DE102012208132A1 - Method for vehicle localization - Google Patents

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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
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    • G06V20/582—Recognition of moving objects or obstacles, e.g. vehicles or pedestrians; Recognition of traffic objects, e.g. traffic signs, traffic lights or roads of traffic signs

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Position einer Vorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einer Aufnahmevorrichtung und einer Verarbeitungsvorrichtung, umfassend: Erfassen einer Markierung; Bestimmen der relativen Position in Bezug auf die Markierung; Erfassen einer Informationsvorrichtung, die eine der Markierung zugeordnete Information umfasst; Erfassen der Information, wobei die Information einen Rückschluss auf die Position der Markierung in einem Bezugskoordinatensystem zulässt; Bestimmen der Position der Vorrichtung in dem Bezugskoordinatensystem mithilfe der relativen Position und der erfassten Information.The invention relates to a method for determining the position of a device, in particular a vehicle, comprising a receiving device and a processing device, comprising: detecting a marking; Determining the relative position with respect to the marker; Detecting an information device comprising information associated with the tag; Acquiring the information, the information allowing a conclusion about the position of the marker in a reference coordinate system; Determining the position of the device in the reference coordinate system using the relative position and the detected information.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen der Position einer Vorrichtung und auf eine Vorrichtung, die zu diesem Zweck eingerichtet ist. Die Erfindung findet beispielsweise beim automatischen Parken von Kraftfahrzeugen Anwendung.The present invention relates to a method for determining the position of a device and to a device adapted for this purpose. The invention finds application, for example, in the automatic parking of motor vehicles.

Die Lokalisierung von Vorrichtungen, und insbesondere Fahrzeugen, mittels des Global Positioning Systems (GPS) ist heutzutage weitverbreitet. In diesem System werden mittels eines Empfängers an der Vorrichtung elektromagnetische Wellen empfangen, die von Satelliten ausgestrahlt werden. Mithilfe des Empfangs der elektromagentischen Wellen lässt sich durch das Prinzip der Triangulation die Position des Empfängers im geographischen Koordinatensystem bestimmen.The localization of devices, and particularly vehicles, using the Global Positioning System (GPS) is now widespread. In this system, by means of a receiver, electromagnetic waves are received at the device, which are emitted by satellites. With the help of the reception of the electromagnetic waves, the position of the receiver in the geographic coordinate system can be determined by the principle of triangulation.

Eine durch GPS bestimmte Position wird für verschiedene Anwendungen verwendet, beispielsweise zur Routenführung bzw. Navigation in Fahrzeugen. Die Genauigkeit der Positionierung mittels GPS ist schwankend und kann im Allgemeinen nicht als ausreichend betrachtet werden, um als Basis für Parkvorgänge von Kraftfahrzeugen zu dienen. Ferner ist die Lokalisierung mittels GPS in Gebäuden wie Parkhäusern nur eingeschränkt möglich, da der Empfang der elektromagnetischen Wellen dort stark eingeschränkt ist.A position determined by GPS is used for various applications, for example for route guidance or navigation in vehicles. The accuracy of positioning by GPS is variable and generally can not be considered sufficient to serve as the basis for motor vehicle parking. Furthermore, the localization by GPS in buildings such as car parks is limited, since the reception of electromagnetic waves is severely limited there.

Aus der Druckschrift WO 2006/087002 ist eine Vorrichtung zum Verbringen eines Kraftfahrzeugs in eine Zielposition bekannt. Die Vorrichtung verwendet eine Sensorvorrichtung mit einem ersten Teil im Kraftfahrzeug und einem zweiten Teil in einer ortsfest definierten Position. Mithilfe der Sensorvorrichtung gemäß der Druckschrift WO 2006/087002 kann die Position des ersten Teils der Sensorvorrichtung in Bezug auf den zweiten Teil der Sensorvorrichtung bestimmt werden.From the publication WO 2006/087002 a device for moving a motor vehicle to a destination position is known. The device uses a sensor device with a first part in the motor vehicle and a second part in a stationarily defined position. With the aid of the sensor device according to document WO 2006/087002, the position of the first part of the sensor device with respect to the second part of the sensor device can be determined.

Aus der Druckschrift WO 2009/024129 ist ein Verfahren zur photogrammetrischen Vermessung von Objekten bekannt. In diesem Verfahren werden Signalmarken am zu vermessenden Objekt angebracht. Anschließend wird die Oberfläche mit den Signalmarken mehrmals und überlappend fotografiert. Die Signalmarken werden erkannt, ihre Lage wird ausgewertet und die Signalmarken werden zueinander positioniert. In dem Verfahren können die Signalmarken mit zweidimensionalen Codes versehen werden, die auch die Größe der Signalmarke angeben.From the publication WO 2009/024129 a method for the photogrammetric measurement of objects is known. In this method, signal marks are attached to the object to be measured. Subsequently, the surface with the signal marks is photographed several times and overlapping. The signal marks are recognized, their position is evaluated and the signal marks are positioned to each other. In the method, the signal marks may be provided with two-dimensional codes which also indicate the size of the signal mark.

Die Positionierung der Signalmarken gemäß der Druckschrift WO 2009/024129 basiert auf der komplexen Auswertung mehrerer Fotografien derselben Signalmarken in unterschiedlichen Fotografien. Durch das Verfahren gemäß der Druckschrift WO 2009/024129 soll die Lage der Signalmarken zueinander und im Raum bestimmt werden. Die Signalmarken selbst umfassen keine Information zu ihrer Position im Raum oder ihrer Lage zueinander.The positioning of the signal marks according to the document WO 2009/024129 is based on the complex evaluation of several photographs of the same signal marks in different photographs. By the method according to the publication WO 2009/024129, the position of the signal marks to each other and in space to be determined. The signal marks themselves do not contain any information about their position in space or their position relative to each other.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen sich die Position einer Vorrichtung in Bezug auf ein Bezugskoordinatensystem, beispielsweise dem geographischen Koordinatensystem, bestimmen lässt. Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zu diesem Zweck bereitzustellen.The object of the invention is therefore to provide a method by means of which the position of a device with respect to a reference coordinate system, for example the geographical coordinate system, can be determined. Furthermore, it is the object of the invention to provide a corresponding device for this purpose.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Bestimmen der Position einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung zum Bestimmen ihrer Position gemäß Anspruch 12 gelöst.The object of the invention is achieved by a method for determining the position of a device according to claim 1 and a device for determining its position according to claim 12.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Further advantageous embodiments are defined in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu eingerichtet, ihre Position zu bestimmen. Die Vorrichtung, insbesondere ein Personenkraftwagen (PKW), umfasst eine Aufnahmevorrichtung, insbesondere eine Videokamera, und eine Verarbeitungsvorrichtung, insbesondere einen Computer. Die Vorrichtung erfasst eine Markierung, die ein lentikularer Reflektor sein kann, und bestimmt ihre relative Position in Bezug auf diese Markierung. Weiterhin erfasst die Vorrichtung eine Informationsvorrichtung, insbesondere ein Schild oder eine Tafel, und eine der Markierung zugeordnete Information, die von der Informationsvorrichtung umfasst ist und die einen Rückschluss auf die Position der Markierung in einem Bezugskoordinatensystem zulässt. Jeder Erfassungsschritt kann oder alle Erfassungsschritte gemeinsam können das Ausführen einer Aufnahme mittels der Aufnahmevorrichtung und die Verarbeitung der Aufnahme in der Verarbeitungsvorrichtung umfassen. Vorzugsweise ist das Bezugskoordinatensystem das geographische Koordinatensystem mit Breiten- und Längengraden. Die Markierung und die Informationsvorrichtung können an einer Mauer oder allgemein an einem unbeweglichen Gegenstand angebracht sein. Die Vorrichtung bestimmt schließlich ihre Position in dem Bezugskoordinatensystem mithilfe der relativen Position und der erfassten Information.A device according to the invention is set up to determine its position. The device, in particular a passenger car (PKW), comprises a recording device, in particular a video camera, and a processing device, in particular a computer. The device detects a marker, which may be a lenticular reflector, and determines its relative position with respect to that marker. Furthermore, the device detects an information device, in particular a sign or a panel, and information associated with the marking, which is included in the information device and which allows a conclusion about the position of the marking in a reference coordinate system. Each detection step, or all detection steps in common, may comprise taking a picture by the recording device and processing the picture in the processing device. Preferably, the reference coordinate system is the latitude and longitude geographical coordinate system. The marker and the information device may be attached to a wall or generally to an immovable object. Finally, the device determines its position in the reference coordinate system using the relative position and the acquired information.

Das System kann vorteilhaft zum automatischen oder halbautomatischen Parken auf einer freien Stellfläche in einem Parkplatz mit mehreren Stellflächen eingesetzt werden. In dieser Verwendung erhält ein PKW beim Einfahren in den Parkplatz eine Trajektorie, d. h. eine Folge von Positionen in geographischen Koordinaten oder in einem anderen Bezugskoordinatensystem, zu einem freien Stellplatz mitgeteilt. Auf dem Parkplatz verteilt befinden sich Markierungen und Informationsvorrichtungen, die zusammen zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs eingesetzt werden. Vorteilhafterweise befinden sich die Markierungen und Informationsvorrichtungen räumlich den Stellplätzen zugeordnet. Anhand der ermittelten Position und der vorgegebenen Trajektorie kann der PKW mittels der Steuervorrichtung Maßnahmen ergreifen zum Einhalten der vorgegebenen Trajektorie, beispielsweise durch Ausgeben von Anweisungen zum automatischen Lenken und gegebenenfalls Beschleunigen oder Abbremsen. Schließlich kann der PKW in den freien Stellplatz verbracht werden.The system can be advantageously used for automatic or semi-automatic parking on a vacant floor space in a parking lot with multiple shelves. In this use, a car when entering the parking lot receives a trajectory, ie a sequence of positions in geographical coordinates or in another reference coordinate system, communicated to a free parking space. Distributed in the parking lot are Markers and information devices used together to determine the position of the vehicle. Advantageously, the markers and information devices are spatially associated with the parking spaces. Based on the determined position and the predetermined trajectory of the car by means of the control device can take measures to comply with the predetermined trajectory, for example by issuing instructions for automatic steering and possibly accelerate or decelerate. Finally, the car can be spent in the free parking space.

Gegenüber anderen Sensoren, die zum (halb-)automatischen Parken verwendet werden könnten, wie 3D-Kameras oder Laserscannern, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Verwendung von heutzutage bereits häufig in Kraftfahrzeugen vorhandenen Videokameras in Kombination mit vergleichsweise preisgünstigen Reflektoren und Schildern. Dadurch kann der Einsatz von teureren 3D-Kameras oder Laserscannern vermieden werden. Die Erfindung setzt also auf bereits vorhandenen bzw. preisgünstigen Systemen auf und stellt somit eine wirtschaftlich vorteilhafte Lösung bereit.Compared with other sensors that could be used for (semi-) automatic parking, such as 3D cameras or laser scanners, the present invention allows the use of nowadays often already present in motor vehicles video cameras in combination with relatively inexpensive reflectors and signs. This avoids the use of more expensive 3D cameras or laser scanners. The invention thus relies on already existing or low-cost systems and thus provides an economically advantageous solution.

Die Genauigkeit der Positionierung mithilfe der vorliegenden Erfindung ist, insbesondere im Vergleich zur herkömmlichen Positionierung mittels GPS, zumindest insoweit ausreichend, als dass ein sicherer Einparkvorgang für PKW gewährleistet werden kann. Beispielsweise kann eine Positionsgenauigkeit von ungefähr 5 cm erreicht werden.The accuracy of the positioning by means of the present invention is sufficient, in particular in comparison to the conventional positioning by means of GPS, at least insofar as a safe parking process for passenger cars can be ensured. For example, a positional accuracy of about 5 cm can be achieved.

In einer bevorzugten Ausführungsform bestimmt die Vorrichtung den Winkel zwischen einer der Markierung zugeordneten Richtung und einer durch die Vorrichtung und die Markierung definierten Richtung. Des Weiteren bestimmt die Vorrichtung die Entfernung zwischen der Vorrichtung und der Markierung. Mithilfe des bestimmten Winkels und der bestimmten Entfernung wird die relative Position der Vorrichtung zur Markierung bestimmt und mithilfe der erfassten Information wird dann die Position der Vorrichtung in dem Bezugskoordinatensystem bestimmt. Die Richtungen können durch Vektoren, insbesondere Einheitsvektoren, repräsentiert werden.In a preferred embodiment, the device determines the angle between a direction associated with the marker and a direction defined by the device and the marker. Furthermore, the device determines the distance between the device and the marker. The relative position of the device for marking is determined by means of the determined angle and the determined distance, and the position of the device in the reference coordinate system is then determined by means of the detected information. The directions can be represented by vectors, in particular unit vectors.

In einem typischen Fall ist die durch die Markierung definierte Richtung senkrecht zur Ausdehnung der Markierung, die wiederum selbst in einer senkrechten Ebene ausgerichtet ist.In a typical case, the direction defined by the mark is perpendicular to the extent of the mark, which in turn is itself oriented in a vertical plane.

Die durch die Vorrichtung und die Markierung definierte Richtung basiert auf einer Verbindung eines Punktes der Markierung, beispielsweise dem Flächenmittelpunkt der Markierung, und eines Punktes der Aufnahmevorrichtung, beispielsweise dem Linsenmittelpunkt einer Kamera. Der Flächenmittelpunkt der Markierung kann anhand des Schwerpunkts der Markierung in der Aufnahme bestimmt werden.The direction defined by the device and the marker is based on a combination of a point of the marker, such as the centroid of the marker, and a point of the capture device, such as the lens center of a camera. The center of area of the mark can be determined from the center of gravity of the mark in the picture.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung wird zum Bestimmen des Winkels zwischen einer der Markierung zugeordneten Richtung und einer durch die Vorrichtung und die Markierung definierten Richtung eine Aufnahme der Markierung gemacht und verarbeitet. In dieser Weiterentwicklung kann eine Markierung verwendet werden, die in der Aufnahme der Aufnahmevorrichtung eine unterschiedliche Erscheinung für unterschiedliche Betrachtungswinkel aufweist (bei ansonsten gleichen Verhältnissen, insbesondere Lichtverhältnissen). Diese unterschiedliche Erscheinung kann auch mit bloßem Auge bei Betrachtung der Markierung bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln wahrnehmbar sein. Als Markierung kann ein lentikulares Bild, auch als Wackelbild bezeichnet, ein lentikularer Reflektor oder ein Reflektor mit Lamellen, insbesondere mit Lamellen mit variablem Anstellwinkel, verwendet werden. Die unterschiedliche Erscheinung der Markierung kann durch einen gut detektierbaren, im Wesentlichen vertikalen Balken realisiert werden, der sich in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels (bei ansonsten gleichen Lichtverhältnissen) an unterschiedlichen lateralen Positionen der Markierung befindet. In einer Weiterbildung kann aus der lateralen Position des Balkens in der Aufnahme der Markierung auf eindeutige Weise auf den Winkel zwischen einer der Markierung zugeordneten Richtung und einer durch die Vorrichtung und die Markierung definierten Richtung geschlossen werden. Der Balken kann eine von dem Rest der Markierung unterschiedliche Helligkeit aufweisen.According to a preferred refinement, to record the angle between a direction associated with the marking and a direction defined by the device and the marking, a recording of the marking is made and processed. In this further development, a marking can be used which has a different appearance in the receptacle of the recording device for different viewing angles (with otherwise identical conditions, in particular lighting conditions). This difference in appearance may also be perceptible to the naked eye when viewing the mark at different viewing angles. As a marker, a lenticular image, also referred to as a wobbly image, a lenticular reflector or a reflector with lamellas, in particular with lamellae with a variable angle of attack, can be used. The different appearance of the marking can be realized by a well detectable, essentially vertical bar, which is located at different lateral positions of the marking as a function of the viewing angle (with otherwise identical light conditions). In a further development, it can be concluded from the lateral position of the beam in the recording of the mark in a unique manner on the angle between a direction associated with the marking and a direction defined by the device and the marking. The bar may have a different brightness from the rest of the mark.

Die Entfernung zwischen der Vorrichtung und der Markierung wird bevorzugt aus dem Verkleinerungsfaktor der Abbildung der Markierung in der Aufnahme bestimmt. Dabei wird die tatsächliche Größe der Markierung berücksichtigt, die in der erfassten Information umfasst sein kann.The distance between the device and the label is preferably determined from the reduction factor of the image of the label in the image. This takes into account the actual size of the mark, which can be included in the detected information.

Die Markierung kann sich auf einer Höhe befinden, deren Nicht-Berücksichtigung die Positionierung für den Zweck des Parkens eines PKW nur unwesentlich beeinflusst (beispielsweise auf einer Höhe, die zu Positionierungsfehlern kleiner als 1 cm oder kleiner als 5 cm führt). Beispielsweise ist die Markierung auf derselben oder im Wesentlichen derselben Höhe wie die Aufnahmevorrichtung der Vorrichtung. Die Vorrichtung kann die Höhe der Markierung bei der Bestimmung der Position unberücksichtigt lassen.The marker may be at a height whose disregard only marginally affects positioning for the purpose of parking a car (eg, at a height that results in positioning errors less than 1 cm or less than 5 cm). For example, the marking is at the same or substantially the same height as the receiving device of the device. The device may disregard the height of the mark when determining the position.

Andererseits kann die Markierung auf einer Höhe sein, deren Nichtberücksichtigung die Positionierung für die Zwecke des Parkens eines PKW wesentlich beeinflusst. In diesem Fall kann die Vorrichtung bei der Bestimmung ihrer Position die Höhe der Markierung berücksichtigen. Diese kann entweder bereits bekannt sein oder durch die der Markierung zugeordnete Information angegeben werden, beispielsweise in Bezug auf den Boden, auf dem sich die Vorrichtung bzw. das Fahrzeug befindet oder in Bezug auf das Bezugskoordinatensystem.On the other hand, the mark may be at a level whose disregard significantly affects the positioning for the purpose of parking a car. In this case, the device can determine the position in determining its position Consider the height of the mark. This can be either already known or indicated by the information associated with the marking, for example with respect to the ground on which the device or the vehicle is located or with respect to the reference coordinate system.

Anstelle oder zusätzlich zur expliziten Angabe der Höhe in der erfassten Information kann die Vorrichtung die Höhendifferenz zwischen ihr und der Markierung mittels einer zusätzlichen Winkelmessung bestimmen. Dazu kommt eine Markierung zum Einsatz, die die Bestimmung des Winkels der durch die Markierung und die Vorrichtung definierten Richtung zu einer horizontalen Ebene und einer vertikalen Ebene ermöglicht. Dies kann beispielsweise durch eine Markierung realisiert werden, die aus zwei nebeneinander angeordneten lentikularen Reflektoren gebildet wird, deren Winkelabhängigkeit der Erscheinung senkrecht zueinander ausgerichtet ist. Die Erscheinung der Markierung wäre damit beispielsweise ein vertikaler Balken in einem Teil der Markierung und ein horizontaler Balken im anderen Teil der Markierung.Instead of or in addition to the explicit indication of the height in the detected information, the device can determine the height difference between it and the mark by means of an additional angle measurement. For this purpose, a marker is used, which allows the determination of the angle of the direction defined by the marking and the device to a horizontal plane and a vertical plane. This can be realized, for example, by a marking which is formed from two adjacently arranged lenticular reflectors whose angular dependence of the appearance is oriented perpendicular to one another. The appearance of the marker would thus be, for example, a vertical bar in one part of the marker and a horizontal bar in the other part of the marker.

Die der Markierung zugeordnete Richtung kann auf der horizontalen und/oder vertikalen Ausrichtung der Winkelabhängigkeit der Erscheinung der Markierung basieren, die oben erläutert wurde. Die horizontale Ausrichtung kann beispielsweise über einen Winkel zur Nordrichtung angegeben werden.The direction associated with the marker may be based on the horizontal and / or vertical orientation of the angular dependence of the appearance of the marker discussed above. The horizontal orientation can be indicated for example by an angle to the north direction.

Des Weiteren kann in einer Weiterbildung der Ausführungsform auch der Winkel zwischen einer der Vorrichtung zugeordneten Richtung und der von der Vorrichtung und der Markierung definierten Richtung bestimmt werden (ggf. mit getrennter Betrachtung von Vorzeichen und Betrag). Dies geschieht durch der Lage des Schwerpunkts der Markierung in der Aufnahme. Die der Vorrichtung zugeordnete Richtung kann der Längsachse der Vorrichtung, insbesondere des Fahrzeugs, entsprechen. Die der Vorrichtung zugeordneten Richtung, insbesondere wenn sie der Längsachse eines Fahrzeugs entspricht, kann beim Einhalten der vorgegebenen Trajektorie und beim automatischen Verbringen des Fahrzeugs in einen Stellplatz berücksichtigt werden.Furthermore, in a further development of the embodiment, the angle between a direction associated with the device and the direction defined by the device and the marking can also be determined (possibly with separate consideration of sign and magnitude). This is done by the position of the center of gravity of the mark in the recording. The device associated with the direction of the longitudinal axis of the device, in particular the vehicle correspond. The direction associated with the device, in particular if it corresponds to the longitudinal axis of a vehicle, can be taken into account when maintaining the predetermined trajectory and during the automatic movement of the vehicle into a parking space.

Die Informationsvorrichtung ist beispielsweise ein Schild, ein Aufkleber, ein Plakat oder Ähnliches. Sie dient im Wesentlichen als Träger für die der Markierung zugeordnete Information. Die Informationsvorrichtung kann in räumlichem Bezug zur Markierung angeordnet ist, insbesondere in der Nähe der Markierung oder angrenzend zur Markierung oder sogar in der Markierung umfasst sein.The information device is, for example, a sign, a sticker, a poster or the like. It serves essentially as a carrier for the information associated with the marking. The information device may be arranged in spatial relation to the marking, in particular in the vicinity of the marking or adjacent to the marking or even included in the marking.

Die der Markierung zugeordnete Information ermöglicht einen Rückschluss auf die Position der Markierung. Die Information kann die Position der Markierung in dem Bezugskoordinatensystem sein. Falls die horizontale Ausrichtung der Markierung bzw. die Ausrichtung ihrer Winkelabhängigkeit der Erscheinung nicht bekannt ist, kann diese ebenfalls in der Information umfasst sein, beispielsweise als Winkelangabe in Bezug auf die Nordrichtung.The information associated with the marking allows a conclusion about the position of the marker. The information may be the position of the marker in the reference coordinate system. If the horizontal orientation of the marker or the orientation of its angular dependence of the appearance is not known, this may also be included in the information, for example as an angle with respect to the north direction.

Weiterhin kann die Information die Größe bzw. die Abmessungen der Markierung angeben, die Höhe der Anordnung der Markierung, die Empfindlichkeit der Winkelabhängigkeit der Erscheinung, die vertikale Ausrichtung der Winkelabhängigkeit der Erscheinung der Markierung, die vertikale Ausrichtung der Markierung und/oder die horizontale und/oder vertikale Ausrichtung der der Markierung zugeordneten Richtung. Diese Informationen können alleine oder in Kombination bei der Bestimmung der Positionierung der Vorrichtung verwendet werden.Furthermore, the information may indicate the size or dimensions of the marking, the height of the arrangement of the marker, the sensitivity of the angular dependence of the appearance, the vertical orientation of the angular dependence of the appearance of the marker, the vertical orientation of the marker and / or the horizontal and / or or vertical orientation of the direction associated with the marker. This information may be used alone or in combination in determining the positioning of the device.

Die Information kann durch einen zweidimensionalen Code mit beispielsweise schwarzen und weißen Feldern codiert sein. Insbesondere kann die Information durch einen Quick Response(QR)-Code wiedergegeben werden.The information may be coded by a two-dimensional code with, for example, black and white fields. In particular, the information can be reproduced by a Quick Response (QR) code.

In einer weiteren Ausgestaltung kann die Vorrichtung eine Lichtquelle umfassen und/oder in der Lage sein einen Fahrzeugscheinwerfer zu aktivieren, um eine Beleuchtung der Markierung zu schaffen, die eine robuste und genaue Positionierung ermöglicht.In another embodiment, the device may include a light source and / or be capable of activating a vehicle headlamp to provide illumination of the marker allowing for robust and accurate positioning.

Die Vorrichtung kann ebenfalls ein Flugzeug oder Schiff sein. Die Markierung ist dann beispielsweise am Terminal oder an der Kaimauer anzubringen, während die Aufnahmevorrichtung am Flugzeug oder Schiff anzubringen ist.The device may also be an airplane or a ship. The marking is then to be attached, for example, to the terminal or to the quay wall, while the receiving device is to be attached to the aircraft or ship.

Die Aufnahmevorrichtung kann eine Kamera zur Aufnahme von stehenden oder bewegten Bildern sein, die mit infrarot oder sichtbarem Licht arbeiten kann, oder beidem.The recording device may be a camera for taking still or moving pictures that can work with infrared or visible light, or both.

In der folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung wird auf folgende Figuren Bezug genommen:In the following detailed description of an embodiment of the invention, reference is made to the following figures:

1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, die dazu eingerichtet ist, ihre Position zu bestimmen, in einer zur erfindungsgemäßen Positionsbestimmung eingerichteten Umgebung in einer Ansicht von oben. 1 shows a device 1 according to an embodiment of the invention, which is adapted to determine its position, in an environment arranged for determining the position according to the invention in a view from above.

2a bis 2c und 3a bis 3c zeigen verschiedene als Reflektoren ausgebildete Markierungen bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2a to 2c and 3a to 3c show various reflectors formed as markers at different viewing angles according to an embodiment of the invention.

Die 4 zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Informationsvorrichtung, hier ein Plakat 9, mit einer umfassten Information, die als zweidimensionaler Code wiedergegeben wird.The 4 shows an exemplary information device according to the invention, here a poster 9 . with covered information that is rendered as two-dimensional code.

BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

1 zeigt, in einer Ansicht von oben, einen Personenkraftwagen (PKW) 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, der dazu eingerichtet ist, seine Position in einer zur erfindungsgemäßen Positionsbestimmung eingerichteten Umgebung zu bestimmen. Der PKW 1 umfasst eine Videokamera 2 und eine Recheneinheit 5. Der PKW 1 nimmt einen lentikularen Reflektor 3 und ein Schild 4 mithilfe der Videokamera 2 auf und bestimmt seine relative Position in Bezug auf diesen Reflektor 3 mithilfe der Recheneinheit 5. In der Aufnahme durch die Videokamera 2 wird das Schild 4 und eine dem Reflektor 3 zugeordnete Information mithilfe der Recheneinheit 5 bestimmt und ausgewertet. Die von dem Schild umfasste Information gibt für den Reflektor 3 dessen geographische Breite und Länge, die Höhe im geographischen Koordinatensystem und die Winkelausrichtung in Bezug zur Nordrichtung an. Der Reflektor 3 und das Schild 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel an einer Mauer 7 angebracht. Der PKW 1 bestimmt schließlich unter Einsatz der Recheneinheit 5 seine Position in dem Koordinatensystem mithilfe der relativen Position und der Information zum Reflektor 3. 1 shows, in a view from above, a passenger car 1 according to a preferred embodiment, which is adapted to determine its position in an environment arranged for determining the position according to the invention. The car 1 includes a video camera 2 and a computing unit 5 , The car 1 takes a lenticular reflector 3 and a sign 4 using the video camera 2 and determines its relative position with respect to this reflector 3 using the arithmetic unit 5 , In the recording by the video camera 2 becomes the shield 4 and one the reflector 3 associated information using the arithmetic unit 5 determined and evaluated. The information covered by the shield indicates the reflector 3 its latitude and longitude, altitude in the geographic coordinate system and angular orientation with respect to the north direction. The reflector 3 and the sign 4 are in this embodiment on a wall 7 appropriate. The car 1 finally determined using the arithmetic unit 5 its position in the coordinate system using the relative position and the information about the reflector 3 ,

Zur relativen Positionierung bestimmt der PKW 1 den Winkel β zwischen der dem Reflektor 3 zugeordneten Richtung R1 und der durch den PKW 1 und die Markierung 3 definierten Richtung R2. Weiter bestimmt der PKW 1 die Entfernung D zwischen dem PKW 1 und dem Reflektor 3. Mithilfe des bestimmten Winkels β und der bestimmten Entfernung D wird die relative Position des PKWs 1 zum Reflektor 3 bestimmt und mithilfe der erfassten geographischen Breite und Länge, der Höhe und der Winkelausrichtung des Reflektors 3 wird dann die Position des PKWs 1 in dem geographischen Koordinatensystem bestimmt.For relative positioning of the car determines 1 the angle β between the reflector 3 assigned direction R1 and by the car 1 and the mark 3 defined direction R2. Next determines the car 1 the distance D between the car 1 and the reflector 3 , Using the specific angle β and the specific distance D, the relative position of the car 1 to the reflector 3 determined and using the detected latitude and longitude, the height and the angular orientation of the reflector 3 then becomes the position of the car 1 determined in the geographic coordinate system.

Die durch den PKW 1 und das Schild 3 definierte Richtung R2 basiert auf einer Verbindung des Flächenmittelpunkes des Reflektors 3 in dem aufgenommenen Bild und dem Linsenmittelpunkt der Videokamera. Der Flächenmittelpunkt des Reflektors 3 wird anhand des Schwerpunkts der Fläche des Reflektors 3 in der Aufnahme bestimmt.The by the car 1 and the sign 3 defined direction R2 is based on a connection of the center of the reflector surface 3 in the captured image and the lens center of the video camera. The center of area of the reflector 3 is determined by the center of gravity of the surface of the reflector 3 determined in the recording.

Zum Bestimmen des Winkels β wird mithilfe der Videokamera eine Aufnahme des Reflektors 3 gemacht und verarbeitet. Als Reflektor 3 wird ein lentikulares Bild, auch als Wackelbild bezeichnet, verwendet. Dieser weist eine unterschiedliche Erscheinung für unterschiedliche Betrachtungswinkel auf. Die unterschiedliche Erscheinung des Reflektors ist durch einen gut detektierbaren, im Wesentlichen vertikalen Balken realisiert, der sich in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels (bei ansonsten gleichen Lichtverhältnissen) an unterschiedlichen lateralen Positionen des Reflektors 3 befindet. Die lateralen Positionen des Balkens in der Aufnahme sind auf eindeutige Weise einem Winkel β zwischen den Richtungen R1 und R2 zugeordnet. Die 2a bis 2c und 3a bis 3c zeigen Aufnahmen eines beispielhaften Reflektors 3 bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln (aber identischem, im Wesentlichen gleichmäßigem Lichteinfall). Die 2a zeigt eine Aufnahme des Reflektors 3 bei Betrachtung von rechts. Die 2b bzw. 2c zeigen je eine Aufnahme des Reflektors 3 bei mittiger Betrachtung bzw. Betrachtung von links. Je nach Betrachtungswinkel erscheint ein Balken erhöhter Helligkeit an unterschiedlichen lateralen Positionen in dem Reflektor 3. Die 3a bis 3c zeigen Aufnahmen des Reflektors 3 bei Betrachtung von rechts, von der Mitte und von links. Hier erscheint ein Balken verringerter Helligkeit an unterschiedlichen lateralen Positionen des Reflektors 3.To determine the angle β, the video camera captures the reflector 3 made and processed. As a reflector 3 a lenticular image, also called a wobbly image, is used. This has a different appearance for different viewing angles. The different appearance of the reflector is realized by a well detectable, substantially vertical bar, depending on the viewing angle (with otherwise the same lighting conditions) at different lateral positions of the reflector 3 located. The lateral positions of the beam in the receptacle are uniquely associated with an angle β between the directions R1 and R2. The 2a to 2c and 3a to 3c show pictures of an exemplary reflector 3 at different viewing angles (but identical, substantially uniform incidence of light). The 2a shows a picture of the reflector 3 when viewed from the right. The 2 B respectively. 2c each show a shot of the reflector 3 when viewed centrically or viewed from the left. Depending on the viewing angle, a bar of increased brightness appears at different lateral positions in the reflector 3 , The 3a to 3c show pictures of the reflector 3 when viewed from the right, from the middle and from the left. Here, a bar of reduced brightness appears at different lateral positions of the reflector 3 ,

Die Entfernung D wird aus dem Verkleinerungsfaktor der Abbildung des Reflektors 3 in dem durch die Videokamera 2 aufgenommenen Bild bestimmt. Wenn die tatsächliche Größe des Reflektors 3 nicht bekannt ist, bzw. von der üblichen Größe abweicht, wird die Größe in der Information von dem Schild 4 mit angegeben.The distance D becomes the reduction factor of the image of the reflector 3 in the video camera 2 recorded image determined. If the actual size of the reflector 3 is not known, or deviates from the usual size, the size in the information from the sign 4 indicated with.

Der PKW 1 bestimmt ebenfalls den Winkel α zwischen der Längsrichtung R3 des PKWs 1 und der von dem Reflektor 3 definierten Richtung R1. Dies geschieht durch der Lage des Schwerpunkts der Fläche des Reflektors 3 in dem aufgenommenen Bild. Die Richtung R3 wird beim Einhalten der vorgegebenen Trajektorie und beim automatischen Verbringen des Fahrzeugs in einen Stellplatz berücksichtigt.The car 1 also determines the angle α between the longitudinal direction R3 of the car 1 and that of the reflector 3 defined direction R1. This is done by the position of the center of gravity of the surface of the reflector 3 in the picture taken. The direction R3 is taken into account when maintaining the predetermined trajectory and the automatic movement of the vehicle in a parking space.

Die 4 zeigt ein beispielhaftes Schild 4, das in der Form eines QR-Codes beispielshafte GPS-Koordinaten, eine beispielhafte Höhe, Winkelausrichtung und Größe des Reflektors 3 angibt. Das Schild 4 befindet sich neben der Markierung 3.The 4 shows an example sign 4 comprising, in the form of a QR code, exemplary GPS coordinates, an exemplary height, angular orientation and size of the reflector 3 indicates. The shield 4 is located next to the marker 3 ,

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Claims (12)

Verfahren zum Bestimmen der Position einer Vorrichtung (1), insbesondere eines Fahrzeugs, mit einer Aufnahmevorrichtung (2) und einer Verarbeitungsvorrichtung (5), umfassend: – Erfassen einer Markierung (3); – Bestimmen der relativen Position in Bezug auf die Markierung (3); – Erfassen einer Informationsvorrichtung (4), die eine der Markierung (3) zugeordnete Information umfasst; – Erfassen der Information, wobei die Information einen Rückschluss auf die Position der Markierung (3) in einem Bezugskoordinatensystem zulässt; – Bestimmen der Position der Vorrichtung (1) in dem Bezugskoordinatensystem mithilfe der relativen Position und der erfassten Information.Method for determining the position of a device ( 1 ), in particular a vehicle, with a receiving device ( 2 ) and a processing device ( 5 ), comprising: - detecting a marker ( 3 ); Determining the relative position with respect to the marker ( 3 ); Detecting an information device ( 4 ), one of the markings ( 3 ) associated information; Detecting the information, wherein the information is a conclusion on the position of the marker ( 3 ) in a reference coordinate system; Determining the position of the device ( 1 ) in the reference coordinate system using the relative position and the acquired information. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der relativen Position in Bezug auf die Markierung (3) umfasst: – Bestimmen des Winkels (β) zwischen einer der Markierung (3) zugeordneten Richtung (R1) und einer durch die Vorrichtung (1) und die Markierung (3) definierten Richtung (R2); – Bestimmen einer durch die Vorrichtung (1) und die Markierung (3) definierten Entfernung (D).The method of claim 1, wherein determining the relative position with respect to the marker ( 3 ) comprises: determining the angle (β) between one of the marks ( 3 ) associated direction (R1) and one through the device ( 1 ) and the mark ( 3 ) defined direction (R2); Determining one by the device ( 1 ) and the mark ( 3 ) defined distance (D). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Erfassen der Markierung (3), das Erfassen der Informationsvorrichtung (4) und/oder das Erfassen der Information mithilfe einer Kamera ausgeführt werden.Method according to one of claims 1 to 2, wherein the detection of the marker ( 3 ), capturing the information device ( 4 ) and / or capturing the information using a camera. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Markierung (3) eine künstliche Landmarke, insbesondere eine passive optische künstliche Landmarke, einen Reflektor, einen Reflektor, der eine unterschiedliche Erscheinung in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels aufweist, einen Reflektor mit Lamellen und/oder einen lentikularen Reflektor umfasst.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the marking ( 3 ) comprises an artificial landmark, in particular a passive optical artificial landmark, a reflector, a reflector having a different appearance depending on the viewing angle, a reflector with lamellae and / or a lenticular reflector. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bezugskoordinatensystem insbesondere ein geographisches Koordinatensystem mit Längen- und Breitengraden umfasst.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the reference coordinate system in particular comprises a geographical coordinate system with latitude and longitude. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Information auch eine oder mehrere Eigenschaften der Markierung (3), insbesondere deren Größe, die Höhe der Anbringung der Markierung (3), ein Maß für die Winkelabhängigkeit der Erscheinung der Markierung (3) und die horizontale und/oder vertikale Ausrichtung der Markierung (3), beispielsweise eine Winkelangabe in Bezug zur Nordrichtung, umfasst.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the information also one or more properties of the marker ( 3 ), in particular their size, the height of the marking ( 3 ), a measure of the angular dependence of the appearance of the label ( 3 ) and the horizontal and / or vertical orientation of the marker ( 3 ), for example an angle with respect to the north direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Informationsvorrichtung (4) in räumlichem Bezug zur Markierung (3) angeordnet ist, insbesondere in der Nähe der Markierung (3) oder angrenzend zur Markierung (3).Method according to one of claims 1 to 6, wherein the information device ( 4 ) in spatial relation to the mark ( 3 ), in particular near the marking ( 3 ) or adjacent to the mark ( 3 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Information in einem Code, insbesondere in einem zweidimensionalen Code, insbesondere einem QR-Code, wiedergegeben wird.Method according to one of claims 1 to 7, wherein the information is reproduced in a code, in particular in a two-dimensional code, in particular a QR code. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiter umfassend: Bestimmen einer durch die Vorrichtung (1) bestimmten Richtung (R3), insbesondere die Längsrichtung der Vorrichtung (1).Method according to one of claims 1 to 8, further comprising: determining by the device ( 1 ) certain direction (R3), in particular the longitudinal direction of the device ( 1 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend: Bestimmen eines Unterschiedes zwischen der bestimmten Position und einer vorgegebenen Position; und Bestimmen von Maßnahmen zum Verbringen der Vorrichtung (1) in die vorgegebene Position.The method of one of claims 1 to 9, further comprising: determining a difference between the determined position and a predetermined position; and determining measures for moving the device ( 1 ) in the predetermined position. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter umfassend: Bestimmen eines Unterschieds zwischen der durch die Vorrichtung (1) bestimmten Richtung (R3) und einer vorgegebenen Richtung; und Bestimmen von Maßnahmen zum Verbringen der Vorrichtung (1) in die vorgegebene Richtung.The method of any one of claims 1 to 10, further comprising: determining a difference between that through the device ( 1 ) certain direction (R3) and a given direction; and determining measures for moving the device ( 1 ) in the specified direction. Vorrichtung zum Bestimmen ihrer Position, umfassend eine Aufnahmevorrichtung (2) und eine Verarbeitungsvorrichtung (5), wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.Device for determining its position, comprising a receiving device ( 2 ) and a processing device ( 5 ), the apparatus being adapted to carry out a method according to one of claims 1 to 11.
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