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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeugregelungssystem und -verfahren, die
eine Fahrzeugregelung entsprechend dem jeweiligen Straßenverlauf ausführen.
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Herkömmlich verwendet
ein Fahrzeugnavigationssystem sowohl absolute Positionsdaten, die mittels
einer Satellitennavigationstechnik unter Verwendung eines GPS-Sensors gewonnen
werden, und relative Positionsdaten, die durch Koppelnavigation
unter Verwendung eines Gyro-Sensors, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors
und dergleichen gewonnen werden, um die absolute Position bzw. Absolutposition
des Fahrzeugs zu erfassen. Das Fahrzeugnavigationssystem zeigt die
momentane Position des Fahrzeugs auf einer auf Kartendaten basierenden
Straßenkarte
an. Jedoch stimmt aufgrund von zum Beispiel einer Abweichung zwischen
einer Straße
auf der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte und einer tatsächlichen
Straße
die erfasste absolute Position häufig
nicht mit der der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte überein.
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Um
dies zu vermeiden, werden die Prozesse zur Korrektur der Position
des Fahrzeugs, um diese mit einer Position auf der auf den Kartendaten
basierenden Straßenkarte
in Übereinstimmung
zu bringen (Kartenabgleichprozess), ausgeführt, um die Fahrzeugposition
relativ zu der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte
zu finden. Somit liegt der Schwerpunkt in dem Navigationssystem
bei einem Abgleich einer Fahrzeugposition mit einer Straßenkarte.
Es ist daher notwendig, dass das Navigationssytem die mit der Straßenkarte
abgeglichene Position des Fahrzeugs anzeigt, selbst wenn eine auf
den Kartendaten basierende Straßenkarte
von einer tatsächlichen
Straße
abweicht.
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Andererseits
wird in jüngerer
Zeit das Navigationssystem zur Fahrzeugregelung entsprechend dem
Straßenverlauf
häufiger
verwendet. Zum Beispiel offenbart die US 2005/0027419A1 (JP 2005-59839A)
ein Regelungssystem, das die Richtung der optischen Achsen eines
Paars von linken und rechten Frontscheinwerfern in einer horizontalen Ebene
bezüglich
der Oberfläche
einer Straße
einstellt. Somit werden die optischen Achsen der Frontscheinwerfer
in einer Richtung entsprechend dem Straßenverlauf eingestellt, der
aus einer auf Kartendaten basierenden Straßenkarte bestimmt wird (und zwar
in einer der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entsprechenden Richtung
der Straße).
In dieser Hinsicht beinhaltet die Einstellung der Richtung der optischen Achse
der Frontscheinwerfer entsprechend dem Straßenverlauf, der auf der Grundlage
der Straßenkarte
bestimmt wird, dort eine ungeeignete Regelung hinsichtlich des tatsächlichen
Straßenverlaufs,
wo die Genauigkeit der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte
niedrig ist, wie etwa bei Strecken in den Bergen. Aus diesem Grund
wird die optische Achse von nur einem des Paars von rechten und
linken Frontscheinwerfern in einer Richtung entsprechend dem Straßenverlauf
eingestellt, der aus der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte
bestimmt wird.
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Mit
einer solchen Technik zur Regelung der Richtung der optischen Achse
von nur einem der Frontscheinwerfer in Übereinstimmung mit dem Straßenverlauf,
bestimmt aus der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte,
kann die Regelungsverschlechterung, die dort eintritt, wo die Genauigkeit der
auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte gering ist (die Regelungsergebnisse
weichen von den tatsächlichen
Straßenbedingungen
ab), auf die Hälfte
reduziert werden. Jedoch sind die Regelungseffekte dort, wo eine
hohe Genauigkeit der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte
gewonnen wird, ebenfalls um die Hälfte verringert.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine wirksame Fahrzeugregelung
entsprechend dem Straßenverlauf
zu erreichen.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, erfassen ein Fahrzeugregelungssystem und
-verfahren eine absolute Position eines Fahrzeugs. Das Fahrzeugregelungssystem
speichert die absoluten Positionen des Fahrzeugs, während das
Fahrzeug fährt,
als Fahrzeugfahrstreckeninformation und führt eine Fahrzeugregelung in Übereinstimmung
mit einem Straßenverlauf,
bestimmt aus der Fahrstreckeninformation, aus. Die Fahrzeugregelung
bedeutet hier eine Regelung bzw. Steuerung von Vorrichtungen des
Fahrzeugs, einschließlich
der Regelung der Einstellung der Richtung der optischen Achse eines
Frontscheinwerfers in Übereinstimmung
mit einem Straßenverlauf
des vor dem Fahrzeug befindlichen Straßenabschnitts.
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In
einem Fahrzeugregelungssystem wird durch Erfassen der absoluten
Positionen des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit eine Fahrstreckeninformation
mit hoher Genauigkeit gespeichert. Das Fahrzeug wird entsprechend
dem Straßenverlauf
geregelt, der aus der gespeicherten Fahrstreckeninformation mit
hoher Genauigkeit bestimmt werden. Folglich ist es möglich, eine
im Vergleich zu dem Fall einer Fahrzeugregelung, die entsprechend
dem auf der Grundlage einer Straßenkarte mit niedriger Genauigkeit
bestimmten Straßenverlauf
ausgeführt
wird, wirksamere Fahrzeugregelung zu erreichen.
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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 Zeichnungen sind:
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1 ein
Blockdiagramm, das schematisch ein Fahrzeugregelungssystem gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A bis 2C Diagramme,
die eine Regelung der optischen Achse darstellen, die von einer Lichtregelungseinheit
gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird;
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3 ein
Flussdiagramm eines Prozesses zur Erfassung einer Position, der
zur Fahrzeugregelung gemäß der Ausführungsform
verwendet wird; und
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4 ein
Ablaufdiagramm, das den allgemeinen Ablauf der Verarbeitung in der
Ausführungsform
zeigt.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, ist ein Fahrzeugregelungssystem
in einem Fahrzeug (Automobil) 1 eingebaut und verwendet.
Das Fahrzeugregelungssystem ist mit einer Kommunikationseinheit 10,
einem GPS-Sensor 20, einer Speichereinheit 30,
einem Gyro-Sensor 40, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50,
einer Anzeige 60, einer Navigationsregelungseinheit 70 und
einer Lichtregelungseinheit 80 ausgestattet.
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Die
Kommunikationseinheit 10 hat zwei Funktionen: Das Empfangen
von Informationen über ein
drahtloses, personengebundenes Netzwerk von Vorrichtungen 3,
die entlang des Straßenrandes
angeordnet sind (im Folgenden kurz als „Straßenrandvorrichtungen" bezeichnet), und
das Ausführen
von Kommunikationen über
ein Kommunikationsnetzwerk wie etwa das Internet mit einer Zentralstation 5 (entsprechend
einem externen Server), die Informationen von einer Mehrzahl von
Fahrzeugen sammelt, in denen das Fahrzeugregelungssystem eingebaut ist.
Beispiele der von der Zentralstation 5 ausgeführten Prozesse
sind ein Prozess zum Empfangen und Speichern der von einer Mehrzahl
von Fahrzeugen übertragenen
Informationen und ein Prozess zur Ausgabe (Übertragung) der gespeicherten
Informationen zu dem Fahrzeug in Antwort auf eine Anfrage von dem
Fahrzeug.
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Der
GPS-Sensor 20 empfängt
eine von einem künstlichen
Satelliten für
GPS (Global Positioning System = Globales Positionsbestimmungssystem)
gesendete Funkwelle und erfasst eine absolute Position (Breite,
Länge,
Höhe) des
Fahrzeugs 1.
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Die
Speichereinheit 30 umfasst ein Festplattenlaufwerk (HDD)
und speichert verschiedene Informationen. Die Speichereinheit 30 speichert
Kartendaten, die Straßenkarten
repräsentieren
bzw. die Basis für
Kartendaten bilden. Die Speichereinheit 30 kann eine Vorrichtung
sein, die Kartendaten aus einem tragbaren Speichermedium, zum Beispiel
einem Halbleiterspeicher, einer magneto-optischen Platte oder einer
Magnetplatte bzw. Magnetdiskette wie etwa eine flexible Diskette,
liest.
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Der
Gyro-Sensor (Winkelgeschwindigkeitssensor) 40 gibt ein
Erfassungssignal aus, das ein Maß für eine Winkelgeschwindigkeit
des Fahrzeugs 1 ist.
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Der
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50 gibt in bestimmten Abständen Impulssignale
aus, die der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 entsprechen.
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Die
Anzeige 60 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige und ist
zur Anzeige verschiedener Arten von Informationen wie etwa einer
auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte vorgesehen.
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Die
Navigationsregelungseinheit 70 ist im Wesentlichen aus
einem Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, eine E/A-Schnittstelle,
einer diese Elemente verbindenden Busleitung und dergleichen gebildet.
Die Navigationsregelungseinheit 70 steuert bzw. regelt
die oben genannten Komponenten. Beispiele der von der Navigationsregelungseinheit 70 ausgeführten Prozesse
sind der Prozess zur Erfassung einer absoluten Position des Fahrzeugs 1 auf
der Grundlage der von dem GPS-Sensor 20, dem Gyro-Sensor 40 und
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50 gesendeten Signale,
ein Kartenabgleichprozess (englisch: „map matching") zur Korrektur einer
Position des Fahrzeugs 1, so dass die erfasste Position
mit einer auf in der Speichereinheit 30 gespeicherten Kartendaten
basierenden Straßenkarte übereinstimmt,
ein Prozess zur Anzeige der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte
und der durch den Kartenabgleichprozess korrigierten Position des
Fahrzeugs 1 auf der Anzeige 60 und ein Prozess
zum Ermitteln einer optimalen Fahrstrecke von der momentanen Position
des Fahrzeugs 1 zu einem Ziel und zum Führen des Anwenders zu dem Ziel.
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Die
Lichtregelungseinheit 80 ist im Wesentlichen aus einem
Mikroprozessor mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer E/A-Schnittstelle,
einer diese Elemente verbindenden Busleitung und dergleichen gebildet.
Die Lichtregelungseinheit 80 ist über eine Kommunikationsleitung
kommunikativ mit der Navigationsregelungseinheit 70 verbunden.
Auf der Grundlage der von der Navigationsregelungseinheit 70 gesendeten
Informationen regelt die Lichtregelungseinheit 80 den rechten
und linken Frontscheinwerfer des Fahrzeugs 1, um die Richtung
der optischen Achse der Frontscheinwerfer zu ändern (Regelung der optischen
Achse), wie es in den 2A bis 2C gezeigt
ist. Insbesondere wird der Verlauf der Straße (d.h. der Straßenstrecke
vor dem Fahrzeug 1) aus den von der Navigationsregelungseinheit 70 gesendeten
Informationen (über
die Fahrstrecke) bestimmt. Somit wird die Richtung der optischen
Achse so eingestellt, dass sie sich rechts von einem Lichtverteilungsmuster
P1, etwa bei einem Lichtverteilungsmuster P2 befindet, wenn die
Straße vor
dem Fahrzeug 1 eine Rechtskurve macht, wie es in 2A gezeigt
ist. Wenn die Straße
vor dem Fahrzeug 1 eine Linkskurve macht, wird die Richtung
der optischen Achse von einem Lichtverteilungsmuster P3 zu einem
Lichtverteilungsmuster P4 nach links eingestellt, wie es in 2A gezeigt
ist. Wenn die Straße
vor dem Fahrzeug 1 ansteigt, wird die Richtung der optischen
Achse nach oben eingestellt, wie es in 2B gezeigt
ist. Wenn die Straße
vor dem Fahrzeug 1 abfällt,
wird die Richtung der optischen Achse nach unten eingestellt, wie
es in 2C gezeigt ist.
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Die
Lichtregelungseinheit 80 führt eine Regelung in Abhängigkeit
von der Zuverlässigkeit
der von der Navigationsregelungseinheit 70 übermittelten
Informationen aus. Insbesondere wird die Richtung der optischen
Achse, wenn die Zuverlässigkeit hoch
ist, in Übereinstimmung
mit dem Verlauf der Straße
vor dem Fahrzeug 1 eingestellt, der aus den von der Navigationsregelungseinheit 70 gesendeten Informationen
bestimmt wird. Hingegen wird, wenn die Zuverlässigkeit der Informationen
niedrig ist, der Betrag der Einstellung (ein Einstellwinkel) der
Richtung der optischen Achse verringert. Wenn zum Beispiel die Zuverlässigkeit
mittel ist, so ist der Betrag der Einstellung der Richtung der optischen
Achse 70% des Betrages der Einstellung bei hoher Zuverlässigkeit.
Wenn die Zuverlässigkeit
niedrig ist, so ist der Betrag der Einstellung der Richtung der
optischen Achse 40% des Betrages der Einstellung bei hoher Zuverlässigkeit.
Auf diese Weise wird eine Verschlechterung der Regelung, die eintritt,
wenn eine große
Abweichung zwischen dem tatsächlichen
Straßenverlauf
und dem auf der Grundlage der von der Navigationsregelungseinheit 70 übermittelten
Informationen bestimmten Straßenverlauf
auftritt, verringert.
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Das
Regelungssystem ändert
den Betrag der Einstellung der Frontscheinwerfer als ein Beispiel der
Fahrzeugregelung entsprechend der Zuverlässigkeit der von der Navigationsregelungseinheit 70 übermittelten
Informationen. Jedoch kann eine Vielfalt möglicher Regelungsverfahren
für die
Fahrzeugregelung entsprechend der Zuverlässigkeit verwendet werden.
Zum Beispiel ist es möglich,
entsprechend der Zuverlässigkeit,
den rechten und den linken Frontscheinwerfer oder nur einen der
Frontscheinwerfer einzustellen. Alternativ können weitere regelbare Größen des
Fahrzeugs in Abhängigkeit von
der Zuverlässigkeit
eingestellt werden. Zum Beispiel kann zusätzlich zur Regelung der Frontscheinwerfer,
wenn die Zuverlässigkeit
hoch ist, die Bremskraft entsprechend dem Straßenverlauf geregelt werden.
Wenn die Zuverlässigkeit
mittel ist, kann die Regelung der Frontscheinwerfer allein ausgeführt werden.
Wenn die Zuverlässigkeit
niedrig ist, kann die Fahrzeugregelung entsprechend dem Straßenverlauf
nicht ausgeführt
werden.
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Die
Navigationsregelungseinheit 70 kann so programmiert sein,
dass sie die Positionserfassung für die Fahrzeugregelung so ausführt, wie
es in 3 gezeigt ist. Der Positionserfassungsprozess
für diese Fahrzeugregelung
wird in regelmäßigen Abständen (z.B.
alle 200 ms) ausgeführt.
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Beim
Start des Positionserfassungsprozesses für die Fahrzeugregelung erfasst
die Navigationsregelungseinheit 70 in S101 eine absolute
Position des Fahrzeugs zu diesem Zeitpunkt. Insbesondere verwendet
die Navigationsregelungseinheit 70 sowohl die absoluten
Positionsdaten als auch die relativen Positionsdaten, um eine absolute
Position des Fahrzeugs 1 zu erfassen. In diesem Fall werden
die absoluten Positionsdaten mittels einer Satellitennavigationstechnik
auf der Grundlage eines von dem GPS-Sensor 20 gesendeten
Erfassungssignals gewonnen. Die relativen Positionsdaten werden
mittels Koppelnavigation auf der Grundlage von von dem Gyro-Sensor 40 und
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50 gesendeten Erfassungssignalen
gewonnen. Wenn der GPS-Sensor 20 eine absolute Position
nicht erfassen kann, da er zum Beispiel eine von den künstlichen
Satelliten gesendete Funkwelle nicht empfangen kann, versucht die
Navigationsregelungseinheit 70 die Straßenrandvorrichtungen 3 zu verwenden,
um eine absolute Position zu erfassen. Insbesondere dann, wenn sich
das Fahrzeug 1 in der Nähe
der Straßenrandvorrichtung 3 befindet,
steuert die Navigationsregelungseinheit 70 die Kommunikationseinheit 10 an,
um mit der Straßenrandvorrichtung 3 zu
kommunizieren und so Informationen über die absolute Position,
die in der Straßenrandvorrichtung 3 gespeichert
sind, zu ermitteln (eine Breite, eine Länge und eine Höhe einer
Position, wo die Straßenrandvorrichtung 3 angeordnet
ist).
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Anschließend korrigiert
die Navigationsregelungseinheit 70 in S102 die in S101
erfasste absolute Position des Fahrzeugs 1, um sie mit
einer auf in der Speichereinheit 30 gespeicherten Kartendaten
basierenden Straßenkarte
abzugleichen und so den Kartenabgleichprozess zur Gewinnung der
Position des Fahrzeugs 1 mit Bezug auf die auf den Kartendaten
basierende Straßenkarte
auszuführen.
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Anschließend, in
S103, steuert die Navigationsregelungseinheit 70 die Anzeige 60 an,
um die auf den Kartendaten basierende Straßenkarte und die durch den
Kartenabgleichprozess korrigierte momentane Position des Fahrzeugs 1 anzuzeigen.
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Die
Navigationsregelungseinheit 70 bestimmt dann in S104, ob
ein Streckenspeicherflag (kurz „Streckenflag") GESETZT ist. Das
Streckenspeicherflag zeigt an, ob ein Zustand, der eine Speicherung
einer Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 erfordert, vorliegt.
Insbesondere setzt die Navigationsregelungseinheit 70 in
S106 das Streckenspeicherflag, wie unten beschrieben ist, wenn ein
Zustand, der eine Speicherung der Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 erfordert,
vorliegt. Wenn ein Zustand, der eine Speicherung einer Fahrstrecke
des Fahrzeugs 1 erfordert, aufgehoben ist, löscht die
Navigationsregelungseinheit 70 in S110 das Streckenspeicherflag, wie
unten beschrieben ist. Die Navigationsregelungseinheit 70 speichert
das SETZEN/RÜCKSETZEN des
Streckenspeicherflags im RAM und hält es, bis der Motor des Fahrzeugs 1 gestoppt
ist.
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Wenn
in S104 bestimmt wird, dass das Streckenspeicherflag nicht GESETZT
ist, fährt
der Prozess mit S105 fort, wo die Navigationsregelungseinheit 70 bestimmt,
ob eine notwendige Bedingung zum Starten des Speicherns einer Fahrstrecke
des Fahrzeugs 1 erfüllt
ist, d.h. ob der Zustand, der eine Speicherung einer Fahrstrecke
des Fahrzeugs 1 erfordert, vorliegt. Insbesondere bestimmt
die Navigationsregelungseinheit 70, dass die Startbedingung
erfüllt
ist, wenn eine der folgenden Bedingungen (A) und (B) und eine der
folgenden Bedingungen (C) und (D) erfüllt ist.
- (A)
Der Betrag der Korrektur, die während
des Kartenabgleichprozesses in S102 ausgeführt wird, überschreitet einen vorbestimmten
Wert eines Startkriteriums. Das heißt, die Abweichung zwischen
einer tatsächlichen
Straße
und einer Straße
einer auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte wird als groß angenommen.
- (B) Die Position des Fahrzeugs 1 nach dem Kartenabgleichprozess
in S102 (die Position des Fahrzeugs 1 mit Bezug auf die
auf den Kartendaten basierende Straßen karte) ist innerhalb des vorbestimmten
spezifischen Bereichs. Der „spezifische
Bereich" bedeutet
ein Bereich, bei dem eine starke Notwendigkeit besteht, die hohe
Genauigkeit der Regelung der Frontscheinwerfer zu erhöhen. Die
Ausführungsform
ordnet im Voraus Bereiche um einen unfallanfälligen Punkt und einen gefährlichen
Punkt dem spezifischen Bereich zu.
- (C) Der GPS-Sensor 20 befindet sich in einer Situation,
in der er dazu geeignet ist, eine absolute Position zu erfassen
bzw. das Fahrzeug 1 bewegt sich in einem Abstand von einem
Punkt, wo der GPS-Sensor 20 dazu geeignet ist, eine absolute Position
zu erfassen, der kleiner als ein vorbestimmter Fahrabstand ist.
- (D) Das Fahrzeug 1 befindet sich in einer Situation,
in der Informationen über
eine absolute Position von der Straßenrandvorrichtung 3 gewonnen werden
können,
bzw. das Fahrzeug bewegt sich in einem Abstand von einem Punkt,
wo Informationen über
eine absolute Position von der Straßenrandvorrichtung 3 gewonnen
werden können, der
kleiner als ein vorbestimmter Fahrabstand ist. Der vorbestimmte
Fahrabstand ist hier auf einen Abstand eingestellt, dessen Positionierungsgenauigkeit
in dem Kopplungsnavigationssystem aufrecht erhalten wird.
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Anschließend, wenn
die Navigationsregelungseinheit 70 in S105 bestimmt, dass
eine notwendige Bestimmung zum Start des Speicherns einer Fahrstrecke
des Fahrzeugs 1 erfüllt
ist, fährt
der Prozess mit S106 fort, wo das Streckenspeicherflag gesetzt wird.
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Dann,
in S107, steuert die Navigationsregelungseinheit 70 die
Speichereinheit 30 an, so dass diese die momentane Position
des Fahrzeugs 1 mit Bezug auf die Straßenkarte als ein Streckenstartpunkt,
der einen Startpunkt für
eine Fahrstrecke repräsentiert,
speichert. Anschließend
fährt der
Prozess mit S108 fort.
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Wenn
hingegen die Navigationsregelungseinheit 70 in S104 bestimmt,
dass das Streckenspeicherflag GESETZT ist, fährt der Prozess direkt mit S108
fort.
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In
S108 steuert die Navigationsregelungseinheit 70 die Speichereinheit 30 an,
so dass diese die in S101 erfasste absolute Position und eine von dem
GPS-Sensor 20 geschätzte
Abweichung als Streckenpositionsinformation speichert. Insbesondere
verknüpft
(englisch: „links") die Speichereinheit 30 die
absolute Position und den geschätzten
Fehler mit dem schon in der Speichereinheit 30 gespeicherten letzten
Streckenstartpunkt (dem zuletzt darin gespeicherten Streckenstartpunkt),
um diese zu speichern. In diesem Fall ist ein von dem GPS-Sensor 20 geschätzter Wert
ein Maß für eine Genauigkeit
einer von dem GPS erfassten absoluten Position des Fahrzeugs 1.
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Verschiedene
Verfahren sind möglich,
um diesen Wert zu bestimmen. Gemäß der Ausführungsform
wird die Größe des geschätzten Fehlers
durch ein Bewertungsverfahren bestimmt, in dem auf der Grundlage
der Anzahl künstlicher
Satelliten, die Funkwellen aussenden, die von dem GPS-Sensor 20 empfangen
werden, der geschätzte
Fehler umso niedriger ist, je größer die
Anzahl der künstlichen
Satelliten ist. Insbesondere ist der geschätzte Fehler groß, wenn
der GPS-Sensor 20 die Funkwellen von nur drei künstlichen
Satelliten empfängt.
Wenn die Funkwellen von vier künstlichen
Satelliten empfangen werden, ist der geschätzte Fehler „moderat". Wenn die Funkwellen
von fünf
oder mehr künstlichen Satelliten
empfangen werden, ist der geschätzte Fehler
klein. Bei der Ermittlung ist der geschätzte Fehler größer, wenn
vier statt fünf
oder mehr künstliche
Satelliten verwendet werden, da mit zunehmender Anzahl künstlicher
Satelliten eine Kombination mit höherer Genauigkeit ausgewählt werden
kann.
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In
S108 aktualisiert die Navigationsregelungseinheit 70 die
absoluten Positionen entsprechend der Größe des von dem GPS-Sensor 20 geschätzten Fehlers,
wenn Streckeninformationen bezüglich
desselben Fahrweges schon gespeichert wurden. Wenn der schon gespeicherte
geschätzte Fehler
größer ist,
kann die absolute Position aktualisiert werden. Wenn der schon gespeicherte
geschätzte
Fehler kleiner ist, kann die absolute Position nicht aktualisiert
werden. Wenn der schon gespeicherte geschätzte Fehler gleich groß wie der
neu gespeicherte ist, kann die absolute Position aktualisiert werden
oder auch nicht. In diesem Fall wird, wenn ein Mittelwert zwischen
einem schon gespeicherten absoluten Wert und einem neu gespeicherten
absoluten Wert gewonnen wird, dieser Mittelwert verwendet, um eine
Aktualisierung zu implementieren, wobei die gespeicherte Information
des absoluten Werts immer genauer sein kann.
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Dann,
in S109, bestimmt die Navigationsregelungseinheit 70, ob
eine notwendige Bedingung zum Beenden des Speicherns der Fahrstrecke
des Fahrzeugs 1 erfüllt
ist, das heißt,
ob der Zustand, der eine Speicherung einer Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 erfordert,
aufgehoben ist. Insbesondere bestimmt die Navigationsregelungseinheit 70,
dass die Beendigungsbedingung erfüllt ist, wenn die folgenden
Bedingungen (E) und (F) oder die folgenden Bedingungen (G) und (H)
erfüllt
sind.
- (E) Der Betrag der Korrektur, die während des Kartenabgleichprozesses
in S102 erfolgte, ist geringer als ein vorbestimmter Wert eines
Beendigungskriteriums. Das heißt,
die Abweichung zwischen einer tatsächlichen Straße und einer
Straße
einer auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte wird als klein angenommen.
- (F) Die Position des Fahrzeugs 1 nach dem Kartenabgleichprozess
in S102 (die Position des Fahrzeugs 1 bezüglich der
auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte) liegt außerhalb
eines vorbestimmten spezifischen Bereichs, wie es in Bedingung (B)
beschrieben ist.
- (G) Der GPS-Sensor 20 befindet sich nicht in einem
Zustand, in dem er dazu geeignet ist, eine absolute Position zu
erfassen, und das Fahrzeug 1 bewegt sich einen Abstand
von einem Punkt, wo der GPS-Sensor 20 dazu geeignet ist,
die absolute Position zu erfassen, der größer als ein vorbestimmter Fahrabstand
ist, wie es in Bedingung (C) beschrieben ist.
- (H) Das Fahrzeug 1 befindet sich nicht in einem Zustand,
in dem es möglich
ist, Informationen über
eine absolute Position von der Straßenrandvorrichtung 3 zu
gewinnen, und das Fahrzeug 1 bewegt sich in einem Abstand
von einem Punkt, wo Informationen über eine absolute Position
von der Straßenrandvorrichtung 3 gewonnen
werden, der größer als
ein vorbestimmter Fahrabstand, wie es in Bedingung (D) beschrieben
ist.
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Als
nächstes
steuert die Navigationsregelungseinheit 70 in S111 die
Speichereinheit 30 an, so dass diese die momentane Position
des Fahrzeugs 1 mit Bezug auf die Straßenkarte als einen Streckenendpunkt,
der ein Maß für einen
Endpunkt der Fahrstrecke ist, speichert. Insbesondere verknüpft die Speichereinheit 30,
um den Streckenendpunkt zu speichern, diesen mit dem letzten, schon
in der Speichereinheit 30 gespeicherten Streckenstartpunkt (dem
zuletzt darin gespeicherten Streckenstartpunkt).
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Anschließend, in
S112, steuert die Navigationsregelungseinheit 70 die Speichereinheit
an, so dass diese die Zuverlässigkeit
der Streckenpositionsinformation speichert. Insbesondere verknüpft die Speichereinheit 30,
wie im Falle des Streckenendpunktes, die Zuverlässigkeit mit dem letzten, schon darin
gespeicherten Streckenstartpunkt. Dann wird die Zuverlässigkeit
auf der Grundlage der mit dem Streckenstartpunkt verknüpften und
in der Speichereinheit 30 gespeicherten Streckenpositionsinformation
bestimmt. Insbesondere ist die Zuverlässigkeit „niedrig", wenn die Stre ckenpositionsinformation
einen großen
geschätzten
Fehler enthält.
Wenn die Streckenpositionsinformation keinen großen geschätzten Fehler enthält, jedoch
einen „moderaten" bzw. mittleren geschätzten Fehler
enthält,
ist die Zuverlässigkeit „mittel". Wenn die Streckenpositionsinformation
weder einen mittleren noch einen hohen geschätzten Fehler, d.h. nur einen
geringen Fehler enthält,
so ist die Zuverlässigkeit „hoch". Eine hohe Zuverlässigkeit
entspricht einer Genauigkeit von weniger als ± 5 m. Eine mittlere Zuverlässigkeit
entspricht einer Genauigkeit von mehr als ± 5 m und weniger als ± 10 m.
Eine niedrige Zuverlässigkeit
entspricht einer Genauigkeit von größer als ± 10 m.
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Als
nächstes,
in S113, überträgt die Navigationsregelungseinheit 70 die
Informationen über
die in der Speichereinheit 30 gespeicherte Fahrstrecke (den
Streckenstartpunkt, die Streckenpositionsinformation, den Streckenendpunkt
und die Zuverlässigkeit)
von der Kommunikationseinheit 10 zur Zentralstation 5.
Dann fährt
der Prozess mit S114 fort. Indem auf diese Weise die Informationen über die
Fahrstrecke zur Zentralstation 5 gesendet werden, sammelt die
Zentralstation 5 Informationen von einer Mehrzahl von Fahrzeugen 1.
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In
S109 hingegen, fährt
der Prozess direkt mit S114 fort, wenn die Navigationsregelungseinheit 70 bestimmt,
dass eine notwendige Bestimmung zum Beenden des Speicherns der Fahrstrecke
des Fahrzeugs 1 erfüllt
ist.
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Ferner,
wenn die Navigationsregelungseinheit 70 in S105 bestimmt,
dass eine notwendige Bedingung zum Starten des Speicherns der Fahrstrecke
des Fahrzeugs 1 nicht erfüllt ist, geht der Prozess direkt
zu S114 über.
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In
S114 bestimmt die Navigationsregelungseinheit 70, ob Informationen über eine
Fahrstrecke von der Zentralstation 5 empfangen werden soll.
Was die Frequenz des Empfangs der Informationen bezüglich einer
Fahrstrecke von der Zentralstation 5 betrifft, so ist diese
hinsichtlich des Empfangs möglichst aktueller
Information vorzugsweise hoch, jedoch hinsichtlich unnötiger Kommunikationen
vorzugsweise niedriger. Mögliche
Zeitpunkte sind vorprogrammierte Zeitpunkte, Zeitpunkte nach Verstreichen
einer vorbestimmten Zeit seit dem letzten Empfang, Zeitpunkte, wenn
das Fahrzeug einen vorbestimmten Punkt auf der Straßenkarte
passiert, Zeitpunkte, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Strecke
von dem Punkt aus zurückgelegt
hat, von dem die letzte Information empfangen wurde, Zeitpunkte,
wenn das Fahrzeug sich in einem vorbestimmten Abstand von dem Punkt
befindet, wo die letzte Informa tion empfangen wurde, und Zeitpunkte,
wenn der Motor des Fahrzeugs gestartet wird.
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Wenn
die Navigationsregelungseinheit 70 in S114 bestimmt, dass
der Zeitpunkt zum Empfangen der Information bezüglich der Fahrstrecke von der Zentralstation 5 gekommen
ist, fährt
der Prozess mit S115 fort, wo die Kommunikationseinheit 10 mit
der Zentralstation 5 kommuniziert, um die Informationen über die
in der Zentralstation 5 gespeicherte Fahrstrecke (den Streckenstartpunkt,
die Streckenpositionsinformation, den Streckenendpunkt und die Zuverlässigkeit)
zu erhalten. Anschließend
speichert die Navigationsregelungseinheit 70 die gewonnene Information
in der Speichereinheit 30. Indem die momentane Position
des Fahrzeugs 1 zu der Zentralstation 5 gesendet
wird, erhält
man, sofern die Navigationsregelungseinheit 70 nur Informationen
bezüglich eines
Bereichs in der Umgebung der momentanen Position (zum Beispiel ein
Bereich mit einem Radius von 10 km um die momentane Position) gewinnen kann,
eine Verringerung der Zeit, die zur Kommunikation erforderlich ist
und eine Verringerung der Speicherkapazität der Speichereinheit 30.
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Anschließend, in
S116, bestimmt die Navigationsregelungseinheit 70, ob ein
Fahrzeugregelungsflag GESETZT ist. Ein Fahrzeugregelungsflag zeigt an,
ob ein Zustand vorliegt, der erfordert, dass die Lichtregelungseinheit 80 die
Regelung der optischen Achse ausführt. Insbesondere stellt die
Navigationsregelungseinheit 70 in S118, wenn der Zustand,
der erfordert, dass die Lichtregelungseinheit 80 die Regelung
der optischen Achse ausführt,
vorliegt, das Fahrzeugregelungsflag wie unten beschrieben ein. Wenn
der Zustand, der erfordert, dass die Lichtregelungseinheit 80 die
Regelung der optischen Achse ausführt, aufgehoben ist, löscht die
Navigationsregelungseinheit 70 in S121 wie unten beschrieben
das Fahrzeugregelungsflag. Die Navigationsregelungseinheit 70 speichert
das SETZEN/LÖSCHEN
des Fahrzeugregelungsflags im RAM und hält es bis der Motor des Fahrzeugs 1 gestoppt
wird.
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Wenn
in S116 bestimmt wird, dass das Fahrzeugregelungsflag NICHT GESETZT
(GELÖSCHT) ist,
fährt der
Prozess mit S117 fort, wo die Navigationsregelungseinheit 70 bestimmt,
ob das Fahrzeug 1 den in der Speichereinheit 30 gespeicherten
Streckenstartpunkt passiert, d.h. ob der Zustand, der die Regelung
der optischen Achse erfordert, vorliegt. Insbesondere erfolgt die
Bestimmung auf der Grundlage der durch den Kartenabgleichprozess
in S102 korrigierten Position des Fahrzeugs 1 (die Position des
Fahrzeugs 1 mit Bezug auf die auf den Kartendaten basierende
Straßenkarte).
Demzufolge bestimmt die Navigationsregelungseinheit 70,
dass das Fahrzeug 1 den Streckenstartpunkt passiert, wenn
bestimmt wird, dass das Fahrzeug 1 den in der Speichereinheit 30 gespeicherten
Streckenstartpunkt passiert (jeder beliebige Streckenstartpunkt,
wenn eine Mehrzahl von Streckenstartpunkten gespeichert sind) und
auf die Fahrstrecke gelangt, die durch die Streckenpositionsinformation
gegeben ist, die zusammen mit dem mit dieser verknüpften Streckenstartpunkt
gespeichert ist.
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Wenn
die Navigationsregelungseinheit 70 in S117 bestimmt, dass
das Fahrzeug 1 den in dem Speicher 30 gespeicherten
Streckenstartpunkt nicht passiert, beendet sie den Positionserfassungsprozess
für die
Fahrzeugregelung.
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Wenn
hingegen in S117 die Navigationsregelungseinheit 70 bestimmt,
das das Fahrzeug 1 den in dem Speicher 30 gespeicherten
Streckenstartpunkt passiert, fährt
der Prozess mit S118 fort, wo das Fahrzeugregelungsflag gesetzt
wird. Dann fährt der
Prozess mit S119 fort.
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Wenn
hingegen in S116 die Navigationsregelungseinheit 70 bestimmt,
dass das Fahrzeugregelungsflag GESETZT ist, fährt der Prozess direkt mit S119
fort.
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In
S119 gibt die Navigationsregelungseinheit 70 die Streckenpositionsinformation,
die zusammen mit dem Streckenstartpunkt, den das Fahrzeug 1 passiert
hat und mit dem die Streckenpositionsinformation verknüpft ist,
und die Zuverlässigkeit
der Streckenpositionsinformation an die Lichtregelungseinheit 80 aus.
Insbesondere verwendet die Navigationsregelungseinheit 70 Daten
von dem Zentrum 5, wenn die Bestimmung in S114 JA ist,
jedoch Daten von S108, wenn die Bestimmung in S114 NEIN ist. Somit
liefert die Navigationsregelungseinheit 70 Daten der Streckenpositionsinformation,
die notwendig sind, um die Regelung der optischen Achse zum momentanen
Zeitpunkt auszuführen
(Informationen bezüglich
der vor dem Fahrzeug 1 liegenden Fahrstrecke). Als Folge
davon führt
die Lichtregelungseinheit 80 die Regelung der optischen
Achse entsprechend der Fahrstrecke aus.
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Dann,
in S120, bestimmt die Navigationsregelungseinheit 70, ob
das Fahrzeug 1 den in der Speichereinheit 30 gespeicherten
Streckenendpunkt passiert, das heißt, ob der Zustand aufgehoben
ist, der die Regelung der optischen Achse erfordert. Die Bestimmung
basiert insbesondere auf der durch den Kartenabgleichprozess in
S102 korrigierten Position des Fahrzeugs 1 (die Position
des Fahrzeugs 1 mit Bezug auf die auf den Kartendaten basierende
Straßenkarte).
Demzufolge bestimmt die Navigationsregelungseinheit 70,
dass das Fahrzeug 1 den Streckenendpunkt passiert, wenn
bestimmt wird, dass das Fahrzeug 1 den in der Speichereinheit 30 gespeicherten
Streckenendpunkt passiert (ein Streckenendpunkt, der zusammen mit
dem letzten Streckenstartpunkt, den das Fahrzeug passiert hat, gespeichert
und mit dem es verknüpft
ist).
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Wenn
die Navigationsregelungseinheit 70 in S120 bestimmt, dass
das Fahrzeug 1 den in dem Speicher 30 gespeicherten
Streckenendpunkt nicht passiert, beendet sie den Positionserfassungsprozess
für die
Fahrzeugregelung.
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Wenn
hingegen in S120 die Navigationsregelungseinheit 70 bestimmt,
dass das Fahrzeug den in dem Speicher 30 gespeicherten
Streckenendpunkt passiert, fährt
der Prozess mit S121 fort, wo das Fahrzeugregelungsflag gelöscht wird.
Dann ist der Positionserfassungsprozess für die Fahrzeugregelung beendet.
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Nachfolgend
ist der von dem Fahrzeugregelungssystem realisierte Prozess mit
Bezug auf das Ablaufdiagramm in 4 beschrieben.
In 4 bedeutet ein regulärer Punkt ein Fahrbereich,
in dem die Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 nicht gespeichert werden
muss. Ein spezifischer Punkt bedeutet ein Fahrbereich, in dem die
Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 gespeichert werden muss.
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Während das
Fahrzeug 1 in dem regulären Punkt
fährt,
führt die
Navigationsregelungseinheit 70 eine zu dem herkömmlichen
Navigationssystem ähnliche
Verarbeitung aus. Das heißt,
die Navigationsregelungseinheit 70 verwendet gleichzeitig
die Daten der absoluten Positionierung und die Daten der relativen
Positionierung, um eine absolute Position des Fahrzeugs 1 zu
erfassen (S101). Die Daten der absoluten Positionierung erhält man mit
Hilfe einer Satellitennavigationstechnik auf der Grundlage eines von
dem GPS-Sensor 20 gesendeten Erfassungssignals. Die Daten
der relativen Positionierung werden durch die Kopplungsnavigationstechnik
auf der Grundlage der von dem Gyro-Sensor 40 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50 gesendeten
Signale gewonnen. Anschließend
wird die absolute Position des Fahrzeugs 1 korrigiert,
so dass sie mit einer Position der auf den in der Speichereinheit 30 gespeicherten
Kartendaten basierenden Straßenkarte übereinstimmt,
so dass der Kartenabgleichprozess zur Gewinnung der Position des
Fahrzeugs 1 bezüglich
der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte gewonnen wird (S102).
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Andererseits
führt die
Navigationsregelungseinheit 70, während das Fahrzeug in dem spezifischen
Punkt fährt,
die gleichen Prozesse wie jene aus, die ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug 1 in dem
regulären
Punkt fährt.
Zusätzlich
führt die
Navigationsregelungseinheit 70 einen Prozess zum Speichern
der Streckenpositionsinformation des Fahrzeugs 1 auf der
Grundlage der absoluten Position sowie der Kartendaten aus (S108).
Wenn sich das Fahrzeug 1 von dem spezifischen Punkt zu
dem regulären
Punkt bewegt, wird die Zuverlässigkeit
der gespeicherten Streckenpositionsinformation gespeichert (S112).
Insbesondere werden, wenn die Streckenpositionsinformation bezüglich des
spezifischen Punkts, in dem das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt fährt, schon
gespeichert wurde, die Streckenpositionsinformation und die Zuverlässigkeit
der Lichtregelungseinheit 80 zugeführt. Als Folge davon führt die Lichtregelungseinheit 80 die
Regelung der optischen Achse entsprechend der Fahrstrecke aus.
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Wie
es oben beschrieben ist, speichert das Fahrzeugregelungssystem eine
absolute Position des Fahrzeugs 1, die erfasst wird, während es
fährt, als
die Streckenpositionsinformation und führt die Regelung der optischen
Achse entsprechend dem aus der Streckenpositionsinformation bestimmten Straßenverlauf
aus. Daher wird in dem oben beschriebenen Fahrzeugregelungssystem
die absolute Position des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit erfasst,
so dass die Streckenpositionsinformation mit hoher Genauigkeit gespeichert
wird. Das Fahrzeug wird entsprechend dem aus der gespeicherten Streckenpositionsinformation
mit hoher Genauigkeit bestimmten Straßenverlauf geregelt, wodurch
eine im Vergleich mit der Fahrzeugregelung entsprechend dem aus
einer Straßenkarte
mit niedriger Genauigkeit bestimmten Straßenverlauf wirksamere Fahrzeugregelung
verwirklicht wird.
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In
dem Fahrzeugregelungssystem wird die zu speichernde Streckenpositionsinformation
mit der Position des Fahrzeugs 1 mit Bezug auf die Straßenkarte
verknüpft.
Dies ermöglicht
eine einfache und korrekte Bestimmung des Vorhandenseins/Fehlens der
Streckenpositionsinformation entsprechend der Straße, auf
der das Fahrzeug 1 zu diesem Zeitpunkt fährt.
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Ferner
wird in dem Fahrzeugregelungssystem die Streckenpositionsinformation
nur gespeichert, wenn die Information über die absolute Position mit
hoher Genauigkeit gewonnen werden kann, während das Fahrzeug 1 auf
einer tatsächlichen Straße fährt, die
von einer Straße
einer auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte sehr verschieden ist
(ein Bereich, in dem die Genauigkeit der auf den Kartendaten basierenden
Straßenkarte
niedrig ist) oder während
das Fahrzeug 1 in einem spezifischen Bereich fährt, in
dem die Fahrzeugregelung stark notwendig ist, wie etwa in einem
unfallanfälligen Punkt
oder in einem gefährlichen
Punkt. Folglich ist es möglich,
zu verhindern, dass die Streckenpositionsinformation gespeichert
wird, wenn die Genauigkeit der gewonnenen Streckenpositionsinformation wesentlich
niedriger als die der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte
ist.
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In
dem Fahrzeugregelungssystem wird die Zuverlässigkeit der Streckenpositionsinformation
auf der Grundlage einer von dem GPS geschätzten Abweichung bestimmt,
und die Regelung der optischen Achse wird entsprechend der Zuverlässigkeit
ausgeführt.
Folglich ist es möglich,
den Regelungseffekt in einem Bereich wirksam zu erzeugen, in dem
die Zuverlässigkeit
hoch ist, während
die Verschlechterung der Regelungsleistung in einem Bereich, in
dem die Zuverlässigkeit
niedrig ist, verringert wird.
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Das
Fahrzeugregelungssystem empfängt die
Informationen hinsichtlich der Fahrstrecke von der Zentralstation 5.
Dies ermöglicht
es, eine wirksame Fahrzeugregelung selbst dann zu verwirklichen, wenn
das Fahrzeug zum ersten Mal auf einer Straße fährt.
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In
dem Fahrzeugregelungssystem der Ausführungsform arbeitet die Kommunikationseinheit 10 als
Kommunikationsmittel. Die Lichtregelungseinheit 80 arbeitet
als Fahrzeugregelungsmittel. Der GPS-Sensor 20, der Gyro-Sensor 40,
der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 50 und die Navigationsregelungseinheit 70,
die den Prozess in S101 zur Positionserfassung für die Fahrzeugregelung ausführen, arbeiten
als Positionserfassungsmittel. Die Speichereinheit 30 und
die Navigationsregelungseinheit 70, die die Prozesse bei
S107, S108, S111 und S112 ausführen,
arbeiten als Streckenspeichermittel. Die Speichereinheit 30 arbeitet
auch als Kartendaten-Speichermittel. Die Navigationsregelungseinheit 70,
die den Prozess in S102 ausführt,
arbeitet als Mittel zur Bestimmung der Position auf der Karte. Die Navigationsregelungseinheit 70,
die den Prozess bei S113 ausführt,
arbeitet als Streckenübertragungsmittel.
Ferner arbeitet die Navigationsregelungseinheit 70, die
den Prozess in S115 ausführt,
als Streckenermittlungsmittel.
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Die
obige Ausführungsform
kann auf viele weitere Arten modifiziert werden.
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Zum
Beispiel kann die Regelung der optischen Achse, obwohl sie nur ausgeführt wird,
wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, deren Fahrstrecke gespeichert
ist, auf der Grundlage der auf den Kartendaten basierenden Straßenkarte
ausgeführt werden,
wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, deren Fahrstrecke nicht
gespeichert ist.
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Obwohl
die Information hinsichtlich der in der Zentralstation 5 gespeicherten
Fahrstrecke durch Funkkommunikation von der Zentralstation 5 gewonnen
wird, kann das Fahrzeugregelungssystem die Informationen mit Hilfe
drahtgebundener Kommunikation oder eines tragbaren Speichermediums
empfangen. Auf diese Weise ist es möglich, eine große Menge
an Informationen in kurzer Zeit zu erhalten.
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Es
kann sein, dass das Fahrzeugregelungssystem nicht mit der Zentralstation 5 kommuniziert (nicht
die Prozesse S113 bis S115 ausführt).
In dieser Struktur kann die wirksame optische Regelung auch verwirklicht
werden, wenn das Fahrzeug 1 auf der Straße fährt, auf
der es wenigstens einmal zuvor gefahren ist.
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Die
Navigationsvorrichtung kann getrennt von dem Fahrzeugregelungssystem
vorgesehen sein. Das Fahrzeugregelungssystem kann die Funktionen
der Navigationsvorrichtung (den GPS-Sensor 20, die Kartendaten
und dergleichen) durch Kommunikation mit der Navigationsvorrichtung
verwenden.
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In
dem Fahrzeugregelungssystem kann, obwohl die Information entsprechend
der momentanen Position des Fahrzeugs 1 durch Verknüpfen der
Information bezüglich
der Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 mit der auf den Kartendaten
basierenden Straßenkarte,
die zusammen gespeichert sind, verwendet wird, die Information entsprechend
der momentanen Position des Fahrzeugs 1 auf der Grundlage
der absoluten Position, die eine Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 anzeigt,
verwendet werden, um eine Verwendung der Kartendaten zu vermeiden.