CN109923375A - 道路确定装置和车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供道路确定装置，其在将乘员的驾驶操作的一部分或全部自动化而辅助驾驶的驾驶辅助功能中，即使未对全部道路配备自动驾驶用地图也能够进行恰当的本车位置推测，进行正确的自动驾驶的行驶控制，本发明的道路确定装置基于具有道路的数据的自动驾驶用地图数据、具有道路的数据且该道路的数据为内容与自动驾驶用地图数据部分重复的数据的导航用地图数据、以及由外部定位系统定位的本车的位置信息，来确定本车正在行驶的道路。

Description

道路确定装置和车辆控制系统

技术领域

本发明涉及道路确定装置和车辆控制系统，例如涉及用于确定地图数据上的本车正在行驶的道路，使用该道路的信息，利用车辆所具备的各种行驶控制功能使车辆上搭载的各设备工作，自动进行车辆的驾驶操作的一部分或全部的道路确定装置和车辆控制系统。

背景技术

近年来，正在研发自动地实施车辆驾驶操作的一部分或全部而自动地驾驶该车辆的行驶控制系统。作为其一个例子，例如已知有一种驾驶辅助控制系统，该系统为了降低乘员的驾驶负担而进行一边认识车辆外部环境一边将与在前方行驶的前方车辆的车间距离保持为一定的车间维持行驶控制；和以不超出本车的行车道的方式进行行驶控制的行车道维持控制等，将乘员的驾驶操作的一部分自动化来辅助驾驶。此外，作为其进化形式，乘员不进行操作而系统进行全部驾驶操作，自动地驾驶该车辆的自动驾驶系统也正在研讨中。

另一方面，作为用于辅助驾驶的信息提供装置有导航单元。导航单元是对乘员出示与行驶相关的指导信息的单元。导航单元提供用于与到达目的地的道路相关的信息。

作为现有技术，具有以下作为具备精度不同的多个导航用地图的技术的专利文献。在该方式中使用二个比例尺不同的层次(layer)，不过主要特征在于将路径重叠地进行显示。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-122887号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在上述最近的自动驾驶系统中，需要使用车载的控制装置判断应该如何行驶，因此与由导航单元向乘员出示的内容(信息)不同，地图信息必须具备更详细的信息(例如行车道单位的信息等精度、密度高的信息)，需要有与用作导航的地图信息(导航用地图)不同的自动驾驶用地图(行驶控制用地图)。

但是，对于所有道路都使用自动驾驶用地图，从成本等问题出发是极难实现的，在配备全部道路之前，需要同时使用上述导航用地图和自动驾驶用地图。

如上所述，在未对所有道路配备自动驾驶用地图的情况下，当不在配备自动驾驶用地图的道路上而在最靠近该道路的道路行驶时，存在错误地判断为正在自动驾驶用地图上的道路行驶的问题。在这种情况下，存在由于错误判断而满足自动驾驶功能起效的条件的问题，作为结果存在根据与实际上行驶的道路不同的信息控制车辆的问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于，例如提供在自动地进行车辆驾驶操作的一部分或全部的自动驾驶系统中，即使未对全部道路配备自动驾驶用地图也能够进行恰当的本车位置推测，正确进行自动驾驶的行驶控制的道路确定装置和车辆控制系统。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的道路确定装置的特征在于：基于具有道路的数据的第一地图数据、具有道路的数据且该道路的数据为内容与上述第一地图数据部分重复的数据的第二地图数据、以及由外部定位系统定位的本车的位置信息，来确定上述本车正在行驶的道路。

发明效果

根据本发明，例如即使在自动驾驶用地图数据等第一地图数据中未登记的道路上行驶也能够确定正确的行驶中的道路，能够利用正确的当前的位置和道路信息，能够利用自动驾驶装置进行正确的自动驾驶。

本发明相关联更多的特征能够通过本说明书的阐述，添加的附图而明了。此外，上述的以外的问题、结构和效果能够通过以下的实施方式的说明而明了。

附图说明

图1是表示本发明的车辆控制系统的实施方式1的整体结构的框图。

图2是表示导航单元和自动驾驶用地图单元的内部结构的框图。

图3是说明自动驾驶用地图单元的一系列处理的流程图。

图4是概略地说明自动驾驶用地图单元的一系列处理的概略说明图。

图5是概略地说明自动驾驶用地图单元的一系列处理的效果的概略说明图。

图6是说明基于导航用地图数据在自动驾驶用地图数据中设置节点Y’和链接S’的具体例的图。

图7是表示具有自动驾驶用地图数据和导航用地图数据有的数据的具体例的图。

图8是表示地图匹配中使用的指标值的计算方法的一例的图。

具体实施方式

接着，对本发明的实施方式进行说明。其中，在以下的说明中使用的“行驶”一词中，并不仅限于车辆按规定的速度移动的状态，还包括因等待信号和交通堵塞等而停止状态。

图1是表示本发明的车辆控制系统的实施方式1的整体结构的框图，图2是表示导航单元和自动驾驶用地图单元的内部结构的框图。

如图1所示，本实施方式的车载处理系统1包括车辆100中搭载的导航单元10、自动驾驶用地图单元20和由自动驾驶用控制ECU30a和外界识别用ECU30b等多个ECU构成的ECU组30。导航单元10与自动驾驶用地图单元20之间经中继单元40与ECU组30连接。ECU组30基于从导航单元10和自动驾驶用地图单元20输入的地图信息进行车辆100的行驶控制(行驶控制装置)。

图2是表示图1所示的自动驾驶用地图单元和导航单元的内部结构的框图。

导航单元10包括将导航用地图数据向外部输出的导航地图数据发送部101和具有导航用地图数据储存部102a的数据记录部102。在导航用地图数据储存部102a储存有导航用地图数据(第二地图数据)。导航单元10也可以具有本车位置推测部103。

自动驾驶用地图单元20具有推测本车位置的本车位置推测部201、根据所推测出的本车位置和自动驾驶用地图数据确定本车正在行驶的道路的本车行车道路确定部(道路确定装置)202、生成向自动驾驶用地图单元20的外部发送的地图信息的输出地图信息生成部203、以及包括存储有自动驾驶用地图数据(第一地图数据)的自动驾驶用地图数据储存部204a和储存有从导航单元10获取的地图数据的导航用地图数据储存部204b的数据记录部204。

在本车位置推测部201连接有未图示的GPS等卫星信息接收装置以及陀螺、加速度传感器等传感器类装置。这些卫星信息接收装置和陀螺等传感器类装置构成外部定位系统，对本车进行定位。而且，本车位置推测部201获取由外部定位系统定位的本车的位置信息。在本实施例中，作为本车的位置信息获取通过GNSS测量计算出的WGS-84坐标系的坐标值。

此外，自动驾驶用地图单元20具有从单元外部接收地图数据的地图数据接收部205和向单元外部发送信息的数据发送部206，在地图数据接收部205，能够从导航单元10接收导航用的地图数据。在数据发送部206，能够将由本车位置推测部201及本车行车道路确定部202求得的本车的位置信息和基于该本车的位置信息在输出地图信息生成部203生成的地图信息向单元外部发送。

图7是表示自动驾驶用地图数据和导航用地图数据中具有的数据的具体例子的图。自动驾驶用地图数据和导航用地图数据例如与图7所示那样的内容具有质的差别。

自动驾驶用地图数据以控制功能对象部为主，具有使本车自动驾驶所需的道路的数据。另一方面，导航用地图数据以引导功能对象部(包括小路)为主，具有对乘员进行路径指导所需的道路的数据。虽然自动驾驶用地图数据和导航用地图数据均具有道路的数据，但是是与各自的使用目的相应的内容，而且还具有彼此内容部分重复的部分。

接着，使用图3和图4说明本实施例的本车行车道路确定部202的一系列处理流程的例子。图3是说明自动驾驶用地图单元的一系列处理的流程图，图4是概略地说明自动驾驶用地图单元的一系列处理的概略说明图。

首先，从GPS的信息获取本车位置(GPS位置)(S301)。GPS位置是由外部定位系统定位的本车的位置信息，由本车位置推测部201获取(本车位置信息获取部)。

接着，从自动驾驶用地图数据获取GPS位置附近的道路的数据(S302)。具体而言，使用GPS位置从自动驾驶用地图数据提取本车附近的道路，进行获取所提取的道路的数据的处理(第一道路数据获取单元)。

然后，计算与自动驾驶用地图数据上的各道路的指标(S303)。所谓指标，是基于位于GPS位置附近的地图上的多个道路的位置方位与GPS位置方位的差而计算出的值，成为表示道路选择的概率的指标。作为指标的计算方法的一个例子，关于成为候选的多个道路比较各自的值，作为指标选择值小者。在图4(A)的情况下，选择上述的GPS位置附近指标最小的“道路A的位置Pa”和“指标Ia”(S304)。

指标表示本车正在该道路行驶的概率，用于从各道路中选择本车所在的位置的概率最高(最确定)道路的地图匹配的技术。指标值例如能够通过下述的式(1)计算。

[式1]

式(1)的本车位置与道路线段的距离例如如图8所示，是垂线距离。图8表示自动驾驶用地图数据的道路A与本车位置P的距离为L1，导航用地图数据的道路N与本车位置P的距离为L2。而且，道路位置、方位的误差是指地图数据固有的误差的标准偏差，推测位置、方位的误差是指推测本车位置时的标准偏差。指标值成为不具有单位的称为χ(chi)2分布的、用于统计检验方法的概率指标，指标值较小的一方表示处于该道路上的概率高。

此处，进行计算第一指标的处理，该第一指标表示本车正在自动驾驶用地图数据中具有数据的道路行驶的概率。具体而言，对在S302提取出的所有道路分别计算表示本车行驶的概率的指标。然后，从计算出的指标中，将最确定的指标作为第一指标，选择具有第一指标的第一道路、以及第一道路的道路上的本车位置和本车方位(第一指标计算单元)。在图4(A)所示的例子中，以指标Ia为第一指标，从自动驾驶用地图数据选择具有指标Ia的道路A、以及道路A的道路上的位置Pa和方位。

接着，从导航单元10的导航用地图获取“道路A的位置Pa”附近的道路信息(S305)。其结果是，如图4的(B)所示，在导航用地图数据中，选择自动驾驶用地图数据中没有的道路(S306)。对在S306选择的导航用地图数据的各道路同样地计算指标(S307)。

此处，使用在S304选择的位置Pa的信息从导航用地图数据提取本车的附近存在的道路，获取所提取出的道路的数据(第二道路数据获取单元)。然后，从所提取出的所有道路中选择仅导航用地图数据中具有数据的道路、即在自动驾驶用地图数据中没有数据的道路(道路选择单元)。

此时，在生成图6(B)所示的导航用地图中以节点Y连接的道路时，以与图6(A)所示的自动驾驶用地图数据中假想设置的节点Y’连接的形式设置链接S’。如此，能够避免在附近存在实际上未连接的道路的情况下错误地得到该道路。

然后，如图4的(C)所示那样，选择指标最小的“道路N的位置Pn”和“指标In”(S308)。此处，对在S306选择的所有道路分别计算表示本车行驶的概率的指标。然后，从该计算出的指标中，将最确定的指标作为第二指标，选择具有第二指标的第二道路、以及第二道路的道路上的本车位置和本车方位(第二指标计算单元)。在图4(C)所示的例子中，以指标In为第二指标，从导航用地图数据选择具有指标In的道路N、以及道路N的道路上的位置Pn和本车方位。

接着，对所选择的“指标Ia”与“指标In”进行比较(S309)。其结果是，如果“指标In”的值比“指标Ia”小，因为指标越小越确定，所以如图4(D)那样将本车的行驶位置作为“道路的位置Pn”输出(S310)。如果“指标Ia”的值比“指标In”小，则将本车的行驶位置作为“道路的位置Pa”输出(S311)。即，对“指标Ia”与“指标In”进行比较，“指标In”与“指标Ia”相比更确定的情况下判断本车正在道路N行驶(判断部)。

S310或S311的输出作为本车位置地图信息从自动驾驶用地图单元20的数据发送部206向自动驾驶用控制ECU30a发送。自动驾驶用控制ECU30a使用本车位置地图信息，判断本车正在导航用地图数据的道路N行驶，位于道路N的位置Pn，从而进行自动驾驶控制。因此，能够防止误判断为位于道路A的位置Pa而进行根据道路A的属性的自动控制。

图5表示本实施例的应用有无的状况。

图5(A)，(C)，(D)是自动驾驶用地图，图5(B)是表示相同场所的导航用地图。在图5(A)，(C)仅表示高速路51，在图5(B)，(D)表示高速路51和普通公路61两者。

假设在仅有图5(A)的自动驾驶用地图数据的状态下，下高速路51后，成为(C)那样过支路51a而在离开自动驾驶用地图数据的高速路51的位置行驶。因此，现有技术中存在从之前的指标信息误将本车位置推测为(C)的“×”标记的位置52的问题。

与此相对，根据本实施例，因为如(B)那样填补并同时使用导航用地图数据，所以即使如(D)那样在自动驾驶用地图数据中没有道路的位置62行驶，也能够将本车位置正确地推测为自动驾驶用地图数据的道路外的位置62。

此外，上述的实施例中，是自动驾驶用单元内的本车位置推测部201使用导航用地图数据获取正确的道路，不过在导航单元10内具有本车位置推测部103的情况下，还考虑使得自动驾驶用地图单元20的本车位置推测部201使用该处理的结果的方法。

以上，对本发明的实施方式进行了详述，不过本发明并不限定于上述的实施方式，而能够在不超出权利要求的范围内记载的本发明精神的范围内进行各种各样的设计变更。例如，上述的实施方式为了将本发明说明得容易明白而进行了详细的说明，但是并不一定限定于包括所说明的所有结构。此外，能够将一个实施方式的结构的一部分替换到另一个实施方式的结构，此外，还能够在一个实施方式的结构中加入另一个实施方式的结构。进一步，能够对各实施方式的结构的一部分进行其它结构的追加、删除、替换。

附图标记的说明

1…车载处理系统、10…导航单元、20…自动驾驶用地图单元、30…ECU组、40…中继单元、101…导航地图数据发送部、102…数据记录部、102a…导航用地图数据储存部、201…本车位置推测部、202…本车行车道路确定部、203…输出地图信息生成部、204…数据记录部、204a…自动驾驶用地图数据储存部、204b…导航用地图数据储存部、205…地图数据接收部、206…数据发送部。

Claims (6)

1.一种道路确定装置，其特征在于：

基于包括道路的数据的第一地图数据、包括道路的数据的第二地图数据、以及由外部定位系统定位的本车的位置信息，来确定所述本车正在行驶的道路，其中第二地图数据所包括的道路的数据的内容与所述第一地图数据部分重复。

2.如权利要求1所述的道路确定装置，其特征在于：

当所述本车的附近存在仅在所述第二地图数据中具有数据的道路的情况下，判断本车行驶于仅在该第二地图数据中具有数据的道路还是在所述第一地图数据中具有数据的道路。

3.如权利要求2所述的道路确定装置，其特征在于：

计算表示本车行驶于在所述第一地图数据中具有数据的道路的概率的第一指标，

计算表示本车行驶于仅在所述第二地图数据中具有数据的道路的概率的第二指标，

对所述第一指标与所述第二指标进行比较，来判断本车行驶于在所述第一地图数据中具有数据的道路和仅在所述第二地图数据中具有数据的道路中的概率较高的道路。

4.如权利要求3所述的道路确定装置，其特征在于，包括：

获取由外部定位系统定位的本车的位置信息的本车位置信息获取部；

第一道路数据获取单元，其使用该本车的位置信息来从所述第一地图数据提取存在于本车的附近的道路并获取该提取出的道路的数据；

第一指标计算单元，其对提取出的所有道路分别计算表示本车行驶于该提取出的所有道路的每一个的概率的指标，将该计算出的指标中概率最大的指标作为第一指标，选择具有该第一指标的第一道路和该第一道路的道路上的本车位置；

第二道路数据获取单元，其使用该选择的道路上的本车位置的信息来从所述第二地图数据提取存在于本车的附近的道路并获取该提取出的道路的数据；

道路选择单元，其从该提取出的所有道路中选择仅在所述第二地图数据中具有数据而在所述第一地图数据中没有数据的道路；

第二指标计算单元，其对选择出的所有道路分别计算表示本车行驶于该选择出的所有道路的每一个的概率的指标，将该计算出的指标中概率最大的指标作为第二指标，选择具有该第二指标的第二道路和该第二道路的道路上的本车位置；和

判断部，其对所述第一指标与所述第二指标进行比较，在所述第二指标比所述第一指标概率大的情况下，判断为本车行驶于所述第二道路。

5.如权利要求1～4中任一项所述的道路确定装置，其特征在于：

所述第一地图数据是自动驾驶用地图数据，所述第二地图数据是导航用地图数据。

6.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：

权利要求1至5中任一项所述的道路确定装置；和

基于由该道路确定装置确定的本车正在行驶的道路的数据来进行本车的行驶控制的行驶控制装置。