用數字地圖資料來校準所獲取的位置的方法和裝置制造方法及圖紙

提供一種計算機執行的、用數字地圖的至少一個道路部段來校準在運動過程中連續獲取的地理位置的方法。該技術的方法方案包括以下步驟：獲取當前位置；產生數學表達，該數學表達描述在獲取位置附近的數字地圖的至少一個道路部段的曲線走向；確定對應于所獲取的位置的、在數學表達上的位置；投影在該數學表達上確定的位置到所述至少一個道路部段上以確定對應于所獲取的位置的、在該數字地圖上的位置。還提供用數字地圖來校準在運動過程中連續獲取的地理位置的裝置和計算機程序產品。

【技術實現步驟摘要】
用數字地圖資料來校準所獲取的位置的方法和裝置
本公開內容總體涉及用所提供的數字地圖資料來校準所獲取的地理位置。本公開內容尤其涉及用數字地圖的道路部段來校準連續獲取的地理位置的技術。
技術介紹
在終端機(如導航儀或智能手機)上提供數字地圖，以描繪真實的道路網。道路網在此可以是指選定地理區域(如城市、城市區域、人口稠密區域、行政區、地區、鄉村、大陸)的所有可供行駛或可供行走的道路總和。為了將描繪道路網所需的數據量限制到存儲器和處理器資源有限的終端機可接受的程度，道路網在數字化時通常在道路形狀和交叉路口形狀顯示方面得以簡化。例如道路或路段的曲線走向可借助少量形狀點(shapepoints)非常近似地描繪。每個形狀點此時代表在數字地圖中的道路的地理位置。在相鄰形狀點之間的道路走向可通過線性內插來描述。在終端機中，數字地圖一般結合借助終端機位置傳感器實際獲取的位置一起顯示。通過這種方式，終端機使用者可隨時在地圖上看到實際位置和可能的位置變化。因此，使用者例如可以從地圖上知曉他恰好處于哪個路段以及其周圍有哪些道路。在描繪所獲取的位置時存在以下問題，車輛或使用者的借助位置傳感器獲取的沿道路的地理位置常常與存儲在數字地圖上的道路位置不一致。這種偏差的一個原因可能在于數字地圖簡化描繪道路網。但也可能出現路段被不精確或甚至錯誤地數字化。但是，在所獲取的位置與數字地圖上的道路描繪之間的差異也可能由不精確的位置確定造成(如源于借助GPS信號位置確定時的遮蔽效應)。為了獲得所獲取的位置與數字地圖之間的一致，此時采用下列比對方法：采用在數字地圖中描繪的道路來校準所獲取的位置?！坝脭底?span style='display:none'>地圖的道路校準所獲取的位置”在導航領域中稱為“地圖匹配”。通常，在校準所獲取的位置時選擇“距所獲取的位置最近”的道路或路段。這種校準方法的缺點是所獲取的位置簡單地依據相鄰道路、而不是依據實際行駛道路描繪在地圖中。這尤其可能出現在交叉路口附近，通常在這里多條道路緊密并排。如果除了位置還提供關于運動方向的信息，則在校準時也可考慮運動方向，在這里，所獲取的位置對應于一個在地圖中鄰近的路段，該路段基于其曲線形狀而最佳對應于該運動方向。方向信息的采用對于“道路網形狀只以粗略分辨率數字化”的地圖尤其不利。在這種情況下，數字地圖所展示的曲線走向總是可能偏離道路的實際曲線走向，由此一來，所獲取的位置恰好在偏離范圍內不一致且有誤地對應于數字化的路段。在每秒多次圖像更新(高達20幀/秒)的現代終端機中，即使是與數字地圖的較小匹配問題也會讓人很困擾。當車輛或使用者沿道路連續(即以恒速和恒定角速度)前進時，顛簸運動或甚至位置顯示突變造成在數字地圖上不均勻匹配的位置。這尤其能在圓直徑小(因而大曲率)的環島交通中看到。在這里通常能看到在數字地圖上的位置顯示的跳動或甚至暫時停頓，接著是位置顯示從環島交通的一個道路盡頭跳到另一個道路盡頭，雖然車輛或使用者只是持續前行。對于想要密切關注在終端機屏幕上的運動走向以更好定向的使用者來說，這種猛然運動或跳動讓人煩躁和困擾。
技術實現思路
提出一種用于用數字地圖資料校準所獲取的位置的改善技術。為了完成該任務，規定一種計算機執行的用于用數字地圖的至少一個道路部段來校準在運動中連續獲取的地理位置的方法。該方法包括以下步驟：獲取當前地理位置；產生數學表達，其表述靠近所獲取的位置的數字地圖的至少一個道路部段的曲線走向；確定在該數學表達上對應于該獲取位置的位置；將在數學表達上確定的位置投影到至少一個道路部段，以確定該數字地圖上的對應于該獲取位置的位置。數字地圖可以完全描繪一個地理區域(例如城市、密集區、地區或鄉村)的至少一個道路網。道路網可以是指該地區的所有(以機動車、自行車等)可供行駛和/或可供行走的道路(路徑)的總和。數字地圖的道路網例如借助數字節點數據(或簡稱節點)和數字道路棱邊數據(或簡稱道路棱邊)來完全描繪。以下，術語“道路棱邊數據”和“節點數據”歸屬于術語“數字地圖數據”。數字地圖數據能在地圖數據庫中被排組和存儲。所述節點可以被用于描繪交叉路口。每個節點對應于一個地理位置信息(即地理寬度、地理長度和可選的地理高度的與全球坐標系或局域坐標系相關的說明)和用于說明路口類型、路口形狀、路口幾何形狀等的屬性數據。道路棱邊一般被考慮用于描繪在相應兩個相鄰節點之間的路段。每個道路棱邊能對應于以下屬性數據，其例如明確說明道路類型、車道數量、沿路段的行進方向和/或其它道路特性。每個道路棱邊還可以對應于多個形狀點(也常被稱為“shapepoints”)，其描繪道路棱邊的曲線走向。具體說，路段的曲線走向(即曲率)通過一系列形狀點在數字地圖中描繪出，其中，每個形狀點包括一個位置信息(地理寬度、長度和/或高度)，其說明每個形狀點的與(全球或局域)地理坐標系相關的位置。相鄰形狀點之間的道路走向可以通過線性內插(簡化)來表示。顯然，越多形狀點存儲在地圖數據庫中以便使用曲線走向，那么在數字地圖中的道路或路段的曲線走向就被描繪得越精確。道路部段可以由一個或多個道路棱邊構成。因此，它能代表路段或道路。一個或多個道路部段的數學(例如分析或函數)表達的產生可以依據數字地圖數據來進行。當產生數學表達時，例如可以采用描繪至少一個道路的曲線走向的形狀點。作為其補充或替代，在產生數學表達時能采用針對該至少一個道路部段所提供的屬性數據。依據數字地圖數據的至少一個道路部段的數學表達可以在執行校準方法時動態(on-the-fly)產生?？梢蕴峁皠討B”產生的數學表達，以便將所獲取的位置繪制到數字地圖上。但數學表達因為大多分辨率低且輸出至屏幕的速度低而在大多數應用場合中無法直接在屏幕上被展示以顯示所獲取的位置。例如動態產生的數學表達可以由駕駛員輔助系統(如高級駕駛員輔助系統ADAS)來采用。通過動態產生，在某些應用場合不必在道路地圖中存儲道路部段或道路棱邊的數學表述，由此節省了存儲器空間?！爱a生用于至少一個道路部段的曲線走向的數學表達的步驟”可以包括依據配屬于至少一個道路部段的數字地圖數據產生至少一個道路部段的曲線走向的參數化。該參數化可以依據存儲于數字地圖數據中的且配屬于至少一個道路部段的形狀點來進行。例如可以如此產生該參數化，它近似計算或內插一系列形狀點。曲線走向參數化可以借助仿樣函數(例如二次冪或立方的B仿樣函數)、回旋曲線、環形軌跡、橢圓軌跡、Bézier曲線或其它曲線來進行?？傊?，如此選擇參數化，即它盡量平滑地描繪該道路部段的曲線走向(即無道路棱邊或非連續過渡)?！按_定對應于所獲取的位置的、在數學表達上的位置的步驟”可以依據所獲取的位置和/或所獲取的運動方向(例如動態地)來進行。根據一個變型，“確定對應于所獲取的位置的、在數學表達上的位置的步驟”可以包括至少一個以下的子步驟：產生經過所獲取的位置的且垂直于數學表達的第一投影直線；確定第一投影直線與數學表達相交的交點。如果可以確定數學表達上的多個交點，則確定一個最可信交點。作為確定最可信交點的準則，可以考慮交點距所獲取的位置的距離。如果除了所述位置外還有關于運動方向的信息，則作為附加準則或補充準則，可以考慮在交點處的運動方向與數學表達的曲線走向的偏差。隨后可確定以下交點作為最可信交點：該數學表達(參數化)具有與所獲取的運動方向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種計算機執行的、用數字地圖的至少一個道路部段來校準在運動過程中連續獲取的地理位置的方法，其包括以下步驟：獲取(S10)當前位置；產生(S20)數學表達，該數學表達描述了在所獲取的位置附近的數字地圖的至少一個道路部段的曲線走向，其中所述道路部段包括至少一個道路棱邊；確定(S30)對應于所獲取的位置的、在該數學表達上的位置，其中通過產生經過所獲取的位置的、且垂直于該數學表達的投影直線并將該投影直線與所述數學表達相交的交點確定為所述位置；和通過將所述投影直線與所述數字地圖的所述至少一個道路部段的至少一個道路棱邊相交的交點確定為對應于所獲取的位置的、在該數字地圖上的位置，來將在該數學表達上確定的位置投影(S40)到所述至少一個道路部段的至少一個道路棱邊上。

【技術特征摘要】
2014.11.19 DE 102014017083.71.一種計算機執行的、用數字地圖的至少一個道路部段來校準在運動過程中連續獲取的地理位置的方法，其包括以下步驟：獲取(S10)當前位置；產生(S20)數學表達，該數學表達描述了在所獲取的位置附近的數字地圖的至少一個道路部段的曲線走向，其中所述道路部段包括至少一個道路棱邊；確定(S30)對應于所獲取的位置的、在該數學表達上的位置，其中通過產生經過所獲取的位置的、且垂直于該數學表達的投影直線并將該投影直線與所述數學表達相交的交點確定為所述位置；和通過將所述投影直線與所述數字地圖的所述至少一個道路部段的至少一個道路棱邊相交的交點確定為對應于所獲取的位置的、在該數字地圖上的位置，來將在該數學表達上確定的位置投影(S40)到所述至少一個道路部段的至少一個道路棱邊上。2.根據權利要求1的方法，其中，所述至少一個道路部段的數學表達是在該方法中動態產生的。3.根據前述權利要求之一的方法，其中，所產生的數學表達包括：依據配屬于所述至少一個道路部段的數字地圖數據的、所述至少一個道路部段的參數化。4.根據權利要求3的方法，其中，所述參數化是至少依據存儲在該地圖數據內的形狀點來完成的。5.根據權利要求1的方法，其中，確定對應于所獲取的位置的、在數學表達上的位置的步驟是依據所獲取的位置和/或所獲取的運動方向來進行的。6.根據權利要求1的方法，其中，當存在多個交點時，確定最可信的交點。7.根據權利要求1的方法，其中，環島交通以圓來數學表達，其中心和圓直徑是依據對應于環島交通的數字地圖數據來確定的。8.根據權利要求7的方法，其中，對應于所獲取的位置的、在該圓上的位置是借助經過圓中心和所獲取的位置的投影直線來確定的。9.根據權利要求1的方法，其中，至少確定步驟和投影步驟是針對每次新獲取的位置而重復的。10.根據權利要求1的方法，還包括提供在數字地圖上確定的位置，以便在屏幕上圖形顯示。11.一種計算機可讀存儲介質，其中存儲有用于用數字地圖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：弗洛里安·巴特斯，
申請(專利權)人：伊萊比特汽車公司，
類型：發明
國別省市：德國,DE