本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨立權(quán)利要求的內(nèi)容所述的裝置和方法。本發(fā)明的內(nèi)容也是計算機程序。

背景技術(shù)：

一些用于高度自動的行駛、機器人和增強現(xiàn)實的系統(tǒng)可以例如基于對高精度測量的地標的分析。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在所述背景下，以在此所述的方案提出下述方法，此外提出一種使用所述方法中的至少一種方法的裝置、以及最后提出一種相應的根據(jù)獨立權(quán)利要求所述的計算機程序。通過在從屬權(quán)利要求中實施的措施可以實現(xiàn)在獨立權(quán)利要求中給出的裝置的有利的擴展方案和改進方案。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以特別是提供用于定位的優(yōu)化的地標獲取，例如基于預先存在的標記和自身位置的幾何關(guān)系提供所述地標獲取。可以特別是提供對用于對高度自動的行駛、機器人和增強現(xiàn)實進行的定位的地標的最優(yōu)獲取。在此，定位可以特別是通過使用尤其適用于定位的僅僅一部分數(shù)量的地標來實現(xiàn)，所述地標的星座可以使定位誤差最小。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的實施方式可以特別是實現(xiàn)最優(yōu)地選擇并且明顯地減少地標的數(shù)量，所述地標可用于例如對高度自動化的車輛、機器人進行定位。借助于選擇過程識別為特別適用于定位的地標可以在減少要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的數(shù)量的情況下實現(xiàn)更可靠地、更迅速地、更少耗費存儲地、更少耗費計算地并且更準確地定位。

一種用于確定用于對運動的對象進行定位的地標的方法，其中，該方法具有下述步驟：

在使用測定規(guī)則和地標數(shù)據(jù)的情況下生成至少一個星座數(shù)據(jù)記錄，其中，地標數(shù)據(jù)表示由傳感器獲取的在對象的周圍環(huán)境中的地標，其中，測定規(guī)則能夠被使用，以便從地標數(shù)據(jù)測定適用于定位的至少一對地標，其中，在對象的軌跡和所述對的第一地標之間的橫向間距與在所述對的第一地標和第二地標之間的地標間距之間的比例處于預定的適合值范圍中，其中，至少一個星座數(shù)據(jù)記錄具有適用于相對于對象定位一對地標的幾何星座的位置數(shù)據(jù)。

該方法可以例如在軟件或硬件中或者在由軟件和硬件構(gòu)成的組合形式中例如在控制單元中執(zhí)行。對象可以例如是車輛、特別是機動車、例如設(shè)計用于至少部分地自動行駛的車輛、機器人或類似裝置。對象的周圍環(huán)境可以是地理區(qū)域，對象可以布置在所述地理區(qū)域中。對象的周圍環(huán)境中的地標可以例如借助于至少一個傳感器裝置來測定。用于所述確定的方法能夠例如結(jié)合指定車輛來實施，所述指定車輛設(shè)計用于在對象的周圍環(huán)境中確定地標。指定車輛可以具有至少一個傳感器裝置。至少一個星座數(shù)據(jù)記錄可以由此具有適合的地標的位置數(shù)據(jù)，其中，位置數(shù)據(jù)可以涉及預定的坐標系、例如數(shù)字地圖。地標可以具有從傳感器數(shù)據(jù)中提取的位置數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)或類似數(shù)據(jù)。適合值范圍可以包含一對地標的最大適合值，其中，最大適合值可以相應于在使用測定規(guī)則的情況下確定的在橫向間距和地標間距之間比例的比例值。

根據(jù)一個實施例，所述方法可以具有從原始地標數(shù)據(jù)中提取地標數(shù)據(jù)的步驟，所述地標數(shù)據(jù)具有與可見度條件無關(guān)的再次找到值，所述再次找到值大于最小再次找到值，所述原始地標數(shù)據(jù)表示全部數(shù)量的在對象的周圍環(huán)境中的地標。在此，可以在使用所提取的地標數(shù)據(jù)的情況下實施所述生成的步驟。與可見度條件無關(guān)的再次找到值可以在使用對象和地標之間存在的視線的情況下在不同的可見度條件下生成。所述實施方式提供的優(yōu)點是，對于一次定位僅僅確定下述的地標，所述地標本身可以在不利條件下再次可靠地被識別。由此可以提高定位的可靠性并且必要時提高定位的高速性。

此外，所述方法可以具有在使用測定規(guī)則的情況下并且附加地或替換地在考慮地標數(shù)據(jù)、對象的位置、對象的軌跡和/或?qū)ο蟮乃俣鹊那闆r下預定適合值范圍的步驟。所述實施方式提供的優(yōu)點是，也可以在對象不同的運動情況下使用對于地標適合的適合定位的規(guī)則。

所述方法也可以具有將來自至少一個所生成的星座數(shù)據(jù)記錄的適用于定位的至少一對地標的位置數(shù)據(jù)添加至數(shù)字地圖的地圖數(shù)據(jù)的步驟。在此，數(shù)字地圖可以表示參考坐標系。此外，數(shù)字地圖可以設(shè)計為能由運動的對象使用用于定位。

也提出一種用于對運動的對象進行定位的方法，其中，該方法具有下述步驟：

讀取至少一個星座數(shù)據(jù)記錄，所述星座數(shù)據(jù)記錄表示根據(jù)前述方法的一個實施方式生成的數(shù)據(jù)記錄；

在考慮來自至少一個星座數(shù)據(jù)記錄的適用于定位的地標的位置數(shù)據(jù)的情況下識別在對象的周圍環(huán)境的圖像中的地標；以及

在使用在所述識別的步驟中所識別的地標的位置數(shù)據(jù)的情況下實施定位。

該方法可以例如在軟件或硬件中或者在由軟件和硬件構(gòu)成的組合形式中例如在控制單元中執(zhí)行。在此，用于定位的方法能夠結(jié)合運動的對象來實施。用于定位的方法也能夠結(jié)合前述的用于確定地標的方法的實施方式來實施。

根據(jù)一個實施方式，在所述實施的步驟中，在使用地標數(shù)據(jù)、對象的位置、對象的軌跡和/或?qū)ο蟮乃俣鹊那闆r下實施所述定位。所述實施方式提供的優(yōu)點是，根據(jù)對象的運動情況實現(xiàn)可靠的并且準確的定位。

該方法也可以具有獲取對象的周圍環(huán)境的圖像的步驟。在此，可以在使用至少一個獲取裝置的情況下實施所述測定的步驟。在此，所述對象具有至少一個獲取裝置。所述實施方式提供的優(yōu)點是，為了對對象進行定位，可以使用周圍環(huán)境的相應于準確的和當前的運動星座的圖像。

此外在此所述的方案提出一個下述的裝置，其設(shè)計用于在相應的設(shè)備中執(zhí)行、控制或?qū)崿F(xiàn)在此所述的方法的步驟。也通過本發(fā)明的所述實施變體以裝置的形式可以快速地并且高效地實現(xiàn)本發(fā)明所在的目的。

在此，裝置可以理解為電子裝置，所述電子裝置處理傳感器信號并且根據(jù)所述傳感器信號輸出控制信號和/或數(shù)據(jù)信號。所述裝置可以具有接口，所述接口能夠以硬件的方式和/或以軟件的方式構(gòu)成。在硬件的設(shè)計方案中，接口可以例如是所謂的asic系統(tǒng)的部件，所述部件包含所述裝置的不同的功能。然而也可能的是，所述接口是自身集成的電路或者至少部分地由分立的元件構(gòu)成。在軟件的設(shè)計方案中，所述接口是軟件模塊，所述軟件模塊例如在微控器上存在于其他軟件模塊旁邊。

也有利的是一種計算機程序產(chǎn)品或具有程序編碼的計算機程序，所述計算機程序可以存儲在機器可讀的載體或存儲介質(zhì)、例如半導體存儲器、硬盤存儲器或光存儲器，并且當程序產(chǎn)品或程序在計算機或裝置上執(zhí)行時用于實施、實現(xiàn)和/或控制根據(jù)前述實施方式中任一項所述的方法的步驟。

附圖說明

本發(fā)明的實施例在附圖中示出并且在下述說明中詳細地闡述。附圖中：

圖1示出根據(jù)一個實施例的確定裝置的示意性圖示；

圖2示出根據(jù)一個實施例的定位裝置的示意性圖示；

圖3示出根據(jù)一個實施例的用于所述確定的方法的流程圖；

圖4示出根據(jù)一個實施例的用于定位的方法的流程圖；

圖5示出了出自圖1的確定裝置110的示意性圖示；

圖6示出根據(jù)一個實施例的用于記錄地標的攝像機模型的示意性圖示；

圖7示出根據(jù)一個實施例的地標l和定位誤差的示意性圖示；

圖8示出根據(jù)一個實施例關(guān)于誤差模型的示意性的俯視圖；

圖9示出根據(jù)一個實施例的地標的星座的示意性圖示；

圖10示出根據(jù)觀察角度的誤差圖表；

圖11示出根據(jù)一個實施例用于路標的第一星座的幾何誤差模型的示意性圖示；

圖12示出根據(jù)一個實施例用于路標的第二星座的幾何誤差模型的示意性圖示，

圖13示出根據(jù)一個實施例根據(jù)觀察角度φ的誤差圖表；

圖14示出根據(jù)一個實施例的測定誤差的示意性圖示；

圖15示出根據(jù)一個實施例的用于確定地標觀察角度的示意性圖示；

圖16示出根據(jù)一個實施例關(guān)于地標星座的優(yōu)化圖表；

圖17示出根據(jù)一個實施例關(guān)于地標星座的優(yōu)化圖表；和

圖18示出根據(jù)一個實施例關(guān)于地標星座的優(yōu)化圖表。

在本發(fā)明的有利的實施例的下述說明中，對于在不同附圖中所示的并且作用類似的元件使用相同的或類似的附圖標記，其中，取消對所述元件的重復說明。

具體實施方式

圖1示出根據(jù)一個實施例的確定裝置110的示意性圖示。在此，確定裝置110僅僅示例性地布置在測量車輛100中。根據(jù)圖1中所示的實施例，測量車輛100在此在一條公路上沿著軌跡105行駛。為了更好的說明，測量車輛100在圖1中再次被放大地和示意性地示出。

第一地標l1以與軌跡105的橫向間距a布置。第二地標l2以距第一地標l1的地標間距l(xiāng)布置。根據(jù)圖1中所示的實施例，地標間距l(xiāng)在此沿著軌跡105延伸。因此，第二地標l2具有與軌跡105的橫向間距a。出于說明的目的，在圖1中也示出地標l1和l2與測量車輛100之間的視線。

測量車輛100具有確定裝置110。確定裝置110設(shè)計用于確定用于對運動的對象進行定位的地標。為此，確定裝置110具有生成裝置120。換而言之，在圖1中從確定裝置110中僅僅示出生成裝置120。生成裝置120設(shè)計用于在使用地標數(shù)據(jù)130和測定規(guī)則140的情況下生成至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150。

運動的對象例如是一輛另外的車輛、例如用戶車輛。另外的車輛或用戶車輛可以至少部分地沿著與測量車輛100的軌跡105相同的或類似的軌跡運動。這在圖2中還詳細地說明。

在此，地標數(shù)據(jù)130表示由傳感器獲取的在周圍環(huán)境中的地標、在此為第一地標l1和第二地標l2，運動的對象可以在所述周圍環(huán)境中運動。地標數(shù)據(jù)130例如具有第一地標l1和第二地標l2的位置數(shù)據(jù)。

在此要注意的是，根據(jù)圖1中所示的實施例示例性地示出僅僅兩個地標l1和l2。根據(jù)一個另外的實施例也可以存在另外的地標。

測定規(guī)則140能夠被確定裝置110、特別是生成裝置120使用，以使得由地標數(shù)據(jù)130確定適用于定位的至少一對地標，其中，在對象的軌跡和所述對的第一地標l1之間的橫向間距a與在所述對的第一地標l1和第二地標l2之間的地標間距l(xiāng)之間的比例處于預定的適合值范圍內(nèi)。

至少一個能借助于確定裝置110、特別是生成裝置120生成的星座數(shù)據(jù)記錄150具有適用于定位的一對地標l1和l2相對于所述對象的幾何星座的位置數(shù)據(jù)。

在使用確定裝置110的情況下，可以實現(xiàn)在高度精確的數(shù)字地圖中優(yōu)化地測定或者測繪例如用于高度自動的行駛和機器人以及數(shù)據(jù)接收的地標。測量車輛100或者測定車輛100特別是具有rtk-gps裝置(realtimekinematicglobalpositioningsystem，實時動態(tài)全球定位系統(tǒng))和數(shù)字地圖、由此車載的用于測定車輛周圍環(huán)境的傳感器、例如視頻裝置、雷達、激光雷達等。在第一步驟中，從所述車載的傳感裝置的數(shù)據(jù)中、特別是從地標數(shù)據(jù)130中提取所述地標l1和l2或下述特征，所述特征特別適用于也在另外的能見度和光照度下被重新找到。實例是路牌、信號燈、路面上的標記等的特征。這些典型地還大量的特征在使用確定裝置110的情況下被這樣過濾、減少或稀疏化，導致實現(xiàn)高定位精度的幾何星座的特征被保留。有利的地標星座在此是導致地標和測量車輛100之間的視線盡可能直角地相交的星座，這又導致最小的定位誤差。所述特征接著以其特征化符號和對應的3d坐標作為星座數(shù)據(jù)記錄150寫到定位地圖中并且接著用作用于定位的地標l1和l2。

圖2示出根據(jù)一個實施例的定位裝置210的示意性圖示。在此，定位裝置210布置在運動的對象200中，所述運動的對象僅僅示例性地設(shè)計為車輛200或用戶車輛200。除了用戶車輛200以外，圖2中的圖示相應于出自圖1的圖示。因此，用戶車輛200在公路上沿著軌跡105行駛。出于更好的說明的目的，用戶車輛200在圖2中也附加地被放大地和示意性地示出。

用戶車輛200具有定位裝置210。定位裝置210設(shè)計用于對運動的對象200或用戶車輛200進行定位。在此，定位裝置210設(shè)計用于在使用至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150的情況下對用戶車輛200進行定位，所述星座數(shù)據(jù)記錄借助于出自圖1的確定裝置110或類似的確定裝置生成。換而言之，定位裝置210設(shè)計用于在使用出自圖1的至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150或類似的星座數(shù)據(jù)記錄的情況下對運動的對象200或用戶車輛200進行定位。

為此，定位裝置210具有讀取裝置212、識別裝置214和執(zhí)行裝置216。在此，讀取裝置212設(shè)計用于讀取至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150。識別裝置214設(shè)計用于在考慮來自至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150的適用于定位的地標l1和l2的位置數(shù)據(jù)情況下在用戶車輛200的周圍環(huán)境的圖像中識別地標。在此，通過圖像數(shù)據(jù)220表示周圍環(huán)境的圖像。圖像數(shù)據(jù)220例如在使用用戶車輛200的傳感器裝置的情況下被測定。在此，識別裝置214設(shè)計用于接收或調(diào)出圖像數(shù)據(jù)220。由此，識別裝置214設(shè)計用于在圖像數(shù)據(jù)220中在使用至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150的情況下識別適用于定位的地標、在此例如地標l1和l2。執(zhí)行裝置216設(shè)計用于在使用借助于識別裝置214所識別的地標l1和l2的位置數(shù)據(jù)情況下進行定位。

由此借助于定位裝置210實現(xiàn)優(yōu)化地選擇在行駛運行中、特別是用于高度自動的行駛和機器人的用于定位的地標。在車輛200或用戶車輛200中為了自動行駛功能使用地標l1和l2時，對于用戶車輛200例如設(shè)置讀取具有至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150的gps、數(shù)字地圖、車載傳感器和定位地圖。特別是在至少部分地自動行駛時連續(xù)地嘗試，對于用戶車輛200的當前位置、速度和位置借助于定位裝置210并且例如借助于車載傳感器裝置再次找到被存儲在定位地圖中的地標、例如地標l1和l2。在此，定位裝置210設(shè)計用于在識別出或找到地標的情況下準確地、即此外優(yōu)選地標l1和l2，所述地標在用戶車輛200的當前位置和情況下導致定位精度最大的地標幾何星座。

圖3示出根據(jù)一個實施例的用于所述確定的方法300的流程圖。所述方法300能夠?qū)嵤┯糜诖_定用于對運動的對象進行定位的地標。在此，用于所述確定的方法300能夠結(jié)合出自圖1的確定裝置或類似的確定裝置來實施。

所述方法300具有在使用測定規(guī)則和地標數(shù)據(jù)的情況下生成至少一個星座數(shù)據(jù)記錄150的步驟310。在此，地標數(shù)據(jù)表示由傳感器測定的在對象的周圍環(huán)境中的地標，其中，測定規(guī)則能夠被使用，以使得由地標數(shù)據(jù)確定適用于定位的至少一對地標，其中，在對象的軌跡和所述對的第一地標之間的橫向間距與在所述對的第一地標和第二地標之間的地標間距之間的比例處于預定的適合值范圍內(nèi)。在此，至少一個星座數(shù)據(jù)記錄具有適用于定位的一對地標相對于所述對象的幾何星座的位置數(shù)據(jù)。

所述方法300具有所述提取的步驟320、所述預定的步驟330和/或所述添加的步驟340。在此，所述提取的步驟320和所述預定的步驟330能夠在所述生成的步驟310之前被實施，其中，所述添加的步驟340能夠在步驟310之后被實施。在此，在所述提取的步驟320中從原始地標數(shù)據(jù)中提取地標數(shù)據(jù)，所述地標數(shù)據(jù)具有與可見度條件無關(guān)的再次找到值，所述再次找到值大于最小再次找到值，所述原始地標數(shù)據(jù)表示全部數(shù)量的在對象的周圍環(huán)境中的地標。在此，在使用被提取的地標數(shù)據(jù)的情況下實施所述生成的步驟310。在所述預定的步驟330中，在使用測定規(guī)則的情況下和/或在考慮地標數(shù)據(jù)、對象的位置、對象的軌跡和/或?qū)ο蟮乃俣鹊那闆r下預定所述適合值范圍。在所述添加的步驟340中，由至少一個所生成的星座數(shù)據(jù)記錄將適用于定位的至少一對地標的位置數(shù)據(jù)添加至數(shù)字地圖的地圖數(shù)據(jù)。

圖4示出根據(jù)一個實施例的用于定位的方法400的流程圖。所述方法400能夠?qū)嵤┯糜趯\動的對象實現(xiàn)定位。在此，用于所述定位的方法400能夠結(jié)合出自圖2的定位裝置或類似的定位裝置以及必要時附加地結(jié)合出自圖1的確定裝置或類似的確定裝置來實施。

所述方法400具有讀取至少一個星座數(shù)據(jù)記錄的步驟410。在此，星座數(shù)據(jù)記錄根據(jù)圖3的方法或類似的方法生成。所述方法400能夠結(jié)合圖3的方法或類似的方法實施。

在所述方法400中在關(guān)于所述讀取的步驟410可接著實施的所述識別的步驟420中，在考慮來自至少一個星座數(shù)據(jù)記錄的適用于定位的地標的位置數(shù)據(jù)的情況下在對象的周圍環(huán)境的圖像中識別地標。在所述方法400中在一個繼續(xù)的所述實施的步驟430中，在使用在所述識別的步驟中所識別的地標的位置數(shù)據(jù)的情況下實施所述定位。

根據(jù)一個實施例，在所述實施的步驟430中，在使用地標數(shù)據(jù)、對象的位置、對象的軌跡和/或?qū)ο蟮乃俣鹊那闆r下實施所述定位。

根據(jù)一個另外的實施例，用于定位的方法400也具有測定對象的周圍環(huán)境的圖像的步驟440。在此，所述測定的步驟440能夠特別是在所述讀取的步驟410之前實施。替代地，所述測定的步驟440也可以在所述識別的步驟420之前實施。

圖5示出了出自圖1的確定裝置110的示意性圖示。在此，出于說明的目的確定裝置與測量車輛100分開地示出。在此，測量車輛100沿著軌跡105或預先存在的路段105運動。在此，測量車輛100具有傳感裝置或至少一個用于測定周圍環(huán)境的傳感器裝置、例如視頻裝置、激光雷達或類似的裝置、以及用于測定自身位置的傳感器裝置，并且所述測量車輛設(shè)置有電子視野。

確定裝置110設(shè)計用于接收或讀取例如測量車輛100的視野傳感器(視頻裝置、激光雷達)的圖像數(shù)據(jù)532、關(guān)于預先存在的路段以及電子視野的路段數(shù)據(jù)534、關(guān)于用于評估定位誤差的模型的車輛位置數(shù)據(jù)536(rtk-gps)和計算數(shù)據(jù)542。

在圖5的圖示中，從確定裝置110僅僅示例性地示出三個處理方框522、524和526。在第一處理方框522中，在使用路段數(shù)據(jù)534和車輛位置數(shù)據(jù)536以及計算數(shù)據(jù)542的情況下計算有利的地標星座。由第一處理方框522可以將所謂的roi數(shù)據(jù)538(roi＝regionofinterests，感興趣區(qū)域)傳送到第二處理方框524上。在第二處理方框524中實現(xiàn)在roi數(shù)據(jù)538中找到地標。這可以在使用sift(scale-invariantfeaturetransform)也就是尺度不變特征轉(zhuǎn)換和/或dird-特征(dird＝illuminationrobustdescriptor光照魯棒描述器)。此外，在二處理方框524中在使用圖像數(shù)據(jù)532的情況下實現(xiàn)找到地標。由第二處理方框524存在迭代回路回到第一處理方框522。在第三處理方框526中，在使用出自第二處理方框524的地標以及計算數(shù)據(jù)542的情況下實現(xiàn)選擇能具有高定位精度的地標星座。

確定裝置110設(shè)計用于輸出或提供地圖數(shù)據(jù)550，其中，地圖數(shù)據(jù)550表示具有至少一個星座數(shù)據(jù)記錄的數(shù)字地圖的電子地圖555或矢量圖。因此，電子地圖555表示多個地標lm以及軌跡105或路段105。換而言之，電子地圖555表示具有已測量的優(yōu)化的地標星座的路段105。

換而言之，圖5示出用于優(yōu)化地測定地標或地標測定或繪制的裝置。測量車輛100例如是配備有輸出圖像的周圍環(huán)境傳感器(例如激光雷達、攝像機)、rtk-gps和數(shù)字地圖或電子視野。在使用預先存在的路段105的至少一個幾何特性、例如曲率、轉(zhuǎn)向半徑、坡度或類似的特性和測量車輛100的當前位置的情況下在使用確定裝置110的情況下確定什么是有利的地標星座，對于這個地標星座接著在輸出圖像的周圍環(huán)境傳感器中找到合適的地標，其中，可能進行迭代，并且接著將所述地標的3d位置記入到數(shù)字地圖555。

圖6示出根據(jù)一個實施例的用于記錄地標的攝像機模型600的示意性圖示。攝像機模型600也表示傳感器坐標系統(tǒng)的選擇和用于記錄地標的傳感器模型。攝像機模型600能夠結(jié)合出自圖1的確定裝置以及出自圖3的用于所述確定的方法和/或出自圖2的定位裝置以及出自圖4的用于所述定位的方法被使用。

攝像機模型600以使用極坐標系/柱坐標系為基礎(chǔ)，其中，原點布置在攝像機的焦點f中并且實現(xiàn)成像在圓柱形表面或者是成像表面610或映像表面610上，正如類似于全景攝像機的那樣。在此，給圖6標出在真實世界中的點lm或地標的對象點lm和焦點f之間的視線los。視線los與成像表面610的交點表示像點il。焦點f由成像表面610圍繞。

成像表面610例如配置給具有每360度rcam像素的圖像分辨率的攝像機。參照線615從焦點f延伸到成像表面610。此外，在圖6中示出觀察角度φ，所述觀察角度在視線los和參照線615之間展開。

圖7示出根據(jù)一個實施例的地標l和定位誤差e的的示意性圖示。圖7特別是示出地標定位誤差e的模型。地標定位誤差e表示為具有直徑e的球或圓形，其中，地標lm的實際位置不與所述圓形或所述球內(nèi)。

圖8示出根據(jù)一個實施例關(guān)于誤差模型的示意性的俯視圖。換而言之，圖8以2d俯視圖示出幾何的誤差模型。在此，誤差模型例如基于出自圖6的攝像機模型。

在圖8中以2d俯視圖示出圓柱形攝像機的成像表面610。此外，在圖8中示例性地給出在坐標系wkos中的進給兩個地標l1和l2，從攝像機器起在像點il1和il2下能觀察到所述地標。也標出兩個視線los1和los2，所述視線分別從地標延伸到攝像機的焦點，所述焦點是期望的位置pf。由此，第一視線los1從第一地標l1穿過第一像點il1延伸到期望的位置pf，其中，第二視線los2從第二地標l2穿過第二像點il2延伸到期望的位置pf。視線los1和los2圍成一個角度或觀察角度φ。

考慮到用于結(jié)合出自圖1的確定裝置以及出自圖3的用于所述確定的方法和/或出自圖2的定位裝置以及出自圖4的用于所述定位的方法進行定位的方案，在給出的地標l1和l2和所測定的像點il1和il2的坐標(wkos)中建立相應的視線los1和los2，所述視線在期望的位置pf中相交。由此在地標l1和l2之間生成一個能用于定位的星座或幾何星座。

圖9示出根據(jù)一個實施例的地標l1和l2的星座的示意性圖示。地標l1和l2的星座例如相應于出自圖8的星座。在此，地標l1和l2的星座關(guān)于期望的位置pf示出，所述期望的位置表示運動的對象、例如車輛或類似的對象。在此，車輛的未知的位置pf可以由兩個由車輛(全景)攝像機觀察到的已知的地標l1和l2建立。

在圖10至14中示例性地示出用于確定地標的星座的主誤差原因。在此，一方面涉及地標l1和l2的位置誤差，并且另一方面涉及攝像機平面中的像點的測定誤差。

圖10示出根據(jù)一個實施例根據(jù)觀察角度φ的誤差圖表。在此，以度為單位的觀察角度φ表示在橫坐標軸上，其中，由最大誤差dmax和圖7中所示的地標定位誤差e形成的比例表示在縱坐標上。在此也示出關(guān)于觀察角度φ的誤差分布的曲線圖1010。曲線圖1010在大約90度的觀察角度φ下具有最小值。

圖11示出根據(jù)一個實施例用于路標l1和l2的第一星座的幾何誤差模型的示意性圖示。在此示出第一路標l1和第二路標l2，所路標述具有其定位誤差e以及相應的相交的視線和具有第一值的觀察角度φ。根據(jù)圖1中所示的實施例，觀察角度φ是銳角。視線的相交區(qū)域在考慮相應的定位誤差e的情況下在此表示出自圖10的最大誤差dmax。在此，期望的位置pf設(shè)置在相交區(qū)域內(nèi)。

圖12示出根據(jù)一個實施例用于地標l1和l2的第二星座的幾何誤差模型的示意性圖示。在此，圖12的圖示相應于出自圖11的圖示，除了下述情況以外，觀察角度φ根據(jù)圖12所示的實施例是鈍角，表示最大誤差dmax的相交區(qū)域小于圖11中的相交區(qū)域。

圖13示出根據(jù)一個實施例根據(jù)觀察角度φ的誤差圖表。在此，圖13的誤差圖表相應于出自圖10的誤差圖表，除了下述情況以外，對于例如0.1米的地標定位誤差e的最大誤差dmax表示在縱坐標軸上。在此也示出關(guān)于觀察角度φ的誤差分布的曲線圖1310。曲線圖1310在大約90度的觀察角度φ下具有最小值。

參考圖10至13補充說明的是，路標l1和l2的地標定位誤差或位置誤差e導致菱形的面或相交面，運動的對象的期望的位置pf設(shè)置在所述菱形的面或相交面中。最大誤差dmax與觀察角度φ和地標定位誤差e有關(guān)，如同也由下述公式可明顯看出的那樣：

dmax/e＝2cos(φ/2)/tan(φ/2)，0＜φ≤90°

dmax/e＝2cos((180°-φ)/2)/tan((180°-φ)/2)，90＜φ≤180°

dmax＝2ecos(φ/2)/tan(φ/2)，0＜φ≤90°

dmax＝2ecos((180°-φ)/2)/tan((180°-φ)/2)，90＜φ≤180°

圖14示出根據(jù)一個實施例的測定誤差u的示意性圖示。換而言之，圖14示出在攝像機平面或成像表面610中的像點的測定誤差u。在圖14中示出地標lm，所述地標以與攝像機的焦點f的間距r布置。在此示出了在dimimager的分辨率的圖像中的子像素測定精度δi。子像素測定精度δi導致在間距r中的所測定的地標lm的位置誤差或測定誤差u。在此，得出測定誤差為：

u＝(2πrδi)/dimimager

在采用0.5像素的子像素測定精度δi和2000像素的水平圖像測定分辨率dimimager的情況下，可以例如對于10米的間距得出測定誤差u的誤差值為0.02米，對于20米的間距r得出測定誤差u的誤差值為0.03米，對于30米的間距r得出測定誤差u的誤差值為0.05米，對于40米的間距r得出測定誤差u的誤差值為0.06米，對于50米的間距r得出測定誤差u的誤差值為0.08米，對于60米的間距r得出測定誤差u的誤差值為0.09米，以及對于70米的間距r得出測定誤差u的誤差值為0.11米。

圖15示出根據(jù)一個實施例的用于確定地標觀察角度φ的示意性圖示。圖15中的圖示在此類似于圖1或圖2的圖示的部分區(qū)段。在此，在圖15中示出呈車輛形式的運動的對象，所述車輛例如是出自圖1的測量車輛或者出自圖2的用戶車輛。根據(jù)圖15中所示的實施例，所述車輛在此在公路上沿著軌跡105行駛。此外，以運動參數(shù)x示出車輛沿著軌跡105的運動，其中，運動參數(shù)x表示車輛位置、速度或類似的參數(shù)。

第一地標l1以與軌跡105的橫向間距a布置。第二地標l2以距第一地標l的地標間距l(xiāng)布置。根據(jù)圖15中所示的實施例，地標間距l(xiāng)在此沿著軌跡105延伸。因此，第二地標l2同樣具有與軌跡105的橫向間距a。此外，在圖15中示出地標l1和l2與車輛之間的視線los1和los2。在此，第一視線los1從第一地標l1延伸到車輛，其中，第二視線los2從第二地標l2延伸到車輛。地標觀察角度φ在第一視線los1和第二視線los2之間展開。

如圖15中所示地，在考慮車輛的軌跡105的情況下，可以將兩個地標l1和l2之間的地標觀察角度φ表示為：

φ(x,a,l)＝180°-arctan(x/a)+arctan((l-x)/a))

因此，最大誤差dmax與x,a,l有關(guān)。對于圖15中所示的情況或行駛可以通過下述的優(yōu)化規(guī)則得出地標l1和l2的優(yōu)化星座、即比例a/l：

圖16示出根據(jù)一個實施例關(guān)于地標星座的優(yōu)化圖表。換而言之，圖16示出一個用于優(yōu)化路標的適用于定位的星座的實例。在此，所述優(yōu)化特別是結(jié)合出自圖1的確定裝置以及出自圖3的用于所述確定的方法和/或出自圖2的定位裝置以及出自圖4的用于所述定位的方法。所述優(yōu)化也能夠在使用參考圖15所述的優(yōu)化規(guī)則的情況下進行。

在此，優(yōu)化圖表在橫坐標軸上示出出自圖15的運動參數(shù)x，其中，將與運動參數(shù)x相關(guān)的以度為單位的地標觀察角度φ表示在縱坐標軸上。在優(yōu)化圖表中示出一組1600的曲線圖或者示出對于不同的比例a/l的多個曲線圖。

圖17示出根據(jù)一個實施例關(guān)于地標星座的優(yōu)化圖表。在此，圖17中的圖表相應于出自圖16的圖表，除了下述情況以外，將與運動參數(shù)x相關(guān)的由最大誤差dmax和地標星座誤差e形成的比例表示在縱坐標軸上。圖17中示出另一組1700的對于不同的比例a/l的曲線圖。

圖18示出根據(jù)一個實施例關(guān)于地標星座的優(yōu)化圖表。換而言之，圖18示出一個用于優(yōu)化路標的適用于定位的星座的實例。在此，所述優(yōu)化特別是結(jié)合出自圖1的確定裝置以及出自圖3的用于所述確定的方法和/或出自圖2的定位裝置以及出自圖4的用于所述定位的方法。所述優(yōu)化也能夠在使用參考圖15所述的優(yōu)化規(guī)則的情況下進行。

在此，所述優(yōu)化圖表在橫坐標軸上示出比例a/l，其中，將表達式表示在縱坐標軸上。在優(yōu)化圖表中示出曲線圖1810，所述曲線圖如同由箭頭所示地在a/l等于大約0.4時具有最小值。由此采用對于a/l＝0.4的特別有利的地標星座。

下面參考圖1至18對實施例和背景再次總結(jié)并且用另外的語句表述。

多個用于高度自動的行駛、機器人和增強現(xiàn)實的系統(tǒng)例如越來越基于對高精度測量的地標lm，l1，l2的分析。由此可以確定車輛200或機器人在界坐標系wks中的準確位置。特別是地標lm，l1，l2至車輛200的星座和距離對于能如何準確地進行定位是很重要的。目前的系統(tǒng)、例如video-slam方法(slam＝simultaneouslocalizationandmapping，即時定位與地圖構(gòu)建)需要分析多個地標，所述地標接著可以例如通過束補償計算出位置。

根據(jù)一個實施例，提供一種用于優(yōu)化地測定地標lm，l1，l2的系統(tǒng)或方法，其中，根據(jù)所在的數(shù)字公路地圖的軌跡105或幾何關(guān)系來優(yōu)化地標lm，l1，l2及其星座的測定。不僅在測繪所述地標lm，l1，l2時而且在實際自動行駛時，所述系統(tǒng)可以被使用并且?guī)椭鷾p小所需的要存儲的地標lm，l1，l2的數(shù)量和要分析的地標lm，l1，l2的數(shù)量。也提供一種用于上述系統(tǒng)的軟件產(chǎn)品或者用于地圖提供者的方法，也用于其他應用、例如增強現(xiàn)實系統(tǒng)的方法，所述增強現(xiàn)實系統(tǒng)為了混合虛擬視野和真實視野而需要準確地定位。

為了改善基于地標的定位的精度，根據(jù)實施例可以計算基于地標的定位的可達到的精度。高度自動的行駛特別是要求以例如分米的數(shù)量級進行準確地定位。典型的定位方法支持高精度的3d地標。根據(jù)實施例可以確定各個地標lm，l1，l2的位置應該是如何準確的，以便獲得所需的精度，需要多少個地標lm，l1，l2，和/或怎樣實現(xiàn)有利的地標幾何分布。

用于計算基于地標的定位的可達到的精度的過程例如包括對適合的傳感器坐標系的選擇、對地標定位誤差的模型化、在2d俯視圖中簡化的幾何誤差模型化、根據(jù)地標lm，l1，l2的精度、地標lm，l1，l2之間的觀察角度和在圖像平面中的測定精度對地位誤差進行的一般性描述、對用于高度自動行駛的公路場景中的定位情況的檢驗以及用于生成適合的地標分布的步驟，如同在圖1至18中所示的那樣。

如果實施例包括第一特征和第二特征之間的“和/或”連接，則這可以解讀為，實施例根據(jù)一個實施方式不僅具有第一特征而且具有第二特征并且根據(jù)一個另外的實施方式或者僅僅具有第一特征或者僅僅具有第二特征。