DE10117237B4

DE10117237B4 - Fahrzeugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE10117237B4
Application number: DE2001117237
Authority: DE
Inventors: Hideki Hashimoto; Kazuya Tamura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: JP3795299B2; JP2001291197A; DE10117237A1

Abstract

Fahrzeugsteuervorrichtung, umfassend:
eine Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung (1) zum Schätzen der Fahrzeugposition aus einem gegenwärtigen Fahrzustand oder/und Satellitenpositionierungsinformation;
eine Straßendatenspeichervorrichtung (7) zum Speichern von Straßenpositionsdaten;
eine erste Straßenformschätzvorrichtung (6) zum Schätzen einer Straßenform auf der Basis der in der Straßendatenspeichervorrichtung (7) gespeicherten Daten;
eine Bildaufnahmevorrichtung (101) zum Aufnehmen von Bildern der Straße vor dem Fahrzeug;
eine zweite Straßenformschätzvorrichtung (8) zum Schätzen der Straßenform auf der Basis der von der Bildaufnahmevorrichtung (101) aufgenommenen Bilder; gekennzeichnet durch
eine Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) zum Bestimmen der Zuverlässigkeit der von der ersten und der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (6, 8) geschätzten Straßenform; und
eine Straßenformwählvorrichtung (110) zum Wählen entweder der von der ersten Straßenformschätzvorrichtung (6) geschätzten Straßenform oder der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzten Straßenform auf der Basis des Bestimmungsergebnisses von der Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26).

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung zum Warnen eines Fahrers oder zum Erzeugen einer Fahrunterstützung für Fahrzeuge auf der Basis einer genauen Schätzung der Fahrzeugposition.
Um ein Fahrzeug zu führen, werden allgemein Berechnungen zum Erfassen der gegenwärtigen Fahrzeugposition ausgeführt, indem ein Fahrzeugnavigationssystem, das verschiedene Sensoren, wie etwa einen Fahrgeschwindigkeitssensor und einen Gierratensensor verwendet, mit Kartendaten kombiniert wird. In letzter Zeit findet auch ein D-GPS (Differenzielles Globales Positionierungssystem), welches Satelliten- und Standardpositionsstationen verwendet, eine weite Verbreitung zum Erfassen der Fahrzeugposition.
Allgemein bekannt ist ein automatisches Navigationssystem, welches eine automatische Lenkung eines Fahrzeugs auf der Basis von Fahrbahnen begrenzender Weiße-Linie-Information durchführt, erhalten durch eine Bildbearbeitungsvorrichtung für Bildinformation, die von einer zur Aufnahme von Bildern vorgesehenen Kamera aufgenommen ist, um die gegenwärtige Fahrzeugposition durch Bearbeitung der Bilder zu schätzen. Ferner ist eine Technik bekannt, die eine Bildbearbeitungstechnik mit anderen Positionserfassungstechniken kombiniert.
Eine grundlegende Anforderung an eine Fahrzeugsteuervorrichtung zum Warnen eines Fahrers oder zum Erzeugen einer Fahrunterstützung ist eine genaue Echtzeit-Schätzung der gegenwärtigen Fahrzeugposition. Wenn man eine Warnvorrichtung gegen Abweichen von der Fahrbahn verwendet, ist eine Genauigkeit von etwa 10 cm erforderlich.
Da jedoch das Fahrzeugnavigationssystem die Fahrzeugposition durch Integrieren der Ausgaben verschiedener Sensoren berechnet, wenn man ein aus billigen und ungenauen Sensoren aufgebautes Sensorsystem benutzt, wird die Berechnungsgenauigkeit für eine Fahrunterstützung ungenügend. Die Verwendung des Sensorsystems ist geeignet, wenn es nur zur Erfassung der Fahrzeugzustände benutzt wird, weil die Sensorwerte nicht besonders stark fluktuieren.
Jedoch liegt die Erfassungsgenauigkeit der Fahrzeugposition durch das D-GPS in einem Bereich mehrerer Meter, was zur Fahrunterstützung nicht ausreichend ist. Ferner ist die Erfassung durch D-GPS für die Betriebsunterstützung nicht geeignet, da sich die erfassten Werte häufig abrupt ändern.
Die Fahrzeugpositionserfassung durch Erfassung weißer Linien von Kamerabildern ist ausreichend genau, um die Richtung quer zur Fahrachtung des Fahrzeugs zu erfassen. Wenn es jedoch regnet oder wenn die Straßenoberfläche spiegelt, sind die weißen Linien häufig nur schwer zu erfassen, was es schwierig macht, eine kontinuierliche Positionserfassung zu erhalten.
Um die Fahrzeugpositionserfassung mit einer Fahrunterstützung benutzen zu können, wird es erforderlich, eine andere geeignete Technik mit der obigen Weiße-Linie-Erfassungstechnik, die das Kamerabild benutzt, zu kombinieren.
Beispielsweise offenbart die JP 08030899 A eine Fahrzustandbewertungsvorrichtung für Fahrzeuge, die in der Lage ist, den gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs durch Vergleichen des gegenwärtigen Straßenzustands mit einem vorab gespeicherten Straßenzustand zu bewerten.
Die obige Vorrichtung speichert Straßenzustände (beispielsweise die Straßenbreite, die Anzahl der Fahrbahnen und dgl.) für jede Straße in ihrem Karteninformationsspeichermedium, liest die vor der gegenwärtigen Fahrzeugposition vorliegenden Straßenzustände auf der Basis der Bilder, die von einem Kamerasatz aufgenommen sind, um vor die gegenwärtige Fahrzeugposition zu blicken, und der Bildbearbeitungsvorrichtung, führt einen Vergleich durch zwischen den vorliegenden Straßenzuständen und den Straßenzuständen auf der Karte, und bestimmt letztendlich, ob die gegenwärtigen Fahrzustände und die Fahrzeugposition korrekt sind.
Die JP 08287395 A offenbart eine Fahrzeugfahr-Führungsvorrichtung, die in der Lage ist, das Fahrzeug für automatische Fahrt genau zu führen, indem es die Erfassungsgenauigkeit der gegenwärtigen Fahrzeugposition und die Genauigkeit der Fahrsteuerung verbessert, wenn das automatische Lenken durchgeführt wird, während die tatsächlichen Straßenzustände der Fahrrichtung in Antwort auf Anweisungen einer Fahrführung erfasst werden, wonach der geplante Kurs in der Straßenkarte angegeben wird.
Die JP 09304083 A offenbart eine Technik zum Erfassen, ob das Fahrzeug die Fahrbahn verlässt, indem ein Vergleich durchgeführt wird zwischen den voraus angeordneten Fahrbahnen, die erfasst sind und durch Berechnen der Fahrdaten des Fahrzeugs aufgenommen sind, mit den tatsächlichen Straßenzuständen.
Obwohl jedoch die Technik, die in der JP 08030899 A offenbart ist und eine Kombination von Bildinformation und einem anderen System ist, dazu nutzbar sein mag, den angenäherten Ort des Fahrzeugs zu erfassen und zu bestimmen, ob der in der Karte gezeigte Ort des Fahrzeugs korrekt ist, ist es nicht möglich, die erforderliche Genauigkeit zum Warnen des Fahrers oder zum Durchführen der Fahrunterstützung zu erhalten, weil die Diskrepanz zwischen dem gegenwärtigen Ort des Fahrzeugs und dem korrekten Ort nicht genau erfasst werden kann und sich nicht bestimmen lässt, ob die Diskrepanz fest steht oder fluktuiert.
Die Technik, die in der JP 08287395 A offenbart ist, beruht auf der Annahme der Durchführung einer automatischen Lenkung, wodurch die genaue Erfassung des Orts des jeweiligen Fahrzeugs nicht erhalten werden kann, ohne diese von der automatischen Lenkinformation rückzukoppeln.
Die JP 09304083 A offenbart eine Vorrichtung zum Warnen des Fahrers auf der Basis des Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der geplanten Fahrbahn und dem Straßenzustand, zusätzlich zur Querposition des Fahrzeugs in einer Fahrbahn, die durch Bilder oder dgl. erhalten ist. Jedoch ist es nicht klar, wie die Information gewählt werden soll.
Aus der EP 0 810 569 A1 ist eine Fahrzeugsteuervorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Dort werden Konturpunkte aus einem von der Straße aufgenommenen Bild extrahiert. Dann werden Kartendaten der vorausliegenden Straße in ein Diagramm auf einer Bildebene umgewandelt. Durch Drehen des Diagramms auf der Bildebene um die y-Achse wird eine Mehrzahl von Bildern hergestellt, und es wird dasjenige Bild mit der maximalen Korrelation zu den extrahierten Konturpunkten ausgewählt, um diese als Fahrbahnmarkierungen der Straße zu setzen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fahrzeugsteuervorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die in der Lage ist, eine Abweichung des Fahrzeugs von der geplanten Position auch bei schlechten Sichtbedingungen genau und zuverlässig zu berechnen.
Zur Lösung der Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt eine Fahrzeugsteuervorrichtung vorgeschlagen, umfassend eine Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung zum Schätzen der Fahrzeugposition aus einem gegenwärtigen Fahrzustand oder/und Satellitenpositionierungsinformation;
eine Straßendatenspeichervorrichtung zum Speichern von Straßenpositionsdaten;
eine erste Straßenformschätzvorrichtung zum Schätzen einer Straßenform auf der Basis der in der Straßendatenspeichervorrichtung gespeicherten Daten;
eine Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen von Bildern der Straße vor dem Fahrzeug;
eine zweite Straßenformschätzvorrichtung zum Schätzen der Straßenform auf der Basis der von der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bilder;
eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Zuverlässigkeit der von der ersten und der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzten Straßenform; und
eine Straßenformwählvorrichtung zum Wählen einer der Straßenformen, von denen eine von der ersten Straßenformschätzvorrichtung geschätzt ist oder von denen eine andere von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzt ist.
Die obige Ausführung ermöglicht die Auswahl einer genaueren Straßenform durch Vergleich der Zuverlässigkeit der auf der Basis der Kartendaten geschätzten Straßenform mit der Zuverlässigkeit der auf der Basis der Bilddaten geschätzten Straßenform. Die Auswahl der jeweils genaueren Straßenform erlaubt, dass das Fahrzeug fährt, ohne von der geplanten Trajektorie abzuweichen, und diese Fahrzeugsteuervorrichtung ist bevorzugt, um den Fahrer zu warnen oder als Fahrunterstützung.
Bevorzugt wird nach einem zweiten Aspekt die Bildaufnahmevorrichtung dazu benutzt, um die Abbildungsvorrichtung von Straßenfahrbahntrennlinien zu identifizieren; und
die Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung erhaltenen Straßenform auf der Basis eines Identifikationswerts der Straßentrennlinien vor der Fahrzeugposition.
Die Ausführung nach dem zweiten Aspekt ermöglicht den Erhalt einer noch genaueren Straßenform durch Bestimmung der Zuverlässigkeit der Straßenform auf der Basis der Bilddaten in Bezug auf die Fahrbahntrennlinien, die im starken Kontrast zur Straßenoberfläche sind.
Bevorzugt schätzt nach einem dritten Aspekt die Bestimmungsvorrichtung die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzten Straßenform auf der Basis von Identifikationszuständen der Fahrbahntrennlinien an einer Mehrzahl von Positionen vor der gegenwärtigen Fahrzeugposition, deren Abstände von der gegenwärtigen Fahrzeugposition voneinander differieren.
Durch diese Ausführung unter Verwendung einer Mehrzahl von Bilddaten, die an verschiedenen Stellen zur Bestimmung der Straßenform aufgenommen sind, wird es möglich, eine noch genauere Straßenform zu bestimmen als im Falle der Verwendung eines Einzelbilds.
Bevorzugt wählt nach einem vierten Aspekt die Straßenformwählvorrichtung die von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzte Straßenform, wenn die Bestimmungsvorrichtung bestimmt, dass die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzten Straßenform hoch ist, und die von der ersten Straßenformschätzvorrichtung geschätzte Straßenform, wenn die Bestimmungsvorrichtung bestimmt, dass die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzten Straßenform gering ist.
Mit dieser Ausführung wird es möglich, die Straßenform mit hoher Genauigkeit unter Verwendung der Bilddaten zu schätzen, wenn die Bilddaten sehr zuverlässig sind. Wenn die Bilddaten nicht zuverlässig sind, wird es möglich, die Straßenform mit ausreichender Genauigkeit unter Verwendung der Kartendaten zu schätzen, ohne die unzuverlässigen Bilddaten zu berücksichtigen.
Bevorzugt umfasst nach einem fünften Aspekt die Straßenformwählvorrichtung ferner eine Straßenformvergleichsvorrichtung zum Vergleichen der von der ersten und der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzten Straßenformen, wobei die Straßenformwählvorrichtung die von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzte Straßenform wählt, wenn die Bestimmungsvorrichtung bestimmt, dass die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung geschätzten Straßenform mittel ist und das Ergebnis des Vergleichs von der Straßenformvergleichsvorrichtung mit dem Bestimmungsergebnis von der Bestimmungsvorrichtung übereinstimmt, und die Straßenformwählvorrichtung die von der ersten Straßenformschätzvorrichtung geschätzte Straßenform wählt, wenn das Ergebnis des Vergleichs durch die Straßenformvergleichsvorrichtung mit dem Bestimmungsergebnis von der Bestimmungsvorrichtung nicht übereinstimmt.
Durch die obige Ausführung wird es möglich, die Straßenform unter Verwendung der Bilddaten genau zu schätzen, wenn das auf der Basis des Bilds geschätzte Straßenbild mit der auf der Basis der Kartendaten geschätzten Straßenform konsistent ist, unter der Berücksichtigung, dass die auf der Basis der Bilddaten geschätzte Straßenform zuverlässig ist, obwohl anzunehmen ist, dass die Bilddaten unzuverlässig sind.
Bevorzugt wird nach einem sechsten Aspekt der Fahrzustand des Fahrzeugs von Sensoren zum Erfassen einer Gierrate und einer Fahrgeschwindigkeit erhalten und eine Fahrtrajektorie auf der Basis von Werten beider Sensoren geschätzt.
Diese Ausführung kann mit einem Fahrzeugnavigationssystem verwendet werden, das normalerweise eine geringe Fluktuation ausgibt, wodurch es möglich wird, die gegenwärtige Fahrzeugposition in stabiler Weise zu erhalten.
Bevorzugt speichert nach einem siebten Aspekt die Straßenformspeichervorrichtung eine Straßenbreite der Fahrbahntrennlinien, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung eine Abweichzustandbestimmungsvorrichtung zum Erfassen des Abweichzustands des Fahrzeugs von den Fahrbahntrennlinien auf der Basis der Fahrtrajektorie der von der ersten Straßenformschätzvorrichtung erhaltenen Straßenform und Daten der Straßenbreite, wenn von der Straßenformwählvorrichtung die von der ersten Straßenformschätzvorrichtung geschätzte Straßenform gewählt ist, umfasst.
Mit dieser Ausführung wird es möglich, den Abweichzustand des Fahrzeugs von der Fahrbahn unter Verwendung der Straßenform- und Straßenbreitendaten zu bestimmen, die durch die Kartendaten geschätzt sind, anstatt der Verwendung der Bilddaten, wenn bestimmt wird, dass die Bilddaten nicht zuverlässig sind.
Bevorzugt schätzt nach einem achten Aspekt die Straßenformschätzvorrichtung eine Mittellinie einer durch die Fahrbahntrennlinien definierten Fahrbahn aus von der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bildern und schätzt die Straßenform aus der Form der Mittellinie, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung ferner eine Abweichzustandbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen des Abweichzustands des Fahrzeugs von der Fahrbahntrennlinie auf der Basis einer Differenz zwischen der Fahrtrajektorie des Fahrzeugs und der Mittellinie aufweist.
Mit dieser Ausführung lässt sich leicht bestimmen, dass die Fahrtrajektorie des Fahrzeugs nicht mit der Straßenform übereinstimmt, auf der Basis der Kenntnis, dass die Mittellinie der Fahrbahn geometrisch mit der Straßenform konsistent ist.
Bevorzugt umfasst nach einem neunten Aspekt die Fahrzeugsteuervorrichtung ferner eine Warnvorrichtung zum Warnen des Fahrers, wenn von der Abweichzustandbestimmungsvorrichtung bestimmt wird, dass das Fahrzeug in Gefahr ist, von einer Fahrbahntrennlinie abzuweichen.
Mit dieser Ausführung ist es möglich, den Fahrer des Fahrzeugs zu warnen, bevor das Fahrzeug von der Fahrbahn abweicht bzw. abkommt.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm der Grundstruktur der Fahrzeugsteuervorrichtung nach einer ersten Ausführung;
2 ein Blockdiagramm vom Datenaustausch während der Schätzung der gegenwärtigen Fahrzeugposition, die mittels unabhängiger Navigation durchgeführt wird;
3 ein Diagramm zur Erläuterung einer Koordinatentransformation von den Fahrzeugkoordinaten in WGS84 Koordinaten;
4 ein Blockdiagramm vom Datenaustausch während der Schätzung der gegenwärtigen Fahrzeugposition mittels D-GPS;
5 ein Blockdiagramm vom Datenaustausch während der Schätzung der Straßenform durch Kartendaten;
6 ein Blockdiagramm vom Datenaustausch während der Schätzung der Straßenform aus Bilddaten;
7 ein Flussdiagramm eines Berechnungsprozesses der Zuverlässigkeit zur Erfassung der weißen Linie;
8 eine Tabelle der Korrelation zwischen der Variable ”Ergebnisse” zugeordneten Werten und dem Weiße-Linie-Erfassungszustand.
9 ein Diagramm zur Erläuterung geplanter Punkte auf einer Straße;
10 ein Flussdiagramm eines Wählprozesses für die Straßenform;
11 eine Tabelle von Korrelationen zwischen der Zuverlässigkeit der Bilddaten, dem Entsprechungsgrad mit der Straßenform und der gewählten Straßenform;
12 ein Diagramm zur Erläuterung, wie die Übereinstimmungen von zwei Straßenformen zu bestimmen sind;
13 ein Flussdiagramm eines Berechnungsprozesses für den Querversatz des Fahrzeugs;
14 ein Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Querversatz;
15 ein Diagramm eines Fahrzeugs mit einem Winkelversatz;
16 ein Blockdiagramm vom Datenaustausch während der Berechnung der Driftdaten, die für die Koordinatentransformation erforderlich sind; und
17 ein Flussdiagramm des Berechnungsprozesses der Driftdaten.
1 zeigt im Blockdiagramm die Grundstruktur einer Fahrzeugsteuervorrichtung nach einer ersten Ausführung. Die Bezugszahl 1 benennt einen Fahrzeugpositionsschätzabschnitt (Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung). Die Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung 1 umfasst, wie in den 2 und 4 gezeigt, einen Fahrwegstrecken-Berechnungsabschnitt 11, einen Fahrzeugorientierungs-Berechnungsabschnitt 12, einen Unabhängige-Navigation-Fahrzeugpositionsschätzabschnitt 13, einen Koordinatentransformationsabschnitt 14 sowie einen GPS-Überlagerungs-Driftdatenspeicher 17, und schätzt die Fahrzeugposition durch Kombinieren der Fahrzeugposition, die als Schätzergebnis von dem unabhängigen Navigationsssytem erhalten wird, und der vom GPS-System erhaltenen Fahrzeugposition.
Des Schätzen der Fahrzeugposition durch das unabhängige Navigationssystem erfolgt mit einem vorbestimmten Intervall (z. B. alle 10 Sekunden), wie in 2 gezeigt, durch zuerst Schätzen der unabhängigen Navigations-Trajektorie in dem Unabhängige-Navigation-Fahrzeugpositionsschätzabschnitt 13 unter Verwendung sowohl der Fahrwegstrecke, die auf der Basis der Ausgabe des Fahrgeschwindigkeitssensors 2 von dem Fahrwegstreckenberechnungsabschnitt 11 erhalten ist, als auch der Fahrzeugorientierung, die auf der Basis der Ausgabe des Gierratensensors 3 von dem Fahrzeugorientierungsberechnungsabschnitt 12 erhalten ist, und durch Ausführung der Koordinatentransformation von dem Fahrzeugkoordinatensystem zu dem WGS-Koordinatensystem unter Verwendung des oben beschriebenen Schätzergebnisses und der Driftdaten von dem Driftdatenspeicher.
Die als Ergebnis der obigen Schätzung erhaltene Ausgabe enthält die Fahrzeugposition und die Fahrzeugorientierung (x_instl, y_instl, θ_insl). Die Koordinatentransformation von dem Fahrzeugpositionskoordinatensystem zu dem WGS-Koordinatensystem erfolgt durch das herkömmlich bekannte Koordinatentransformationsverfahren. x_insl = x₀ – Xoffset + l·cos(θ – θoffset) y-insl = y₀ – Yoffset + l·sin(θ – θoffset) θinsl = Σ(θ – θoffset) θ = ∫rdt l = ∫vdt wobei die Symbole wie folgt definiert sind:

r:: Gierratenwert (rad/s)
θ:: Fahrzeugorientierung (rad)
v:: Fahrgeschwindigkeit
l:: Fahrwegstrecke von der vorherigen Berechnungszeit zu der gegenwärtigen Berechnungszeit
x₀, y₀:: Fahrzeugposition bei vorheriger Berechnung oder Fahrzeugposition zur Startzeit.
Xoffset, Yoffset, θoffset:: Daten zur Transformation (einschließlich Driftwerten der Sensoren) von der Fahrzeugpositionskoordinate in die WGS84-Koordinate.

Die Schätzung der Fahrzeugposition durch das GPS-System erfolgt, wie in 4 gezeigt, auf der Basis von Satellitenpositionsinformation, die von dem GPS-Satelliten durch die GPS-Informationsempfangsvorrichtung 42 durch eine Antenne 41 erhalten wird, sowie der Satellitenpositionsinformation, die von dem GPS-Satelliten von einer Differenzinformationsempfangsvorrichtung 44 der Standardstation durch eine FM-Antenne 43 empfangen wird.
Der Fahrzeugpositionsschätzabschnitt 1 schätzt die unabhängige Fahrtrajektorie aus den Schätzergebnissen der Fahrzeugposition von der unabhängigen Information, d. h. durch Kombinieren der Schätzergebnisse der Fahrzeugposition nach der Transformation in das WGS84-Koordinatensystem mit der Fahrzeugposition durch das GPS-System in einem Unabhängige-Wegtrajektorie-Schätzabschnitt 16.
Schließlich wird praktisch die Fahrzeugposition aus der geschätzten Fahrzeugposition unter Verwendung des anfänglichen Versatzwerts und Winkel- und Positionsdrifts, die über die Zeit erzeugt werden, korrigiert. Der anfängliche Versatzwert und die Winkel- und Positionsdrifts, die über die Zeit erzeugt sind, werden erhalten durch Speichern der von dem GPS-Fahrzeugpasitionsschätzabschnitt 15 erhaltenen Fahrzeugposition, jedesmal, wenn die GPS-Daten aktualisiert werden, und Schätzen der Variation der Fahrzeugposition durch Vergleichen eines Vektors der Fahrzeugposition, der von dem Koordinatentransformationsabschnitt 14 erhalten ist, mit einem Vektor der Fahrzeugposition, der von dem GPS-Fahrzeugpositionsschätzabschnitt 15 erhalten ist.
Die obige Korrektur wird durchgeführt, nachdem das Fahrzeug um eine Wegstrecke (z. B. 500 m) gefahren ist, wodurch es möglich wird, den substanziellen Effekt des Positionsschätzfehlers (etwa 20 m) in dem D-GPS-System 4 zu vernachlässigen.
Die Fahrzeugposition, die wie oben beschrieben durch Kombinieren der unabhängigen Navigationsdaten mit den GPS-Daten erhalten ist, wird in dem GPS-Überlagerungs-Driftdatenspeicher 17 gespeichert und wird gleichzeitig, wie in 1 gezeigt, als Eingabedaten für einen Kartendatenstraßenform-Schätzabschnitt (erste Straßenformschätzvorrichtung) 6 sowie für einen Bilddatenstraßenform-Schätzabschnitt (zweite Straßenformschätzvorrichtung) 8 benutzt.
Der Kartendatenstraßenform-Schätzabschnitt 6 umfasst, wie in 5 gezeigt, einen Objektextraktionsabschnitt 61, einen Straßenformschätzabschnitt 62, einen Driftbetragberechnungsabschnitt 63 sowie einen Kartenüberlappungsdriftdatenspeicher 64.
Die Nummer 7 in der Figur bezeichnet den Zustand des Straßennetzes innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, d. h. einen Kartendatenspeicher, der Kartendaten speichert, die das Straßennetz bildende Elemente enthalten, wie etwa Kreuzungen und dgl. und die Orte dieser Elemente, und der Kartendatenspeicher umfasst eine volumenstarke Speichervorrichtung, wie etwa CD-ROMs.
In diesem Kartendatenstraßenform-Schätzabschnitt extrahiert der Objektextraktionsabschnitt 61 die Koordinate eines Knotens, der die zur gegenwärtigen Fahrzeugposition nächste Position hat, aus den von dem Kartendatenspeicher erhaltenen Kartendaten. Der Straßenformschätzabschnitt 62 schätzt die Straßenform unter Verwendung der im vorherigen Schritt extrahierten Knotenkoordinate, und anschließend berechnet der Driftbetragberechnungsabschnitt 63 den Driftbetrag aus dem Vergleich zwischen dem aus den Kartendaten erhaltenen Vektor und dem überlagerten GPS-Trajektorienvektor.
Der Driftbetrag wird in einem Kartenüberlappungsdrift-Datenspeicher 64 gespeichert.
Die als Ergebnisse der Schätzung erhaltene Ausgabe ist der geschätzte Straßenformvektor (Xn – 1_map, Yn – 1_map), (Xn_map, Yn_map), der erhalten ist durch Extrahieren zweier Punkte (Xn – 1, Yn – 1), (Xn, Yn), die an dem minimalen relativen Abstand unter den zwei Punktabständen zwischen der Knotenkoordinate (Y, Y) angeordnet ist, die aus den Kartendaten und dem überlagerten GPS-Trajektorienvektor (x_ins, y_ins) erhalten ist.
D. h. die oben beschriebene Ausgabe erhält man durch Extrahieren zweier Punkte (Xn – 1, Yn – 1), (Xn, Yn), die den minimalen Wert unter den relativen Abständen zwischen zwei Punkten besitzen, die durch die folgende Gleichung definiert sind:
Es werden vorbestimmte Anzahlen von Knoten, die vor und hinter dem vorherigen Ort angeordnet sind, als Objekte zum Extrahieren des folgenden Knotens gewählt.
Der Bilddatenstraßenformschätzabschnitt 8 umfasst, wie in 6 gezeigt, einen Geplanter-Punkt-Koordinatenberechnungsabschnitt 81, einen Fahrbahnmittellinien-Berechnungsabschnitt 82, einen Straßenformschätzabschnitt 83, einen Driftbetragberechnungsabschnitt 84 sowie einen Bildüberlappungsdrift-Datenspeicher 85, und es wird gegenwärtige Fahrzeugpositionsinformation von dem gegenwärtigen Fahrzeugpositionsschätzabschnitt 1 und Weiße-Linie-Information, die von einem Weiße-Linie-Erfassungsabschnitt 102 erfasst wird, eingegeben.
Der Weiße-Linie-Erfassungsabschnitt 102 dient zur Erfassung weißer oder gelber Fahrbahntrennlinien durch Bildbearbeitung von Bildern, die von einer Kamera (Abbildungsvorrichtung) aufgenommen sind, des Straßenschätzabschnitts der gegenwärtigen Fahrzeugposition.
Der Bilddatenstraßenform-Schätzabschnitt 8 berechnet die Koordinaten des Straßen-Geplanter-Punkt-Schätzabschnitts der gegenwärtigen Fahrzeugposition auf der Basis der gegenwärtigen Fahrzeugpositionsinformation von dem Gegenwärtige-Fahrzeugposition-Schätzabschnitt 1 sowie Weiße-Linie-Information von dem Weiße-Linie-Erfassungsabschnitt 102, und der Straßenformschätzabschnitt 83 erfasst, nach Schätzung der Straßenmittellinie durch den Fahrbahnmittellinien-Berechnungsabschnitt 82, die Straßenform.
Der gegenwärtige Fahrzeugpositions-Schätzabschnitt 84 des Bilddatenstraßenform-Schätzabschnitts 8 berechnet die Koordinaten des geplanten Straßenpunkts P, der in der Schätzabschnittrichtung angeordnet ist, auf der Basis der gegenwärtigen Fahrzeugpositionsinformation von dem gegenwärtigen Fahrzeugpositionsschätzabschnitt 1 und der Weißen-Linie-Information von dem Weiße-Linie-Erfassungsabschnitt 102. Der Straßenformschätzabschnitt 83 erhält die Straßenform, nachdem der Fahrbahnmittellinien-Schätzabschnitt 82 die Mittellinie der Fahrbahn aus den akkumulierten Koordinaten der geplanten Punkte erfasst hat, die nacheinander von dem Geplante-Punkte-Koordinatenberechnungsabschnitt 84 berechnet sind.
Zusätzlich wird der Driftbetrag von dem Driftbetragberechnungsabschnitt 84 aus einem Vergleich zwischen dem Fahrbahnmittellinienvektor und dem Fahrzeugnavigationssystem und dem überlagerten GPS-Trajektorienvektor berechnet.
Die Ausgabe, die als Ergebnis dieser Schätzprozesse erhalten wird, ist der geschätzte Straßenformvektor ((Xn – 1_vis, Yn – 1_vis), (Xn_vis, Yn_vis)). Diese Ausgabe wird erhalten durch Herstellen der Fahrbahnmittelliniendaten, durch Akkumulieren der geplanten Punkte und durch Extrahieren, Erhalten der Abstände zwischen den Knotenkoordinaten (X, Y) und den gegenwärtigen Fahrzeugpositionskoordinaten (x_ins, y_ins), und Extrahieren zweier Punkte (Xn – 1, Yn – 1), (Xn, Yn), die den minimalen Abstand unter diesen Abständen haben.
D. h. die oben beschriebene Ausgabe erhält man durch Extrahieren zweier Punkte (Xn – 1, Yn – 1), (Xn, Yn), die den kleinsten Wert unter den relativen Abständen haben, definiert durch die folgende Gleichung:
Hier wird eine vorbestimmte Anzahl von Knoten, die vor und hinter dem vorherigen Knoten angeordnet sind, als Objekte zum Extrahieren des nächsten Knotens gewählt.
Nun wird ein Prozess zum Berechnen der Zuverlässigkeit der Weißen-Linie-Erfassung anhand des in 7 gezeigten Flussdiagramms erläutert.
Dieser Prozess erfolgt parallel zu dem Straßenformschätzprozess durch den Bilddatenstraßenformschätzabschnitt 8. Die Prozesse der Schritte S1 und S2 werden von einer Kamera 101 und dem Weißen-Linie-Erfassungsabschnitt 102 ausgeführt, und die Prozesse nach Schritt S3 werden von einem Weiße-Linie-Erfassungs-Zuverlässigkeits-Berechnungsabschnitts 103 durchgeführt.
Nachfolgend wird der Prozessfluss anhand von 7 erläutert. Zuerst wird in Schritt S1 die Weiße-Linie-Position aus dem Kamerabild erfasst, und in Schritt S2 wird die unterbrochene weiße Linie in eine imaginäre durchgehende Linie transformiert.
Danach wird eine Variable ”Ergebnis”, die die Zuverlässigkeit der Weiße-Linie-Erfassung repräsentiert, auf ”0” gesetzt.
Die Beziehung zwischen dem für die Variable ”Ergebnis” gesetzten Wert und der Zuverlässigkeit zur Erfassung der weißen Linie ist in 8 gezeigt. Wenn der gesetzte Wert größer wird, nimmt die Zuverlässigkeit für die Erfassung der weißen Linie zu.
Anschließend wird in Schritt S4 bestimmt, ob die weiße Linie an beiden rechten und linken Seiten an einem Vorbestimmter-Abstand-Schätzabschnitt der gegenwärtigen Fahrzeugposition erfasst wird. Der oben beschriebene vorbestimmte Abstand ist in den 7 und 9 mit ”A” bezeichnet und ist gewöhnlich auf 50 m gesetzt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S4 ”JA” ist, d. h. wenn an beiden rechten und linken Seiten weiße Linien erfasst werden, geht der Fluss zu Schritt S55 weiter, und der gesetzte Wert für die Variable ”Ergebnis” wird inkrementiert. Im Ergebnis nimmt die Zuverlässigkeit für die Erfassung der weißen Linie zu.
Wenn hingegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S4 ”NEIN” ist, springt der Fluss zu Schritt S5. In diesem Fall bleibt die Zuverlässigkeit auf demselben Wert.
In Schritt S6 wird, ähnlich Schritt S4, bestimmt, ob die weißen Linien an beiden rechten und linken Seiten mit einem vorbestimmten Abstand von der gegenwärtigen Fahrzeugposition erfasst werden.
Der vorbestimmte Abstand von der gegenwärtigen Fahrzeugposition in der obigen Bestimmung ist in den 7 und 9 als ”B” m bezeichnet, der sich von dem vorbestimmten Abstand in Schritt S4 unterscheidet, und der Abstand ”B” ist normalerweise auf 20 m gesetzt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S6 ”JA” ist, d. h. wenn an beiden rechten und linken Seiten die weinen Linien mit einem Abstand ”B” m vor der gegenwärtigen Fahrzeugposition erfasst werden, geht der Fluss zu Schritt S7 weiter, worin die geschätzte Fahrzeugdurchfahrposition aus den Positionen beider weißer Linien mit dem Abstand ”B” m geschätzt wird. Danach werden die Daten in Schritt S8 in ein absolutes Koordinatensystem transformiert, in Schritt S9 werden die Daten zu der Fahrroutendatenlinie addiert, und in Schritt S10 wird der Wert, der als die Variable ”Ergebnis” gesetzt ist, inkrementiert.
Der oben beschriebene Prozess verbessert die Zuverlässigkeit der Erfassung der weißen Linie.
Wenn hingegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S6 ”NEIN” ist, werden die oben beschriebenen Prozesse der Schritte S7 bis S10 übersprungen.
Die Zuverlässigkeit der Erfassung der weißen Linie ändert sich in diesem Fall nicht.
In Schritt S11 wird, ähnlich den Schritten S4 und S6, bestimmt, ob die weißen Linien an beiden rechten und linken Seiten an einem Vorbestimmter-Abstand-Schätzabschnitt der gegenwärtigen Fahrzeugposition erfasst werden.
Der vorbestimmte Abstand-Schätzabschnitt der gegenwärtigen Fahrzeugposition ist in den 7 und 9 als ”C” m gezeigt, was sich von dem vorbestimmten Abstand in den Schritten S4 und S6 unterscheidet, und der Abstand ”C” ist normalerweise auf 10 m gesetzt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S11 ”JA” ist, d. h. wenn beide rechten und linken weißen Linien erfasst sind, geht der Fluss zu Schritt S12 weiter, worin der Wert der Variable ”Ergebnis” inkrementiert wird. Dieser Prozess verbessert die Zuverlässigkeit der Erfassung der weißen Linien.
Wenn der Prozess in Schritt S12 abgeschlossen ist, wird der in 7 gezeigte Berechnungsprozess für die Zuverlässigkeit der Weißen-Linien-Erfassung abgeschlossen.
Der Wählprozess der Straßenform wird in Bezug auf das Flussdiagramm von 10 erläutert.
Dieser Prozess wird in dem Straßenformwählabschnitt 110 auf der Basis der geschätzten Straßenforminformation von dem Kartendatenstraßenformschätzabschnitt 6, der geschätzten Straßenforminformation von dem Bilddatenstraßendatenformschätzabschnitt 8 und der Weiße-Linie-Erfassungs-Zuverlässigkeitsinformation von dem Weiße-Linie-Erfassungszuverlässigkeits-Berechnungsabschnitt 103 durchgeführt.
Nun wird der Fluß in Bezug auf 10 erläutert. Der Fluß geht zu Schritt S21 weiter, wo bestimmt wird, ob der Wert der Variable ”Ergebnis” ”3” ist, und wenn das Ergebnis ”JA” ist, d. h. wenn bestimmt wird, dass die Bilddaten zuverlässig sind, geht der Fluss zu Schritt S26 weiter, worin bestimmt wird, die aus dem Bild erhaltene Straßenform zu verwenden.
Der Wählprozess der Straßenform wird abgeschlossen, wenn der Prozess in Schritt S26 abgeschlossen ist.
Wenn hingegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S21 ”NEIN” ist, geht der Fluss zu Schritt S22 weiter, worin bestimmt wird, ob der auf die Variable ”Ergebnis” gesetzte Wert ”0” ist. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S22 ”JA” ist, d. h. bestimmt wird, dass die Bilddaten nicht zuverlässig sind, geht der Fluss zu Schritt S25 weiter, wobei die Schritte S23 und S24 übersprungen werden, und in Schritt S25 wird bestimmt, dass die aus der Karte erhaltene Straßenform verwendet wird.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S22 ”NEIN” ist, wird in Schritt S23 bestimmt, ob der Wert, auf den die Variable ”Ergebnis” gesetzt ist, ”1” oder ”2” ist. Wenn das Ergebnis ”NEIN” ist, wird bestimmt, dass die Bilddaten zuverlässig sind und der Fluss geht zu Schritt S26 weiter, worin die aus dem Bild erhaltene Straßenform verwendet wird.
Der Wählprozess der Straßenform wird abgeschlossen, wenn der Prozess in S26 abgeschlossen ist.
Wenn hingegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S22 ”JA” ist, d. h. wenn die Zuverlässigkeit der Bilddaten nicht festgestellt wird, geht der Fluss zu Schritt S24 weiter, worin ein Vergleich zwischen der von dem Kartendatenstraßenformschätzabschnitt 6 geschätzten Straßenform und der von dem Bilddatenstraßenformschätzabschnitt 8 geschätzten Straßenform durchgeführt wird und dann bestimmt wird, ob die zwei geschätzten Straßenformen übereinstimmen.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S24 ”JA” ist, d. h. wenn die zwei geschätzten Straßenformen übereinstimmen, wird bestimmt, dass die Bilddaten zuverlässig sind, und der Fluss geht zu Schritt S26 weiter. Hierdurch wird die Verwendung der Straßenform ausgeführt, und der in 10 gezeigte Wählprozess der Straßenform wird abgeschlossen.
Wenn das Ergebnis in Schritt S24 ”NEIN” ist, d. h. die zwei Straßenformen nicht übereinstimmen, wird bestimmt, dass die Bilddaten nicht zuverlässig sind. Der Fluss geht dann zu Schritt S25 weiter, worin die aus der Karte erhaltene Straßenform gewählt wird, und der in 10 gezeigte Wählprozess der Straßenform wird abgeschlossen.
Die Ergebnisse der Wahl der Straßenform sind in 11 gezeigt.
D. h. unabhängig davon, ob die geschätzte Straßenform von dem Bild oder die geschätzte Straßenform von der Karte korrekt ist, wird, wenn das Bild von den Bilddaten zuverlässig ist, die Straßenform aus dem Bild gewählt, und wenn die Bilddaten nicht zuverlässig sind, wird die Straßenform aus der Karte gewählt.
Ferner, auch wenn die Bilddaten nicht zuverlässig sind und die zwei geschätzten Straßenformen übereinstimmen, wird die Straßenform von dem Bild verwendet, und wenn die zwei Straßenformen nicht übereinstimmen, wird die aus der Karte erhaltene geschätzte Straßenform gewählt.
Wenn bei der Bestimmung in Schritt S24, ob die zwei Straßenformen übereinstimmen, wie in 12 gezeigt, ein geschätzter Straßenformvektor (Xn – 1_map, Yn – 1_map), (Xn_map, Yn_map), der eine Ausgabe von dem Kartendatenstraßenformschätzabschnitt 6 ist, und eine geschätzte Straßenform (Xn – 1_vis, Yn – 1_vis), (Xn_vis, Yn_vis), die eine Ausgabe von dem Bilddatenstraßenformschätzabschnitt 8 ist, verwendet werden, und wenn der aus diesen zwei Vektoren gebildete Winkel θ kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird angenommen, dass die zwei Straßenformen identisch sind.
Nun wird ein Prozess zum Berechnen des Querversatzbetrags unter Bezug auf das in 13 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
Der Querversatzbetrag-Berechnungsabschnitt 120 führt diesen Prozess auf der Basis der verwendeten Straßenforminformation durch (siehe 1).
Dieser Prozessfluss wird anhand von 13 erläutert. Zuerst wird in Schritt S31 auf der Basis der verwendeten Straßeninformation von dem Straßenformwählabschnitt 110 bestimmt, ob die aus den Bilddaten geschätzte Straßenform verwendet wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung ”JA” ist, d. h. wenn die Straßenform auf der Basis der Bilddaten von dem Straßenformwählabschnitt 110 gewählt wird, geht der Fluss zu Schritt S32 weiter, worin die aus den Bilddaten erhaltene Straßenform gewählt wird, und im nachfolgenden Schritt S34 wird die Straßenbreite in Vorwärtsrichtung der gegenwärtigen Fahrzeugposition berechnet.
Wenn hingegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S31 ”JA” ist, d. h. wenn die aus den Kartendaten erhaltene Straßenform von dem Straßenformwählabschnitt 110 gewählt wird, geht der Fluss zu Schritt S33 weiter, worin die aus den Kartendaten erhaltene Straßenform verwendet wird, und im anschließenden Schritt S35 wird die Straßenbreiteninformation aus den Kartendaten erhalten.
Die Straßenbreiteninformation wird vorab in dem Kartenspeicher 7 aufgezeichnet.
In Schritt S36 wird ein Querversatzbetrag aus der Fahrbahnmittellinie C und dem Schwerpunkt G in der gegenwärtigen Fahrzeugposition berechnet, und der Querversatzbetrag wird mit der Hälfte der Straßenbreite verglichen.
Die Fahrbahnmittellinie C, der Schwerpunkt G der gegenwärtigen Fahrzeugposition und der Querversatzbetrag D sind so definiert, wie in 14 gezeigt.
In Schritt S37 wird bestimmt, ob der Schwerpunkt G der gegenwärtigen Fahrzeugposition von der Mittellinie C stark versetzt ist. Der Schwellenwert für den Versatz des Schwerpunkts ist auf 10 cm gesetzt.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S37 ”JA” ist, d. h. wenn bestimmt wird, dass der Querversatz stark ist, geht der Fluss zu Schritt S38 weiter, worin eine Fahrbahn-wird-verlassen-Warnung ausgegeben wird.
Wie in 1 gezeigt, wird diese Fahrbahn-wird-verlassen-Warnung durch Aktivierung eines Summers 131 durch eine Alarmsteuervorrichtung 130 ausgegeben.
Der Berechnungsprozess zur Berechnung des Querversatzbetrags wird abgeschlossen, wenn der Prozess in Schritt S38 abgeschlossen ist.
Wenn hingegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S37 ”NEIN” ist, wird der Prozess in Schritt S38 übersprungen.
Wenn der Prozess in Schritt S38 übersprungen wird, ist der in 13 gezeigte Prozess zur Berechnung des Querversatzbetrags abgeschlossen.
Anzumerken ist, dass die an den Fahrer auszugebende Warnung nicht auf den Summer beschränkt ist, und der Alarm auch am Armaturenbrett angezeigt werden kann.
In der vorliegenden Ausführung führt der Versatzbetrag-Berechnungsabschnitt 120 auch einen Berechnungsprozess des Winkelversatzes α aus (siehe 15).
Dieser Prozess beinhaltet nach den Schritten S31 bis S33 die Schritte: Berechnen des Winkels, der durch den Fahrbahnmittellinienvektor und den überiagerten Trajektorienvektor des Fahrzeugnavigationssystems und des GPS gebildet ist, und Senden der durch die beiden Vektoren gebildeten Winkelinformation zu der Lenksteuervorrichtung 141 durch eine Fahrunterstützungssteuervorrichtung 140.
Von der Lenksteuervorrichtung 141 wird bestimmt, ob der durch beide Vektoren gebildete Winkel größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (z. B. einige Grad).
Wenn der Winkel einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, versucht die Lenksteuervorrichtung 141 zu verhindern, dass das Fahrzeug von der Fahrbahn abkommt, indem es Maßnahmen ergreift, es z. B. schwieriger macht, zum Erlangen eines größeren Versatzes des Fahrzeugs zu lenken als für einen kleineren Winkelversatz.
Nachfolgend wird ein von einem Driftbetragberechnungsabschnitt 150 ausgeführter Berechnungsprozess zum Erhalt eines Driftbetrags in Bezug auf das in 16 gezeigte Blockdiagramm und das in 17 gezeigte Flussdiagramm erläutert.
Der Driftbetragberechnungsabschnitt 150 berechnet den Driftbetrag, der erforderlich ist, um die Koordinaten von dem gegenwärtigen Fahrzeugpositions-Koordinatensystem in die GPS-Koordinaten zu transformieren, was von dem Gegenwärtige-Fahrzeugposition-Schätzabschnitt 1 ausgeführt wird, wie in 16 gezeigt, und zwar auf der Basis der Daten aus dem GPS-Überlagerungsdriftdatenspeicher 17, dem Kartenüberlagerungsdriftdatenspeicher 64 sowie dem Bilddatenüberlagerungsdriftdatenspeicher 85, und die durch die obige Berechnung erhaltenen Daten werden in einem Driftdatenspeicher aufgezeichnet.
Nun wird der Berechnungsprozessfluss anhand von 17 erläutert. Zuerst werden in Schritt S41 die Driftdaten von dem GPS-Überlagerungsdriftdatenspeicher 17 abgefragt, und die abgefragten Driftdaten werden geglättet.
Anschließend wird in Schritt S42 bestimmt, ob der auf die Variable ”Ergebnis” gesetzte Wert ”2” oder ”3” ist.
Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S42 ”JA” ist, d. h. wenn die Bilddaten zuverlässig sind, oder die Zuverlässigkeit der Bilddaten vergleichsweise hoch ist, geht der Fluss zu Schritt S43 weiter, worin bestimmt wird, die von dem Bild erhaltenen Driftdaten zu verwenden, und die Driftdaten werden aus dem Bild-Übertagerungsdriftdatenspeicher 85 erhalten.
Die so erhaltenen Driftdaten werden in Schritt S44 geglättet.
Anschließend werden in Schritt S45 die in Schritt S44 geglätteten Bildüberlagerungsdriftdaten und die in Schritt S41 geglätteten GPS-Driftdaten addiert.
Danach werden in Schritt S49 die in Schritt S45 erhaltenen Driftdaten in dem Driftdatenspeicher 5 als die Driftdaten zum Berechnen der Fahrtrajektorie, die für die Koordinatentransformation durch den Koordinatentransformationsabschnitt 14 erforderlich sind, aufgezeichnet.
Der in 17 gezeigte Berechnungsprozess zum Berechnen der Driftdaten wird abgeschlossen, wenn der Prozess in Schritt S49 abgeschlossen ist.
Wenn hingegen das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S42 ”NEIN” ist, d. h. wenn die Bilddaten nicht zuverlässig sind oder die Zuverlässigkeit der Bilddaten vergleichsweise gering ist, geht der Fluss zu Schritt S46 weiter, worin bestimmt wird, die aus der Karte erhaltenen Driftdaten zu verwenden, und die Driftdaten werden von dem Kartenüberlagerungsdriftdatenspeicher 64 erhalten. In Schritt S47 werden die erhaltenen Driftdaten geglättet.
Anschließend werden in Schritt S48 die in Schritt S47 geglätteten Kartenüberlagerungsdriftdaten und die in Schritt S41 geglätteten GPS-Überlagerungsdriftdaten addiert.
Danach werden in Schritt S49 die in Schritt S48 erhaltenen Driftdaten in dem Driftdatenspeicher 5 als Driftdaten zum Berechnen der Fahrtrajektorie während der von dem Koordinatentransformationsabschnitt 14 des Gegenwärtige-Fahrzeugpositionschätzabschnitts 1 ausgeführten Koordinatentransformation aufgezeichnet.
Der in 17 gezeigte Datenberechnungsprozess wird abgeschlossen, wenn der Prozess in Schritt S49 abgeschlossen ist.
Eine Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst eine Fahrzeugpositionschätzvorrichtung zum Schätzen der Fahrzeugposition aus dem gegenwärtigen Fahrzustand oder/und von Satellitenpositionierungsinformation; einen Kartendatenspeicher zum Speichern der Positionsdaten von Straßen; eine Kartendatenstraßenform-Schätzvorrichtung zum Schätzen der Straßenform auf der Basis der in dem Kartendatenspeicher gespeicherten Daten, eine Kamera sowie eine Bilddatenstraßenformschätzvorrichtung zum Schätzen der Straßenform auf der Basis der von der Kamera aufgenommenen Bilder; eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Zuverlässigkeit der Straßenformen, die von der Kartendatenstraßenform-Schätzvorrichtung und der Bilddatenstraßenform-Bestimmungsvorrichtung erhalten sind; sowie eine Straßenformwählvorrichtung zum Wählen einer Straßenform von den Straßenformen, die von der Kartendatenstraßenformschätzvorrichtung und der Bilddatenstraßenform-Bestimmungsvorrichtung erhalten sind.

Claims

Fahrzeugsteuervorrichtung, umfassend: eine Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung (1) zum Schätzen der Fahrzeugposition aus einem gegenwärtigen Fahrzustand oder/und Satellitenpositionierungsinformation; eine Straßendatenspeichervorrichtung (7) zum Speichern von Straßenpositionsdaten; eine erste Straßenformschätzvorrichtung (6) zum Schätzen einer Straßenform auf der Basis der in der Straßendatenspeichervorrichtung (7) gespeicherten Daten; eine Bildaufnahmevorrichtung (101) zum Aufnehmen von Bildern der Straße vor dem Fahrzeug; eine zweite Straßenformschätzvorrichtung (8) zum Schätzen der Straßenform auf der Basis der von der Bildaufnahmevorrichtung (101) aufgenommenen Bilder; gekennzeichnet durch eine Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) zum Bestimmen der Zuverlässigkeit der von der ersten und der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (6, 8) geschätzten Straßenform; und eine Straßenformwählvorrichtung (110) zum Wählen entweder der von der ersten Straßenformschätzvorrichtung (6) geschätzten Straßenform oder der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzten Straßenform auf der Basis des Bestimmungsergebnisses von der Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26).
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung (101) zum Identifizieren von Straßenfahrbahntrennlinien dient; und die Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) zum Bestimmen der Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) erhaltenen Straßenform auf der Basis eines Identifikationswerts der Straßentrennlinien vor der Fahrzeugposition dient.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzten Straßenform auf der Basis von Identifikationszuständen der Fahrbahntrennlinien an einer Mehrzahl von Positionen vor der gegenwärtigen Fahrzeugposition, deren Abstände von der gegenwärtigen Fahrzeugposition voneinander differieren, schätzt.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenformwählvorrichtung (110) die von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzte Straßenform wählt, wenn die Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) bestimmt, dass die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzten Straßenform hoch ist (JA in S21), und die von der ersten Straßenformschätzvorrichtung (6) geschätzte Straßenform wählt, wenn die Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) bestimmt (S25), dass die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzten Straßenform gering ist (JA in S22).
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenformwählvorrichtung (110) ferner eine Straßenformvergleichsvorrichtung (110) zum Vergleichen der von der ersten und der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (6, 8) geschätzten Straßenformen aufweist, wobei die Straßenformwählvorrichtung (110) die von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzte Straßenform wählt, wenn die Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) bestimmt, dass die Zuverlässigkeit der von der zweiten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzten Straßenform mittel ist und das Ergebnis des Vergleichs von der Straßenformvergleichsvorrichtung (110) mit dem Bestimmungsergebnis von der Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) übereinstimmt, und die Straßenformwählvorrichtung (110) die von der ersten Straßenformschätzvorrichtung (8) geschätzte Straßenform wählt, wenn das Ergebnis des Vergleichs durch die Straßenformvergleichsvorrichtung (110) mit dem Bestimmungsergebnis von der Bestimmungsvorrichtung (S21 bis S26) nicht übereinstimmt.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzustand des Fahrzeugs von einem Sensor (3) zum Erfassen einer Gierrate und einem Sensor (2) zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit erhalten wird und eine Fahrtrajektorie auf der Basis von Werten beider Sensoren (3, 2) geschätzt wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenformspeichervorrichtung (7) eine Straßenbreite (W) der Fahrbahntrennlinien speichert und dass die Fahrzeugsteuervorrichtung eine Abweichzustandbestimmungsvorrichtung (S37) zum Erfassen des Abweichzustands des Fahrzeugs von den Fahrbahntrennlinien auf der Basis der Fahrtrajektorie der von der ersten Straßenformschätzvorrichtung (6) erhaltenen Straßenform und Daten der Straßenbreite (W), wenn von der Straßenformwählvorrichtung (110) die von der ersten Straßenformschätzvorrichtung (6) geschätzte Straßenform gewählt ist (S33), umfasst.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Straßenformschätzvorrichtung (8) eine Mittellinie einer durch die Fahrbahntrennlinien definierten Fahrbahn aus von der Bildaufnahmevorrichtung (101) aufgenommenen Bildern schätzt und die Straßenform aus der Form der Mittellinie schätzt, und dass die Fahrzeugsteuervorrichtung ferner eine Abweichzustandbestimmungsvorrichtung (120) zum Bestimmen des Abweichzustands des Fahrzeugs von der Fahrbahntrennlinie auf der Basis einer Differenz zwischen der Fahrtrajektorie des Fahrzeugs und der Mittellinie aufweist,
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung ferner eine Warnvorrichtung (130) zum Warnen des Fahrers aufweist, wenn von der Abweichzustandbestimmungsvorrichtung (120) bestimmt wird, dass das Fahrzeug in Gefahr ist, von einer Fahrbahntrennlinie abzuweichen.