特表 2024-527006 軌道データのセグメント化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】軌道データのセグメント化

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/123 20060101AFI20240711BHJP

   G08G 1/00 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

G08G1/123 A

G08G1/00 D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024504533

(86)(22)【出願日】2022-06-08

(85)【翻訳文提出日】2024-01-24

(86)【国際出願番号】 EP2022065457

(87)【国際公開番号】W WO2023006284

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】102021208001.4

(32)【優先日】2021-07-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(72)【発明者】

【氏名】シュミット，アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ガオ，ミーン

(72)【発明者】

【氏名】レート，オリバー

【テーマコード（参考）】

5H181

【Ｆターム（参考）】

5H181AA01

5H181FF03

5H181FF10

5H181FF13

5H181MC22

5H181MC27

(57)【要約】

特に制御装置による、軌道データのセグメント化方法であって、複数の点を含む軌道データが受信され、セグメンテーション点によって区切られた、略直線状の部分を特定するために、例えばダグラスプッカーアルゴリズムのような曲線平滑化および／または汎化アルゴリズムが前記軌道データに適用され、曲線を、特に曲線の始点と終点の形態で検出するアルゴリズムが前記軌道データに適用され、曲線の始点と終点の間の区間で特定された少なくとも１つのセグメンテーション点は、前記始点と前記終点によって置き換えられ、前記軌道データは、前記特定されたセグメンテーション点、前記始点および前記終点においてセグメント化される方法、が開示されている。さらに、制御装置、コンピュータプログラム、および機械可読記憶媒体が開示されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に制御装置による、軌道データ（１）のセグメント化方法であって、
－ 複数の点（３）を含む軌道データ（１）が受信され、
－ セグメンテーション点（８、９）によって区切られた、略直線状の部分（２）を特定するために、例えばダグラスプッカーアルゴリズムのような曲線平滑化および／または汎化アルゴリズムが前記軌道データ（１）に適用され、
－ 曲線（４）を、特に曲線（４）の始点（１０）と終点（１２）の形態で検出するアルゴリズムが前記軌道データ（１）に適用され、
－ 曲線（４）の始点（１０）と終点（１２）の間の区間で特定された少なくとも１つのセグメンテーション点（９）は、前記始点（１０）と前記終点（１２）によって置き換えられ、前記軌道データ（１）は、前記特定されたセグメンテーション点（８）、前記始点（１０）および前記終点（１２）においてセグメント化される、方法。

【請求項2】

前記曲線（４）を検出するアルゴリズムによって各点（３）の進路方向が特定され、続いて、それぞれ２つの連続する点（３１、３２）間の進路方向の差が特定され、前記軌道データ（１）の点（３）は、前記点（３１）と前記次の点（３２）との間の進路方向の差が予め定義された閾値を超える場合、曲線（４）に割り当てられる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記進路方向が、第１の点（３１）と、それに続くヨー角（ｙａｗ）を有する第２の点（３２）との間のベクトルの形態で特定される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記進路方向の差が、前記第１の点（３１）と前記第２の点（３２）との間の距離によって標準化される、請求項２または３に記載の方法。

【請求項5】

前記予め定義された閾値を超える前記軌道データ（１）の点（３）に隣接する、前記閾値を超えない点（３）が、曲線（４）の始点（１０）と終点（１２）として定義され、前記軌道データ（１）をセグメント（６）に分割するためのセグメンテーション点（８）として使用される、請求項２～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記特定されたセグメンテーション点（８）、前記始点（１０）および前記終点（１２）においてセグメント化された前記軌道データ（１）が、少なくとも一部のセグメントについて受信され、車両（１４）を制御するために使用される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されている、制御装置。

【請求項8】

コンピュータプログラムがコンピュータまたは制御装置によって実行されるとき、これらのコンピュータまたは制御装置に、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム。

【請求項9】

請求項８に記載のコンピュータプログラムが記憶された、機械可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軌道データのセグメント化方法に関する。さらに、本発明は、制御装置、コンピュータプログラムおよび機械可読記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

軌道は、特定の座標系で記録されたタイムスタンプ付き位置のシーケンスを指す。例としては、ＧＮＳＳ（ｇｌｏｂａｌ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｓｙｓｔｅｍ）ベースの連続的な地理座標で記録された車両の軌道である。軌道のセグメント化は、与えられた軌道を、例えば方向や直線性などの一貫した幾何学的特性を有する部分またはブロックに分割することを目的とする。セグメント化は、例えば軌道のセグメント化によって任意のエリアサイズに拡大縮小することができる、クラウドソーシングされた軌道データを利用したプランニングマップの作成など、様々な分野に適用されている。

【0003】

通常、軌道のセグメント化は、幾何学的特性が隣接点と比較して矛盾する軌道点または位置を見つけることに重点を置き、これらの点はセグメンテーション点として登録される。セグメンテーション点は、２つのセグメント化またはブロックの境界を形成する。軌道のセグメント化方法は既知である。例えば、軌道は同じ長さのセグメントに分割またはセグメント化することができる。さらに、セグメンテーション点の最小数を算出するために、与えられた軌道の直線性を利用することができる。

【0004】

しかしながら、既知の方法の問題点は、セグメンテーション点が曲線内に決定されることが多く、直線状の軌道部分が過剰な数のセグメントに分割されることである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の基礎となる課題は、曲線部分のセグメント化が回避される、軌道データのセグメントへの細分化方法を提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題は、独立形式請求項のそれぞれの主題によって解決される。本発明の有利な実施形態は、それぞれの引用形式請求項の主題である。
本発明の一態様によれば、特に制御装置による、軌道データのセグメント化方法が提供される。１つのステップにおいて、複数の点を含む軌道データが受信される。点は、それぞれタイムスタンプを有する位置点であってもよい。

【0007】

セグメンテーション点によって区切られた、略直線状の部分を特定するために、例えばダグラスプッカーアルゴリズムのような曲線平滑化および／または汎化アルゴリズムが軌道データに適用される。これにより、軌道データの形状または地理的特性が単純化され、セグメンテーション点が形成されて軌道データが曲線部分に分割される。

【0008】

さらなるステップでは、曲線を、特に曲線の始点と終点の形態で検出するアルゴリズムが軌道データに適用される。このようなアルゴリズムによって、曲線部分と曲線部分の長さが検出される。

【0009】

曲線の始点と終点の間の区間で特定された少なくとも１つのセグメンテーション点は、始点と終点によって置き換えられる。これにより、軌道データの曲線部分内におけるセグメント化が防止される。したがって、このような曲線部分内におけるセグメンテーション点は削除され、曲線部分の始点と曲線部分の終点によってそれぞれ置き換えられる。

【0010】

軌道データは、特定されたセグメンテーション点、始点および終点においてセグメント化される。
この方法によって、曲線平滑化および／または汎化アルゴリズムと、曲線または曲線部分の検出アルゴリズムとが組み合わせられる。この時、軌道データの曲線部分内および直線部分内でのセグメンテーション点の形成を回避するために、それぞれのアルゴリズムの結果を統合してもよい。特に、軌道データの進路変化の一貫性を考慮することにより、曲線検出アルゴリズムは、曲線が途中でセグメント化されることを防ぐことができる。

【0011】

本発明に係る方法は、軌道データの各セットに個別に適用されるため、軌道データの複数のセットを同時に並行して処理することができる。ここで、軌道データのセットは、車両の測定データのグループ、地理領域の測定データのグループ、予め定義された数の測定データ等であってよい。

【0012】

本発明のさらなる態様によれば、制御装置が提供され、制御装置は、本方法を実行するように構成されている。制御装置は、例えば、車載制御装置、車外制御装置、またはクラウドシステムなどの車外サーバユニットであってもよい。制御装置は、好ましくは、軌道データを受信して処理してもよい。このために、制御装置は、軌道データおよび方法の結果を一時的または永続的に記憶するための内部メモリまたは外部メモリを有してもよい。

【0013】

さらに、制御装置は、軌道データを受信し、方法の考え得る結果としてセグメント化された軌道データを送信するために、統合通信ユニットまたは外部通信ユニットを有してもよい。

【0014】

さらに、本発明の一態様によれば、コンピュータプログラムがコンピュータまたは制御装置によって実行されるとき、コンピュータまたは制御装置に本発明に係る方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラムが提供される。本発明のさらなる態様によれば、本発明に係るコンピュータプログラムが記憶された、機械可読記憶媒体が提供される。

【0015】

一実施形態では、曲線検出アルゴリズムによって各点の進路方向が特定され、続いて、それぞれ２つの連続する点間の進路方向の差が特定される。軌道データの点は、点と次の点との間の進路方向の差が予め定義された閾値を超える場合、曲線または曲線部分に割り当てられる。これにより、曲線部分の技術的に容易な認識が実現できる。直線部分上の軌道データの点は、相対的な進路方向が閾値以下である点としてフィルタリングされる。

【0016】

さらなる実施形態によれば、進路方向は、第１の点と、それに続くヨー角を有する第２の点との間のベクトルの形態で特定される。車両の軌道データでは、これは第１の点から第２の点に向かう車両の進行方向に相当する。ヨー角は、予め定義された方位または基準方向に対して特定されてもよい。

【0017】

さらなる実施例によれば、進路方向の差は、第１の点と第２の点との間の距離によって標準化される。この手段により、追加の曲線平滑化と、異なる点の特定された進路方向の比較が可能になる。

【0018】

さらなる実施形態によれば、予め定義された閾値を超える点に隣接する、閾値を超えない点は、曲線の始点または終点として定義され、軌道データを部分に分割するためのセグメンテーション点として使用される。このようにして、曲線または曲線部分の一義的な始点および一義的な終点を特定してもよい。軌道データの２つの隣接する点の間に進路方向に関する差異がないか、わずかな差異しかない場合、これらは閾値を超えないため、本方法によって直線部分に割り当てられ、曲線部分に割り当てられることはない。

【0019】

さらなる実施例によれば、特定されたセグメンテーション点、始点および終点においてセグメント化された軌道データは、少なくとも一部のセグメントについて受信され、車両を制御するために使用される。この時、軌道データをセグメントごとに受信し、車両制御に使用してもよい。複数のセグメントを同時に受信して、例えば計画された軌道または計画された軌道の一部をマッピングしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

以下に、本発明の好ましい実施例を、高度に簡略化された概略図によって詳述する。

【図1】従来技術に係るセグメント化された軌道データの図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る方法を示す概略平面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る方法を示す概略平面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る方法を示す概略平面図である。

【図5】曲線の検出アルゴリズムを示す概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は、従来技術に係るセグメント化された軌道データの図である。ここでは、軌道データ１の直線部分２と曲線部分４が、異なるセグメント６に分割されている。その後、軌道データ１は、セグメント６の形態でさらに処理されたり、図示しない道路利用者に提供されたりすることができる。

【0022】

軌道データ１を分割するためには、２つのセグメント６間に境界が引かれるセグメンテーション点８を検出する必要がある。図１から分かるように、軌道データ１のセグメント化は、均一な細長いセグメント６で行われ、このセグメント６も曲線部分４内で境界を有する。道路利用者がこのようなセグメント化された軌道データ１を使用すると、処理遅延が生じる可能性がある。これは、曲線のような複雑な交通状況において、交通安全に悪影響を及ぼす可能性がある。さらに、直線部分２は不必要に多数のセグメント６に分割される。

【0023】

図２～図４は、本発明の一実施形態に係る方法を示す概略平面図である。ここで、図２において、矢印Ｐは、軌道データ１が特定され、軌道データ１が本方法によって処理される移動方向を示す。本方法は、図示しない制御装置によって実行することができ、この制御装置は、車両の内部または外部に設計してもよい。

【0024】

第１のステップでは、複数の点３を有する軌道データ１が受信される。これについて、図２～図４には、１つの軌道のみを示す詳細図が示されている。しかし、軌道データ１は、複数の軌道から構成されてもよく、複数の重複する点３を有してもよい。

【0025】

セグメンテーション点８、９で区切られた略直線状の部分を特定するために、ダグラスプッカーアルゴリズムのような曲線平滑化および／または汎化アルゴリズムが軌道データ１に適用される。対応する結果は図２に示されている。例示的に、２つのセグメンテーション点８、９が示されている。

【0026】

図３に示す第２のステップでは、曲線または曲線部分４を、特に曲線部分４の始点１０と終点１２の形態で検出するアルゴリズムが、軌道データ１に適用される。
曲線部分４を検出するアルゴリズムによって、各点３の進路方向が特定され、続いて２つの連続する点間の進路方向の差が特定される。軌道データ１の点３は、点３１と次の点３２との間の進路方向の差が予め定義された閾値を超える場合、曲線または曲線部分４に割り当てられる。これについては図５で詳述する。

【0027】

本方法のさらなるステップでは、曲線部分４の始点１０と終点１２との間の区間で特定された少なくとも１つのセグメンテーション点８、９が、始点１０と終点１２とによって置き換えられる。この時、対応するセグメンテーション点９は削除されるか、少なくともセグメンテーション点９としては使用されなくなる。

【0028】

続いて、軌道データ１は、特定されたセグメンテーション点８、始点１０、および終点１２において、セグメント６にセグメント化される。
図５は、曲線部分４の検出アルゴリズムを示す概略平面図である。ここで、第１のタイムスタンプｔ_ｎを有する第１の点３１において、進路方向がヨー角ｙａｗの形態で特定される。第２の点３２は、第２のタイムスタンプｔ_ｎ＋１を有する。

【0029】

軌道データ１は、例えば、経路を走行する車両１４によって特定される。この時、異なる点３１、３２は異なる時刻ｔに走行され、対応するタイムスタンプが付与される。
図示の実施例では、ヨー角ｙａｗは水平軸ｘに対して測定され、この水平軸ｘは、例えば東西を結ぶ線であってもよい。この時、図示の実施例におけるヨー角ｙａｗは、後続の第２の点３２に対する垂直オフセットΔｙと水平オフセットΔｘの商のアークタンジェントによって計算してもよい。

【0030】

ヨー角ｙａｗは、後続の点を有する各点３について計算される。さらなるステップでは、それぞれの点３間で相対的な進路変化Δｙａｗが計算される。これは、それぞれのヨー角ｙａｗ間の差を形成することによって実施される。

【0031】

各軌道点３の相対的な進路変化Δｙａｗは、さらに、予め定義された距離パラメータ内にある点３の値で累積してもよい。各軌道点の累積された角度値は、さらに、予め定義された平均化幅で平滑化してもよい。これら２つのステップにより、連続的な進路変化を有する点３を強調し、直線部分２のように比較的一定の移動方向を有する軌道データ１の点３を抑制してもよい。平滑化された相対的な進路方向または進路変化Δｙａｗが所定の角度閾値を超える点を強調することにより、所定の軌道の曲線を検知してもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-24

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に制御装置による、軌道データ（１）のセグメント化方法であって、
－ 複数の点（３）を含む軌道データ（１）が受信され、
－ セグメンテーション点（８、９）によって区切られた、略直線状の部分（２）を特定するために、例えばダグラスプッカーアルゴリズムのような曲線平滑化および／または汎化アルゴリズムが前記軌道データ（１）に適用され、
－ 曲線（４）を、特に曲線（４）の始点（１０）と終点（１２）の形態で検出するアルゴリズムが前記軌道データ（１）に適用され、
－ 曲線（４）の始点（１０）と終点（１２）の間の区間で特定された少なくとも１つのセグメンテーション点（９）は、前記始点（１０）と前記終点（１２）によって置き換えられ、前記軌道データ（１）は、前記特定されたセグメンテーション点（８）、前記始点（１０）および前記終点（１２）においてセグメント化される、方法。

【請求項2】

前記曲線（４）を検出するアルゴリズムによって各点（３）の進路方向が特定され、続いて、それぞれ２つの連続する点（３１、３２）間の進路方向の差が特定され、前記軌道データ（１）の点（３）は、前記点（３１）と前記次の点（３２）との間の進路方向の差が予め定義された閾値を超える場合、曲線（４）に割り当てられる、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記進路方向が、第１の点（３１）と、それに続くヨー角（ｙａｗ）を有する第２の点（３２）との間のベクトルの形態で特定される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記進路方向の差が、前記第１の点（３１）と前記第２の点（３２）との間の距離によって標準化される、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記予め定義された閾値を超える前記軌道データ（１）の点（３）に隣接する、前記閾値を超えない点（３）が、曲線（４）の始点（１０）と終点（１２）として定義され、前記軌道データ（１）をセグメント（６）に分割するためのセグメンテーション点（８）として使用される、請求項２に記載の方法。

【請求項6】

前記特定されたセグメンテーション点（８）、前記始点（１０）および前記終点（１２）においてセグメント化された前記軌道データ（１）が、少なくとも一部のセグメントについて受信され、車両（１４）を制御するために使用される、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

請求項１に記載の方法を実行するように構成されている、制御装置。

【請求項8】

コンピュータプログラムがコンピュータまたは制御装置によって実行されるとき、これらのコンピュータまたは制御装置に、請求項１に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム。

【請求項9】

請求項８に記載のコンピュータプログラムが記憶された、機械可読記憶媒体。

【国際調査報告】