage in der Cloudumgebung durchgeführt werden. Eine solche Anfrage kann beispielsweise ausgelöst werden, wenn das Fahrzeug den um seine aktuelle Position erzeugten Bereich oder Umkreis verlässt. Alternativ oder zusätzlich kann die Anfrage durch Eintreten des Fahrzeugs in einen Umkreis oder Bereich um ein Strukturelement herum, beispielsweise um einen Grenzübergang herum, ausgelöst werden. Die Anfrage kann beinhalten, dass das Fahrzeug der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung seine aktuelle Position mitteilt.As already mentioned, the method described here can be outsourced in whole or in part to a computing device external to the vehicle. At least one of the method steps described so far can therefore be carried out in the computing device external to the vehicle, for example in an internet-based cloud environment. In particular, at least one of the method steps described so far can be carried out triggered by a corresponding request in the cloud environment. Such a request can be triggered, for example, when the vehicle leaves the area or perimeter generated around its current position. Alternatively or additionally, the request can be triggered by the vehicle entering a perimeter or area around a structural element, for example around a border crossing. The request can involve the vehicle communicating its current position to the computing device external to the vehicle.
Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben können und die hierin nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.For applications or application situations that may arise in a method according to the invention and which are not explicitly described herein, it may be provided that, according to the method, an error message and/or a request to enter user feedback is output and/or a standard setting and/or a predetermined initial state is set.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein elektronisches Fahrzeugführungssystem, das dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.A further aspect of the invention relates to an electronic vehicle guidance system which is designed to carry out the method according to the invention.
Unter einem elektronischen Fahrzeugführungssystem kann ein elektronisches System verstanden werden, das dazu eingerichtet ist, ein Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, durch Erzeugen zumindest eines Steuersignals vollautomatisch oder vollautonom zu führen, insbesondere ohne dass ein Eingriff in eine Steuerung durch einen Fahrer erforderlich ist. Das Fahrzeug führt alle erforderlichen Funktionen, wie Lenk-, Brems- und/oder Beschleunigungsmanöver, die Beobachtung und Erfassung des Straßenverkehrs sowie entsprechende Reaktionen automatisch durch. Insbesondere kann das elektronische Fahrzeugführungssystem einen vollautomatischen oder vollautonomen Fahrmodus des Kraftfahrzeugs nach Stufe 5 der Klassifizierung gemäß SAE J3016 implementieren. Unter einem elektronischen Fahrzeugführungssystem kann auch ein Fahrerassistenzsystem (englisch: „advanced driver assistance system“, ADAS) verstanden werden, welches den Fahrer beim teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahren unterstützt. Als Beispiel kann hier ein Geschwindigkeitsassistent oder intelligent speed assist (ISA) genannte werden. Insbesondere kann das elektronische Fahrzeugführungssystem einen teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahrmodus nach den Stufen 1 bis 4 gemäß der SAE J3016-Klassifizierung implementieren. Hier und im Folgenden bezieht sich „
Die wenigstens teilweise automatische Fahrzeugführung kann es daher beinhalten, das Fahrzeug gemäß eines vollautomatischen oder vollautonomen Fahrmodus der Stufe 5 nach SAE J3016 zu führen. Die wenigstens teilweise automatische Fahrzeugführung kann auch beinhalten, das Fahrzeug gemäß eines teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahrmodus nach den Stufen 1 bis 4 nach SAE J3016 zu führen.The at least partially automatic vehicle guidance may therefore include driving the vehicle according to a fully automatic or fully autonomous driving mode of Level 5 according to SAE J3016. The at least partially automatic vehicle guidance may also include driving the vehicle according to a partially automated or semi-autonomous driving mode according to Levels 1 to 4 according to SAE J3016.
Das wenigstens eine Steuersignal kann beispielsweise einem oder mehreren Aktuatoren des Fahrzeugs bereitgestellt werden, darunter beispielsweise einem oder mehreren Bremsaktuatoren und/oder einem oder mehreren Lenkaktuatoren und/oder einem oder mehreren Antriebsmotoren des Fahrzeugs. Die ein oder mehreren Aktuatoren können eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs beeinflussen, um das Fahrzeug zumindest teilweise automatisch zu führen.The at least one control signal can, for example, be provided to one or more actuators of the vehicle, including, for example, one or more brake actuators and/or one or more steering actuators and/or one or more drive motors of the vehicle. The one or more actuators can influence a longitudinal and/or lateral control of the vehicle in order to guide the vehicle at least partially automatically.
Das elektronische Fahrzeugführungssystem kann auch Assistenzinformationen für einen Fahrer oder auch einen Teleoperateur des Fahrzeugs erzeugen. Die Assistenzinformationen können über ein Ausgabegerät des Fahrzeugs oder eines Führerstandes für das Fahrzeug ausgegeben werden, beispielsweise ein Display und/oder ein Audio-Ausgabesystem und/oder ein haptisches Ausgabesystem.The electronic vehicle guidance system can also generate assistance information for a driver or a remote operator of the vehicle. The assistance information can be output via an output device of the vehicle or a driver's cab for the vehicle, for example, a display and/or an audio output system and/or a haptic output system.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem solchen elektronischen Fahrzeugführungssystem. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Personenbus oder ein Motorrad handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise auch um eine Flugdrohne handeln.A further aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with such an electronic vehicle guidance system. The motor vehicle can be a passenger car, a truck, a passenger bus, or a motorcycle. The vehicle can also be, for example, an aerial drone.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilweise autonomen Betreiben eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mittels eines erfindungsgemäßen elektronischen Fahrzeugführungssystems, wobei das elektronische Fahrzeugführungssystem zumindest einen Fahrtparameter, insbesondere eine aktuelle Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs, auf Grundlage des der aktuellen Position des Fahrzeugs zugeordneten Landes einstellt.A further aspect of the invention relates to a method for at least partially autonomously operating a vehicle according to the invention by means of an electronic vehicle guidance system according to the invention, wherein the electronic vehicle guidance system sets at least one travel parameter, in particular a current travel speed of the vehicle, on the basis of the country assigned to the current position of the vehicle.
Weitere Ausführungsformen der weiteren erfindungsgemäßen Aspekte folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt. Insbesondere lassen sich einzelne Merkmale und entsprechende Erläuterungen sowie Vorteile bezüglich der verschiedenen Ausführungsformen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren analog auf entsprechende Ausführungsformen der weiteren erfindungsgemäßen Aspekte übertragen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße elektronische Fahrzeugführungssystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet oder programmiert. Insbesondere führt das erfindungsgemäße elektronische Fahrzeugführungssystem das erfindungsgemäße Verfahren durch.Further embodiments of the further aspects of the invention follow directly from the various embodiments of the method according to the invention, and vice versa. In particular, individual features and corresponding explanations as well as advantages relating to the various embodiments of the method according to the invention can be transferred analogously to corresponding embodiments of the further aspects of the invention. In particular, the electronic vehicle guidance system according to the invention is designed or programmed to carry out a method according to the invention. In particular, the electronic vehicle guidance system according to the invention carries out the method according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von der Erfindung umfasst sein. Es können insbesondere auch Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst sein, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es können darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst sein, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures The invention may encompass features and combinations not only in the combination specified, but also in other combinations. In particular, the invention may encompass embodiments and combinations of features that do not have all the features of an originally formulated claim. Furthermore, the invention may encompass embodiments and combinations of features that go beyond or deviate from the combinations of features set forth in the claims' references.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.The invention is explained in more detail below with reference to specific embodiments and associated schematic drawings. In the figures, identical or functionally equivalent elements may be provided with the same reference numerals. The description of identical or functionally equivalent elements may not necessarily be repeated for different figures.
Ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung die Rede davon, dass eine Komponente dazu eingerichtet, ausgebildet, ausgelegt, oder dergleichen ist, eine bestimmte Funktion auszuführen oder zu realisieren, eine bestimmte Wirkung zu erzielen oder einem bestimmten Zweck zu dienen, so kann dies derart verstanden werden, dass die Komponente, über die prinzipielle oder theoretische Verwendbarkeit oder Eignung der Komponente für diese Funktion, Wirkung oder diesen Zweck hinaus, durch eine entsprechende Anpassung, Programmierung, physische Ausgestaltung und so weiter konkret und tatsächlich dazu in der Lage ist, die Funktion auszuführen oder zu realisieren, die Wirkung zu erzielen oder dem Zweck zu dienen.If, within the scope of the present disclosure, it is stated that a component is configured, designed, constructed, or the like to perform or realize a specific function, to achieve a specific effect, or to serve a specific purpose, this can be understood to mean that the component, beyond the fundamental or theoretical usability or suitability of the component for this function, effect, or purpose, is concretely and actually capable of performing or realizing the function, achieving the effect, or serving the purpose through appropriate adaptation, programming, physical design, and so on.
In den Figuren zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektronischen Fahrzeugführungssystem; -
2 eine schematische Darstellung eines zweidimensionalen Abbilds einer Umgebung (hier Deutschland und Bereiche angrenzender Länder), umfassend eine Vielzahl an Zellen; -
3 eine schematische Darstellung von Grenzabschnitten einer Landesgrenze (hier von Deutschland), beschrieben durch Knoten und Verbindungslinien; -
4 schematische Darstellungen von beispielhaft in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern um aktuelle Fahrzeugpositionen erzeugten Umkreisen oder Bereichen; -
5 eine schematische Darstellung einer Fahrsituation an einem Grenzübergang; -
6 schematische Darstellungen der Ermittlung einer räumlichen Beziehung zwischen einem Fahrzeug und einem Strukturelement mittels geometrischer Methoden; -
7 eine weitere schematische Darstellung einer Fahrsituation an einem Grenzübergang, wobei ein Grenzabschnitt durch ein Polynom angenähert ist; und -
8 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Zuordnen einer aktuellen Position eines Fahrzeugs zu einem Land in einer Umgebung des Fahrzeugs.
-
1 a schematic representation of a vehicle with an electronic vehicle guidance system; -
2 a schematic representation of a two-dimensional image of an environment (here Germany and areas of neighboring countries), comprising a plurality of cells; -
3 a schematic representation of border sections of a national border (here of Germany), described by nodes and connecting lines; -
4 schematic representations of circles or areas generated around current vehicle positions as a function of various parameters; -
5 a schematic representation of a driving situation at a border crossing; -
6 schematic representations of the determination of a spatial relationship between a vehicle and a structural element using geometric methods; -
7 a further schematic representation of a driving situation at a border crossing, with a border section being approximated by a polynomial; and -
8 a schematic representation of a method for assigning a current position of a vehicle to a country in an environment of the vehicle.
Das Fahrzeug 10 weist ein elektronisches Fahrzeugführungssystem 12 auf. Im dargestellten Beispiel umfasst das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 mehrere Sensorsysteme 14, welche jeweils mehrere Sensoren umfassen können, die der Übersichtlichkeit halber nicht im Einzelnen dargestellt sind. Bei den Sensorsystemen 14 kann es sich um Umfeldsensorsysteme handeln, die beispielsweise dazu ausgebildet sein können, eine Position und/oder eine Orientierung des Fahrzeugs 10 zu erfassen. Hierzu können beispielsweise optische oder akustische Umfeldsensorsysteme, beispielsweise Kamerasensorsysteme und/oder Ultraschallsensorsysteme, gehören. Bevorzugt umfasst das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 auch ein globales Positionierungssystem, kurz GPS, um eine globale Position des Fahrzeugs 10 zu ermitteln.The
Das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 kann zudem eine Kommunikationsschnittstelle 16 umfassen, die dazu ausgebildet sein kann, eine drahtlose Kommunikationsverbindung 18 zu einer fahrzeugexternen Rechenvorrichtung 20 herzustellen und zu betreiben. Mittels der Kommunikationsverbindung 18 kann ein Datenaustausch zwischen dem Fahrzeug 10 bzw. dem elektronischen Fahrzeugführungssystem 12 und der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung 20 durchgeführt werden. So kann beispielsweise eine Information über eine aktuelle Position des Fahrzeugs 10 an die Rechenvorrichtung 20 übertragen werden. Andererseits kann von der Rechenvorrichtung 20 eine Information bezüglich eines an der aktuellen Position geltenden Ländercodes an das Fahrzeug 10 bzw. das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 übermittelt werden.The electronic
Das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 kann außerdem eine fahrzeuginterne, insbesondere nicht-flüchtige Speichereinheit 22, eine Anzeigevorrichtung 24 und eine Steuereinrichtung 26 zum Ansteuern eines oder mehrerer Aktuatoren des Fahrzeugs 10 umfassen. Die Anzeigevorrichtung 24 kann beispielsweise einen oder mehrere Bildschirme oder Displays umfassen, die für einen Insassen des Fahrzeugs 10 Assistenzanzeigen darstellen können, die durch das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 erzeugt werden können. Zu der Anzeigevorrichtung 24 können auch Aktuatoren gehören, die für den Insassen eine haptische und/oder akustische Begleitung eines durch das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 durchgeführten Fahrmanövers des Fahrzeugs 10 bereitstellen können. Mittels der Steuereinrichtung 26 können mehrere weitere Aktuatoren des Fahrzeugs 10 zum Durchführen eines solchen Fahrmanövers angesteuert werden. Die Aktuatoren können eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs 10 beeinflussen, um das Fahrzeug 10 zumindest teilweise automatisch zu führen. Die Aktionen des elektronischen Fahrzeugführungssystems 12 können in einer fahrzeuginternen Rechenvorrichtung 28 koordiniert werden.The electronic
Die Verbindungen der einzelnen Komponenten des Fahrzeugführungssystems 12, so wie sie hier und im Folgenden beschrieben sind, sind in
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können einzelne Strukturelemente, also beispielsweise einzelne Grenzabschnitte, charakteristische Merkmale oder Standorte oder POls in der Umgebung 30, den Zellen 32 zugeordnet werden. Auch kann eine Zelle 32 als solche als ein Strukturelement im Sinne der vorliegenden Erfindung definiert werden. Ergibt eine Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeugs 10, dass es sich innerhalb einer der Zellen 32 befindet, so kann der aktuellen Position gemäß dem in
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der linken oder westlichen Seite der Verbindungslinie 36 der Ländercode Frankreichs zugeordnet werden, während der östlichen oder rechten Seite der Ländercode Deutschlands zugeordnet werden kann. Ergibt eine Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeugs 10, dass es sich auf der östlichen Seite der Verbindungslinie 36 befindet, so kann der aktuellen Position gemäß dem in
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Zuordnen des Landes zu der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 auch das Zuordnen desselben Landes zu zukünftigen Positionen 38 des Fahrzeugs 10 innerhalb dieses Umkreises 40 umfassen.According to one embodiment of the method according to the invention, the assignment of the country to the
Wie erwähnt, kann ein Umkreis 40 auf eine Anfrage hin von der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung 20 bereitgestellt werden. Dabei kann die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 berücksichtigen, wie weit die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 von der nächstgelegenen Landesgrenze oder auch von einer gemäß einer geplanten Streckenführung in Zukunft zu überfahrenden Landesgrenze entfernt ist. Um der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung 20 diese Berücksichtigung zu ermöglichen, kann die Anfrage beinhalten, dass das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10, beispielsweise in der Form von globalen Koordinaten, an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 übermittelt. Stellt die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 daraufhin fest, dass das Fahrzeug 10 aktuell weiter als ein vorgegebener Schwellenwert, beispielsweise weiter als 50 km, von der Landesgrenze entfernt ist, kann der Umkreis 40 so groß wie möglich gewählt werden, ohne die Landesgrenze zu schneiden. Demnach kann das Fahrzeug 10 eine möglichst lange Strecke innerhalb des Umkreises 40 zurücklegen. Erreicht das Fahrzeug 10 die Grenze des Umkreises 40 kann erneut eine Anfrage an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 ausgelöst werden, die die Forderung beinhaltet, dem Fahrzeug 10 mitzuteilen, welcher Ländercode an seiner jetzt aktuellen Position 38 gilt. Das Erreichen der Grenze des Umkreises 40 ist in der mittleren Spalte der
Alternativ oder zusätzlich kann dem Grenzübergang 42 der
Bevorzugt bildet der Grenzübergang 42 dabei den Ursprung eines gemeinsamen Koordinatensystems mit dem Fahrzeug 10. Dies ermöglicht eine einfache Feststellung der räumlichen Beziehung von Fahrzeug 10 und Grenzübergang 42 zueinander. Wird festgestellt, dass das Fahrzeug 10 in den Umkreis 44 eindringt, kann ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug 10 weiter auf den Grenzübergang 42 zubewegt. Dies kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass ein Bewegungsvektor 48 (siehe
Auf ähnliche Art kann festgestellt werden, ob sich das Fahrzeug 10 nach dem Grenzübertritt von dem Grenzübergang 42 wegbewegt. Diese Situation ist schematisch auf der rechten Seite der
Im Zusammenhang mit den Ausführungen zu
In einem Schritt S1 werden Kartendaten zu der Umgebung 30 bereitgestellt, wobei die Kartendaten Koordinaten von Strukturelementen in der Umgebung 30 umfassen. In einem Schritt S2 wird eine Datenstruktur zum Zuordnen eines jeweiligen Strukturelements zu einem jeweiligen Land und zum Zuordnen eines dem jeweiligen Land zugeordneten Ländercodes zu dem jeweiligen Strukturelement erstellt. In einem Schritt S3 werden aktuelle Positionsdaten des Fahrzeugs 10 erfasst, wobei die aktuellen Positionsdaten die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 in der Umgebung 30 beschreiben. In einem Schritt S4 wird die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 zu einem jeweiligen Strukturelement zugeordnet. Außerdem erfolgt ein Auslesen und/oder Bestimmen und/oder Ermitteln des dem jeweiligen Strukturelement zugeordneten Ländercodes aus der Datenstruktur. In einem Schritt S5 wird der dem jeweiligen Strukturelement zugeordnete Ländercode zu der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 zugeordnet. Schließlich wird in einem Schritt S6 auf Grundlage des der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 zugeordneten Ländercodes die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 zu dem dem Ländercode entsprechenden Land in der Umgebung 30 des Fahrzeugs 10 zugeordnet.In a step S1, map data relating to the
Die beschriebene Lösung kann also umfassen
- - erstens: unter Verwendung verfügbarer Kartendaten, die die vom System abzudeckende Region abdecken, z. B. die EU27-Länder für ein System zur Unterstützung von GSR ISA in der EU, eine Datenstruktur zu erstellen, die Orte in der Region auf eine Liste von Ländercodes abbildet, mit typischerweise einem solchen Ländercodewert pro unterstütztem Land in der Region;
- - zweitens: Konvertierung dieser Datenstruktur in eine für die Zwecke der Erfindung optimierte Datenstruktur, die eine geringe Größe hat und die es ermöglicht, eine Art ortsbezogene Suche nach dem Ländercode effizient durchzuführen;
- - drittens: Speichern dieser optimierten Datenstruktur mit geringer Größe in einem nichtflüchtigen Speicher des Zielgeräts, in dem die Ländercode-Informationen benötigt werden;
- - viertens: wenn das Fahrzeug in Betrieb ist bzw. sich bewegt bzw. wenn die Ländercode-Informationen verfügbar sein sollen, einige Standortdaten sammeln, unter Verwendung eines Standortdatendienstes, der im Fahrzeug ohnehin für andere Zwecke verfügbar ist, z. B. Koordinateninformationen von einem globalen Positionierungssystem sammeln, das in einem Auto installiert ist, weil es Teil des üblichen E-Call-Systems in diesem Auto ist;
- - fünftens: Verwendung dieser Standortdaten mit Hilfe eines Computers und eines Algorithmus, der einige Daten aus der optimierten Datenstruktur ausliest und die aktuellen Länderinformationen zur Verwendung z. B. als Teil eines GSR ISA-Systems generiert.
- - first, using available map data covering the region to be covered by the system, e.g. the EU27 countries for a system supporting GSR ISA in the EU, create a data structure mapping locations in the region to a list of country codes, with typically one such country code value per supported country in the region;
- - secondly, converting this data structure into a data structure optimized for the purposes of the invention, which is small in size and which allows a kind of location-based search for the country code to be carried out efficiently;
- - third: storing this optimized data structure with a small size in a non-volatile memory of the target device where the country code information is required;
- - fourth, when the vehicle is in operation or moving, or when the country code information should be available, collect some location data, using a location data service that is already available in the vehicle for other purposes, e.g., collecting coordinate information from a global positioning system installed in a car because it is part of the usual e-call system in that car;
- - fifth, using this location data with the help of a computer and an algorithm that extracts some data from the optimized data structure and generates the current country information for use, for example, as part of a GSR ISA system.
Wie beschrieben, ist es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, die Datenstruktur als ein zweidimensionales Abbild der Umgebung 30 zu erzeugen, das durch Zellen 32 unterteilt ist. Mit anderen Worten kann also zunächst eine Art 2D-Bild erzeugt werden, das die Umgebung 30 mit einem 2D-Gitter aus kleinen Quadraten oder Zellen 32 abdeckt, z. B. jedes Quadrat mit einer Größe von etwa 100 m auf 100 m, was eine einfache Zuordnung von Koordinaten, beispielsweise der Koordinaten eines Strukturelements, zu einem bestimmten kleinen Quadrat ermöglicht. Ein einfacher Ansatz der Zuordnung besteht darin, jedes dieser Quadrate nicht wirklich zu einem Quadrat zu machen, sondern zu einem bestimmten Bereich innerhalb des Längen-/Breitengradkoordinatensystems. Dies bedeutet ungleiche Größen, da „Quadrate“ in Polnähe kleiner sind als Quadrate in Äquatornähe, aber z.B. für eine Anwendung in Mitteleuropa sollte dies in Ordnung sein. Die „Kanten“ der Quadrate könnten z.B. als Grad mit 3 Dezimalstellen definiert werden.As described, according to one embodiment of the invention, the data structure is generated as a two-dimensional image of the
Dann kann für jedes Quadrat der Ländercode ermittelt und im 2D-Bild gespeichert werden, d. h. der Wert jedes „Pixels“ ist der Ländercode für die durch dieses Quadrat erfasste Region. Wenn sich ein Quadrat über Gebiete aus mehreren Ländern erstreckt, kann wie beschreiben eines davon ausgewählt und das Quadrat als Ganzes diesem Land zugeordnet werden. Ein einfacher Ansatz besteht darin, denjenigen Ländercode auszuwählen, bei dem das Land im Vergleich zu den angrenzenden Ländern den größten Teil des Quadrats abdeckt, oder (besser) das Land auszuwählen, das den größten Anteil an öffentlichen Straßen innerhalb dieses Quadrats hat, oder (noch besser) die öffentlichen Straßen für diesen Ansatz nach der erwarteten Verkehrsdichte zu gewichten, um die Wahrscheinlichkeit einer falschen Zuordnung eines Fahrzeugs 10 im Verkehr zu einem Ländercode insgesamt zu minimieren.The country code can then be determined for each square and stored in the 2D image, i.e., the value of each "pixel" is the country code for the region covered by that square. If a square spans areas from multiple countries, one of them can be selected, as described, and the square as a whole can be assigned to that country. A simple approach is to select the country code for which the country covers the largest part of the square compared to the neighboring countries, or (better) to select the country that has the largest proportion of public roads within that square, or (even better) to weight the public roads for this approach according to the expected traffic density in order to minimize the probability of incorrectly assigning a
Anschließend kann dieses 2D-Bild komprimiert werden, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, dass benachbarte Zellen 32 in den meisten Fällen denselben Ländercode enthalten. Vorzugsweise sollte das komprimierte Format den Zugriff auf einzelne Zellen 32 mit Hilfe eines Parsing-Algorithmus ermöglichen, ohne dass zunächst das gesamte 2D-Bild dekomprimiert werden muss, da dies vorübergehend eine große Menge an Arbeitsspeicher beanspruchen würde.This 2D image can then be compressed, taking advantage of the fact that neighboring
Wenn eine Aktualisierung des Ländercodes erwünscht ist, beispielsweise, weil in der Zwischenzeit eine große Strecke mit dem Fahrzeug 10 zurückgelegt wurde, kann die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 ermittelt werden, z. B. von einem GPS-System. Die Koordinaten der aktuellen Position 38 können dann in das Koordinatensystem des 2D-Bildes konvertiert werden, auf einen 2D-Satz ganzzahliger Pixel-Koordinaten gerundet werden und mittels des erwähnten Parsing-Algorithmus ausgelesen werden, um den Ländercode-Wert für das Pixel aus der komprimierten Datenstruktur zu erhalten. Dieser Ländercode kann dann als Ergebnis ausgegeben werden.If an update of the country code is desired, for example, because a large distance has been traveled by
Wie beschrieben, kann eine weitere Ausführungsform vorsehen, ein Netz zur geometrischen Nachbildung eines Grenzverlaufs zwischen zwei oder mehr Ländern zu erzeugen. Ein weiterer möglicher Ansatz für die Erstellung und Nutzung der kompakten Datenstruktur besteht also darin, eine Struktur zu erstellen, die die Geometrie der relevanten Grenzen als Netz/Graph mit Punkten/Knoten 34 an bestimmten Orten und mit Kanten/Verbindungen 36 zwischen den Punkten beschreibt, und dann auf diese Struktur zur Identifizierung des aktuellen Ländercodes zuzugreifen.As described, another embodiment may provide for creating a network for geometrically replicating a border between two or more countries. Another possible approach for creating and using the compact data structure is to create a structure that describes the geometry of the relevant borders as a network/graph with points/
Dazu können zunächst mehrere Begrenzungskoordinaten mit der erforderlichen Auflösung auf der Grundlage der anwendungsspezifischen Genauigkeitsanforderungen ermittelt und diese Knoten 34 mit Kanten 36 für eine erste sehr grobe Darstellung verbunden werden, wobei für jeden Punkt oder Knoten 34 in der erstellten Datenstruktur der Standort und für jede Kante oder Verbindungslinie 36 die Ländercodes für „linke Seite“ und „rechte Seite“ gespeichert werden. Anschließend kann das Netz in eine kompakte Datenstruktur komprimiert werden, beispielsweise durch Interpolation einzelner Grenzabschnitte.To do this, several boundary coordinates can first be determined with the required resolution based on the application-specific accuracy requirements, and these
Für den Zugriff kann dann die Ego-Position 38 des Fahrzeugs 10 ermittelt und der nächstgelegene Nachbarpunkt 34 gefunden werden. Dann können die angrenzenden Punkte 34 identifiziert und die Verbindungslinien 36 gesucht werden, die durch den nächsten Nachbarn und den angrenzenden Punkt gebildet werden. Dann kann berechnet werden, auf welcher Seite dieser Kanten die Ego-Position 38 liegt. Dann können die Ländercodes für diese Seite ausgelesen werden und es kann der resultierende einzelne Ländercode aus all diesen Informationen berechnet werden. Eine mögliche Verfeinerung dieses anderen Ansatzes besteht darin, dass die „schwere Arbeit“ der Ermittlung des nächsten Nachbarn aus allen Punkten der Karte nur einmal durchgeführt werden muss. Danach kann ein verfeinerter Algorithmus die Ergebnisse verwenden und entlang des Netzes „krabbeln“, und zwar nur einmal.For access, the
Ein weiterer Ansatz kann die Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzes für die Speicherung der kompakten „Karte“ und die Abfrage des Ländercodes umfassen, wobei das künstliche neuronale Netz zwei Koordinaten als Eingabe erhält und den Ländercode als Ausgabe erzeugt. Dieses Netz kann dann mit Daten aus der oben beschriebenen Positions-/Länderübersichtskarte trainiert werden. Um den Bedarf an Speicher und Rechenleistung zu minimieren, wird die Komplexität des Netzes (Anzahl der Schichten/Neuronen/Verbindungen) angepasst. Ausgehend von einer sehr kleinen Zahl an Schichten/Neuronen/Verbindungen kann diese erhöht werden, bis die Leistung gerade noch in Ordnung ist.Another approach could involve using an artificial neural network to store the compact "map" and query the country code. The artificial neural network receives two coordinates as input and produces the country code as output. This network can then be trained using data from the location/country overview map described above. To minimize memory and computational power requirements, the complexity of the network (number of layers/neurons/connections) is adjusted. Starting with a very small number of layers/neurons/connections, this can be increased until performance is just acceptable.
Optional kann ein Cloud-basierter Dienst implementiert werden, beispielsweise mit Hilfe einer fahrzeugexternen Rechenvorrichtung 20, der die beschriebene Datenstruktur nutzt und auf Anfrage den an der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 geltenden Ländercode ausgeben kann.Optionally, a cloud-based service can be implemented, for example with the aid of a vehicle-
In diesem Zusammenhang können, wenn das Fahrzeug 10 in Betrieb ist bzw. sich bewegt bzw. wenn die Ländercode-Informationen verfügbar sein sollen, einige Standortdaten für das Fahrzeug 10 gesammelt werden, indem ein Standortdatendienst verwendet wird, der im Fahrzeug 10 ohnehin für andere Zwecke verfügbar ist, z. B. Koordinateninformationen von einem globalen Positionierungssystem sammeln, das in einem Auto installiert ist, weil es Teil des üblichen E-Call-Systems in diesem Auto ist, was zu Informationen über die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 mit z. B. longitudinalen und lateralen globalen Koordinaten führt. Das Fahrzeug 10, beziehungsweise ein elektronisches Fahrzeugführungssystem 12 des Fahrzeugs 10 kann dann eine Anfrage an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 schicken, die die Koordinaten der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 enthält.In this context, when the
Die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 kann eine Antwort zurücksenden, die in Typ A und Typ B klassifiziert werden kann. Typ A Antworten enthalten geografische und geometrische Informationen über ein Gebiet, in dem sich das Fahrzeug 10 befindet und für das ein bestimmter Ländercode gilt. Typ A enthält z. B. den aktuellen Ländercode für das Fahrzeug 10 sowie den Mittelpunkt und den Radius eines Umkreises 40, wobei die in der Anfrage übermittelte aktuelle Position 38 innerhalb des Umkreises 40 liegt und möglicherweise der Mittelpunkt des Umkreises 40 ist. Auch andere Geometrien sind denkbar.The off-
Diese Antwort vom Typ A bedeutet, dass sich der Ländercode nicht ändert, solange sich das Fahrzeug 10 innerhalb dieses Umkreises 40 befindet. Dieser Umkreis 40 oder Radius ist in der Regel „so groß wie möglich“, damit diese Antwort einen möglichst großen Teil der künftigen Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 abdecken kann, d. h. er wird auf der Grundlage der nächstgelegenen relevanten Grenze des aktuellen Landes definiert. Es kann jedoch eine Obergrenze geben, und es kann einen Kompromiss geben, um eine effiziente Berechnung und/oder Suche nach diesem Radius zu ermöglichen, was ein effizienteres System auf Kosten eines etwas geringeren Radius als möglich ermöglicht.This type A response means that the country code does not change as long as the
Eine Antwort vom Typ A kann also gesendet werden, wenn sich das Fahrzeug 10 nicht in der Nähe einer Grenze befindet, wobei dieses „nicht in der Nähe“ durch einen festen Schwellenwert oder durch einen ausgefeilteren Algorithmus bestimmt werden kann.A type A response may therefore be sent if the
Eine Antwort vom Typ B kann denselben Ländercode und andere geografische Informationen enthalten, z. B. den beschriebenen Umkreis 40 oder Radius, sowie Informationen über einen oder mehrere nahegelegene Grenzübergänge 42, die von dem Ego-Fahrzeug 10 passiert werden können. Jede dieser Informationen über einen nahegelegenen Grenzübergang 42 kann den Ort dieses Grenzübergangs 42, optional eine Größe dieses Grenzübergangs 42, um ein Gebiet zu definieren, den Ländercode, wenn der Grenzübergang 42 genommen wird, und die ungefähre Richtung, in die dieser Grenzübergang 42 z.B. genommen werden muss, um das Ego-Fahrzeug 10 in das andere Land zu bringen, umfassen.A type B response may include the same country code and other geographical information, e.g., the described
Das elektronische Fahrzeugführungssystem 12, z. B. im Fahrzeug 10, nutzt den empfangenen Ländercode, um z. B. ein ISA-System für die Verwendung der richtigen Geschwindigkeitsbegrenzungen für verschiedene Straßentypen zu konfigurieren.The electronic
Optional kann durch das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 im weiteren Verlauf in vorbestimmten zeitlichen oder räumlichen Abständen der Abstand zwischen der letzten Ego-Position 38 und der aktuellen Ego-Position 38, als die Anfrage an den Cloud-Dienst gesendet wurde, erfasst werden. Dieser Abstand kann mit dem ermittelten Umkreis 40 verglichen werden. Wenn der Abstand größer als der Umkreis 40 ist, kann das System eine neue Anfrage an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 senden und das beschriebene Verfahren erneut durchführen.Optionally, the electronic
Optional kann, wenn die Antwort vom Typ B war, das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 später in einigen Intervallen ähnliche Entfernungsberechnungen in Bezug auf die angegebenen Standorte der nahe gelegenen Grenzübergänge 42 durchführen. Befindet sich das Ego-Fahrzeug 10 innerhalb des angegebenen Grenzübergangsbereichs 44, stellt das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 außerdem fest, wann das Ego-Fahrzeug 10 diesen Grenzübergangsbereich 44 verlässt. Zu diesem Zeitpunkt kann das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 prüfen, ob die Richtung der Ausfahrt mit der in der Meldung vom Typ B angegebenen Richtung, in der der Grenzübergang 42 genommen oder überfahren werden muss, um das Fahrzeug 10 in das andere Land zu bringen, übereinstimmt.Optionally, if the response was of Type B, the electronic
Wenn die Abfahrtsrichtung übereinstimmt, kann das elektronische Fahrzeugführungssystem 12 den neuen Ländercode annehmen, der in der Nachricht vom Typ B angegeben ist, und kann eine neue Anfrage an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 übermitteln.If the departure direction matches, the electronic
In der fahrzeugexternen Rechenvorrichtung 20 kann die Auswahl des Kreismittelpunkts und anschließend des Umkreises 40 an die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 in der Nähe einer Grenze angepasst werden. Befindet sich das Fahrzeug 10 weit von den Grenzen entfernt, kann die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 eine Nachricht des Typs A mit einem Umkreis 40 übermitteln, der ungefähr so groß wie möglich ist und in der Regel keine grenznahen Bereiche einschließt, da die Form eines Kreises in der Regel nicht gut mit der Geometrie einer Grenze übereinstimmt.In the off-
Befindet sich die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 in der Nähe einer Grenze, kann die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 einen Umkreis 40 übermitteln, der sicherstellt, dass nahe gelegene Grenzübergänge 42 korrekt behandelt werden.If the
Je nach Präzisionsbedarf kann entweder die Implementierung von Typ A oder die Verarbeitung einer Kombination aus beiden Meldungen in Betracht gezogen werden. Wenn nur Meldungen des Typs A übermittelt werden sollen, müssen die Bereiche des Typs A an den Landesgrenzen besonders behandelt werden. Nicht die Position 38 des Fahrzeugs 10 bestimmt dann die Dimensionen dieser Gebietsform, z. B. den Radius eines kreisförmigen Umkreises 40, sondern der Grenzübergangsbereich selbst.Depending on the precision required, either the implementation of Type A or the processing of a combination of both messages can be considered. If only Type A messages are to be transmitted, Type A areas at national borders must be treated specifically. It is not the
Beispielsweise können Grenzübergänge 42 wie folgt behandelt werden: Basierend auf der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 können Informationen über einen großen bzw. maximal großen Umkreis 40 durch die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 an das Fahrzeug 10 übertragen werden. Erreicht oder überschreitet das Fahrzeug 10 die Grenze am Grenzübergang 42, kann eine Gebietsanfrage an die fahrzeugexterne Rechenvorrichtung 20 gesendet werden. Diese kann eine neue Gebietsinformation übermitteln, die wiederum z. B. ein kreisförmiges Gebiet mit maximaler Größe enthält. Die Koordinaten der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 werden in den meisten Fällen nicht mit der Mitte dieses Gebiets übereinstimmen.For example,
Wie beschrieben, können bei der Zuordnung eines Landes zu einer aktuellen Position 38 eines Fahrzeugs 10 weitere Zusatzinformationen berücksichtigt werden. Dabei kann insbesondere eine räumliche Beziehung zwischen der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 und einem Strukturelement in der Umgebung 30, insbesondere einem Grenzübergang 42, berücksichtigt werden. Auch eine Änderung dieser räumlichen Beziehung kann berücksichtigt werden. Die räumliche Beziehung bzw. deren Änderung kann über Vektorbeziehungen verdeutlicht werden. Mit anderen Worten beschreibt eine Ausführungsform der Erfindung einen effizienten Ansatz zur Bestimmung des Landes, in dem sich das Fahrzeug 10 aktuell befindet, unter Verwendung gespeicherter Koordinaten von Strukturelementen oder Point of Interests (POls), der Koordinaten der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 und der Vektorbeziehungen des Fahrzeugs 10 in Bezug auf die POls in einem globalen Koordinatensystem.As described, additional information can be taken into account when assigning a country to a
Bevorzugt besteht hierzu Zugriff auf die aktuelle Position 38 des Fahrzeugs 10 in einem globalen Koordinatensystem. In dem globalen Koordinatensystem können zudem die Koordinaten möglicher Grenzübergänge 42 (der POls) gespeichert sein. Außerdem können gespeicherte Länderinformationen oder Ländercodes zu jeder Grenzübergangskoordinate gespeichert sein. Zusätzlich oder alternativ ist zu jeder Grenzübergangskoordinate eine Darstellung der zugehörigen Grenzlinie gespeicherte (z. B. Winkel der Grenzlinie) am Grenzübergang 42 oder die gespeicherte Darstellung des Richtungsvektors 48, 50 des Fahrzeugs 10 bei Bewegung auf einer vordefinierten Strecke.For this purpose, access is preferably available to the
Diese Variante kann vorsehen, dass beim Starten des Fahrzeugs 10 die Entfernung zum nächstgelegenen Grenzübergang 42 berechnet wird. Hierzu können die Koordinaten der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 und die Koordinaten des Grenzübergangs 42, der als Koordinatenursprung in einem globalen Koordinatensystem dienen kann, genutzt werden. Abhängig von der Entfernung zum Grenzübergang 42 kann die Häufigkeit der Entfernungsberechnung sowie die Bestimmung des aktuell geltenden Ländercodes angepasst werden. Der Eintritt des Fahrzeugs 10 in einen Umkreis 44 um den Grenzübergang 42 herum kann als Auslöser für die Durchführung verschiedener Berechnungsschritte dienen.This variant can provide for the distance to the nearest border crossing 42 to be calculated when the
Nach der erstmaligen Entfernungsberechnung kann, wenn das Fahrzeug 10 einen Entfernungsschwellenwert überschreitet, die räumliche Beziehung des Fahrzeugs 10 zum Koordinatenursprung oder zu den Koordinaten des Grenzübergangs 42, die ja den Koordinatenursprung bilden können, berechnet werden. Wenn die Vektorbeziehung ein Überschreiten der Landesgrenze impliziert, kann der Ländercode für die neue Ego-Position 38 aktualisiert werden.After the initial distance calculation, if the
Zusätzlich zu der oben beschriebenen Vorgehensweise können Koordinaten in Strukturelementen, beispielsweise Knoten 34 und deren Verbindungslinien 36, gespeichert werden, die einen Grenzverlauf zwischen zwei Ländern darstellen. Auf der Grundlage des geltenden Ländercodes beim Starten des Fahrzeugs 10 (der entweder konfiguriert oder beim Beenden der letzten Fahrsitzung gespeichert wurde) kann das nächstgelegene Strukturelement auf effiziente Weise ermittelt werden, z. B. durch Verwendung eines Indexierungs- und „Crawling“-Mechanismus an der Position des letzten nächstgelegenen Strukturelements. Wenn die Entfernung zum ermittelten nächstgelegenen Strukturelement einen bestimmten Schwellenwert (z. B. 500 km) überschreitet, kann die nächstgelegene Koordinate aller Strukturelemente (außer der oben beschriebenen vorrangigen) berechnet werden.In addition to the procedure described above, coordinates can be stored in structural elements, for example,
Eine alternative Lösung könnte darin bestehen, verschiedene Arten von Sonderzielen zu speichern und verschiedene Berechnungsschritte durchzuführen, um die Beziehung zwischen der aktuellen Position 38 des Fahrzeugs 10 und einer Landesgrenze zu bestimmen. Anstelle der Koordinaten des Grenzübergangs 42 könnten Strukturelemente gespeichert werden, die auf der Grenzlinie eines Landes verteilt sind. Alternativ oder zusätzlich könnte beispielsweise eine Spline-Interpolation zwischen Koordinaten von Strukturelementen durchgeführt werden, um eine Grenzdarstellung zu erstellen. Für Sonderziele kann ein lokales Koordinatensystem verwendet werden. Das lokale Koordinatensystem kann auf eine bestimmte Entfernung festgelegt werden, anhand derer der Grenzübergang 42 bestimmt werden kann.An alternative solution could be to store different types of points of interest and perform different calculation steps to determine the relationship between the
Wird das beschriebene System beispielsweise in einem Fahrzeug in Europa zur intelligenten Geschwindigkeitsunterstützung (ISA) im Sinne des GSR2-Gesetzes eingesetzt, so bietet es im Vergleich zu einem „Basissystem“, bei dem der Ländercode standardmäßig auf das Land eingestellt ist, in dem das Fahrzeug gekauft wurde, und der Fahrer die Möglichkeit hat, diese Einstellung manuell auf ein anderes Land zu ändern, einen besseren Komfort und/oder eine bessere Qualität der ISA-Geschwindigkeitsbegrenzungsausgabe. Bei einem solchen Basissystem muss der Fahrer, wenn das Fahrzeug häufig grenzüberschreitend eingesetzt wird, entweder häufige, lästige manuelle Anpassungen vornehmen, oder das ISA-System gibt falsche Geschwindigkeitsbegrenzungsinformationen aus, wenn der Erkennungsalgorithmus eine Fehlklassifizierung aufgrund einer falschen Ländercodeeingabe erhält.For example, if the described system is used in a vehicle in Europe for intelligent speed support (ISA) as defined by the GSR2 law, it offers greater convenience and/or better quality of the ISA speed limit output compared to a "basic system" in which the country code is set by default to the country in which the vehicle was purchased and the driver has the option of manually changing this setting to another country. With such a basic system, if the vehicle is frequently used across borders, the driver must either make frequent, tedious manual adjustments men, or the ISA system outputs incorrect speed limit information if the recognition algorithm receives a misclassification due to an incorrect country code input.
Darüber hinaus ist das beschriebene System billiger und verbraucht weniger Energie im Vergleich zu einem System, das einen klassischen Navigationskartenzugriff mit z. B. Erzeugung und Analyse einer ehorizon-Datenstruktur verwendet, wobei eine solche Karte/ein solches System entweder im Fahrzeug installiert oder in der Cloud als drahtloser Online-Ferndienst oder einer Kombination daraus verfügbar ist.Furthermore, the described system is cheaper and consumes less energy compared to a system that uses a classic navigation map access with, for example, generation and analysis of an horizon data structure, where such a map/system is either installed in the vehicle or available in the cloud as a wireless online remote service or a combination thereof.
Folglich kann der beschriebene Mechanismus zur Erkennung von Ländercodes als eigenständige Lösung betrachtet werden, die von anderen Systemen unabhängig ist (mit Ausnahme der erforderlichen Eingabe von Längen- und Breitenkoordinaten).Consequently, the described country code recognition mechanism can be considered a standalone solution, independent of other systems (except for the required input of longitude and latitude coordinates).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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