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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem, um eine Fahrassistenzanwendung für ein Regelungsziel in einem Fahrzeug unter Verwendung von Kartendaten für eine Karte der Fahrzeugumgebung auszuführen.
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Ein in ein Fahrzeug eingebautes Navigationssystem erfasst eine Absolutposition und eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit unter Verwendung eines GPS (Global Positioning System = Globales Positionssystem) oder dergleichen. Auf der Grundlage der Position des Fahrzeugs und Kartendaten aus einer Kartendatenbasis werden die Position und die Fahrtrichtung einer auf einer Anzeigeeinheit angezeigten Karte überlagert, um auf diese Weise eine Ortsbestimmungsfunktion zu gewinnen. Ferner wird eine empfohlene Route zu einem gewünschten Ziel abgerufen und einem Anwender angezeigt, um so eine Routen- bzw. Streckenführungsfunktion zu erhalten.
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In der Ortsbestimmungsfunktion wird ein Kartenabgleich durchgeführt, um die Position des Fahrzeugs auf einer Straße der elektronisch angezeigten Karte zu überlagern. Beim Kartenabgleich werden eine Fahrstrecke des Fahrzeugs und ein Straßenverlauf gemäß den Straßenkartendaten miteinander verglichen, um eine Straße abzuschätzen, auf der das Fahrzeug fährt. Ein Verfahren zum Kartenabgleich kann nicht nur eine Straße, sondern auch eine Verkehrsspur, entlang der ein Fahrzeug fährt, erkennen (vgl. Patentschrift 1). Ferner wird eine Positionierungsgenauigkeit (d. h. ein Abgleichverhältnis) eines Kartenabgleichs ausgegeben, um eine Falscherkennung eines Anwenders zu verhindern (vgl. Patentschrift 2).
- – Patentschrift 1: JP-11-211491 A
- – Patentschrift 2: JP-6-265364 A
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Um eine Positionierungsgenauigkeit eines Autonavigationssystems zu erhöhen, ist es erforderlich, die Genauigkeit der in einer Kartendatenbasis gespeicherten Kartendaten insgesamt zu verbessern und gegebenenfalls zu aktualisieren. Die Bereitstellung einer äußerst genauen Karte für ein ganzes Land (z. B. Japan oder die Vereinigten Staaten von Amerika) bringt einen beträchtlichen Kostenaufwand und eine Möglichkeit, die Datenkapazität eines Kartendatenspeichermediums (HDD, DVD) zu überschreiten, mit sich.
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Ferner können Detailkartendaten im Laufe der Zeit an Zuverlässigkeit einbüßen. Die Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit von Kartendaten erfordert häufige Ortserkundungen und Kartenaktualisierungen. Es ist möglich, eine Aktualisierung nur für einen bestimmten Teilbereich, nicht für die gesamte Region vorzunehmen. In diesem Fall kann der Anwender Detailkartendaten nur des bestimmten Bereichs verwenden, nicht die des weiteren Bereichs. Dies kann für den Anwender irritierend sein und die Verwendung der Kartendaten schwierig gestalten. Somit werden Kartendaten typischerweise in einer Kartendatenbasis mit einer Genauigkeit gespeichert, die für alle Bereiche innerhalb des Landes ein gleiches Niveau bzw. einen gleichen Stand haben.
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Ferner ist in der Vergangenheit vorgeschlagen worden, dass eine von einem Navigationssystem erfasste Fahrzeugposition sowie Umgebungskartendaten von einem Anwender außer für die Navigationsfunktion für eine weitere Fahrassistenzanwendung verwendet werden können. Zum Beispiel umfasst die Anwendung eine Bremsregelung, um eine Kollision zu verhindern, eine Frontscheinwerferregelung, um einem Straßenverlauf wie etwa einer Kurve zu folgen, und eine ortsabhängige Klimaanlagenregelung. In diesem Fall verändert sich die erforderliche Genauigkeit der Positionierung in Abhängigkeit von der Anwendung. Eine sehr hohe Genauigkeit kann für die Bremsregelung erforderlich sein, während die Genauigkeit für die Klimaanlagenregelung nicht so genau sein muss. Daher kann es sein, dass eine bestimmte Fahrassistenzanwendung nicht stabil arbeitet, wenn die Positionierungsgenauigkeit der Kartendaten in allen Bereichen auf einem gleichen Niveau bzw. Stand gehalten wird.
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In der
US 2002/0080617 A1 , die als nächstliegender Stand der Technik erachtet wird, ist ein Fahrzeugassistanzsystem mit einer Kartenspeichervorrichtung, einem Momentanpositionsdetektor und einer Ausführungseinheit gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung offenbart. Das darin beschriebene Fahrzeugassistenzsystem umfasst ferner eine Kartenzuverlässigkeitsgrad-Berechnungseinheit, die eine Kartenzuverlässigkeit auf der Grundlage einer Informationsgenauigkeit, die ein Übereinstimmungsverhältnis von Kartendaten relativ zu aktuellen Daten bezüglich einen Punkt, der in der Nachbarschaft einer erfassten momentanen Position liegt, betreffenden Informationselementen berechnet.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrassistenzsystem und ein Verfahren zur Ausführung einer Fahrassistanzanwendung bereitzustellen, um unter Verwendung von Kartendaten (Umgebungskartendaten), die zu einem ein Fahrzeug umgebenden Gebiet bzw. Bereich gehören, die Fahrassistenzanwendung stabil auszuführen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 8 der vorliegenden Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.
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Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, deutlicher ersichtlich. In den Figuren sind:
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1 ein Flussdiagramm, das einen Prozess gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung zur Bestimmung, ob Kartendaten zur Ausführung einer Fahrassistenzanwendung verwendet werden können, darstellt;
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2 ein Blockdiagramm, das eine Gesamtstruktur eines Fahrassistenzsystems darstellt;
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3A und 3B Diagramme, die Beispiele der Verwendung von Kartendaten für eine Kartendatenanwendung darstellen;
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4 ein Diagramm, das ein Beispiel der Verwendung von Kartendaten für eine Fahrassistenzanwendung darstellt;
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5 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Koeffizienten der zeitabhängigen Änderung (im Folgenden kurz: „Änderungskoeffizient”) darstellt.
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Ein Fahrassistenzsystem 1 ist nachstehend als ein Beispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Das System 1 ist in ein Fahrzeug eingebaut, um ein Navigationssystem mit einer Fahrzeugregelung bzw. -steuerung zu verbinden.
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Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst das System 1 eine Steuerungs- bzw. Regelungsschaltung 2 mit einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und einer E/A-Schnittstelle. Die Steuerungsschaltung 2 ist mit einem Positionsdetektor verbunden, der einen GPS-Sensor (Empfänger) 3, einen Geschwindigkeitssensor 4, einen Entfernungs- bzw. Abstandssensor 5 und ein 3D-Gyroskop 6 enthält. Signale zur Erfassung einer Position des Fahrzeugs von den Sensoren 3 bis 6 werden der Steuerungsschaltung 2 zugeführt.
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Die Steuerungsschaltung 2 ist ferner mit der Speichervorrichtung 7 verbunden. Diese Speichervorrichtung 7 umfasst eine Kartendatenbasis 8, eine Lerndatenbasis 9 und eine Programmspeichereinheit 10. Die Steuerungsschaltung 2 ist ferner mit einer Kamera 11 zur Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs und einem Radar 12 zur Erfassung eines Bereichs vor dem Fahrzeug verbunden. Die Kamera 11 und das Radar 12 arbeiten als eine Umgebungsinformation-Gewinnungseinheit, um Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs zu gewinnen, und geben sie an die Steuerungseinheit 2 weiter.
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Die Steuerungseinheit 2 berechnet eine momentane (absolute) Position des Fahrzeugs auf der Grundlage von Signalen von dem Positionsdetektor. Die Steuerungsschaltung 2 erfasst anschließend eine relative Position auf einer Karte, d. h. wo das Fahrzeug auf der Karte fährt, unter Verwendung eines bekannten Kartenabgleichverfahrens auf der Grundlage der erfassten Fahrzeugposition, der Information über die Umgebung und Straßenkartendaten von der Kartendatenbasis 8. Auf diese Weise erhält man eine Momentanpositionerfassungsfunktion.
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Diese Kartendatenbasis 8 fungiert als eine Kartendatenspeichervorrichtung zur Speicherung von Kartendaten, die (i) Straßenkartendaten, welche das ganze Land (z. B. Japan) abdecken, und (ii) zugehörige Einrichtungs- bzw. Anlagedaten umfassen. Die Straßenkartendaten umfassen Daten über Straßen und Punkte, die an Straßen liegen. Zum Beispiel enthalten die Punkte interessante Orte, Gebäude, Einrichtungen oder Stellen. Die Daten über Straßen umfassen die Form, die Art, die Entfernung, die Breite, die Neigung und den Namen einer Straße. Die Daten über Punkte umfassen eine Adresse, eine Telefonnummer, einen Ortsnamen und ein Geländemerkmal eines Punktes. Die Daten über Straßen umfassen ferner Daten zur Wiedergabe oder Reproduktion von Straßenkarten auf einem Bildschirm auf einer Anzeigevorrichtung 13 (nachstehend erläutert), und Straßendaten (d. h. Linkdaten) zum Abrufen einer Route bzw. Strecke.
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Die Anlagedaten umfassen eine Vielfalt von Daten, die (i) Transportanlagen wie etwa Bahnhöfe, (ii) Anlagen wie etwa Freizeitanlagen, Hotels, öffentliche Büros und Touristenpunkte, (iii) Geschäfte wie etwa Verbrauchermärkte, Kaufhäuser, Restaurants und Tankstellen, und (iv) Wohnstrukturen wie etwa eine Wohnung oder Wohnanlage umfassen. Diese Daten enthalten Namen, Telefonnummern, Adressen, Koordinaten (Breite und Länge), Klassifikationen (hohes, mittleres und niedriges Niveau), Geschäftszeiten, die Anzahl von Parkplätzen, Listen bereitgestellter Dienste und verfügbare Kreditkarten. Ferner umfassen die Anlagekarten Daten zur Überlagerung einer Landmarke einer Anlage mit Straßenkarten auf dem Bildschirm.
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Die Kartendatenbasis 8 umfasst ferner Daten zur Berechnung eines für die obigen Kartendaten relevanten Kartezuverlässigkeitsgrades. Die Daten zur Berechnung eines Kartenzuverlässigkeitsgrades umfassen eine Positionierungsgenauigkeit, wenn eine Messung (Vorort-Erkundung) ausgeführt wurde, einen Kartenmaßstab, eine Zeit, zu der eine Erkundung gemacht wurde (oder eine Zeitspanne, die seit der Erkundung verstrichen ist), eine Erkundungsanlage, eine Bezugsquelle (oder Informationsart), einen Referenzkartenmaßstab (Positionierungsfehler) und eine Kartenart.
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In diesem Beispiel umfasst die Kartendatenbasis 8 (i) Detailkartendaten mit einem Detailgenauigkeitsniveau (d. h. einem hohen Genauigkeitsniveau) bezüglich einer ersten Bereichsgruppe, d. h. Städte, Hauptverkehrsplätze, und (ii) allgemeine Kartendaten mit einem gewöhnlichen Genauigkeitsniveau bezüglich einer zweiten Bereichsgruppe, d. h. anderen Bereichen als die erste Bereichsgruppe. Die Kartendatenbasis 8 kann Kartendaten mit einem identischen Genauigkeitsniveau bezüglich allen Bereichen des Landes umfassen. Die Kartendaten werden je nach Notwendigkeit aktualisiert, z. B. einmal im Jahr.
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Die Steuerungsschaltung 2 ist ferner verbunden mit (i) einer Operationsschaltergruppe 14, über die ein Anwender verschiedene Anweisungen eingeben kann, (ii) der Anzeigevorrichtung 13 zur Anzeige von Navigationsfenstern oder verschiedener Nachrichten und (iii) einer zweiten Ausgabevorrichtung 15 für eine Audioführung. Die Steuerungsschaltung 2 ist ferner mit einem Verkehrsinformationssystem VICS(Vehicle Information and Communication System)-Empfänger 16 und einem Kartenschlitz 17 verbunden.
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Somit kann die obige Struktur eine Navigationsfunktion realisieren, um eine Karte wiederzugeben, eine Route abzufragen oder die abgefragte Route anzuzeigen, wie etwa eine Ortsbestimmungsfunktion und eine Routen- bzw. Streckenführungsfunktion. In der Lokalisierungsfunktion werden eine momentane Fahrzeugposition und eine Fahrtrichtung einer die Umgebung des Fahrzeugs anzeigenden Karte auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 13 überlagert. Bei der Streckenführungsfunktion wird eine empfohlene Strecke zu einem von einem Anwender bestimmten Ziel automatisch berechnet und dem Anwender angezeigt. Diese Navigationsfunktion ist in einem Fahrassistenzsystem enthalten und wird von der Steuerungsschaltung 2 ausgeführt.
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Die Steuerungsschaltung 2 ist ferner mit einer Kommunikationsvorrichtung 20 verbunden, um über eine Zwischenstation 19 drahtlos mit einem externen Informationszentrum 18 zu kommunizieren. Das Informationszentrum 18 umfasst eine Datenbasis 21 zur Speicherung von Kartendaten wie etwa Straßenkartendaten und Anlagedaten und sammelt ferner die neuesten Kartendaten zum Speichern in der Datenbasis 21 unter Verwendung von Datensammelanschlüssen 22, die in allen Bereichen des Landes bereitgestellt sind. Die Steuerungsschaltung 2 gewinnt über die Kommunikationsvorrichtung 20 Daten für die Informationsgenauigkeit von dem Informationszentrum 18.
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Die Steuerungsschaltung 2 ist ferner mit einer Anwendungssteuerungsschaltung 23 verbunden. Die Anwendungssteuerungsschaltung 23 steuert und führt Fahrassistenzanwendungen aus unter Verwendung von Nachbarschaftskartendaten, welche Kartendaten von der Nachbarschaft bzw. der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs sind, um zusammen mit der Steuerungsschaltung 2, die eine Navigationsfunktion ausführt, als eine Anwendungsausführungseinheit zu fungieren. Zum Beispiel führt die Anwendungssteuerungseinheit 23 Fahrassistenzanwendungen aus, wie zum Beispiel eine Brems-(oder Stopp-)Regelung, eine Geschwindigkeitsregelung, eine Nachricht oder ein Alarm das Vorherige betreffend, eine Frontscheinwerferregelung und eine Klimaanlagenregelung.
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Die Steuerungsschaltung 2 fungiert als eine Kartenzuverlässigkeitsgrad-Berechnungseinheit zur Berechnung eines Kartenzuverlässigkeitsgrades R, der die Genauigkeit von Kartendaten (Nachbarschaftskartendaten) der Nachbarschaft des Fahrzeugs anzeigt, um eine Fahrassistenzanwendung auszuführen. Ein Kartenzuverlässigkeitsgrad R wird wie folgt berechnet. Mit zunehmendem Wert erhöht sich der Zuverlässigkeitsgrad, und mit abnehmendem Wert verkleinert sich der Zuverlässigkeitsgrad. Kartenzuverlässigkeitsgrad R = Positionierungsgenauigkeitskoeffizient × Änderungskoeffizient × Informationsgenauigkeitskoeffizient, wobei der Änderungskoeffizient ein Maß für die zeitliche Änderung ist.
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Der Positionierungsgenauigkeitskoeffizient zeigt die Positionierungsgenauigkeit der Kartendaten für einen Zielpunkt (d. h. eine Zielanlage oder ein Zielort). Zum Beispiel ist der Positionierungsgenauigkeitskoeffizient eine inverse Zahl (1/Δd) eines Positionierungsfehlers Δd einer Position auf der Grundlage von Kartendaten bezüglich einer absoluten Position. Zum Beispiel ist ein Positionierungsgenauigkeitskoeffizient für einen Positionierungsfehler von 1 Meter eins (1), während ein Positionierungsgenauigkeitskoeffizient für einen Positionierungsfehler von 10 Metern ein Zehntel beträgt (1/10).
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Der Änderungskoeffizient ist eine inverse Zahl (1/f(t)) eines Änderungsverhältnisses f(t), das eine Änderung der Kartendaten eines Zielpunkts nach Verstreichen einer Zeitspanne seit der letzten Erkundung anzeigt. Das Änderungsverhältnis f(t) ist eine Funktion der Zeit und definiert bezüglich jeder von Arten k von Zielpunkten.
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Zum Beispiel ist ein artspezifisches Änderungsverhältnis fk(t) relativ klein bei Arten wie etwa einer Autobahn und einem (Shinto-)Schrein, während ein artspezifisches Änderungsverhältnis fk(t) relativ groß ist bei Arten wie etwa einem Verbrauchermarkt oder einer Tankstelle. Ferner verändert sich der Änderungskoeffizient in Abhängigkeit von einer Wiederholungszahl von Erkundungen (d. h. der Anzahl von Erkundungen zur Aktualisierung von Kartendaten oder einer Erkundungszahl); und zwar wird ein artspezifisches Änderungsverhältnis fk(t) mit einem Koeffizienten Sk(n) multipliziert. Dies erhöht das artspezifische Änderungsverhältnis fk(t) mit zunehmender Anzahl (n) von Erkundungen.
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Eine Abhängigkeit des Änderungsverhältnisses von der Zeit ist beispielhaft in 5 gezeigt. In 5 zeigt die y-Achse (Ordinate) einen Änderungskoeffizienten (eine inverse Zahl eines Änderungsverhältnisses), während auf der x-Achse (Abszisse) die Zeit aufgetragen ist. T0, T1 und T2 sind Zeitpunkte, zu denen eine entsprechende Erkundung gemacht wurde. Zum Beispiel ist nach etwa drei Monaten das Änderungsverhältnis fk(t) immer noch Null (0)% bezüglich sowohl der Autobahn (oder des Schreins) als auch des Verbrauchermarktes. Nach einem Jahr beträgt das Änderungsverhältnis fk(t) fünf (5)% bezüglich der Autobahn (oder des Schreins), jedoch zwanzig (20)% bezüglich des Verbrauchermarktes.
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Ferner, bezüglich des Verbrauchermarktes beträgt ein artspezifisches Änderungsverhältnis fk(t)·Sk(1) nach einem Jahr seit der ersten Erkundung (T0) 20%, ein artspezifisches Änderungsverhältnis k(t)·Sk(2) nach einem Jahr beträgt 10%, wenn bei der zweiten Erkundung (T1) keine Änderung gefunden wird, und ein artspezifisches Änderungsverhältnis k(t)·Sk(3) beträgt nach einem Jahr 5%, wenn bei der dritten Erkundung (T2) keine Änderung gefunden wird. Somit nimmt, wenn bei einer Erkundung keine Änderung gefunden wird, d. h. eine entsprechende Anlage immer noch verwendet wird oder vorhanden ist, ein Änderungskoeffizient auf der Grundlage einer Erkundungenzahl (d. h. der Anzahl der Erkundungen) allmählich zu.
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Der Informationsgenauigkeitskoeffizient zeigt bezüglich jeder von einer Mehrzahl von Informationselementen, die für einen Zielpunkt relevant sind, ein Übereinstimmungsverhältnis von Kartendaten relativ zu tatsächlichen Daten. Wie es oben erläutert ist, werden Daten des Informationsgenauigkeitskoeffizienten über die Kommunikationsvorrichtung 20 von dem externen Informationszentrum 18 gewonnen. Zum Beispiel ist bezüglich einer Art k eines Zielpunkts jedes Informationselement i mit einem Übereinstimmungsverhältnis angegeben, das zeigt, ob die Kartendaten des jeweiligen Informationselements i mit den tatsächlichen Daten davon übereinstimmen. Die Informationselemente umfassen einen Geschäftsnamen, eine Aussprache, eine Telefonnummer, eine Adresse (Präfektur, Stadt, Wohnblocknummer, etc.), eine Art (hohes, mittleres oder niedriges Klassifikationsniveau), die Anzahl der Parkplätze, Geschäftszeiten, bereitgestellte Dienste, und verfügbare Kreditkarten.
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Hier hat die Adresse oder Art eine hierarchische Struktur, so dass das Informationselement höheren Niveaus so gewichtet wird, dass es einen Zuverlässigkeitsgrad stärker beeinflusst. Ferner erfolgt die Gewichtung eines Informationselements in Abhängigkeit von deren Wichtigkeit des Elements. Somit ist ein Informationsgenauigkeitskoeffizient bezüglich einer Art k eines Zielpunkts als mk·Σi·j/Ni definiert. Hier ist mk ein artspezifischer Koeffizient, j ist ein gewichteter Wert eines übereinstimmenden Elements i, und Ni ist die Anzahl der Informationselemente.
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Es sei beispielsweise der Fall angenommen, in dem bezüglich einer bestimmten Anlage die Anzahl der Informationselemente Ni fünf (5) ist und drei von fünf Elementen übereinstimmen (d. h. die Kartendaten von drei von fünf Elementen stimmen mit den tatsächlichen Daten der drei von fünf Elementen überein). In diesem Fall ist der Informationsgenauigkeitskoeffizient drei Fünftel (3/5), wenn ein gewichteter Wert jedes entsprechenden Elements eins (1) ist. Wenn vier Elemente übereinstimmen, ist der Informationsgenauigkeitskoeffizient vier Fünftel (4/5). Demgegenüber sei der Fall angenommen, dass gewichtete Werte eines Namens, einer Telefonnummer und weiterer eins (1), zwei (2) bzw. ein halb (0,5) sind. In diesem Fall ist der Informationsgenauigkeitskoeffizient zwei Fünftel (2/5), wenn die Anzahl von übereinstimmenden Elementen drei ist und die übereinstimmenden Elemente einen Namen, jedoch keine Adresse enthalten. Wenn die Anzahl von übereinstimmenden Elementen drei ist und die übereinstimmenden Elemente eine Telefonnummer, jedoch keinen Namen enthalten, ist der Informationsgenauigkeitskoeffzient (3/5).
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Als ein weiteres Beispiel bezüglich eines Straßenabschnitts sei der Fall angenommen, in dem sechs gewichtete Werte zu einem Straßenverlauf, einer Straßenart, einer Straßenentfernung, einer Straßenbreite, einer Straßenneigung und eines Straßennamens vier (4), eins (1), drei (3), eins (1), zwei (2) bzw. eins (1) sind. Wenn alle diese Elemente übereinstimmen, so beträgt der Informationsgenauigkeitskoeffizient zwölf/sechs (12/6 = 2). Wenn nur der Straßenverlauf nicht übereinstimmt, so beträgt der Informationsgenauigkeitskoeffizient acht/sechs (8/6). Wenn nur der Straßenname nicht übereinstimmt, so beträgt der Informationsgenauigkeitskoeffizient elf/sechs (11/6).
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Somit wird ein artspezifischer Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk durch folgende Gleichung (1) dargestellt: Rk = (1/Δd)·{1/(fk(t)·Sk(n))}·(mk·Σi·j/Ni) (1)
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Sobald ein Kartenzuverlässigkeitsgrad R berechnet ist, führen die Steuerungsschaltung 2 und die Anwendungssteuerungsschaltung 23 eine bestimmte Operation entsprechend dem berechneten Kartenzuverlässigkeitsgrad R für jede Fahrassistenzanwendung aus. In diesem Fall verändert sich eine erforderliche Positionierungsgenauigkeit auf der Grundlage jeder Fahrassistenzanwendung oder jeder Ausführung jeder Fahrassistenzanwendung. Zum Beispiel erfordert eine Stoppsteuerung eine hohe Positionierungsgenauigkeit (d. h. einen hohen Kartenzuverlässigkeitsgrad). Demgegenüber erfordert die Wiedergabe einer Karte eine relative geringe Positionierungsgenauigkeit (d. h. einen relativ geringen niedrigen Kartenzuverlässigkeitsgrad). Ein Alarm einer Geschwindigkeitsregulierung erfordert eine mittlere Positionierungsgenauigkeit (d. h. einen hohen Kartenzuverlässigkeitsgrad).
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Hierzu bestimmt die Steuerungseinheit 2, dass Kartendaten dazu geeignet sind, in einer entsprechenden Fahrassistenzanwendung verwendet zu werden, wenn ein Bestimmungswert des Produkts (Aj·Rk) aus Aj und Rk gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Wert C ist. Hier ist Aj eine erforderliche Genauigkeit, während Rk ein Kartenzuverlässigkeitsgrad ist. Rk·Aj ≥ C (2)
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Hier ist C eine Bestimmungskonstante.
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Mit anderen Worten, wenn ein Kartenzuverlässigkeitsgrad hoch ist, kann ein Detaildienst wie etwa eine Geschwindigkeitsregelung oder eine Stoppregelung ausgeführt werden. Wenn er niedrig ist, kann ein grober oder weniger genauer Dienst wie etwa ein Geschwindigkeitsalarm, ein Stoppalarm und eine Benachrichtigung einer Stoppposition ausgeführt werden. Ferner führt die Steuerungseinheit 2, um die CPU wirksam zu nutzen, häufig einen Kartenabgleichprozess aus, wenn ein Kartenzuverlässigkeitsgrad höher ist und das Fahrzeug fährt. Wenn das Fahrzeug stoppt, führt die Steuerungseinheit 2 einen Kartenabgleichprozess weniger häufig oder gar nicht aus. Wenn der Kartenzuverlässigkeitsgrad niedriger ist und das Fahrzeug fährt, führt die Steuerungseinheit 2 einen Kartenabgleichprozess weniger häufig aus oder vergrößert einen Fehlerbereich.
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Nachfolgend sind Operationen der oben beschriebenen Struktur mit Bezug auf die 1, 3A, 3B und 4 erläutert. Ein Flussdiagramm in 1 stellt einen Prozess für die Steuerungseinheit 2 und die Anwendungssteuerungseinheit 23 zur Bestimmung, ob Kartendaten von der Nachbarschaft des Fahrzeugs verwendet werden können, um eine entsprechende Fahrassistenzanwendung unter Verwendung der Kartendaten auszuführen, dar.
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In Schritt S1 werden Kartendaten von der Kartendatenbasis 8 gelesen. In Schritt S2 wird ein Positionserfassungsprozess zur Erfassung einer momentanen Fahrzeugposition ausgeführt. In diesem Positionserfassungsprozess, wie oben erläutert, wird zuerst eine absolute Position auf der Grundlage von von den Sensoren 3 bis 6 eingegebenen Signalen berechnet. Ein Kartenabgleichprozess wird auf der Grundlage der berechneten absoluten Position, Informationen über die Nachbarschaft bzw. unmittelbare Umgebung von der Kamera 11 und dem Radar 12 und Straßenkartendaten ausgeführt. Somit kann eine relative Position des Fahrzeugs auf der Karte erfasst werden. In Schritt S3 werden Informationen gewonnen, die zur Berechnung eines Kartenzuverlässigkeitsgrades für Kartendaten über eine Nachbarschaft des Fahrzeugs erforderlich sind. Die Informationen umfassen Daten für eine von dem externen Informationszentrum 18 gewonnene Informationsgenauigkeit.
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In Schritt S4 wird ein Kartenzuverlässigkeitsgrad berechnet. Der Kartenzuverlässigkeitsgrad wird auf der Grundlage der obigen Gleichung (1) berechnet. In Schritt S5 wird eine Bestimmung hinsichtlich der Verwendung einer Fahrassistenzanwendung gemacht. Diese Bestimmung erfolgt durch die Bestimmung, ob das Produkt aus der erforderlichen Genauigkeit Aj und dem berechneten Zuverlässigkeitsgrad Rk gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Wert C ist, wie es in der Gleichung (2) gezeigt ist. Wenn die Gleichung (2) erfüllt ist (Schritt S5: JA), wird in Schritt S6 eine entsprechende Anwendung oder Operation ausgeführt, indem die Kartendaten von der Nachbarschaft des Fahrzeugs verwendet werden. Wenn die Gleichung (2) nicht erfüllt ist (Schritt S5: NEIN), werden die Kartendaten über die Nachbarschaft des Fahrzeugs für die entsprechende Anwendung oder Operation in Schritt S7 nicht verwendet.
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Ein Beispiel ist nachstehend erläutert. Das Beispiel ist auf eine Anwendung zur Verwendung von Kartendaten zur Wiedergabe einer Karte angewendet. Dies ist mit Bezug auf die 3A und 3B erläutert. In 3A ist zur besseren Verständlichkeit ein Kartenzuverlässigkeitsgrad nur durch Informationen über eine Positionierungsgenauigkeit angezeigt; und zwar werden der Änderungskoeffizient und der Informationsgenauigkeitskoeffizient jeweils als eins (1) angenommen. Zum Beispiel umfassen die Straßenkartendaten vier Kartenmaßstäbe (1/500, 1/2500, 1/10 und 1/100000), die Positionierungsgenauigkeiten Δd von 0,5 m, 2,5 m, 10 m bzw. 100 m aufweisen. In diesem Fall sind die Kartenzuverlässigkeitsgrade 2, 0,4, 0,1 bzw. 0,01.
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Wenn eine Anwendung zur Anzeige oder Wiedergabe einer Karte ausgeführt wird, variiert eine erforderliche Genauigkeit Aj in Abhängigkeit von einem Kartenmaßstab, der zur Anzeige der Karte verwendet wird, wie es in 3B gezeigt ist. Die erforderlichen Genauigkeiten Aj sind 0,5 m, 2,5 m, 10 m bzw. 100 m bezüglich der Kartenmaßstäbe 1/500, 1/2500, 1/10000 bzw. 1/100000. Auf der Grundlage der Kartenzuverlässigkeiten in 3A und den erforderlichen Genauigkeiten Aj gewinnt man Bestimmungswerte, die gleich der linken Seite (Rk·Aj) der Gleichung (2) sind, wie es in 3B gezeigt ist.
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Wenn die Gleichung (2) erfüllt ist, wird bestimmt, dass die Kartendaten für die Anwendung zur Anzeige einer Karte verwendet werden. Angenommen, der vorbestimmte Wert C zur Bestimmung ist eins (1). Wenn ein Bestimmungswert (Rk·Aj) gleich groß wie oder größer als eins (1) ist, kann ein entsprechender Maßstab von Kartendaten verwendet werden. Wenn zum Beispiel Kartendaten mit einem Maßstab von 1/2500 mit einem Kartenzuverlässigkeitsgrad von 0,4 zur Anzeige einer Karte mit einem Maßstab von 1/10000 verwendet werden, so ist (Rk·Aj) gleich 40 (= 0,4 × 100), was mehr als eins (1) ist, um dadurch eine Wiedergabe einer Karte zu ermöglichen, die der erforderlichen Genauigkeit Aj genügt. Wenn zum Beispiel Kartendaten mit einem Maßstab von 1/100000 mit einer Kartenzuverlässigkeit von 0,01 zur Anzeige einer Karte mit einem Maßstab von 1/2500 verwendet werden, beträgt (Rk·Aj) 0,025 (= 0,01 × 2,5), was weniger als eins (1) ist, um dadurch eine Wiedergabe einer Karte zu inaktivieren, die der erforderlichen Genauigkeit Aj genügt.
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Ein weiteres Beispiel der Ausführung einer Fahrunterstützungsanwendung ist mit Bezug auf 4 erläutert. Die Kartenzuverlässigkeitsgrade Rk sind zum besseren Verständnis ähnlich wie in 3A gezeigt. In diesem Fall erfordern Operationselemente der Anwendung jeweils erforderliche Genauigkeiten Aj. Zum Beispiel erfordert eine Stoppregelung eine relativ hohe Genauigkeit Aj von 0,5 m, während eine Benachrichtigung einer Geschwindigkeitsregelung eine relativ niedrige Genauigkeit Aj von 10 m erfordert.
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Bezüglich einer erforderlichen Genauigkeit Aj von 0,5 m ist (Rk·Aj), wenn der Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk zwei (2) ist (bei einem Maßstab von 1/5000), eins (1 = 0,5 × 2), was die Verwendung der Kartendaten ermöglicht. Demgegenüber beträgt (Rk·Aj) 0,2 (= 0,5 × 0,4), wenn der Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk 0,4 ist (bei einem Maßstab von 1/2500), was die Verwendung der Kartendaten inaktiviert. Wenn jedoch der Bestimmungswert von (Rk·Aj) niedriger als eins (1) ist, kann eine Operation als eine Fahrassistenzanwendung von einer Stoppregelung zur Benachrichtigung über eine Stoppposition oder dergleichen geändert werden. Demgegenüber beträgt (Rk·Aj) eins (1 = 10 × 0,1) bezüglich einer erforderlichen Genauigkeit Aj von 10 m, wenn der Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk 0,1 ist (bei einem Maßstab von 1/10000), was die Verwendung der Kartendaten für die entsprechende Anwendung ermöglicht.
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Gemäß dem Beispiel wird, wenn eine Fahrassistenzanwendung unter Verwendung von Kartendaten über die Nachbarschaft des Fahrzeugs ausgeführt wird, nicht eine einfache Positionierungsgenauigkeit, sondern ein Konzept eines Kartenzuverlässigkeitsgrades, das Genauigkeiten verschiedener Informationselemente anzeigt, eingeführt. Die Fahrassistenzanwendung wird als ein Operationselement entsprechend dem berechneten Kartenzuverlässigkeitsgrad ausgeführt. Wenn ein Kartenzuverlässigkeitsgrad relativ niedrig ist, kann eine Fahrassistenzanwendung, die keine relativ hohe Kartengenauigkeit erfordert, ausgeführt werden. Wenn ein Kartenzuverlässigkeitsgrad relativ hoch ist, kann selbst eine Fahrassistenzanwendung, die eine relativ hohe Kartengenauigkeit erfordert, ausgeführt werden.
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Somit kann eine Fahrassistenzanwendung, die Kartendaten über die Nachbarschaft des Fahrzeugs verwendet, stabil ausgeführt werden. In diesem Fall sind Kartendaten mit einer hohen Genauigkeit in allen Bereichen eines Landes nicht unbedingt erforderlich. Dadurch verringert sich die Notwendigkeit, die Kosten zu erhöhen, um Kartendaten auf dem aktuellen Stand zu halten, und es hilft, die Notwendigkeit außerordentlich großer Mengen an Kartendaten zu verhindern.
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In diesem Beispiel wird ein (artspezifischer) Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk auf der Grundlage von – bezüglich eines Zielpunkts, einer Zielstraße oder dergleichen – (i) Positionierungsgenauigkeitsinformationen, die eine Positionierungsgenauigkeit auf der Grundlage der Kartendaten anzeigt, (ii) Änderungsinformationen, die eine zeitabhängige Änderung der Kartendaten seit der letzten Erkundung anzeigen, und (iii) einer Informationsgenauigkeit, die ein Übereinstimmungsverhältnis der Kartendaten relativ zu den tatsächlichen Daten anzeigt, berechnet. Im einzelnen wird ein Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk mit jedem der drei Koeffizienten, dem Positionierungsgenauigkeitskoeffizient, einem Änderungskoeffizient und einem Informationsgenauigkeitskoeffizient multipliziert. Hier zeigt die Positionierungsgenauigkeit eine Positionierungsgenauigkeit auf der Grundlage von Kartendaten für einen Zielpunkt oder dergleichen an. Der Änderungskoeffizient zeigt Informationen über eine zeitliche Änderung seit der letzten Erkundung für Kartendaten an. Der Informationsgenauigkeitskoeffizient zeigt bezüglich der Mehrzahl von Informationselementen betreffend einen Zielpunkt oder dergleichen ein Übereinstimmungsverhältnis von Kartendaten relativ zu tatsächlichen bzw. aktuellen Daten an. Dies erhöht die Zuverlässigkeit des Kartenzuverlässigkeitsgrades Rk, so dass der Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk wirksam verwendet werden kann.
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In dem oben beschriebenen Beispiel werden eine Kartenanzeige, eine Stoppregelung und eine Benachrichtigung einer Geschwindigkeitsregelung als eine Fahrassistenzanwendung verwendet. Jedoch können weitere Anwendungen wie etwa eine Geschwindigkeitsregelung, eine Frontscheinwerferregelung zur Verfolgung von Änderungen von Straßenverläufen, eine Klimaanlagenregelung (automatisches Einschalten von Umluft und Außenluft) als eine Fahrassistenzanwendung angewendet werden.
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Ferner ist ein Bestimmungswert das Produkt (i) einer erforderlichen Genauigkeit Aj, die jeder Fahrassistenzanwendung zugeordnet ist, und (ii) eines Kartenzuverlässigkeitsgrades Rk. Das Produkt als der Bestimmungswert wird mit einem vorbestimmten Wert C verglichen, um zu bestimmen, ob Kartendaten verwendet werden können oder nicht. Jedoch kann der berechnete Kartenzuverlässigkeitsgrad Rk alternativ mit einem Bestimmungswert verglichen werden, der zuvor jeder Fahrassistenzanwendung zugeordnet wird, um dadurch zu bestimmen, ob Kartendaten zur Ausführung einer Fahrassistenzanwendung verwendet werden können.
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Jeder der oben beschriebenen Prozesse, Schritte oder Mittel oder Kombinationen daraus können als eine Softwareeinheit (z. B. eines Unterprogramms bzw. einer Sub-Routine) und/oder eine Hardwareeinheit (z. B. einer Schaltung oder einer integrierten Schaltung) realisiert sein, die eine Funktion einer verwandten Vorrichtung aufweist oder nicht aufweist. Ferner kann die Hardwareeinheit innerhalb eines Mikrocomputers vorgesehen sein.
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Ferner kann die Softwareeinheit oder jede Kombination mehrerer Softwareeinheiten in einem Softwareprogramm enthalten sein, das in einem computer-lesbaren Speichermedium enthalten oder über ein Kommunikationsnetzwerk heruntergeladen und in einem Computer installiert werden kann.
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Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.
