DE102016102283B4

DE102016102283B4 - Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016102283B4
Application number: DE102016102283.7A
Authority: DE
Inventors: Masato Mizoguchi
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2036-02-11
Also published as: US9990375B2; JP5997797B2; CN105937912A; CN105937912B; JP2016161456A; DE102016102283A1; US20160259814A1

Abstract

Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Kartendatenbearbeitungsvorrichtung aufweist:eine Kartendatenbank, die erste Kartendaten einer Straße aufweist, auf der das Fahrzeug fährt;ein Kartendatenberechnungsmodul, das zweite Kartendaten der Straße auf der Basis einer Außenumgebung des Fahrzeugs und eines Fahrzustands des Fahrzeugs berechnet;ein Aktualisierungsdatenberechnungsmodul, das Aktualisierungsdaten zum Aktualisieren der Kartendatenbank auf der Basis einer Zuverlässigkeit der zweiten Kartendaten berechnet; wobei die Zuverlässigkeit der zweiten Kartendaten gesetzt wird in Abhängigkeit von einem Erkennungszustand der Außenumgebung durch eine Informationen über die Außenumgebung akquirierende Vorrichtung, mit der das Fahrzeug versehen ist, einem Fahrzeugverhalten, detektiert von einem bordeigenen Sensor, und einem Empfangszustand von GPS-Signalen, die von dem Fahrzeug empfangen werden;ein Aktualisierungsbestimmungsmodul, das die ersten Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten vergleicht und bestimmt, wenn ein Fehler zwischen den ersten Kartendaten und den Aktualisierungsdaten größer als oder gleich einem Bestimmungswert ist, ob die ersten Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten zu aktualisieren sind, auf der Basis des Produkts aus der Zuverlässigkeit und einer Häufigkeit der Diskrepanz,in der der Fehler größer als oder gleich dem Bestimmungswert ist; undein Datenbearbeitungsmodul, das einen Prozess zum Aktualisieren der Kartendatenbank gemäß einem Bestimmungsergebnis durch das Aktualisierungsbestimmungsmodul ausführt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-041601 , eingereicht am 3. März 2015, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung beziehungsweise Erfindung betrifft eine Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Kartendatenbearbeitungsvorrichtung Kartendaten einer Straße bearbeitet, auf der ein Fahrzeug fährt.
Verwandte Technik
In den letzten Jahren ist ein System entwickelt worden, in dem für Fahrzeug, wie etwa ein Auto, eine Navigationsvorrichtung, die die gegenwärtige Position auf einer Karte zum Führen entlang einer Route zu einem Ziel anzeigt, mit einer Datenbank, die genauere Kartendaten aufweist, ausgestattet ist, und diese hochauflösenden Kartendaten für seine Alarmsteuerung und Fahrtsteuerung über das Fahrzeug verwendet.
Zum Beispiel offenbart das japanische Patent Nr. JP 3328939 B2 eine Technik zum Installieren einer Detailkarten-Datenbank, die zur Fahrtsteuerung verwendet wird, zusätzlich zu einer Datenbank zum Führen entlang einer Route, Akquirieren von detaillierten Daten einer Straßenform von einem Wert, der durch einen boardeigenen Sensor detektiert wird, und Daten der Kartendatenbank, und Zuführen der akquirierten detaillierten Daten zu der Detailkarten-Datenbank.
Obwohl das japanische Patent Nr. JP 3328939 B2 die Technik zum Akquirieren von detaillierten Daten in einer Straßenform von einem Wert, der durch einen boardeigenen Sensor detektiert wird, und Daten der Kartendatenbank offenbart, könnten eine fehlende Übereinstimmung der Kartendaten mit der aktuellen Straßensituation und der Umgebung die Präzision der Fahrtsteuerung beeinträchtigen, weil typischerweise die Detailkarten-Datenbank für die Fahrtsteuerung über ein Fahrzeug verwendet wird. Dementsprechend muss die im japanischen Patent Nr. JP 3328939 B2 offenbarte Technik die Kartendaten konstant aktualisiert halten.
Die DE 10 2012 212 740 A1 offenbart ein System zum Aktualisieren einer digitalen Karte eines Fahrerassistenzsystems, bei dem eine Aktualisierung ausgelöst wird unter der Bedingung, dass eine Mindestanzahl von Abweichungen oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, und Ausreißer vernachlässigt werden.
Die DE 10 2010 029 073 A1 offenbart eine Einrichtung und ein Verfahren zur Zuordnung von neuen Daten zu einer digitalen Karte und die
US 2013/0261961 A1 offenbart ein Verfahren zur Erhöhung der Routengenauigkeit mit GPS Wegpunkten. Bezüglich weiteren Standes der Technik wird auf die CN 102 012 232 A und die CN 104 121 915 A verwiesen.
ABRIß DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung beziehungsweise Erfindung ist im Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile erreicht worden, und die vorliegende Erfindung stellt eine Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereit, wobei die Kartendatenbearbeitungsvorrichtung in der Lage ist, eine Differenz zwischen einer Detailkarten-Datenbank, die zur Fahrtsteuerung verwendet wird, und der aktuellen Straßensituation und der Umgebung genau zu erkennen, die Datenbank aktualisiert zu halten und eine genaue Fahrtsteuerung durchzuführen.
Eine Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: eine Kartendatenbank, die erste Kartendaten einer Straße aufweist, auf der das Fahrzeug fährt; ein Kartendatenberechnungsmodul, das zweite Kartendaten der Straße auf der Basis einer Außenumgebung des Fahrzeugs und eines Fahrzustands des Fahrzeugs berechnet; ein Aktualisierungsdatenberechnungsmodul, das Aktualisierungsdaten zum Aktualisieren der Kartendatenbank auf der Basis einer Zuverlässigkeit der zweiten Kartendaten berechnet; ein Aktualisierungsbestimmungsmodul, das die ersten Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten vergleicht und bestimmt, wenn ein Fehler zwischen den ersten Kartendaten und den Aktualisierungsdaten größer als oder gleich einem Bestimmungswert ist, ob die ersten Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten zu aktualisieren sind, auf der Basis der Zuverlässigkeit und einer Häufigkeit der Diskrepanz, in der der Fehler größer als oder gleich dem Bestimmungswert ist; und ein Datenbearbeitungsmodul, das einen Prozess zum Aktualisieren der Kartendatenbank gemäß einem Bestimmungsergebnis durch das Aktualisierungsbestimmungsmodul ausführt.
Figurenliste

1 zeigt eine Konfiguration eines Fahrassistenzsystems für ein Fahrzeug;
2 zeigt Navigationskartendaten;
3 zeigt Kartendaten zur Fahrtsteuerung; und
4 ist ein Flussdiagramm, das Datenbearbeitung in einer Kartendatenbank zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Offenbarung beziehungsweise Erfindung im Detail in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass in dieser Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen Strukturelemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Struktur haben, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind und eine wiederholte Beschreibung dieser Strukturelemente weggelassen wird.
Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Offenbarung beziehungsweise Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Bezugszahl 1 repräsentiert ein Fahrzeug (Subjektfahrzeug) wie etwa ein Automobil, in 1 und dieses Subjektfahrzeug 1 ist mit einem Fahrassistenzsystem 2 ausgestattet, das eine Fahrassistenzsteuerung einschließlich einer automatisierten Fahrt über einer Fahrbedienung eines Fahrers ausführt, wobei die automatisierte Fahrt keine Bedienung vom Fahrer erfordert. Das Fahrassistenzsystem 2 enthält eine Vielzahl von Vorrichtungen, welche Information über die Außenumgebung des Subjektfahrzeugs 1 akquirieren, und eine Vielzahl von Sensoren, die den Fahrzustand des Subjektfahrzeugs 1 detekteren.
In der vorliegenden Ausführung enthält das Fahrassistenzsystem 2, als Vorrichtungen, welche die Außenumgebung sensieren, eine Stereokameraeinheit 3, die die dreidimensionale Position eines Objekts vor dem Fahrzeug 1 detektiert, seitliche Radareinheiten 4, die jeweils ein Objekt diagonal vor dem Fahrzeug 1 detektieren, und hintere Radareinheiten 5, die jeweils ein Objekt hinter dem Fahrzeug 1, mit Mikrowellen und dergleichen, detektieren. Das Fahrassistenzsystem 2 enthält ferner eine Navigationseinheit 6, die Karteninformation aufweist, sowie eine Verkehrsinformationskommunikationseinheit 7, die Verkehrsinformation durch Infrastruktur-Kommunikation wie etwa Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation und Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, akquiriert.
Die Stereokameraeinheit 3 enthält hauptsächlich eine Stereokamera, welche die zwei linken und rechten Kameras 3a und 3b enthält, die zum Beispiel in der Nähe des Rückspiegels auf der Innenseite der Windschutzscheibe am oberen Teil des Fahrzeuginnenraums angebracht sind. Die zwei linken und rechten Kameras 3a und 3b enthalten Bildsensoren wie etwa CCD und CMOS, und sind mit den Verschlüssen synchronisiert. Die zwei linken und rechten Kameras 3a und 3b haben eine vorbestimmte Grundlinienlänge nach der Fixierung. Diese Stereokameraeinheit 3 ist mit einem Bildprozessor integriert, der Stereobildbearbeitung an einem Paar von Bildern durchführt, die von den linken und rechten Kameras 3a und 3b aufgenommen sind, und akquiriert Information zur dreidimensionalen Position eines Objekts wie etwa eines vorausfahrenden Fahrzeugs vor dem Subjektfahrzeug im realen Raum. Die dreidimensionale Position des Objekts wird aus Disparitätsdaten und einem Bildkoordinatenwert des Objekts, erhalten durch die Stereobildverarbeitung erhalten, in einen Koordinatenwert in dem dreidimensionalen Raum umgewandelt, worin die Straßenoberfläche direkt unter der Mitte der Stereokamera zum Beispiel als Ursprung dient, wobei die Fahrzeugbreitenrichtung als x-Achse dient, die Fahrzeughöhenrichtung als y-Achse dient, und die Fahrzeuglängsrichtung (Distanzrichtung) als z-Achse dient.
Die seitlichen Radareinheiten 4 sind jeweils ein Nahradar, das ein Objekt relativ nahe zum Subjektfahrzeug detektiert. Die seitlichen Radareinheiten 4 sind zum Beispiel an linken und rechten Ecken des vorderen Stoßfängers angebracht. Die seitlichen Radareinheiten 4 senden Radarwellen, wie etwa Mikrowellen und Millimeterwellen mit großer Bandbreite zur Außenseite und empfangen die vom Objekt reflektierten Wellen, und messen diagonal vor dem Subjektfahrzeug den Abstand zum und die Richtung des Objekts, das sich außerhalb des Blickfelds der Stereokameraeinheit 3 befindet. Unterdessen sind die hinteren Radareinheiten 5 zum Beispiel an den linken und rechten Ecken des hinteren Stoßfängers angebracht. Die hinteren Radareinheiten 5 senden Radarwellen zur Außenseite und empfangen die vom Objekt reflektierten Wellen in der gleichen Weise, und messen in Bereichen hinter dem Subjektfahrzeug den Abstand zum und die Richtung des Objekts, das sich diagonal hinter dem Subjektfahrzeug befindet.
Es ist zu beachten, dass kann das Objekt hinter dem Subjektfahrzeug auch durch Bilderkennung durch eine Rückblickkamera detektiert werden kann, oder die Sensor-Fusion der Bilderkennung in eine andere Sensorvorrichtung.
Die Navigationseinheit 6 hat Karteninformation zu Fahrumgebungen wie etwa Positionen von Kreuzungen und Verkehrslichtzeichen, die Anzahl von Fahrspuren von Straßen, die Kurvenradien von Straßen, Maximalgeschwindigkeit und Nicht-Durchfahrzohnen, und zeigt die zum Beispiel durch GPS gemessene Position des Subjektfahrzeugs auf der Anzeige an. Unterdessen akquiriert, durch Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation über an Straßen angebrachte Einrichtungen und Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit einem anderen Fahrzeug, die Verkehrsinformationskommunikationseinheit 7 zum Beispiel Verkehrsinformation zu Bereichen mit Kreuzungen, zu deren Erkennung (Sensierung) die Stereokameraeinheit 3, die seitlichen Radareinheiten 4 oder die hinteren Radareinheiten 5 nicht in der Lage sind.
Die Verkehrsinformationskommunikationseinheit 7 braucht nicht als gesonderte Vorrichtung angebracht sein, sondern kann auch mit der Navigationseinheit 6 integriert sein.
Beispiele von Sensoren, welche den Fahrzustand des Subjektfahrzeugs 1 detektieren, beinhalten einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10, der die Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert, einen Gierratensensor 11, der die Gierrate detektiert, und einen Lenkwinkelsensor 12, der den Lenkwinkel detektiert. Das Fahrassistenzsystem 2 bewirkt eine Fahrassistenzsteuerung über das Fahrzeug 1 auf der Basis der Verkehrsumgebungen um das Subjektfahrzeug 1 herum, die durch die jeweiligen Einheiten 4 bis 6 akquiriert werden, und des Fahrzustands des Subjektfahrzeugs 1, der durch verschiedene Sensoren detektiert wird, wie den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10, den Gierratensensor 11 und den Lenkwinkelsensor 12.
Die vom Fahrassistenzsystem 2 ausgeübte Fahrassistenzsteuerung beinhaltet zum Beispiel das Passieren beziehungsweise Überholen eines vorausfahrenden Fahrzeugs, das Einhalten einer Fahrspur, das Ausüben einer adaptiven Fahrtregelung einschließlich automatischem Einmünden in eine Schnellstraße, das Ausüben einer automatischen Hindernisvermeidungssteuerung, das Ausüben einer vorübergehenden Stopp- und Kreuzungspassiersteuerung aufgrund eines detektierten Zeichens und Verkehrslichtzeichens, sowie das Ausüben einer Notsteuerung durch Ziehen über eine Straßenschulter im Falle von Schwierigkeiten, zusätzlich zur automatisierten Fahrt, die keine Bedienung vom Fahrer erfordert. Diese Steuerungsarten werden unter Verwendung von Karteninformation einer Kartendatenbank DB ausgeführt, die durch eine Kartendatenbearbeitungsvorrichtung 2a gemanagt wird, zusammen mit Erkennungsinformation über die Umgebung um das Subjektfahrzeug herum und detektierter Information über den Fahrzustand des Subjektfahrzeugs.
Das Folgende beschreibt eine Funktion des Fahrassistenzsystems 2 zum Managen von Karteninformation. Das Fahrassistenzsystem 2 enthält eine Kartendatenbearbeitungsvorrichtung 2a, welche die Kartendatenbank DB, ein Kartendatenberechnungsmodul 20, ein Aktualisierungsdatenberechnungsmodul 30, ein Aktualisierungsbestimmungsmodul 40 sowie ein Datenbearbeitungsmodul 50 enthält. Die Kartendatenbearbeitungsvorrichtung 2a erzeugt und fügt neue Daten hinzu, und aktualisiert die existierenden Daten für die Kartendatenbank DB.
Die Kartendatenbank DB enthält zwei Datenbanken: eine Kartendatenbank DBL, auf die zum Beispiel hauptsächlich von der Navigationseinheit 6 zugegriffen wird, sowie eine Kartendatenbank DBH, die detailliertere Daten als jene der Kartendatenbank DBL aufweist. Die Kartendatenbank DBL hat Kartendaten zum Führen entlang einer Fahrzeugfahrroute und zum Anzeigen der gegenwärtigen Position des Fahrzeugs, während die Kartendatenbank DBH hochauflösende Kartendaten zur Fahrassistenzsteuerung einschließlich automatisierter Fahrt aufweist.
Die Kartendatenbank DBL für Navigation hat den gegenwärtigen Knoten Nk, der mit dem vorherigen Knoten Nk-1 und dem nächsten Knoten Nk+1 über jeweilige Links gekoppelt ist, wie in 2 dargestellt, und jeder Link speichert zum Beispiel Information über Verkehrslichtzeichen, Straßenzeichen und Gebäude. Unterdessen hat die hochauflösende Kartendatenbank DBH zur Fahrtsteuerung Datenpunkte Pi, Pi+1, Pi+2, ... zwischen dem Knoten Nk und dem Knoten NK+1, wie in 3 dargestellt. Dieser Datenpunkt Pi hält Straßenformdaten wie etwa die Krümmung, Fahrspurbreite und Straßenschulterbreite einer Straße, auf der das Subjektfahrzeug 1 fährt, und Fahrtsteuerdaten wie etwa ein Straßenazimuth, den Typ einer weißen Straßenlinie und die Anzahl von Fahrspuren, zusammen mit Attributdaten wie etwa Zuverlässigkeiten, und Datenaktualisierungsdaten, wie nachfolgend diskutiert.
Die Kartendatenbearbeitungsvorrichtung 2a prüft die Knoten, Links und Datenpunkte der Kartendatenbank DB, um diese konstant aktualisiert zu halten, und erzeugt zusätzlich und addiert neue Daten für einen Bereich der Daten, der in der Datenbank nicht vorhanden ist, um eine detailliertere Datenbank aufzubauen. Die Daten dieser Kartendatenbank DB werden aktualisiert, und neue Daten werden zur Datenbank DB hinzugefügt, unabhängig von Fahrmodi, wie etwa automatisierter Fahrt und manueller Fahrt. In der folgenden Beschreibung werden die Daten der Kartendatenbank DB aktualisiert und werden neue Daten zur Kartendatenbank DB hauptsächlich in Bezug auf Datenpunkte zugefügt, aber das gleiche gilt auch für Knoten und Links.
Zusätzlich kann die Kartendatenbank DB auf einem Speichermedium einer externen Servervorrichtung aufgebaut sein. Die Kartendatenbank DB kann auch auf einem Speichermedium der externen Servervorrichtung und/oder einem Speichermedium des Fahrassistenzsystems 2 aufgezeichnet werden. Die Datenbank wird in der folgenden Beschreibung hauptsächlich in Bezug auf die hochauflösende Kartendatenbank DBH zur Steuerung aktualisiert, aber die vorliegende Offenbarung beziehungsweise Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel wird die Datenbank auch in Bezug auf die Kartendatenbank DBL zur Anzeige aktualisiert, um Straßenformen zu unterstützen, die durch Straßenarbeiten verändert wurden.
Das Kartendatenberechnungsmodul 20 verwendet die Kartendaten der Kartendatenbank DB als erste Kartendaten zur Berechnung von zweiten Kartendaten basierend auf einem Erkennungsergebnis der Außenumgebung und dem Fahrzustand des Fahrzeugs. Wenn zum Beispiel Steuerinformation, die zum Ausüben von Steuerung zum Einhalten einer Fahrspur bei automatisierter Fahrt erforderlich ist, als die zweiten Kartendaten berechnet wird, werden Daten, wie etwa die Straßenkrümmung, der Straßenazimuth, die Fahrspurbreite, der Typ der weißen Linie, die Anzahl von Fahrspuren und die Straßenschulterbreite an dem Datenpunkt Pi, die aus Information zur GPS-gemessenen geografischen Breite und Höhe identifiziert sind, auf der Basis eines Fahrspurerkennungsergebnisses durch die Stereokameraeinheit 3 und des vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 und vom Gierratensensor 11 erfassten Fahrzustands berechnet.
Wenn die existierende Straßenform durch eine neue Straße, die die Kartendatenbank DB noch nicht gespeichert hat, oder Straßenarbeiten verändert wird, verwendet das Kartendatenberechnungsmodul 20 ein Erkennungsergebnis der Außenumgebung durch die Stereokameraeinheit 3 und/oder ein Detektionsergebnis des Fahrzustands des Fahrzeugs durch einen bordeigenen Sensor, wie etwa den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 und den Gierratensensor 11, um Straßenformdaten zu berechnen, wie etwa die Straßenkrümmung, die Überhöhung und die Längsneigung als neue Daten auf der Basis der geografischen Breite, Länge und des Azimuth, die vom GPS akquiriert werden, und fügt die berechneten neuen Daten zur Kartendatenbank DB hinzu.
Das Aktualisierungsdatenberechnungsmodul 30 berechnet Aktualisierungsdaten Cr zum Aktualisieren der Kartendaten der Kartendatenbank DB aus den Kartendaten, die von dem Kartendatenberechnungsmodul 20 auf der Basis der Zuverlässigkeit R der Daten berechnet sind. Die Zuverlässigkeit R hat einen Maximalwert Rmax (zum Beispiel Rmax = 10), wenn der Erkennungszustand der Außenumgebung durch die Stereokamera 3, das von einem bordeigenen Sensor detektierte Fahrzeugverhalten (wie etwa Gierratenänderung und Änderung in der Querbeschleunigung), und der Empfangszustand der GPS-Signale stabil sind, und die Differenz zwischen dem letzten Wert und dem jüngsten Wert der vom Kartendatenberechnungsmodul 20 berechneten Kartendaten klein ist. Der Erkennungszustand, das Fahrzeugverhalten und der Empfangszustand von GPS-Signalen erhöhen oder verringern den Wert der Zuverlässigkeit R.
Wenn zum Beispiel die letzten Kartendaten zum Datenpunkt Pi als Ci-1 angegeben werden, die Zuverlässigkeit der Daten Ci-1 als Ri-1 angegeben werden, die jüngsten Kartendaten als Ci angegeben werden, und die Zuverlässigkeit der Daten Ci als Ri angegeben wird, werden die Aktualisierungsdaten Cr basierend auf der Zuverlässigkeit R gemäß den Beziehungen zwischen den Zuverlässigkeiten Ri-1 und Ri so berechnet, wie unten in (a1) bis (a3) gezeigt.
(a1) Die Differenz zwischen Ci-1 und Ci ist kleiner als ein Setzwert, und Ri = Rmax ist erfüllt
Die jüngsten Kartendaten Ci werden als Aktualisierungsdaten Cr berechnet, wie im folgenden Ausdruck (1) gezeigt. In diesem Fall bewirkt eine große Differenz von der Kartendatenbank DB, dass die Datenbank aktualisiert werden muss, wie nachfolgend diskutiert. $Cr = Ci$
(a2) Ri-1 < Ri ist erfüllt.
Die letzten Kartendaten Ci-1 und die jüngsten Kartendaten Ci werden unter Verwendung der Zuverlässigkeiten Ri-1 und Ri gewichtet und gemittelt, wie im folgenden Ausdruck (2) gezeigt, um hierdurch die Aktualisierungsdaten Cr zu berechnen. $Cr = (Ci - 1 \times Ri - 1 + Ci \times Ri) / (Ri-1+Ri)$
(a3) Ri-1 > Ri ist erfüllt
Wenn die Zuverlässigkeit der jüngsten Daten unter jene der letzten Daten fällt, werden die letzten Daten Ci-1 als die Aktualisierungsdaten Cr rückgehalten, wie im folgenden Ausdruck (3) gezeigt. $Cr=Ci-1$
Wenn die Kartendatenbank DB in der externen Servervorrichtung, die mit dem Subjektfahrzeug durch drahtlose Kommunikation verbunden ist, installiert und gemanagt wird, werden Daten, die der Durchschnitt der Daten aller mit der Servervorrichtung verbundenen Fahrzeuge ist, als Kartendaten zur Berechnung der Aktualisierungsdaten verwendet.
Das Aktualisierungsbestimmungsmodul 40 vergleicht die Kartendaten der Kartendatenbank DB mit den Aktualisierungsdaten, und wenn der Fehler zwischen beiden Daten größer als oder gleich einem Bestimmungswert ist, bestimmt das Aktualisierungsbestimmungsmodul 40, ob die Kartendaten der Kartendatenbank DB mit den Aktualisierungsdaten aktualisiert sind oder nicht. Der Bestimmungswert für den Fehler wird als Schwellenwert zur Bestimmung gesetzt, ob ein solcher Fehler zu tolerieren ist, der keine Schwierigkeiten zwischen der Steuerung basierend auf den Kartendaten und der Steuerung basierend auf dem Umgebungserkennungsergebnis verursacht. Wenn die Kartendaten der Kartendatenbank DB von den Aktualisierungsdaten um einen Fehler abweichen, der größer als oder gleich dem Bestimmungswert ist, bestimmt das Aktualisierungsbestimmungsmodul 40, welche der Kartendaten der Kartendatenbank DB und der Aktualisierungsdaten korrekt sind, und entscheidet, ob die Kartendaten der Kartendatenbank DB zu aktualisieren sind.
Es wird unter den folgenden Bedingungen, wie in (b1) bis (b3) gezeigt, auf der Basis der Zuverlässigkeit R und der Häufigkeit N, mit der die Kartendaten der Kartendatenbank DB von den Aktualisierungsdaten abweichen, entschieden, ob die Kartendaten der Kartendatenbank DB zu aktualisieren sind.
(b1) Der Erkennungszustand der Außenumgebung, das Fahrzeugverhalten und der Empfangszustand von GPS-Signalen sind alle hochstabil
Wenn der Erkennungszustand der Außenumgebung durch die Stereokameraeinheit 3, das von einem bordeigenen Sensor detektierte Fahrzeugverhalten (wie etwa eine Gierratenänderung und eine Änderung in der Querbeschleunigung), sowie der Empfangszustand von GPS-Signalen hochstabil sind und die Differenz zwischen dem letzten Wert und dem jüngsten Wert der Aktualisierungsdaten klein ist, bestimmt das Aktualisierungsbestimmungsmodul 40, dass die Kartendaten, die aus der Erkennung der Außenumgebung und dem Fahrzustand des Fahrzeugs errechnet sind, korrekter sind als der Wert der Datenbank.
Wenn eine Bedingung erfüllt ist, dass das Produkt der Häufigkeit N der Diskrepanz und der Zuverlässigkeit R größer als oder gleich einem Schwellenwert Dset ist, wie im folgenden Ausdruck (4) gezeigt, gestattet das Aktualisierungsbestimmungsmodul 40 das Aktualisieren der Kartendatenbank DB. Der Schwellenwert Dset wird derart gesetzt, dass die Bedingung bei relativ wenigen Versuchen erfüllt ist, unter der Annahme, dass die Zuverlässigkeit R in der Szene von (b1) einen Maximalwert hat. $N \times R \geq Dset$
(b2) Der Erkennungszustand der Außenumgebung, das Fahrzeugverhalten und der Empfangszustand von GPS-Signalen sind mäßig stabil
Wenn eines vom Erkennungszustand der Außenumgebung, vom Fahrzeugverhalten und vom Empfangszustand der GPS-Signale etwas unstabil oder mäßig stabil ist, werden die Stücke von Kartendaten gemäß der Zuverlässigkeit R wiederholt gewichtet und gemittelt, um die Zuverlässigkeit der Aktualisierungsdaten Cr zu erhöhen. Wenn die Bedingung vom Ausdruck (4) erfüllt ist, wird eine Anweisung ausgegeben, die Kartendatenbank DB zu aktualisieren.
(b3) Eines vom Empfangszustand der Außenumgebung, vom Fahrzeugverhalten und vom Empfangszustand der GPS-Signale ist unstabil
Die Zuverlässigkeit der Aktualisierungsdaten Cr ist in diesem Fall niedrig, und daher ist die Bedingung vom Ausdruck (4) nicht erfüllt. Demzufolge wird die Aktualisierung der Datenbank DB nicht zugelassen.
(b4) Die Befahrungshäufigkeit einer Straße
Es werden auch die Daten berücksichtigt, wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt. Das Aktualisierungsbestimmungsmodul 40 berücksichtigt eine Straße mit hoher Befahrungshäufigkeit, die aus den Datumsdaten berechnet wurde, die eine hohe Zuverlässigkeit haben, wenn die Proportion der Häufigkeit N der Diskrepanz zur Befahrungshäufigkeit größer als oder gleich dem Schwellenwert ist, und gestattet, dass die Kartendatenbank DB zu aktualisieren ist. Im Gegensatz hierzu bestimmt, in Bezug auf eine Straße, die eine niedrige Befahrungshäufigkeit hat, das Aktualisierungsbestimmungsmodul 40 gemäß der Szene von (b1), ob die Kartendatenbank DB zu aktualisieren ist, wenn der Erkennungszustand der Außenumgebung, das Fahrzeugverhalten und der Empfangszustand von GPS-Signalen alle stabil sind.
Das Datenbearbeitungsmodul 50 führt einen Prozess zum Aktualisieren der Kartendatenbank DB durch, und führt zusätzlich einen Prozess zum Erzeugen von neuen Daten und zum Hinzufügen der erzeugten neuen Daten durch, wenn es ein Gebiet gibt, dessen Daten in der Kartendatenbank DB nicht vorhanden sind. Wenn eine Anweisung ausgegeben wird, um die Kartendatenbank DB gemäß einem Bestimmungsergebnis des Aktualisierungsbestimmungsmoduls 40 zu aktualisieren, wird die Kartendatenbank DB mit den Kartendaten der Kartendatenbank DB aktualisiert, welche durch die Aktualisierungsdaten ersetzt sind. Neue Kartendaten werden in geeigneter Weise zur Kartendatenbank DB gemäß diesem Prozess der Aktualisierung der Kartendaten hinzugefügt.
Wenn der Erkennungszustand der Außenumgebung, das Fahrzeugverhalten und der Empfangszustand von GPS-Signalen alle stabil sind, und die Kartendatenbank DB keine entsprechende Straßeninformation aufweist, werden neue Kartendaten erzeugt und hinzugefügt. Ein zu erzeugendes Datenteil ist das gleiche wie jenes der Aktualisierungsdaten, und es wird der gleiche Prozess wie der Prozess zum Erzeugen der Aktualisierungsdaten Cr durchgeführt, um die Daten jedes Mal dann zu aktualisieren, wenn das Fahrzeug auf der selben Straße fährt.
Erzeugte neue Daten haben Interpolationspunkte (neue Knoten oder Datenpunkte) an vorbestimmten Intervallen. Selbst wenn es in diesem Fall möglich ist, Daten der Interpolationspunkte aus der Straßeninformation der Kartendatenbank DB zu schätzen, werden die Interpolationspunkte erzeugt, so lange bestimmt wird, dass eine detailliertere Datenbank mit den Interpolationspunkten erzeugt werden kann. Wenn das Fahrzeug kontinuierlich von einem Gebiet, dessen Straßeninformation nicht vorhanden ist, zu einem Gebiet, dessen Straßeninformation vorhanden ist, fährt, wird dieser Abschnitt als Link betrachtet.
Selbst wenn während der Kartenerzeugung das Subjektfahrzeug auf einer Straße mit geringer Befahrungshäufigkeit auf einer Fahrspur fährt, die sich von der Fahrspur unterscheidet, auf der das Fahrzeug das letzte Mal gefahren ist, wird die Position des Subjektfahrzeugs mit der Erkennung der Außenumgebung hauptsächlich im Hinblick auf die Fahrspur und die Straße korrigiert, auf der das Subjektfahrzeug fährt, um detaillierte Kartendaten zu erzeugen.
Als nächstes wird der Programmprozess zur Datenbearbeitung der Kartendatenbank DB in Bezug auf das in 4 dargestellte Flussdiagramm beschrieben. Merke, dass hier Datenpunkte aktualisiert und hinzugefügt werden, aber das gleiche auch für Knoten und Links gilt.
Zu allererst wird in Schritt S1 dieses Prozesses die Position des Subjektfahrzeugs durch GPS gemessen. Die Position des Fahrzeugs wird zu vorbestimmten Intervallen gemessen, die zum Beispiel den Intervallen von Datenpunkten entsprechen. In Schritt S2 werden Kartendaten, wie etwa die Straßenkrümmung und der Gierwinkel zur Fahrspur, auf der Basis eines Erkennungsergebnisses der Außenumgebung und des Fahrzustands des Fahrzeugs durch die Stereokameraeinheit 3 und einen bordeigenen Sensor berechnet, und sie werden zusammen mit den Positionsdaten des Subjektfahrzeugs und dem Datenerfassungsdatum und der Zeit aufgezeichnet und in einem Puffer abgespeichert.
Als nächstes wird in Schritt S3 geprüft, ob die jüngsten Kartendaten der Fahrzeugposition am entsprechenden Datenpunkt der Kartendatenbank DB vorhanden sind oder nicht. Wenn als Ergebnis die Kartendatenbank DB den entsprechenden Datenpunkt hat, wird der Prozess zur Aktualisierung der Datenbank von Schritt S4 ausgehend durchgeführt. Wenn die Kartendatenbank DB den entsprechenden Datenpunkt nicht aufweist und die Datenbank keine Kartendaten hat, wird der Prozess zum Erzeugen und Hinzufügen von neuen Daten von Schritt S11 ausgehend durchgeführt.
Zuerst wird der Prozess zum Aktualisieren der Datenbank, der von Schritt S4 ausgehend durchgeführt wird, beschrieben. In Schritt S4 werden die im Puffer gespeicherten Kartendaten (Aktualisierungsdaten) mit den in der Kartendatenbank DB gespeicherten Kartendaten in Bezug auf den gleichen Datenpunkt verglichen. Wenn die im Puffer gespeicherten Kartendaten mit den in der Datenbank gespeicherten Kartendaten konsistent sind, innerhalb eines Fehlers, der kleiner als der Bestimmungswert ist, verlässt der Fluss den vorliegenden Prozess. Wenn hingegen die im Puffer gespeicherten Kartendaten nicht mit den in der Datenbank gespeicherten Kartendaten übereinstimmen, um einen Fehler, der größer als oder gleich dem Bestimmungswert ist, geht der Fluss zu Schritt S5 weiter.
In Schritt S5 wird geprüft, ob eine Bedingung erfüllt ist oder nicht, dass der Erkennungszustand der Außenumgebung durch die Stereokameraeinheit 3, das Fahrzeugverhalten durch einen bordeigenen Sensor, und der Empfang als Zustand von GPS-Signalen alle hochstabil sind. Wenn alle von diesen hochstabil sind, wird bestimmt, dass die vom Subjektfahrzeug berechneten Kartendaten korrekt sind, und der Fluss geht von Schritt S5 zu Schritt S9 weiter, worin Kartendaten die Kartendatenbank DB unter Verwendung der errechneten jüngsten Kartendaten, als die Aktualisierungsdaten Cr, aktualisiert werden. Die Zuverlässigkeit R der Daten wird dann so betrachtet, dass sie den Maximalwert Rmax hat, und es wird auch das Datenaktualisierungsdatum aufgezeichnet.
Wenn in Schritt S5 die Bedingung der hohen Stabilität nicht erfüllt ist, geht der Fluss von Schritt S5 zu Schritt S6 weiter, worin ferner geprüft wird, ob eine Bedingung erfüllt ist oder nicht, dass eines vom Erkennungszustand, vom Fahrzeugverhalten und vom Empfangszustand der GPS-Signale leicht unstabil oder mäßig stabil ist. Wenn der Erkennungszustand, das Fahrzeugverhalten und das Empfangssignal der GPS-Signalen mäßig stabil sind, werden die im Puffer gespeicherten vorherigen Datenstücke durch die letzten Daten in Schritt S7 aktualisiert, und der Fluss geht zu Schritt S8 weiter. Das Aktualisieren dieser Stücke von Pufferdaten entspricht der Gewichtung und der Mittelung der Stücke von Pufferdaten zur Berechnung der Aktualisierungsdaten Cr auf der Basis der Zuverlässigkeiten, wie mit dem Ausdruck (2) beschrieben. Die Aktualisierungsdaten werden zusammen mit der Zuverlässigkeit aufgezeichnet.
In Schritt S8 wird geprüft, ob das Produkt der Zuverlässigkeit R und der Häufigkeit N, um die die im Puffer gespeicherten Kartendaten von den in der Kartendatenbank DB gespeicherten Daten um einen Fehler abweichen, der größer als oder gleich dem Bestimmungswert ist, größer als oder gleich dem Schwellenwert Dset ist oder nicht. Wenn N × R< Dset erfüllt ist, verlässt der Fluss den vorliegenden Prozess. Wenn N × R ≥ Dset erfüllt ist, wird die Kartendatenbank DB in Schritt S9 aktualisiert.
Wenn hingegen die Bedingung der mäßigen Stabilität in Schritt S6 nicht erfüllt ist, wird bestimmt, dass einer vom Erkennungszustand der Außenumgebung, vom Fahrzeugverhalten und vom Empfangszustand der GPS-Signale unstabil ist. Die jüngsten Daten werden in Schritt S10 verworfen, die Datenbank wird nicht aktualisiert, und der Fluss verlässt den vorliegenden Prozess.
Als nächstes wird der Prozess zum Erzeugen und Hinzufügen von neuen Daten von Schritt S11 ausgehend beschrieben. In Schritt S11 wird geprüft, ob eine Bedingung zum Zulassen der Erzeugung und Hinzufügung eines neuen Datenpunkts erfüllt ist oder nicht, wenn die Kartendatenbank DB keinen entsprechenden Datenpunkt aufweist. Die Zulassungsbedingung für einen neuen Datenpunkt ist erfüllt, wenn der Erkennungszustand der Außenumgebung, das Fahrzeugverhalten und der Empfangszustand von GPS-Signalen alle stabil sind, und die gleiche Bedingung wie die Bedingung zum Aktualisieren der Daten erfüllt ist.
Wenn die Zulassungsbedingung für einen neuen Datenpunkt in Schritt S11 nicht erfüllt ist, werden in Schritt S12 die Daten im Puffer gespeichert, und der Fluss verlässt den vorliegenden Prozess. Wenn hingegen die Zulassungsbedingung erfüllt ist, wird ein neuer Datenpunkt erzeugt und werden in Schritt S13 Daten zur Kartendatenbank DB hinzugefügt.
Wie oben beschrieben, werden die Aktualisierungsdaten auf der Basis der Zuverlässigkeit aus den Kartendaten berechnet, die auf der Basis eines Erkennungsergebnisses der Außenumgebung und dem Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet werden, und sie werden in der vorliegenden Ausführungs mit den Kartendaten der Kartendatenbank DB vergleichen. Wenn beide um einen Fehler voneinander abweichen, der größer als oder gleich dem Bestimmungswert ist, wird auf der Basis der Häufigkeit der Diskrepanz und der Zuverlässigkeit bestimmt, welche der Kartendaten der Kartendatenbank DB und der Aktualisierungsdaten korrekt sind, und es wird entschieden, ob die Kartendaten der Kartendatenbank DB zu aktualisieren sind. Dies macht es möglich, die Differenz zwischen einer Detailkarten-Datenbank, die zur Fahrtsteuerung verwendet wird, und der aktuellen Straßensituation und Umgebung genau zu erkennen, um die Datenbank aktualisiert zu halten und um eine genaue Fahrtsteuerung auszuführen. Insbesondere kann eine präzisere Fahrtsteuerung auf einer Straße durchgeführt werden, auf der das Subjektfahrzeug häufig fährt.
Obwohl die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Offenbarung beziehungsweise Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung beziehungsweise Erfindung darauf nicht beschränkt. Es ist für den Fachkundigen offenkundig, dass verschiedene Modifikationen oder Varianten möglich sind, insofern sie im technischen Umfang der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente liegen. Es sollte verstanden werden, dass solche Modifikationen oder Varianten auch innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Offenbarung beziehungsweise Erfindung liegen.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
In einer Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug enthält eine Kartendatenbank erste Kartendaten einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt. Ein Kartendatenberechnungsmodul berechnet zweite Kartendaten der Straße basierend auf einer Außenumgebung und einem Fahrtzustand des Fahrzeugs. Ein Aktualisierungsdatenberechnungsmodul berechnet Aktualisierungsdaten zum Aktualisieren der Kartendatenbank basierend auf einer Zuverlässigkeit der zweiten Kartendaten. Ein Aktualisierungsbestimmungsmodul vergleicht dann die ersten Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten. Wenn beide nicht miteinander übereinstimmen, bestimmt das Aktualisierungsbestimmungsmodul basierend auf einer Häufigkeit der Diskrepanz und der Zuverlässigkeit, ob erste Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten zu aktualisieren sind. Ein Datenbearbeitungsmodul führt einen Prozess zum Aktualisieren der Datenbank gemäß einem Bestimmungsergebnis durch das Aktualisierungsbestimmungsmodul durch.

Claims

Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Kartendatenbearbeitungsvorrichtung aufweist: eine Kartendatenbank, die erste Kartendaten einer Straße aufweist, auf der das Fahrzeug fährt; ein Kartendatenberechnungsmodul, das zweite Kartendaten der Straße auf der Basis einer Außenumgebung des Fahrzeugs und eines Fahrzustands des Fahrzeugs berechnet; ein Aktualisierungsdatenberechnungsmodul, das Aktualisierungsdaten zum Aktualisieren der Kartendatenbank auf der Basis einer Zuverlässigkeit der zweiten Kartendaten berechnet; wobei die Zuverlässigkeit der zweiten Kartendaten gesetzt wird in Abhängigkeit von einem Erkennungszustand der Außenumgebung durch eine Informationen über die Außenumgebung akquirierende Vorrichtung, mit der das Fahrzeug versehen ist, einem Fahrzeugverhalten, detektiert von einem bordeigenen Sensor, und einem Empfangszustand von GPS-Signalen, die von dem Fahrzeug empfangen werden; ein Aktualisierungsbestimmungsmodul, das die ersten Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten vergleicht und bestimmt, wenn ein Fehler zwischen den ersten Kartendaten und den Aktualisierungsdaten größer als oder gleich einem Bestimmungswert ist, ob die ersten Kartendaten mit den Aktualisierungsdaten zu aktualisieren sind, auf der Basis des Produkts aus der Zuverlässigkeit und einer Häufigkeit der Diskrepanz, in der der Fehler größer als oder gleich dem Bestimmungswert ist; und ein Datenbearbeitungsmodul, das einen Prozess zum Aktualisieren der Kartendatenbank gemäß einem Bestimmungsergebnis durch das Aktualisierungsbestimmungsmodul ausführt.
Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Aktualisierungsdatenberechnungsmodul Stücke der zweiten Kartendaten mit der Zuverlässigkeit wichtet und einen Aufmittelungsprozess an den gewichteten Stücken der zweiten Kartendaten durchführt, um die Aktualisierungsdaten zu berechnen.
Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Aktualisierungsbestimmungsmodul eine Fahrhäufigkeit aus Daten eines Datums, wann das Fahrzeug auf einer Straße fährt, berechnet, und auf der Basis einer Proportion der Häufigkeit der Diskrepanz zur Fahrhäufigkeit bestimmt, ob die Kartendatenbank zu aktualisieren ist.
Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kartendatenbank in einem Speichermedium gespeichert ist, das durch eine Servervorrichtung außerhalb des Fahrzeugs gemanagt wird; und wobei das Aktualisierungsdatenberechnungsmodul Datenstücke aller Fahrzeuge aufmittelt, die mit der Servervorrichtung verbunden sind, um die Aktualisierungsdaten zu berechnen.
Kartendatenbearbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Kartendatenbearbeitungsmodul, mit einem vorbestimmten Intervall, einen Interpolationspunkt in einem Gebiet erzeugt, zu dem keine Straßeninformation in der Kartendatenbank vorhanden ist.