CN111044066B - 支援控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及支援控制系统,用于进行使移动体根据地图信息移动至目的地的支援控制。支援控制系统具备电子控制装置。电子控制装置构成为根据搭载于移动体的传感器的输入,生成或者更新地图信息,取得直至目的地的多个路线候补,针对每个地点或者每个区间,评价地图信息的确切性,计算地图信息评价值,根据计算出的地图信息评价值,评价所取得的多个路线候补中的支援控制的精度,对移动体的乘员提示多个路线候补中的、优先级最高的路线候补、或者沿着优先级最高的路线候补控制移动体。

Description

支援控制系统
技术领域
本发明涉及支援控制系统。
背景技术
以往,已知如下技术:如国际公开第2016/0139748记载,在可自动驾驶的车辆中,根据周围的环境信息(以下在本说明书中记载为“地图信息”),计算从当前地至目的地之间的自动驾驶困难地点,计算避开该自动驾驶困难地点的避开路线。
发明内容
在此,自动驾驶困难地点的计算或者避开路线的计算依赖于取得的地图信息的精度。在地图信息不足的情况下,存在无法适合地进行该计算的可能性,所以期望提高地图信息的精度。
本发明提供一种能够对提高地图信息的精度作出贡献的支援控制系统。
本发明的第1方式涉及支援控制系统,该支援控制系统具备保存有地图信息的地图数据库,用于进行使移动体根据所述地图信息移动至目的地的支援控制。所述支援控制系统具备电子控制装置。所述电子控制装置构成为根据搭载于所述移动体的传感器的输入,生成或者更新所述地图信息,取得直至所述目的地的多个路线候补,针对每个地点或者每个区间,评价所述地图信息的确切性,计算地图信息评价值,根据所计算的所述地图信息评价值,评价所取得的所述多个路线候补中的所述支援控制的精度,将所述多个路线候补中的、评价得更低的路线候补的优先级设定得高于其他路线候补的优先级,对所述移动体的乘员提示所述多个路线候补中的、所述优先级最高的路线候补、或者沿着所述优先级最高的路线候补控制所述移动体。
根据所述第1方式,将预先取得的多个路线候补中的、根据地图信息评价值评价得更低的路线候补的优先级设定得高于其他路线候补的优先级。而且,对移动体的乘员提示优先级最高的路线、或者沿着该路线控制移动体。即,并不选择根据地图信息评价值评价得比其他路线候补高的路线候补、换言之地图信息的精度高的路线候补,而选择评价得比其他路线候补低的路线候补、换言之地图信息的精度比其他路线候补低的路线候补。因此,比其他路线候补更优先地对乘员提示期望进行比其他路线候补多的次数的移动而取得地图信息的路线候补、或者沿着该路线控制移动体,所以能够对提高地图信息的精度作出贡献。
在所述第1方式中,也可以构成为所述电子控制装置计算所述路线候补中的所计算出的所述地图信息评价值小于预定阈值的区间的距离,所述电子控制装置使所述路线候补中的、所述距离更长的路线候补的优先级相比所述距离更短的所述路线候补的优先级增加。
根据所述方式,优先地对乘员提示未充分地取得地图信息的距离更长的路线或者沿着该路线控制,所以能够对提高地图信息的精度进一步作出贡献。
在所述第1方式中,也可以构成为所述电子控制装置伴随所述移动体沿着所述优先级最高的路线候补移动而更新所述地图信息评价值,所述电子控制装置根据预定时间内的所述地图信息评价值的变化量,使所述优先级最高的路线候补的优先级减少。
根据所述方式,能够根据更新地图信息而引起的地图信息评价值的变化量,判断该路线的选择是否适合,在不适合的情况下,判断是否使优先级减少而对乘员提示其他路线或者沿着该路线控制。因此,能够对提高地图信息的精度进一步作出贡献。
在所述第1方式中,也可以构成为所述电子控制装置在所述移动体沿着所述优先级最高的路线候补移动的次数是预定次数以上的情况下,判断移动之前的地图信息评价值和移动之后的地图信息评价值的变化量是否为第一预定量以下,在判断为所述变化量是第一预定量以下的情况下,使所述优先级最高的路线候补的优先级减少。
根据所述方式,尽管进行了地图信息的更新,但在预定时间内地图信息评价值未提高预定量的情况下,能够变更为地图信息评价值更易于提高的其他路线而提示给乘员或者沿着该路线控制。因此,能够对提高地图信息的精度进一步作出贡献。
在所述第1方式中,也可以构成为所述电子控制装置判断所述变化量是否为比所述第一预定量大的第二预定量以上,在判断为所述变化量是所述第二预定量以上的情况下,使所述优先级最高的路线候补的优先级减少。
根据本发明的第1方式,能够提供能够对提高地图信息的精度作出贡献的支援控制系统。
附图说明
下面,将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性,在附图中相同的数字表示相同的要素,其中:
图1是示出第1实施方式所涉及的支援控制系统的结构的框图。
图2是示出第1实施方式所涉及的支援控制系统的ECU[Electronic ControlUnit,电子控制单元]内的结构的框图。
图3是用于说明路线候补优先级的设定的一个例子的、示出包括不适当区间的路线候补的一个例子的图。
图4A是示出针对每个路线候补计算的地图信息评价值的一个例子,示出路线候补a的评价值。
图4B是示出针对每个路线候补计算的地图信息评价值的一个例子,示出路线候补b的评价值。
图5是示出第1实施方式所涉及的支援控制系统的其他结构的框图。
图6是示出第1实施方式所涉及的支援控制系统的其他结构的框图。
图7是示出图1所示的支援控制系统进行的处理的流程图。
图8是示出图1所示的支援控制系统进行的处理的流程图。
图9A是用于示出路线候补优先级的设定的一个例子的、示出包括不适当区间的路线候补的一个例子的图。
图9B是用于示出路线候补优先级的设定的一个例子的、示出包括不适当区间的路线候补的一个例子的图。
图9C是用于示出路线候补优先级的设定的一个例子的、示出包括不适当区间的路线候补的一个例子的图。
图10是示出第2实施方式所涉及的支援控制系统的ECU内的结构的框图。
图11是示出第2实施方式所涉及的支援控制系统进行的处理的流程图。
图12是与作为地图信息的一个例子的静止物地图信息有关的示意图。
图13是与作为地图信息的一个例子的特征物地图信息有关的示意图。
图14是与作为地图信息的一个例子的地形地图信息有关的示意图。
具体实施方式
以下,使用附图,详细说明本发明的实施方式。此外,在以下的说明中,对同一或者相当要素使用同一符号,省略重复的说明。另外,本发明能够普遍应用于移动体,但在以下的说明中,作为移动体,特别说明车辆、更进一步而言说明可自动驾驶的车辆。
第1实施方式
图1是示出第1实施方式所涉及的支援控制系统100的结构的框图。在本说明书的以下的部分中,如图1所示,设为支援控制系统100的整体搭载于汽车等车辆300而进行说明,但如后所述,也可以是支援控制系统100的全部或者一部分设置于车辆外的方式、例如在数据中心中进行的方式。支援控制系统100具备外部传感器1、GPS[Global PositioningSystem,全球定位系统]接收部2、内部传感器3、地图数据库4、导航系统5、致动器6、HMI[Human Machine Interface,人机界面]7、以及ECU10。
外部传感器1是检测作为车辆300的周边信息的外部状况的检测设备。外部传感器1包括摄影机、雷达[Radar:Radio Detecting And Ranging]、以及激光雷达[LIDAR:LaserImaging Detection And Ranging]中的至少一个。摄影机是对车辆300的外部状况进行摄像的摄像设备。
摄影机例如设置于车辆300的挡风玻璃的背侧。摄影机将与车辆300的外部状况有关的摄像信息发送到ECU10。摄影机既可以是单眼摄影机,也可以是立体摄影机。
雷达利用电波(例如毫米波)检测车辆300的外部的障碍物。雷达通过向车辆300的周围发送电波并接收由障碍物反射的电波来检测障碍物。雷达将检测到的障碍物信息发送到ECU10。
激光雷达利用光来检测车辆300的外部的障碍物。激光雷达通过向车辆300的周围发送光并接收由障碍物反射的光,测量直至反射点的距离,检测障碍物。激光雷达将检测到的障碍物信息发送到ECU10。摄影机、激光雷达以及雷达未必需要重复具备。
GPS接收部2通过从3个以上的GPS卫星接收信号,测定车辆300的位置(例如车辆300的纬度以及经度)。GPS接收部2将测定的车辆300的位置信息发送到ECU10。此外,也可以代替GPS接收部2,而使用能够确定车辆300的纬度以及经度的其他单元。另外,为了对照传感器的测定结果和后述地图信息,优选具有测定车辆300的方位的功能。
内部传感器3是检测车辆300的行驶状态的检测设备。内部传感器3包括车速传感器、加速度传感器、以及横摆率传感器中的至少一个。车速传感器是检测车辆300的速度的检测器。作为车速传感器,例如使用车轮速传感器,该车轮速传感器针对车辆300的车轮或者与车轮一体地旋转的驱动轴等设置且检测车轮的转速。车速传感器将检测到的车速信息(车轮速信息)发送到ECU10。
加速度传感器是检测车辆300的加速度的检测器。加速度传感器例如包括:前后加速度传感器,检测车辆300的前后方向的加速度;以及横加速度传感器,检测车辆300的横加速度。加速度传感器例如将车辆300的加速度信息发送到ECU10。横摆率传感器是检测车辆300的重心的绕铅垂轴的横摆率(旋转角速度)的检测器。作为横摆率传感器,能够使用例如陀螺仪传感器。横摆率传感器将检测到的车辆300的横摆率信息发送到ECU10。
地图数据库4是具备地图信息的数据库。地图数据库例如形成于搭载于车辆的HDD[Hard Disk Drive,硬盘驱动器]内。在地图信息中,例如包括道路的位置信息、道路形状的信息(例如弯道、直线部的类别、弯道的曲率等)、交叉口以及分支点的位置信息。进而,为了使用建筑物、墙壁等遮蔽构造物的位置信息、SLAM(Simultaneous Localization AndMapping,同时定位与地图创建)技术,优选在地图信息中包括外部传感器1的输出信号。此外,地图数据库也可以存储于能够与车辆300进行通信的信息处理中心等设施的计算机,关于此后述。进而,也可以在地图数据库4中包括法定速度信息,该法定速度信息是与本车辆行驶的道路以及与其交叉的道路的法定速度有关的信息。
导航系统5是针对车辆300的驾驶员进行引导直至由车辆300的驾驶员设定的目的地的装置。
致动器6是执行车辆300的行驶控制的装置。致动器6至少包括节气门致动器、刹车致动器、以及操舵致动器。此外,在车辆300是混合动力汽车或者电动汽车的情况下,不包括节气门致动器,向作为动力源的马达输入来自ECU10的控制信号来控制该驱动力。
刹车致动器根据来自ECU10的控制信号,控制刹车系统,控制向车辆300的车轮赋予的制动力。由此,操舵致动器控制车辆300的操舵转矩。
HMI7是用于在车辆300的乘员(包括驾驶员)与支援控制系统100之间进行信息的输出以及输入的接口。HMI7例如包括用于对乘员显示图像信息的显示器面板、用于输出声音的扬声器、以及用于乘员进行输入操作的操作按钮或者触摸面板等。
ECU10控制车辆300的自动行驶。图2示出ECU10的功能。ECU10是具有CPU[CentralProcessing Unit,中央处理单元]、ROM[Read Only Memory,只读存储器]、RAM[RandomAccess Memory,随机存取存储器]等的电子控制单元。在ECU10中,通过将存储于ROM的程序载入到RAM并由CPU执行,执行各种控制。ECU10也可以由多个电子控制单元构成。
ECU10具有车辆位置辨识部11、外部状况辨识部12、行驶状态辨识部13、行驶计划生成部14、行驶控制部15、地图信息生成部16、地图信息评价值计算部17、路线候补取得部18、路线候补评价部19、路线候补优先级设定部20。
车辆位置辨识部11根据由GPS接收部2接收到的车辆300的位置信息以及地图数据库4的地图信息,辨识地图上的车辆300的位置(以下称为“车辆位置”)。此外,车辆位置辨识部11也可以从该导航系统5取得并辨识在导航系统5中使用的车辆位置。车辆位置辨识部11在能够用设置于道路等外部的传感器测定车辆300的车辆位置的情况下,也可以从该传感器通过通信取得车辆位置。
外部状况辨识部12根据外部传感器1的检测结果(例如摄影机的摄像信息、雷达的障碍物信息、激光雷达的障碍物信息等),辨识车辆300的外部状况。外部状况例如包括相对车辆300的行驶行车道的白线的位置或者行车道中心的位置及道路宽度、道路的形状(例如行驶行车道的曲率、对外部传感器1的前景推测有效的路面的坡度变化、起伏等)、车辆300的周边的障碍物的状况(例如区分固定障碍物和移动障碍物的信息、相对车辆300的障碍物的位置、相对车辆300的障碍物的移动方向、相对车辆300的障碍物的相对速度等)。另外,优选通过对照外部传感器1的检测结果和地图信息,补偿由GPS接收部2等取得的车辆300的位置以及方向的精度。
行驶状态辨识部13根据内部传感器3的检测结果(例如车速传感器的车速信息、加速度传感器的加速度信息、横摆率传感器的横摆率信息等),辨识车辆300的行驶状态。在车辆300的行驶状态中,例如包括车速、加速度、横摆率。
行驶计划生成部14例如根据由导航系统5运算出的目标路线、由车辆位置辨识部11辨识的车辆位置、以及由外部状况辨识部12辨识的车辆300的外部状况(包括车辆位置、方位),生成车辆300的前进道路。前进道路是在目标路线中车辆300前进的轨迹。行驶计划生成部14以在目标路线上使车辆300依照安全、遵守法律、行驶效率等基准适合地行驶的方式生成前进道路。此时,行驶计划生成部14当然根据车辆300的周边的障碍物的状况,以避开与障碍物接触的方式,生成车辆300的前进道路。此外,在此处所称的目标路线中,还包括当驾驶员未明示地设定目的地时根据外部状况、地图信息自动地生成的行驶路线。
行驶计划生成部14生成与所生成的前进道路对应的行驶计划。即,行驶计划生成部14至少根据作为车辆300的周边信息的外部状况和地图数据库4的地图信息,生成沿着预先设定的目标路线的行驶计划。行驶计划也可以为车辆300在沿着目标路线的前进道路上行驶时的、表示车辆300的车速、加减速度以及操舵转矩等的推移的数据。行驶计划也可以包括车辆300的速度模式、加减速度模式以及操舵模式。此处的行驶计划生成部14也可以以使旅行时间(直至车辆300到达目的地所需的所需时间)变得最小的方式,生成行驶计划。另外,行驶计划包括根据在行驶开始之前设定的行驶路线生成的计划,还包括根据行驶中的动态因素例如外部状况辨识部12的检测结果生成的行驶计划。根据行驶中的动态因素生成的行驶计划还更新过去的行驶计划。
附带而言,速度模式是指,例如,由针对在前进道路上以预定间隔(例如1m)设定的目标控制位置按照每个目标控制位置与时间关联起来设定的目标车速构成的数据。加减速度模式是指,例如,由针对在前进道路上以预定间隔(例如1m)设定的目标控制位置按照每个目标控制位置与时间关联起来设定的目标加减速度构成的数据。操舵模式是指,例如,由针对在前进道路上以预定间隔(例如1m)设定的目标控制位置按照每个目标控制位置与时间关联起来设定的目标操舵转矩构成的数据。
行驶控制部15根据由行驶计划生成部14生成的行驶计划,自动地控制车辆300的行驶。行驶控制部15将与行驶计划对应的控制信号输出到致动器6。由此,行驶控制部15以使车辆300按照行驶计划自动行驶的方式,控制车辆300的行驶。
地图信息生成部16根据从外部传感器1输入的传感器输入生成地图信息、或者更新存储于地图数据库4的地图信息。具体而言,作为输入,例如使用自己位置推测信息、轨迹信息、静止物地图信息、以及坡度地图信息,生成或者更新地图信息。
地图信息评价值计算部17计算评价地图信息生成部16生成或者更新的地图信息的地图信息评价值。地图信息评价值是表示地图信息的质量、换言之确切性的值。地图信息评价值既可以在后述的路线候补内的各地点计算,也可以针对预定长度的每个区间计算。另外,地图信息评价值优选伴随车辆300的同一地点或者同一区间的多次的行驶而逐次更新。例如,在预定区间内的地图信息评价值超过在预定区间中预先设定的阈值时,地图信息评价值能够用作许可预定的驾驶支援功能的方式。作为预定的驾驶支援功能的一个例子,可以举出操舵支援功能、加减速支援功能。也可以阶段性地许可该预定的驾驶支援功能。地图信息评价值的具体的计算法根据在地图信息生成部16中利用的输入的种类而不同,所以详细内容后述。
路线候补取得部18取得从自动驾驶开始地点至由HMI7设定的目的地的多个路线候补。具体而言,使用GPS接收部2、地图数据库4、导航系统5,用已知的方法取得多个路线候补。
路线候补评价部19根据地图信息评价值计算部17计算出的地图信息评价值,评价路线候补取得部18取得的多个路线候补。路线候补评价部19评价多个路线候补中的支援控制的精度。“评价支援控制的精度”意味着,评价当车辆在某个路线候补上行驶的情况下能够以何种精度进行预定的支援控制。以下,叙述其一个例子。根据地图信息评价值计算部17的评价结果,将路线候补中的在进行预定的驾驶支援控制(作为一个例子,既可以是驾驶员将所有功能依赖于系统的完全自动驾驶控制,也可以是驾驶员仅将一部分的功能依赖于系统的部分自动驾驶控制,还可以是仅将操舵操作或者仅将加减速操作依赖于系统的驾驶支援控制)时不适当的区间、换言之未取得为了可靠地进行预定的驾驶支援控制而所需的数据的区间,设定为不适当区间。之后,路线候补评价部19计算包含于该不适当区间的区间的距离,根据该距离,评价路线候补。
作为不适当区间的设定的方法的一个例子,能够设为将在当前地与目的地之间的各地点或者各区间取得以及计算出的地图信息评价值中的、小于预定阈值的地点或者区间的集合设定为不适当区间的方式。另外,作为路线候补的评价的方式,既能够使用对路线候补内的各地点或者各区间的每一个的地图信息评价值进行平均而得到的值来进行,也能够使用在路线候补内最低的地图信息评价值或者在路线候补内最高的地图信息评价值来进行。
以下,具体地说明上述方式。说明在存在于当前地A的车辆300中,例如由HMI7设定地点B作为目的地的情况。路线候补取得部18取得作为从当前地A朝向地点B的2个路线候补的路线候补a和路线候补b(参照图3)。地图信息评价值计算部17计算各个路线候补的各地点处的地图信息评价值。在此,关于地图信息评价值,既可以从数据库读出预先计算的值,也可以在该定时计算。在此,设为关于路线候补a,在当前地A与地点B之间计算出如图4A的评价值,关于路线候补b,在当前地A与地点B之间计算出如图4B的评价值。在图4A以及图4B中,纵轴是地图信息评价值的值,横轴是表示当前地A与地点B之间的位置的坐标。
此时,在路线候补内,能够将地图信息评价值是预先设定的预定阈值以下的区间、更详细而言地点或者区间的集合设定为不适当区间。即,在路线候补a(图4A)中,地点C与地点D之间被设定为不适当区间,在路线候补b(图4B)中,地点E与地点F之间和地点G与地点H之间被设定为不适当区间。
进而,路线候补评价部19在路线候补a中计算地点C与地点D之间的距离,作为路线候补a的不适当区间的距离。在路线候补b中,分别计算地点E与地点F之间的距离以及地点G与地点H之间的距离,将它们的和作为路线候补b的不适当区间的距离。
路线候补优先级设定部20针对路线候补取得部18取得的多个路线候补,赋予优先级。具体而言,将路线候补评价部19的评价结果更低的路线候补的优先级设定得高于其他路线候补的优先级。作为一个例子,也可以关于路线候补取得部18取得的多个路线候补的各个,比较路线候补评价部19计算出的路线候补内的不适当区间距离,将不适当区间距离更长的路线候补的优先级设定得较高,将不适当区间距离更短的路线候补的优先级设定得较低。使用上述例子具体说明,当比较路线候补评价部19计算出的路线候补a的不适当区间的距离和路线候补b的不适当区间的距离时,路线候补a的不适当区间的距离更长,所以将路线候补a的优先级设定得高于路线候补b的优先级。
如以下那样利用由路线候补优先级设定部20设定的各路线候补的优先级。即,以在路线候补取得部18取得的多个路线候补中的、优先级最高的路线候补上行驶的方式,支援移动体的乘员。作为该支援的具体的方式,包括通过HMI7对移动体的乘员提示优先级最高的路线候补的方式,还包括行驶控制部15沿着优先级最高的路线候补自动地进行行驶控制的方式。
通过上述方式,能够将预先取得的多个路线候补中的、被评价得更低的路线候补的优先级设定得高于其他路线候补的优先级。即,并不选择评价得比其他路线候补高的路线候补、换言之地图信息的精度高的路线候补,而选择评价得比其他路线候补低的路线候补、换言之地图信息的精度比其他路线候补低的路线候补。因此,比其他路线候补更优先地将期望进行比其他路线候补多的次数的移动而取得地图信息的路线候补提示给乘员或者比其他路线候补更优先地在期望进行比其他路线候补多的次数的移动而取得地图信息的路线候补上行驶,所以对提高地图信息的精度作出贡献。
进而,根据上述方式,提高作为地图信息整体的精度的效率提高。在此“地图信息整体”是指,车辆300的利用圈内(例如当车辆以特定地点(自家、职场等)为据点被利用的情况下其周围的区域内(例如从特定地点起的预定距离内)、当车辆被用于多个据点之间的移动的情况下包括各据点的区域内)的地图信息。“提高作为地图信息整体的精度”例如可以是指提高地图信息整体中的地图信息评价值的最小值。进而,也可以是减小地图信息整体中的地图信息评价值的最小值与最大值的差。作为地图信息整体的精度在预定时间内或者预定距离内越大幅地提高,提高作为地图信息整体的精度的效率越提高。
因此,在地图信息的精度低的路线候补上行驶的情况下,相比于在地图信息的精度高的路线候补上行驶的情况,作为上述地图信息整体的精度提高的可能性高,上述效率提高的可能性高。其原因为,在地图信息的精度高的路线候补上行驶的情况下,相比于在地图信息的精度低的路线候补上行驶的情况,例如地图信息整体中的地图信息评价值的最小值不易提高。根据上述方式,特意选择地图信息的精度低的路线候补来行驶,从而能够使该地图信息的精度低的路线候补的地图信息的精度特别提高,使作为地图信息整体的精度高效地提高。
通过该效率提高,作为地图信息整体的精度快速提高。即,能够缩短为了上述“预定的驾驶支援功能”被许可而所需的时间,能够使驾驶员的便利性提高。根据以上,根据上述方式,路线候补评价部19使用路线候补内的不适当区间的距离来计算路线候补评价值,所以能够优先地提示未充分地取得地图信息的距离更长的路线、或者能够在未充分地取得地图信息的距离更长的路线上行驶,对更高效地取得地图信息作出贡献。
在此,叙述支援控制系统100的结构。如上所述,支援控制系统100既可以是如图1其全部设置于车辆300的方式,也可以是由车辆300的外部的数据中心500执行功能的全部或者一部分的方式。具体而言,也可以是如下方式,即,如图5所示,在车辆300中设置ECU10,在数据中心500中设置处理器50,处理器50执行ECU10的功能的一部分。此时,为了车辆300和数据中心500相互交换信息,在车辆300中设置通信装置30,在数据中心500中设置通信装置40。在图5的例子中,来自车辆300的外部传感器1、GPS接收部2、内部传感器3、地图数据库4、导航系统5、HMI7的信息被发送到通信装置30。该信息从通信装置30被发送到通信装置40,进而从通信装置40被发送到处理器50,处理器50中的处理结果经由通信装置40和通信装置30被发送到车辆300的致动器6、HMI7。
进而,也可以是如图6所示地图数据库4设置于数据中心500的方式。此时,也与图5的情况同样地,来自车辆300的外部传感器1、GPS接收部2、内部传感器3、导航系统5、HMI7的信息被发送到通信装置30。该信息从通信装置30被发送到通信装置40,进而从通信装置40被发送到处理器50,处理器50的处理结果被发送到地图数据库4以及通信装置40。该信息经由通信装置40和通信装置30被发送到车辆300的致动器6、HMI7。另外,由车辆300和数据中心500分担地承担ECU10的各功能的情况也包含于本实施方式。
接下来,参照图7以及图8的流程图,具体地说明由支援控制系统100执行的处理。
图7以及图8是示出支援控制系统100的处理的流程图。在支援控制系统100中,在ECU10中执行以下的流程图。
在图7中,在步骤S1中,车辆300的驾驶员使用HMI7来设定目的地。在步骤S2中,路线候补取得部18取得从当前地至目的地的多个路线候补。在步骤S3中,路线候补优先级设定部20根据地图信息评价值计算部17以及路线候补评价部19的输出,设定与多个路线候补有关的优先级。在步骤S4中,以使车辆300在该优先级最高的路线候补上行驶的方式,进行支援。具体而言,既可以由HMI7对乘员提示该优先级最高的路线候补,也可以由行驶控制部15沿着该优先级最高的路线候补控制所述移动体。
作为对乘员提示优先级最高的路线候补的方式,HMI7也可以将多个路线候补和该路线候补的优先级关联起来显示,以使驾驶员能够依照优先级选择在哪一个路线候补中行驶。“将多个路线候补和该路线候补的优先级关联起来显示”是指,也可以使优先级高的路线候补比低的路线候补更强调地显示。具体而言,也可以使表示优先级高的路线候补的文字的大小大于表示低的路线候补的文字的大小。另外,也可以将表示优先级高的路线候补的颜色以彩度比表示低的路线候补的颜色大的颜色(显眼的颜色)显示。另外,也可以使优先级高的路线候补的亮度比低的路线候补的亮度更大地显示。
按照图8所示的流程图,进行步骤S3的路线候补优先级设定的一个例子。在图8中,在步骤S31中,路线候补评价部19根据地图信息评价值计算部17计算出的地图信息评价值,将路线候补中的不适合自动驾驶的区间设定为不适当区间。接下来,在步骤S32中,路线候补评价部19计算包含于不适当区间的区间的距离。在步骤S33中,路线候补优先级设定部20关于多个路线候补的各个,比较路线候补评价部19计算出的路线候补内的不适当区间距离,将不适当区间距离更长的路线候补的优先级设定得较高,将不适当区间距离更短的路线候补的优先级设定得较低。
在上述中示出的路线候补评价部19以及路线候补优先级设定部20的方式仅为一个例子,也可以是其他方式。例如,在上述例子中,路线候补优先级设定部20仅根据路线候补评价部19计算出的不适当区间的距离决定了优先级,但也可以根据加权后的不适当区间的距离决定优先级。在此,也可以根据以下观点来设定权重,该观点是,在路线候补内被设定为不适当区间的区间是否容易收集为了可靠地进行预定的驾驶支援而所需的数据。例如,在被设定为不适当区间的区间中包括交叉口的情况和不包括交叉口的情况下进行比较时,在包括交叉口的情况下,不容易收集为了可靠地进行预定的驾驶支援而所需的数据。即,为了收集该数据,需要多次的行驶。相反,在不包括交叉口的情况下,相比于包括交叉口的情况,更容易收集为了可靠地进行预定的驾驶支援而所需的数据。即,可以说为了收集该数据,以更少的次数行驶就足够。在该情况下,在被设定为不适当区间的区间中包括交叉口的情况下,相比于不包括交叉口的情况,赋予更大的权重。即,加权后的不适当区间的距离被视为比实际的距离长,包括该不适当区间的路线候补的优先级易于被设定得高。通过该结构,能够使作为地图信息整体的精度更高效地提高。
以下,使用图9A具体地说明。关于作为路线候补取得部18取得的路线候补的路线候补c和路线候补d,假设路线候补评价部19在路线候补c中将地点C与地点D之间设定为不适当区间,在路线候补d中将地点E与地点F之间设定为不适当区间。进而,假设地点C与地点D之间的距离和地点E与地点F之间的距离相等。另外,假设从地图数据库4得到在地点C与地点D之间存在交叉口T,在地点E与地点F之间不存在交叉口这样的信息。在此,依照上述方法,比较加权后的不适当区间的距离。存在交叉口的地点C与地点D之间的区间被赋予比不存在交叉口的地点E与地点F之间的区间更大的权重,所以在比较加权后的不适当区间的距离时,路线候补c的距离比路线候补d大,路线候补c的优先级被设定得比路线候补d的优先级高。
进而,作为其他方法,路线候补优先级设定部20也可以根据路线候补评价部19计算出的不适当区间的距离相对路线候补整体的距离的比例,决定优先级。
进而,路线候补优先级设定部20也可以根据在路线候补内路线候补评价部19设定的不适当区间的数量,设定优先级。以下,使用图9B具体地说明。关于路线候补取得部18取得的路线候补e和路线候补f,假设路线候补评价部19在路线候补e中将地点C与地点D之间和地点E与地点F之间设定为不适当区间,在路线候补f中将地点G与地点H之间设定为不适当区间。此时,路线候补优先级设定部20在存在2处不适当区间的路线候补e和存在1处不适当区间的路线候补f中,将不适当区间的数量多的路线候补e的优先级设定得较高。
另外,也可以是如下方式,即,地图信息评价值计算部17隔开预定间隔计算地图信息评价值,设定地图信息评价值是预定阈值以下的地点(以下称为“不适当地点”),从而针对每个路线候补,比较路线候补内的不适当地点的个数。以下,使用图9C具体地说明。关于路线候补取得部18取得的路线候补g和路线候补h,假设不适当地点的个数在路线候补g中是4处,在路线候补h中是2处。此时,路线候补优先级设定部20将不适当地点的个数多的路线候补g的优先级设定得高。在这些方式中,也能够优先地对乘员提示未充分地取得地图信息的距离更长的路线候补或者沿着该路线候补控制,提高作为地图信息整体的精度的效率提高。
第2实施方式
接下来,说明第2实施方式。本实施方式以使车辆300沿着路线候补优先级设定部20设定的优先级最高的路线候补行驶为前提。在本实施方式的说明中,说明与第1实施方式不同的点。
图10是说明第2实施方式所涉及的支援控制系统100中的ECU10的框图。如图10所示,本实施方式的支援控制系统100与第1实施方式不同的点是具备变化判断部21。除此以外与第1实施方式的图2相同。能够采取图5以及图6的方式这一点也与第1实施方式相同。
在变化判断部21中,车辆300在路线候补优先级设定部20设定的优先级最高的路线候补上行驶多次,与其相伴地地图信息生成部16更新地图信息,并且地图信息评价值计算部17更新地图信息评价值,之后,判断行驶前后的地图信息评价值的差分(变化量)。
具体而言,如以下那样进行。变化判断部21首先根据路线候补优先级设定部20设定的优先级,判断依照该行驶计划行驶的次数是否为预定次数。当车辆300在被采用为行驶计划的路线候补上行驶时,伴随外部传感器1的新的输入,地图信息生成部16更新地图信息,并且地图信息评价值计算部17更新地图信息评价值。变化判断部21计算行驶前的地图信息评价值与行驶后的地图信息评价值的变化量。
变化判断部21判断与上述地图信息评价值的变化量是否满足预定条件。具体而言,在车辆300依照上述行驶计划行驶的次数是预定次数以上的情况下,判断地图信息评价值的变化量是否为预定阈值(以下还称为“第一阈值”)以下。之后,在判断为地图信息评价值的变化量是第一阈值以下的情况下,路线候补优先级设定部20使行驶的路线候补的优先级降低。
通过上述方式,尽管在优先级被计算得最高的路线候补上行驶多次而更新地图信息但地图信息评价值未提高的情况下,能够变更为地图信息评价值更易于提高的路线候补来引导车辆300。因此,提高作为地图信息整体的精度的效率提高。
图11是具体地说明由支援控制系统100执行的处理的流程图。如上所述,本实施方式以行驶计划生成部14将路线候补优先级设定部20设定的优先级最高的路线候补采用为行驶计划,行驶控制部15使车辆300依照该行驶计划行驶为前提。在该行驶中或者预定区间的行驶后,开始图11的流程图。
在步骤S310中,变化判断部21判定车辆300根据路线候补优先级设定部20设定的优先级依照该行驶计划行驶的次数是否为预定次数。在变化判断部21判定为行驶次数小于预定次数的情况下,反复进行步骤S310。在变化判断部21判定为行驶次数是预定次数以上的情况下,进入到步骤S320。在步骤S320中,变化判断部21计算行驶预定次数前与行驶预定次数后之间的、地图信息评价值计算部17更新后的地图信息评价值的变化量。
在步骤S330中,变化判断部21判断地图信息评价值的变化量是否为预定量以下。在判断为变化量大于预定量的情况、即判断为通过预定次数的行驶而地图信息评价值恰当地上升的情况下,返回到步骤S310。在判断为变化量是预定量以下的情况、即判断为尽管行驶预定次数但地图信息评价值未恰当地上升的情况下,进入到步骤S340。
接下来,在步骤S340中,路线候补优先级设定部20进行使所行驶的路线候补的优先级降低的处理。即,在存在多个路线候补的情况下,进行使未被采用为行驶计划的路线候补的优先级相对地上升的处理。
变化判断部21利用的预定条件不限于上述,也可以是判断地图信息评价值的变化量是否为预定阈值(以下称为“第二阈值”)以上的方式。在判断为地图信息评价值的变化量是第二阈值以上的情况下,路线候补优先级设定部20使所行驶的路线候补的优先级降低。在此,第二阈值优选被设为比第一阈值大的值。另外,优选设为可变的值,当车辆300在路线候补内的预定行驶地点或者预定行驶区间行驶的次数越大时,该可变的值变得越大。在判断为地图信息评价值的变化量是第二阈值以上的情况下,可以说相比于行驶次数,地图信息评价值急剧上升。根据提高作为地图信息整体的精度的观点,在上述情况下,优选在其他路线候补上行驶来取得地图信息。因此,在上述情况下,通过使所行驶的路线候补(优先级最高的路线候补)的优先级降低,能够对乘员提示其他路线候补或者沿着该路线候补控制。因此,提高作为地图信息整体的精度的效率提高。
以上,根据第2实施方式,能够根据更新地图信息而引起的地图信息评价值的变化量,判断是否使所行驶的路线候补的优先级减少而对乘员提示其他路线候补或者沿着该路线候补控制。因此,对提高作为地图信息整体的精度的效率提高作出贡献。
以上,说明了本发明的实施方式,但本发明不限定于上述实施方式,而以各种方式实施。
在上述说明中,作为移动体,缩减为可自动驾驶的车辆而进行了说明,但不限定于此。例如,在地面行驶而发挥功能的自行式的扫除机器人等需要提前制作预先决定的预定区域内的地图信息的移动体中也能够实现。
在上述说明中,说明了使用车辆300取得的传感器输入来制作地图信息的处理,但也可以还同时使用车辆300以外的其他车辆的传感器输入来制作地图信息。另外,地图信息也可以通过公知的通信装置,经由数据中心,被1个或者多个其他车辆共享。
关于地图信息
在此,虽然在上述说明中省略,但下面详述在地图信息生成部16和地图信息评价值计算部17中使用的、地图信息和地图信息评价值。地图信息不仅包括一般的道路地图、导航地图,而且还包括各种观点的地图信息。以下说明的地图信息包括静止物地图信息、特征物地图信息、以及地形地图信息。各地图信息具有与位置(绝对位置)关联起来的信息。以下,详细说明各种地图信息。
图12是用于说明静止物地图信息的概念图。静止物地图信息是与静止物有关的地图信息,针对每个位置表示是否存在静止物。作为静止物,可以举出墙壁、护栏等不动的道路构造物。在静止物的检测中,利用外部传感器1,特别是激光雷达。激光雷达朝向多个方向依次输出(扫描)激光束。
车辆的周围的空间被分割成多个体素(voxel)V。在某个体素Vi中至少1条激光束反射的情况下,与该体素Vi有关的测量结果值Mi被设定为“1”。在入射到某个体素Vi的所有激光束不反射而通过的情况下,与该体素Vi有关的测量结果值Mi被设定为“0”。测量结果值Mi=“1”意味着在体素Vi中存在某个物体。另一方面,测量结果值Mi=“0”意味着在体素Vi中不存在物体。
激光雷达在时间上反复实施激光束的扫描。因此,关于相同的体素Vi,得到在时间上连续的多个测量结果值Mi。与体素Vi有关的“占有率Ri”被定义为这些多个测量结果值Mi的平均值(多个测量结果值Mi的总和除以测量次数N而得到的值)。另外,每当车辆300通过相同的道路时,新得到与体素Vi有关的测量结果值Mi,再次计算占有率Ri。即,占有率Ri被更新。
占有率Ri=“1”意味着在体素Vi中“始终”存在物体。始终存在的物体是静止物的可能性高。即,占有率Ri=“1”意味着在体素Vi中存在静止物的可能性高。相反,占有率Ri=“0”意味着在体素Vi中不存在静止物的可能性高。在占有率Ri是0.5附近的情况下,其意味着不明确在体素Vi中是否存在物体。
“存在静止物的可能性高”这样的信息是有用的。例如,这样的信息被用于从激光雷达点群去除静止物,检测行人等移动物体。另外,“不存在静止物的可能性高”这样的信息也是有用的。其原因为,在不存在静止物的自由空间中检测到物体的情况下,能够将该检测物体视为移动物体。这样,静止物地图信息可用于检测移动物体。
在图12中,还示出静止物地图信息的数据构造的一个例子。针对各体素Vi的每一个,制作1个数据组。在图12所示的例子中,数据组包括体素Vi的位置[X、Y、Z]、占有率Ri、静止物地图评价信息、静止物地图信息评价值。
地图信息评价值计算部17计算表示静止物地图信息的“确切性”的静止物地图信息评价值。即,静止物地图信息评价值表示在用静止物地图信息表示的位置[X、Y、Z]存在静止物的确切性。确切性(certainty)还能够改称为准确度(accuracy)、可靠度(reliability)。静止物地图信息评价值还能够改称为得分。
静止物地图评价信息是用于计算静止物地图信息评价值的信息。评价信息包括测量次数N。在测量次数N少时,静止物地图信息评价值低,测量次数N越多,静止物地图信息评价值越高。静止物地图评价信息也可以包括包含于体素Vi的测量点(反射点)的位置的方差。方差越大,静止物地图信息评价值越低。
地图信息生成部16进行静止物地图信息的生成以及更新。地图信息生成部16根据车辆300的位置以及方位,生成或者更新与各体素Vi有关的数据组。
图13是用于说明特征物地图信息的概念图。特征物地图信息是与特征物有关的地图信息,表示特征物的位置。作为特征物,例示白线、广告牌(面的物体)、杆(圆柱物体)等。这样的特征物地图信息例如被利用于用于提高车辆300的位置信息的精度的本地化处理。以下,作为一个例子,考虑与白线WL有关的特征物地图信息。关于其他特征物也是同样的。
白线WL的位置用该白线WL的两端的位置[Xs、Ys、Zs]以及[Xe、Ye、Ze]表示。在白线WL的位置的计算中,例如利用外部传感器1,特别是激光雷达以及摄影机。具体而言,根据摄影机摄像信息或者激光雷达测量信息,生成表示路面的路面图像。接下来,通过二值化处理、边缘检测处理,从路面图像抽出白线WL。然后,根据摄影机摄像信息或者激光雷达测量信息,计算白线WL的位置。
每当车辆300通过相同的道路时,反复测量(检测)相同的白线WL,反复计算相同的白线WL的位置。在该情况下,此前计算出的位置的平均值或者加权平均值被用作位置。即,每当测量相同的白线WL时,其位置被更新。在加权平均值的情况下,例如,针对最新的位置的权重被设定得最大。另外,根据在已知的白线WL的周围的预定的范围是否包括本次测量出的白线WL,判定本次测量出的白线WL和已知的白线WL是否相同。
在图13中,还示出特征物地图信息的数据构造的一个例子。针对各白线WL的每一个,制作1个数据组。在图13所示的例子中,数据组包括白线WL的位置、特征物地图评价信息、特征物地图信息评价值。
特征物地图信息评价值表示特征物地图信息的“确切性”。即,特征物地图信息评价值表示在用特征物地图信息表示的位置存在特征物的确切性。
特征物地图评价信息是被用于计算特征物地图信息评价值的信息。特征物地图评价信息包括测量次数、计算位置的方差等。例如,在测量次数少时,特征物地图信息评价值低,测量次数越多,特征物地图信息评价值越高。另外,计算位置的方差越大,特征物地图信息评价值越低。
地图信息生成部16进行特征物地图信息的生成以及更新。特别是,生成或者更新与各白线WL(特征物)有关的数据组。
图14是用于说明地形地图信息的概念图。地形地图信息是与地形(terrain)有关的地图信息,表示位置[X、Y]处的路面的高度Z。地形地图信息的用途如下所述。例如,能够从激光雷达点群去除路面,检测路面上的障碍物(例如落下物)。作为其他例子,能够根据高度Z的信息计算路面坡度,根据路面坡度计划加减速等车辆行驶控制。作为进一步其他例子,能够判别车辆300可行驶的行驶区段。
在位置[X、Y]处的路面的高度Z的计算中,例如利用外部传感器1,特别是激光雷达。具体而言,从激光雷达点群抽出表示路面的路面点群。进而,抽出包含于位置[X、Y]的附近的一定范围的路面点群。然后,对抽出的路面点群的各个的高度ZLj进行插值,从而计算位置[X、Y]处的路面的高度Z。例如,抽出的路面点群的各个的高度ZLj的平均值被计算为高度Z。另外,在高度Z的计算中使用的路面点的数量、以及各个的高度ZLj的方差也可以被用作后述的地形地图评价信息。
每当车辆300通过相同的道路时,反复测量(检测)相同的路面,反复计算相同的路面的高度Z。在该情况下,此前计算出的高度Z的平均值或者加权平均值被用作高度Z。即,每当测量相同的路面时,其高度Z被更新。在加权平均值的情况下,例如,针对最新的高度Z的权重被设定得最大。
在图14中,还示出地形地图信息的数据构造的一个例子。针对各位置[X、Y]的每一个,制作1个数据组。在图14所示的例子中,数据组包括各位置[X、Y]、高度Z、地形地图评价信息、地形地图信息评价值。
地形地图信息评价值表示地形地图信息的“确切性”。即,地形地图信息评价值表示在用地形地图信息表示的位置[X、Y]以及高度Z存在路面的确切性。
地形地图评价信息是被用于计算地形地图信息评价值的信息。地形地图评价信息包括测量次数、方差等。测量次数包括高度Z的计算次数、在高度Z的计算中使用的路面点的数量的至少一方。方差包括计算出的高度Z的方差、在高度Z的计算中使用的路面点的各个的高度ZLj的方差的至少一方。例如,在测量次数少时,地形地图信息评价值低,测量次数越多,地形地图信息评价值越高。另外,方差越大,地形地图信息评价值越低。作为其他例,也可以是高度Z和邻接位置的高度Z’的差越大,评价值越低。
地图信息生成部16进行地形地图信息的生成以及更新。具体而言,生成或者更新与各位置[X、Y]有关的数据组。

Claims (5)

1.一种支援控制系统,该支援控制系统具备保存有地图信息的地图数据库,该支援控制系统用于进行使移动体根据所述地图信息移动至目的地的支援控制,其特征在于,所述支援控制系统包括电子控制装置,所述电子控制装置构成为:
根据搭载于所述移动体的传感器的输入,生成或者更新所述地图信息,
取得直至所述目的地的多个路线候补,
针对每个地点或者每个区间评价所述地图信息的确切性,计算地图信息评价值,
根据所计算出的所述地图信息评价值,评价所取得的所述多个路线候补中的所述支援控制的精度,
将所述多个路线候补中的、评价得更低的路线候补的优先级设定得比其他路线候补的优先级高,
对所述移动体的乘员提示所述多个路线候补中的、所述优先级最高的路线候补,或者沿着所述优先级最高的路线候补控制所述移动体。
2.根据权利要求1所述的支援控制系统,其特征在于,
所述电子控制装置构成为:计算所述路线候补中的所计算出的所述地图信息评价值小于预定阈值的区间的距离,所述电子控制装置构成为:使所述路线候补中的、所述距离更长的路线候补的优先级相比所述距离更短的所述路线候补的优先级增加。
3.根据权利要求1或者2所述的支援控制系统,其特征在于,
所述电子控制装置构成为:伴随所述移动体沿着所述优先级最高的路线候补移动而更新所述地图信息评价值,所述电子控制装置构成为:根据预定时间内的所述地图信息评价值的变化量,使所述优先级最高的路线候补的优先级减少。
4.根据权利要求3所述的支援控制系统,其特征在于,
所述电子控制装置构成为:在所述移动体沿着所述优先级最高的路线候补移动的次数是预定次数以上的情况下,判断移动之前的所述地图信息评价值和移动之后的所述地图信息评价值的所述变化量是否为第一预定量以下,在判断为所述变化量是所述第一预定量以下的情况下,使所述优先级最高的路线候补的优先级减少。
5.根据权利要求4所述的支援控制系统,其特征在于,
所述电子控制装置构成为:判断所述变化量是否为比所述第一预定量大的第二预定量以上,在判断为所述变化量是所述第二预定量以上的情况下,使所述优先级最高的路线候补的优先级减少。
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