匹配道路数据对象以生成和更新精确道路数据库的系统和方法技术方案

公开了一种用于生成和更新包含与道路对象、道路设施对象和地理对象中的至少一者有关的基于对象的信息的数字道路描述数据库的方法和系统。车辆沿其路径的多个区段收集环境数据，比如图像，从而生成至少包括地点信息和基于对象的详细信息的第三数据集。第三数据集被转发至服务器数据库。数据库识别多个车辆路径区段中的对象基准点的共同组并且生成用于匹配和/或配比涉及道路的同一部分的至少两个车辆路径区段中的至少一组对象基准点的配比功能。将相同的配比功能应用于同一车辆路径区段的所有其它第三数据集。数据库基于处理第三数据集来更新数据库中的第四数据集。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】匹配道路数据对象以生成和更新精确道路数据库的系统和方法
本专利技术涉及一种用于收集道路数据和道路附近的环境数据的方法和系统。将由多个车辆收集的驾驶相关对象数据与公共数据库匹配。本专利技术还涉及包含这些数据的数据库和用于构建这种数据库的方法。
技术介绍
为了优化车辆的运行以及为了提供新的特征和功能，现代车辆中集成了数量日益增加的传感器和处理器。在US6,353,785B1中，公开了一种用于车辆内计算机架构的方法和系统。计算架构包括数据网络，该数据网络由多个互相连接的处理器、对车辆周围的环境条件进行响应的第一组传感器、对车辆的硬件系统进行响应的第二组传感器、和包含代表车辆周围的地理区域中的地理特征的数据的地图数据库。车辆运行编程应用可尤其包括自适应巡航控制、自动呼救、以及障碍物和碰撞预警系统。在此实施例中，车辆需要数据网络上的连续通信，该数据网络有时可能在实际道路条件下中断。此外，需要精确的地图数据库。EP1219928A1公开了一种用于生成用于数字地图的路段的方法。配备有摄像机的车辆在一个道路区段上行驶。将捕获到的图像与GPS信息关联，以产生数字地图。为了生成道路地图，使用高度专业化的车辆。它们具有用于扫描道路的昂贵设备，其成本可能比车辆本身高得多。在扫描道路之后，需要对所取得的信息进行手工处理。这较昂贵的，劳动强度大，并且容易出错。因此，只能实现比较长的更新周期。
技术实现思路
本专利技术拟解决的问题在于改进已知的车辆、数据库和用于构建数据库的方法，所述数据库进一步向车辆提供充分的信息，以实现高度自动化驾驶(HAD)，或自主驾驶，或无人驾驶，或其它车辆控制应用，或精确车辆定位。问题的解决方案在独立权利要求中描述。从属权利要求涉及本专利技术的进一步改进。使用HAD或无人驾驶车辆的试验和模拟表明，需要非常详细地了解车辆的环境，特别是道路。这些数据可用于多种其它应用，比如远光辅助、速度建议、路拱/凹坑警告、经济驾驶、智能巡航控制、高级换挡、加速器踏板力反馈、智能能量管理、减振控制、高级缓速控制、冷却策略、紧急转向辅助、预览ESC、智能停车、红绿灯辅助和弯道速度警告。因此，希望以适度的成本或低成本提供道路和其它与驾驶相关对象的最新和最近数据。这种数据优选基于通过车辆中的传感器取得的数据。但是，理想情况是获取例如长距离中或弯道后方的超出传感器的能力之外的道路信息。这种信息可允许车辆的前瞻性控制。例如，如果车辆正在接近弯道后方的十字路口，则可降低车辆的速度，或在坡道之前选择不同档位。此外，这些传感器可能由于内部误差或环境条件而受损。例如，跟踪道路的摄像机可能由于雾或大雨而受损。在这种情况下，获得允许将所捕获的摄像机数据与已知信息关联的与道路有关的详细信息将是理想的。这样，可以正确地解释信息，否则这些信息将难以识别。例如，如果车辆精确地了解中心虚线的每条划线(标记)的位置和它离道路边界的精确距离，则即使摄像机图像非常嘈杂并且中心虚线难以检测，也仍然可以进行定位。如果可获得与道路和其它驾驶相关对象有关的足够详细、最新和可靠的信息，则可拓宽上述车辆应用的使用领域或可降低对车辆的传感器的要求，或车辆可配备较少或较廉价的传感器。此外，可以在传感器发生故障或受损的情况下进行驾驶。当今结合车辆移动的GNSS跟踪使用的道路的常规数字地图对于导航而言可能是足够的，但它们对于无人驾驶车辆而言不够详细。使用专业扫描车扫描道路能提供多得多的细节，但这极为复杂、耗时和昂贵。因此，更新周期可能长达数年。放眼全球，道路基础设施本身不会快速地改变，因为道路建设昂贵而且耗时。任何两个点之间的道路将长时间保留，但是道路细节可能快速改变。因此，希望以及时的方式提供足够详细和精确的道路信息或道路特性数据。生成和更新精确的道路特性数据库的优选实施例的基本概念是两步对象数据处理，其中第一对象处理步骤由车辆完成并且第二对象数据处理步骤由服务器数据库完成。在第一实施例中，标准生产车辆使用其传感器来收集多个环境数据集，处理它们，并与服务器上的精确道路特性数据库通信，以提高其收集的数据的品质并为服务器数据库提供更新的环境信息。通常，信息主要基于对象，并与驾驶相关对象如道路对象、道路设施对象、地理对象或另外的对象有关。道路对象优选地与道路自身有关。它可以描述道路的基本特征，比如宽度、方向、弯曲情况、每个方向上的车道数量、车道宽度、表面结构。它还可描述特定细节，比如路缘石、中心线，甚至中心虚线的每条划线，或其它标记，比如人行横道或停止线。道路设施对象与道路设施——也称为街道设施——相关。道路设施可包括出于各种目的安装在街道和道路上的对象和设备。它可包括长凳、路障、护栏、邮箱、电话亭、路灯、红绿灯、交通标志、公交车站、电车站、出租车招呼站、公共雕塑和果皮箱。地理对象可以是任何静止物体，例如但不限于建筑物、河流、湖泊或山脉。另外的对象可以是未落入上述类别之一中但也与驾驶相关的对象。这些对象可以是树、石头、墙壁或其它靠近道路的障碍物。它们也可包括结构如壕沟、平面和可被考虑用于规划替代紧急出口或碰撞避免路径的其它结构。车辆可以是小汽车、卡车、摩托车或任何其它用于沿一路径在道路上行驶的装置。本文以一种车辆为例描述实施例，但所述实施例通常可应用于多种车辆。车辆优选地具有一定数量的传感器，例如但不限于摄像机系统，比如可适合于捕获可见和/或红外图像的CCD摄像机。优选地设置简单的单目摄像机。或者，可使用立体摄像机，其可具有彼此隔离开地安装的两个成像传感器。可存在更多传感器，比如雷达传感器、激光传感器、红外传感器、超声换能器或其它环境传感器。尽管优选的是传感器沿行驶方向取向，但是它们也可沿其它方向取向，比如车辆的侧方或后方。更优选的是，车辆具有至少一个计算机或多个计算机，以及存储器和用于执行本文描述的方法的软件。最优选地，计算机具有用于处理传感器信号的足够的处理能力和内存。此外，车辆优选地具有用于在通信网络上通信的通信装置，所述通信网络可以是例如但不限于移动通信网络、Wi-Fi、卫星广播或任何其它类型的网络，其甚至可以是有线网络。一般而言，车辆与服务器数据库之间的通信通过这种通信装置来建立。车辆可根据可用性或成本而使用不同的通信方式，比如在途中使用移动通信网络并且在热点附近或在家中使用Wi-Fi。还称为服务器数据库(如果未以其它方式提及的话)的精确道路特性数据库优选地由服务提供商提供并且优选地被托管/设置在多个主机系统上。它可以是中央数据库，但优选地被分割成例如通过地理区域分隔的多个子数据库。优选地，数据库管理程序与服务器数据库连接。最优选地，数据库管理程序包括与子数据库连接的多个子管理程序。优选地，服务器数据库具有合适的网络连接如互联网连接以与车辆通信。在一替代实施例中，与车辆的通信可经由第三方通信系统如车辆制造商的后端来执行。带宽应当足够大，以同时与大量车辆通信。优选地，通信被压缩和/或加密。优选地，服务器数据库包括物理数据存储器——其可以位于特定服务器地点、基于云的共享基础设施、各途径的组合或类似实施例中——以及用于管理数据存储器和数据流的软件。这里，术语服务器数据库用来指所有广义上相关的系统。这可包括计算机系统、物理存储器或基于云的共享基础设施、数据库引擎、数据库管理程序和用于处理数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于利用由至少一个车辆(110)在沿道路上的一路径行驶时收集的数据来生成数字式驾驶相关对象数据集以更新精确道路特性数据库(122)的方法，所述数据库(122)存储有包括驾驶相关对象数据的数据集，所述驾驶相关对象数据至少包括地点信息、可选的对象基准点以及与至少一个驾驶相关对象如道路对象(310，311)、道路设施对象(370，371，372)、地理对象或与驾驶相关的另外的对象有关的基于对象的详细信息，所述方法包括以下步骤：a)所述至少一个车辆(110)基于由所述车辆(110)的至少一个传感器(210)收集的信息来生成(554)沿所述路径的各区段的至少一个环境数据集，所述环境数据集与驾驶相关对象、道路设施和地理对象中的至少一者相关，b)所述至少一个车辆(110)通过评估所述至少一个环境数据集并基于评估结果生成(555)驾驶相关对象数据的至少一个第二数据集来执行对象数据处理，c)所述至少一个车辆(110)生成(556)并转发(557)与车辆路径的各区段中的相应一个区段相关的至少一个第三数据集，所述车辆(11)决定或已被请求向所述数据库(122)报告所述至少一个第三数据集，所述第三数据集包含第二数据集和/或第二数据集与由所述车辆(110)接收并存储的第一数据集之间的差别和/或部分环境数据集，d)通过所述数据库(122)接收并存储(558)所述至少一个第三数据集，e)所述数据库(122)通过它们相关的第三数据集识别(570)与所述道路的一部分相关的多个第一车辆路径区段，所识别的路径区段至少部分地彼此重叠，f)所述数据库(122)基于所述第三数据集中所包含的地点信息来执行与涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段相关的第三数据集中的驾驶相关对象的第一粗配比步骤，g)所述数据库(122)识别(571)每个车辆路径区段中的多个对象基准点，h)所述数据库生成(572)涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段中的至少两个车辆路径区段中的至少一组对象基准点，每组包括相同的对象基准点，并且i)所述数据库(122)生成(573)用于匹配和/或配比涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段中的所述至少两个车辆路径区段中的所述至少一组对象基准点和/或相关对象的配比功能，并且将相同的配比功能应用(574)于相同的至少两个车辆路径区段的所有其它第三数据集，以生成或更新(560)包含驾驶相关对象数据的第四数据集。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.11 EP 15180625.41.一种用于利用由至少一个车辆(110)在沿道路上的一路径行驶时收集的数据来生成数字式驾驶相关对象数据集以更新精确道路特性数据库(122)的方法，所述数据库(122)存储有包括驾驶相关对象数据的数据集，所述驾驶相关对象数据至少包括地点信息、可选的对象基准点以及与至少一个驾驶相关对象如道路对象(310，311)、道路设施对象(370，371，372)、地理对象或与驾驶相关的另外的对象有关的基于对象的详细信息，所述方法包括以下步骤：a)所述至少一个车辆(110)基于由所述车辆(110)的至少一个传感器(210)收集的信息来生成(554)沿所述路径的各区段的至少一个环境数据集，所述环境数据集与驾驶相关对象、道路设施和地理对象中的至少一者相关，b)所述至少一个车辆(110)通过评估所述至少一个环境数据集并基于评估结果生成(555)驾驶相关对象数据的至少一个第二数据集来执行对象数据处理，c)所述至少一个车辆(110)生成(556)并转发(557)与车辆路径的各区段中的相应一个区段相关的至少一个第三数据集，所述车辆(11)决定或已被请求向所述数据库(122)报告所述至少一个第三数据集，所述第三数据集包含第二数据集和/或第二数据集与由所述车辆(110)接收并存储的第一数据集之间的差别和/或部分环境数据集，d)通过所述数据库(122)接收并存储(558)所述至少一个第三数据集，e)所述数据库(122)通过它们相关的第三数据集识别(570)与所述道路的一部分相关的多个第一车辆路径区段，所识别的路径区段至少部分地彼此重叠，f)所述数据库(122)基于所述第三数据集中所包含的地点信息来执行与涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段相关的第三数据集中的驾驶相关对象的第一粗配比步骤，g)所述数据库(122)识别(571)每个车辆路径区段中的多个对象基准点，h)所述数据库生成(572)涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段中的至少两个车辆路径区段中的至少一组对象基准点，每组包括相同的对象基准点，并且i)所述数据库(122)生成(573)用于匹配和/或配比涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段中的所述至少两个车辆路径区段中的所述至少一组对象基准点和/或相关对象的配比功能，并且将相同的配比功能应用(574)于相同的至少两个车辆路径区段的所有其它第三数据集，以生成或更新(560)包含驾驶相关对象数据的第四数据集。2.一种用于利用由至少一个车辆(110)在沿道路上的一路径行驶时收集的数据来生成数字式驾驶相关对象数据集以更新精确道路特性数据库(122)的方法，所述数据库存储有包括驾驶相关对象数据的数据集，所述驾驶相关对象数据至少包括地点信息、可选的对象基准点以及与至少一个驾驶相关对象如道路对象(310，311)、道路设施对象(370，371，372)、地理对象或与驾驶相关的另外的对象有关的基于对象的详细信息，所述方法包括以下步骤：a)所述至少一个车辆(110)基于由所述车辆(110)的至少一个传感器(210)收集的信息来生成(554)沿所述路径的各区段的至少一个环境数据集，所述环境数据集与驾驶相关对象、道路设施和地理对象中的至少一者相关，b)所述至少一个车辆(110)通过评估所述至少一个环境数据集并基于评估结果生成(555)驾驶相关对象数据的至少一个第二数据集来执行对象数据处理，c)所述至少一个车辆(110)收集并存储由所述至少一个车辆生成(555)的多个第二数据集，d)所述至少一个车辆(110)通过它们相关的第二数据集识别(570)与所述道路的一部分相关的多个第一路径区段，所识别的路径区段至少部分地彼此重叠，e)所述至少一个车辆基于所述第二数据集中所包含的地点信息来执行与涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段相关的第二数据集中的驾驶相关对象的第一粗配比步骤，f)所述至少一个车辆(110)识别(571)每个路径区段中的多个对象基准点，g)所述至少一个车辆(110)生成(572)涉及道路的同一部分的多个第一路径区段中的至少两个车辆路径区段中的至少一组对象基准点，每组包括相同的对象基准点，并且h)所述至少一个车辆(110)生成(573)用于匹配和/或配比涉及道路的同一部分的多个第一车辆路径区段中的至少两个车辆路径区段中的所述至少一组对象基准点和/或相关对象的配比功能，并且将相同的配比功能应用(574)于相同的至少两个车辆路径区段的所有其它第二数据集，以生成或更新包含驾驶相关对象数据的本地数据库的第二数据集。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据库(122)连同在步骤d)中接收和存储(558)的第三数据集一起使用预先存储在所述数据库中的第三数据集。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述车辆(110)从所述数据库(122)接收第一数据集，所述第一数据集是来自第四数据集的选集，并且所述车辆(110)连同在步骤b)中生成的第二数据集一起使用这些第一数据集。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述车辆(110)利用图像传感器、红外传感器、激光扫描仪、超声换能器、雷达传感器和RF信道传感器中的至少一者来收集(55...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·蒂洛，P·巴尔纳德，J·赫布斯特，R·J·伦宁格尔，F·弗尔斯特灵，
申请(专利权)人：大陆汽车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE