Anforderungen an Fahrzeugpositionierung und Karten ... - Coopers

coopers.ip.eu
  • Keine Tags gefunden...

Anforderungen an Fahrzeugpositionierung und Karten ... - Coopers

COOPERS – Co-operative Systems for Intelligent Road Safety

Anforderungen an

Fahrzeugpositionierung und

Karten-Referenzierung in

kooperativen Systemen

POSNAV 2007

Martin BÖHM, AustriaTech

Jörg PFISTER, pwp-systems

Stephane DREHER, NAVTEQ

Co-funded by the EC, FP6 IST-Programme


Gliederung

• Kooperative Systeme in IST

• COOPERS

• Kooperatives Verkehrsmanagement

• Kooperative Dienste

Anforderungen an die

Fahrzeugpositionierung

Karten - Referenzierung

• Zusammenfassung


Kooperative Systeme in ITS

GPS, Galileo

Terrestrial Broadcast

RDS, DAB, DVB-H

Sat-Comm

GSM-GPRS

UMTS

WiMAX

Broadcast

Transmitter

Beacon

•CALM-M5

•CALM-IR

•CEN-DSRC

Hot-Spot

(Wireless LAN)

Variable Message Sign

Info-Broadcaster

Vehicle-to-Vehicle (M5, IR, MM)

COOPERS CVIS SafeSpot SISTER


COOPERS – Fakten

COOPERS – Co-operative Systems for Intelligent Road Safety

•Integrated Projekt im 4. IST Call, FP6

•39 Partner, koordiniert von AustriaTech

•Budget 16,8 Mio EURO, 9.8 Mio EURO EU - Funding

•Start: 1. Februar 2006

•Dauer: 4 Jahre

VISION:

Vehicles are connected via continuous wireless

communication with the road infrastructure on motorways,

exchange data and information relevant for the specific

road segment to increase overall road safety and enable

co-operative traffic management.


Forschungs Gebiete in ITS

Infrastruktur – Fahrzeug

Kommunikation

(e.g. COOPERS)

Autonome In-Vehicle Systeme

(e.g. CVIS, EASIS…)

und CALM - Standard als

Kommunikationstechnologie

Fahrzeug –

Fahrzeug

Kommunikation

(e.g Car2Car

consortium,

SAFESPOT..)


I2V Kommunikation

• Rasche Datenübertragung von sicherheitsrelevanten

Informationen vom Straßenbetreiber

zu den Lenkern und retour

• Erhöhung der Straßensicherheit durch direkte

und zeitnahe Informationsübermittlung

• Bezogen auf Wetter, Straßenzustand und

Netzwerk Status (z.B.: Straßenzustand,

Netzwerk Auslastung)

• Identifizierung von Gesetzesübertretungen


Kooperatives Verkehrsmanagement

E

V

E

N

T

F

I

L

T

E

R

TCC

OPERATOR

S1

S2

S3

DSS

S4

DSS … Decision Support Service


Kooperatives Verkehrsmanagement

E

V

E

N

T

F

I

L

T

E

R

TCC

OPERATOR

S1

S2

Free flow

S3

DSS

S4

DSS … Decision Support Service


• DSRC (IR,

Mikrowelle)

Technologien für die Infrastruktur –

Fahrzeug Kommunikation

• Zellen basiert

(GSM/GPRS,

UMTS)

• Broadcast (DAB,

DMB, DVB-H)


COOPERS – Dienste

• Unfall/Störung Warnung

• Wetterwarnung

• Baustelleninformation

• Information zum Spurverhalten

• Geschwindigkeitsinformation

• Stauwarnung

• ISA mit Infrastruktur-Kommunikation

• Straßenbemautung zum Steuern der Nachfrage

• International Service Handover

• Navigation - Reisezeit

• Navigation – empfohlener nächster link

• Navigation – Information über aktuelle Karten Updates


Schwachpunkte der derzeitigen Fahrzeugpositionierung

und Karten-Referenzierung

• I2V Kommunikation

• Information zum Spurverhalten

• Geschwindigkeitsinformation

• ISA mit Infrastruktur-Kommunikation

• V2I Kommunikation

• xFCD

Notwendigkeit spurgenauer Information !


Spurgenaue Information

Ändern der Geschwindigkeit

Ändern der Fahrtrichtung (Spur

wechseln, nächste Ausfahrt,

benutzen Sie die Standspur,

Überholverbot…)

Sehr genaue

Empfehlungen/Instruktionen

Reduktion der

Informationsflut

Erhöhung der

Fahrsicherheit

Ausschließen von

Fehlinterpretationen


xFCD

Fahrzeugkinematik (Geschwindigkeit der Räder,..)

Aktivität der Sicherheitssysteme (z.B. ABS, ESP),

Warnblinkanlage und Unfallalarm (z.B. Airbag ausgelöst)

Wetterinformation (z.B.: Außentemperatur,

Regensensorik, Nebelleuchten an/aus)

GNSS Position des Fahrzeuges

Fahrzeuge werden als mobile Sensoren genutzt um

Ereignisse noch besser erkennen zu können


Anforderungen an die

Fahrzeugpositionierung

Spurgenaue Lokalisierung des Fahrzeuges

Positionsgenauigkeit

transversal +/- 1.0 meters

longitudinal +/- 30 meters

+/- 30 Meter

+/- 1.0 Meter


GPS + EGNOS

A5 südlich vom Frankfurter Kreuz


GPS + EGNOS

A4 östlich von Köln


Tunnel in Darmstadt

GPS 1

GPS 2

ca. 60m

Tunnel


Robust positioning in COOPERS

GPS + motion

sensor + gyro

In Car Comm.

CAN (OBD-II)

USB 2.0 client

I2V Technologies

CALM IR

GPRS

CALM M5

Communication Gateway

(EFKON-Mobility)

IR

M5

GPS

Antenna

Rx:

DAB

DVB-H

(RDS-TMC)

OBD-II

CAN

USB

In Car Comm.

USB

Bluetooth

Optional

CAN (in-vehicle)

Additional sensors

Comm.

DAB

DVB-H

(RDS-TMC)

OS

Microsoft XP (emb)

HMI

7” TFT

RPU

(PWP Systems)

Automotive PC

(T&TT On Board Unit, ARS)


Anforderung an die Karten-

Referenzierung

Positionsdaten müssen eindeutig im

Fahrzeug GIS referenziert werden können

• Absolute Genauigkeit Robuste Navigation

• Relative Genauigkeit spur-genaue

Referenzierung möglich

+/- 30 Meter

+/- 1.0 Meter


Genauigkeit der digitalen Karten

Eine begrenzte Auflösung reduziert zusätzlich die

Genauigkeit der Karte

absolute

positioning

error

e

UTC/LCPC for CVIS

map error

s

Auflösung der Koordinaten in digitalen Karten:

10 micro-Grad (~1 m) addiert sich zum Kartenfehler


Relative Genauigkeit im Fahrzeug- GIS

Aktuelle GIS-Datenbanken:

Knoten-Kanten Modelle

(Straßenmittelachse)

Spurinformation als

Attribut der Kante

ein spurgenaues

Map- Matching ist nicht

möglich!

Source: www.dlib.org/dlib/july00/crane/07crane.html


Map Matching

Map matching Prozess ordnet der GNSS Position des Fahrzeugs

eine Kante auf der Karte zu

• Aktuell

Link 2

Position wird auf die Strassenmittelachse “projeziert”

Output: Kanten-Id und offset (distanz vom Knoten zur Position)

• Spurgenaue Positionierung

genaues Strassenmodel inkl. Spuren nötig

Output: Kanten-Id, offset und lateral offset


Strassenmodel mit Spuren

Spurenmodell mit aktuellen NAVTEQ Daten möglich

Spurinformation als Attribut der Kante 2D Model

• ADAS Number of Lanes:

– Anzahl der durchgehenden Spuren

• Extended Number of Lanes

– Genaue Anzahl der Spuren inkl. Abbiegespuren und Ausfahrten

– Lane connectivity

– Lane restrictions

Fehlende Information: Strassen- oder Spurbreite

Standard Spurenbreite für Land


Karten Technik für die Zukunft

Bedingung für eine Spurgenaue Positionierung:

Auflösung mindestens 10% der Spurenbreite eine Stelle mehr

• Zusätzlicher Speicherplatz

– Aktuell: 8 bytes für Koordinaten

– 1 Byte mehr für ein zusätzliche Stelle

~ 300 MB mehr für die navigierbaren Daten eines standard binären

Kartenformats (PSF) für ganz Europa.

• Neu-erfassung der Strassen.

- Satellitendaten nicht flächendeckend verfügbar und ungenau.

- Modellierung der Daten muss angepasst werden: Spurmittelachse

Strassenrand Fehlende Markierung


Kalibrierung des On-Board Systems

Möglicher Lösungsansatz:

Kalibrierung bei Gantry

mittels Infrarot-

Kommunikation:

• Spurinformation

Kartenupdate


Zusammenfassung

• Spurbezogene Verkehrsinformation

• Reduzierung der Informationsflut an den

Fahrzeuglenker

• Präzise Information vom Fahrzeug an den

Straßenbetreiber

Anforderungen werden von den Diensten

abgeleitet

• Robuste Positionierung

• Satelliten-Navigation (sole means) reicht nicht aus

• Hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit mit

hybridem Ansatz, z. B. Galileo und/oder Positions-

Fix (Gantry)

Karten-Referenzierung

• Update bei Gantry

• Neues Kartenmodell notwendig


Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

Martin Böhm

AustriaTech

martin.boehm@austriatech.org

Dr. Jörg Pfister

pwp-systems

pfister@pwp-systems.de

Stephane Dreher

NAVTEQ BV

stephane.dreher@navteq.com


© Die enthaltenen Kartenplots sind mit Hilfe von google erstellt

worden und nur für die Präsentation auf der DGON Konferenz

„POSNAV“ 2007 lizenziert. Eine weitere Verbreitung oder

Verwendung dieser Darstellungen ist nicht zulässig!

Bei eventuellen Verstößen übernimmt der Autor keine Haftung!

Weitere Magazine dieses Users
Ähnliche Magazine