DE102016112859A1

DE102016112859A1 - Navigationsvorrichtung für ein autonom fahrendes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016112859A1
Application number: DE102016112859.7A
Authority: DE
Inventors: Norihiro Takahashi; Koji Taguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2036-07-14
Also published as: JP6380274B2; US10331139B2; DE102016112859B4; US20170031364A1; JP2017026562A

Abstract

In einer Navigationsvorrichtung für ein autonom fahrendes Fahrzeug wird ein Fortführungsmaß des autonomen Fahrens für Pfade, die durch eine Pfadermittlungseinrichtung ermittelt wurden, durch eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes berechnet. Zusätzlich wird ein abzufahrender Pfad des Trägerfahrzeuges auf Grundlage des Maßes zur Fortführung des autonomen Fahrens durch eine Pfadauswähleinrichtung aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade ausgewählt. Daher ist es möglich, einen Pfad für das sich durch autonomes Fahren fortbewegende Trägerfahrzeug auszuwählen, während das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens zur Auswahl des Pfades herangezogen wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Navigationsgerät für ein autonom fahrendes Fahrzeug.
Hintergrund
Aus dem Stand der Technik ist eine Navigationsvorrichtung bekannt, die nach einer Vielzahl abfahrbarer Pfade für ein Trägerfahrzeug sucht und einen abzufahrenden Pfad aus dieser Vielzahl an Pfaden für das Trägerfahrzeug auswählt.
Beispielsweise ist aus der JP 2013-253956 A eine Navigationsvorrichtung für ein elektrisches Fahrzeug bekannt, die einen Pfad, bei dem der Energieverbrauch reduziert wird, auswählt.
Zusammenfassung
In den vergangenen Jahren wurde dabei eine Technologie vorgeschlagen, die ein Trägerfahrzeug dazu zwingt, sich durch autonomes Fahren fortzubewegen. Ob sich das Trägerfahrzeug beständig durch das autonome Fahren fortbewegen kann oder nicht, hängt von Situationen entlang des Pfades oder ähnlichem ab. Jedoch ist in dem zuvor aufgeführten Stand der Technik kein Fortführungsmaß des autonomen Fahrens in Zuständen für das Auswählen des Pfades enthalten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Navigationsvorrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, die einen Pfad für ein sich durch das autonome Fahren fortbewegendes Trägerfahrzeug auswählt, während gleichzeitig das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens in den Bedingungen zur Auswahl des Pfades berücksichtigt werden soll.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Navigationsvorrichtung für ein autonom fahrendes Fahrzeug, die vorbereitet ist, einen Pfad für ein autonom fahrendes Trägerfahrzeug auszuwählen, Folgendes auf: eine Positionskalkulationseinrichtung, die zum Kalkulieren einer Position des Trägerfahrzeugs ausgestaltet ist; eine Zielfestsetzungseinrichtung, die zum Festsetzen eines Ziels des Trägerfahrzeugs ausgestaltet ist; eine Pfadermittlungseinrichtung, die zum Ermitteln eines abzufahrenden Pfades für das Trägerfahrzeug auf Grundlage der durch die Positionskalkulationseinrichtung kalkulierten Position und des durch die Zielfestsetzungseinrichtung festgelegten Ziels ausgestaltet ist; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Fortführungsmaßes, die ausgestaltet ist, ein Maß zum Fortführen des autonomen Fahrens entlang des durch die Pfadermittlungseinrichtung festgelegten Pfades zu berechnen; und eine Pfadauswähleinrichtung, die ausgestaltet ist, aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade, auf Grundlage des durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes berechneten Fortführungsmaßes, den abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeugs auszuwählen.
Entsprechend dieser Ausgestaltung wird das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens/das Maß zum Fortführen des autonomen Fahrens auf den durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfaden durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes berechnet. Zusätzlich wird der abzufahrende Pfad für das Trägerfahrzeug mittels der Pfadauswähleinrichtung aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade, auf Grundlage des Fortführungsmaßes des autonomen Fahrens, ausgewählt. Daher ist es möglich, den Pfad für das sich durch autonomes Fahren fortbewegende Trägerfahrzeug auszuwählen, während das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens zur Auswahl des Pfades berücksichtigt wird.
Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes kann das Fortführungsmaß auf Grundlage einer Dichte an Betriebsabbruchpunkten, an denen die Fortführung des autonomen Fahrens schwierig wird, entlang der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade berechnen.
An den Betriebsabbruchpunkten, an denen die Durchführung des autonomen Fahrens schwierig wird, kann der Fahrmodus von dem autonomen Fahren hin zu einem manuellen Fahren durch den Fahrer des Trägerfahrzeugs umgeschaltet werden. Die Dichte der Betriebsabbruchpunkte beeinflusst somit unmittelbar, ob die Zeitdauer zum Durchführen des manuellen Fahrens durch den Fahrer kontinuierlich oder unterbrochen ist. Entsprechend der zuvor beschriebenen Ausgestaltung wird das Fortführungsmaß durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes auf Grundlage der Dichte der Betriebsabbruchpunkte, an denen die Fortführung des autonomen Fahrens entlang der durch die Pfadermittlungseinrichtung aufgefundenen Pfade schwierig wird, berechnet. Daher ist es möglich, den Pfad für das sich durch das autonome Fahren fortbewegende Trägerfahrzeug auszuwählen, während die Dichte der Betriebsabbruchpunkte, die unmittelbar bewirken, ob die Zeitdauer zum Durchführen des manuellen Fahrens durch den Fahrer kontinuierlich oder unterbrochen ist, in Bezug auf die Bedingungen zur Auswahl des Pfades berücksichtigt wird.
Desweiteren kann die Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug weiterhin aufweisen: ein Display zur Darstellung des Fortführungsmaßes, das ausgestaltet ist, das Fortführungsmaß des durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes errechneten Pfades Passagieren des Trägerfahrzeugs anzuzeigen; und einen Eingabeempfänger, an dem ein Eingabebefehl durch die Passagiere des Trägerfahrzeugs eingegeben wird. Die Pfadauswähleinrichtung kann den abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeugs aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade, auf Grundlage des an dem Eingabeempfänger eingegebenen Eingabebefehls, auswählen.
Entsprechend dieser Ausgestaltung wird das Fortführungsmaß des Pfades, wie es durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes berechnet wurde, mittels des Displays zum Darstellen des Fortführungsmaßes den Passagieren des Trägerfahrzeugs dargestellt; auch wird der Eingabebefehl von den Passagieren des Trägerfahrzeuges mittels des Eingabeempfängers eingegeben. Auf diese Weise können die Passagiere den Eingabebefehl eingeben, während sie das Fortführungsmaß im Auge behalten. Desweiteren wählt die Pfadauswähleinrichtung den abzufahrenden Pfad für das Fahrzeug aus der Gesamtheit von Pfaden, wie sie durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelt wurden, auf Grundlage der Eingabe des Eingabebefehls an dem Eingabeempfänger aus. Auf diese Weise ist es möglich, den Pfad, den das Trägerfahrzeug durch autonomes Fahren abzufahren hat, auszuwählen, während der Eingabebefehl seitens der Passagiere, bei dem das Fortführungsmaß mit berücksichtigt ist, in den Bedingungen zum Auswählen des Pfades umfasst ist.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens in den Bedingungen zur Auswahl des Pfades mit berücksichtigt und daher kann der Pfad zum autonomen Fahren des Trägerfahrzeugs ausgewählt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
2 ist ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug gemäß 1 veranschaulicht.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Pfades darstellt, von dem ein Fortführungsmaß mittels der Navigationsvorrichtung zum autonomen Fahren des Fahrzeuges nach 1 berechnet wird.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Pfades darstellt, von dem ein Fortführungsmaß mittels der Navigationsvorrichtung zum autonomen Fahren des Fahrzeuges nach 1 berechnet wird.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Pfades darstellt, von dem ein Fortführungsmaß mittels der Navigationsvorrichtung zum autonomen Fahren des Fahrzeuges nach 1 berechnet wird.
6 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Pfades darstellt, von dem ein Fortführungsmaß mittels der Navigationsvorrichtung zum autonomen Fahren des Fahrzeuges nach 6 berechnet wird.
8 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
9 ist ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug gemäß 8 veranschaulicht.
10 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt.
12 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach einem sechsten Ausführungsbeispiel darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Nachfolgend werden nun detailliert Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter der Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Wie in 1 dargestellt, ist eine Navigationsvorrichtung 100a für ein autonom fahrendes Fahrzeug in einem ersten Ausführungsbeispiel an einem Trägerfahrzeug V, wie einem Pkw, angebracht. Die Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug bringt das Trägerfahrzeug V dazu, in einem autonomen Fahrzustand zu fahren. Unter dem autonomen Fahren/Fahrzustand ist ein Betrieb zu verstehen, in dem ein Fahrbetrieb des Trägerfahrzeuges V, wie eine Lenkbetätigung und eine Beschleunigungs- oder Abbremsbetätigung, ohne eine manuelle Fahrbetätigung durch den Fahrer des Trägerfahrzeuges V gesteuert wird. Das autonome Fahren umfasst, bspw., einen Fahrzustand, in dem der Fahrbetrieb entweder nur durch den Lenkbetrieb, den Beschleunigungs- oder Abbremsbetrieb mittels des autonomen Fahrbetriebs für das autonome Fahren durchgeführt wird, wobei der übrige Fahrbetrieb durch die manuelle Fahrbetätigung durch den Fahrer des Trägerfahrzeuges V durchgeführt ist. Die Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug kann den Fahrzustand des Trägerfahrzeugs V von dem manuellen Fahren hin zu dem autonomen Fahren und von dem autonomen Fahren hin zu dem manuellen Fahren umstellen. Die Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug wählt einen Pfad aus, entlang dem sich das Trägerfahrzeug V durch das autonome Fahren entlang bewegt.
Wie in 1 weiterhin veranschaulicht, ist in der Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug ein äußerer Sensor 1, ein GPS-Empfänger („Global Positioning System Receiver”) 2, ein innerer Sensor 3, eine Kartendatenbank 4, ein Navigationssystem 5, ein Aktor 6, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine-Interface/HMI) 7, eine elektronische Steuereinrichtung (ECU) 10a sowie eine Hilfseinrichtung U mit inbegriffen.
Der äußere Sensor 1 ist eine Erfassungseinrichtung, die eine äußere Situation/Umgebungssituation, umfassend Daten zur Umgebung des Trägerfahrzeuges V, erfasst. Der äußere Sensor 1 weist weiterhin zumindest eine Kamera, ein Radar oder eine laser-basierte Bilderfassungs- und Bildanordnungseinrichtung („Laser Imaging Detection and Arranging”-Radar (LIDAR)) auf. Die Kamera ist dabei eine Bilderfassungseinrichtung, die die äußere Situation des Trägerfahrzeugs V aufnimmt.
Die Kamera ist bspw. an der Innenseite einer Windschutzscheibe des Trägerfahrzeugs V angeordnet. Die Kamera überträgt Bilddaten, die sich auf die äußere Situation des Trägerfahrzeugs V beziehen, an die ECU 10a. Die Kamera kann eine monokulare Kamera oder eine Stereokamera sein. Im Falle einer Stereokamera weist diese zwei Bilderfassungseinheiten auf, die so angeordnet sind, dass sie eine binokulare Paralaxse ausbilden. Die Bilddaten der Stereokamera umfassen Daten in Tiefenrichtung.
Das Radar erfasst ein Hindernis außerhalb des Trägerfahrzeugs V, unter Verwendung einer Radiowelle (z. B. einer Millimeterwelle). Das Radar erfasst das Hindernis, indem es die Radiowelle zur Umgebung des Trägerfahrzeugs V aussendet und die durch das Hindernis reflektierte Welle wiederum erfasst. Das Radar überträgt dann die erfassten Hindernisdaten an die ECU 10a. Wenn eine Sensorzusammenlegung durchgeführt wird, ist es möglich, die erhaltenen Daten der Radiowelle an die ECU 10a zu übermitteln.
Das LIDAR erfasst das außerhalb des Trägerfahrzeugs V befindliche Hindernis, unter Verwendung von Licht. Das LIDAR sendet das Licht zur Umgebung des Fahrzeugs hin aus, misst die Entfernung zum Reflexionspunkt, indem es das durch das Hindernis reflektierte Licht erfasst, und erfasst somit das Hindernis letztendlich. Das LIDAR überträgt die erfassten Hindernisdaten an die ECU 10a. Wenn eine Sensorzusammenlegung durchgeführt ist, ist möglich, die erhaltenen Daten des reflektierten Lichtes an die ECU 10a zu übertragen. Die Kamera, das LIDAR und das Radar müssen sich dabei nicht zwangsweise überschneiden.
Der GPS-Empfänger 2 empfängt Signale von drei oder mehr GPS-Satelliten und misst die Position des Trägerfahrzeugs V (z. B. die Breitenposition und die Längenposition des Trägerfahrzeugs V). Der GPS-Empfänger 2 überträgt die gemessenen Positionsdaten des Trägerfahrzeugs V an die ECU 10a. Anstelle des GPS-Empfängers 2 kann auch prinzipiell ein anderes Mittel zum Bestimmen der Breitenposition und der Längenposition des Trägerfahrzeugs V verwendet werden. Zudem ist möglich, eine Funktion enthalten zu haben, die die Orientierung des Trägerfahrzeugs V misst, um, wie nachfolgend näher beschrieben, das Messergebnis durch die Sensoren und die Kartendaten zu vergleichen.
Der innere Sensor 3 ist eine Erfassungseinrichtung, die den Fahrzustand des Trägerfahrzeugs V erfasst. Der innere Sensor 3 weist zumindest einen Sensor aus der Gruppe bestehend aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einem Beschleunigungssensor und einem Gierratensensor auf. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist eine Erfassungseinrichtung, die die Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs V erfasst. Als der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor kann bspw. ein Radgeschwindigkeitssensor verwendet werden, der an einem Fahrzeugrad des Trägerfahrzeugs V, oder an einer Antriebswelle, die integral mit den Fahrzeugrädern ausgebildet ist, vorgesehen ist und eine Drehgeschwindigkeit der Fahrzeugräder, oder ähnliches, erfasst. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor übersendet die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten (Geschwindigkeitsdaten des Fahrzeugrades) an die ECU 10a.
Der Beschleunigungssensor ist eine Erfassungseinrichtung, die eine Beschleunigung des Trägerfahrzeugs V erfasst. Der Beschleunigungssensor weist bspw. einen Längsbeschleunigungssensor, der eine Beschleunigung in der Längsrichtung des Trägerfahrzeugs V erfasst, und einen Seitenbeschleunigungssensor, der eine seitliche Beschleunigung des Trägerfahrzeugs V erfasst, auf. Der Beschleunigungssensor überträgt bspw. die Beschleunigungsdaten des Trägerfahrzeugs V an die ECU 10a. Der Gierratensensor ist eine Erfassungseinrichtung, die eine Gierrate (Drehwinkelgeschwindigkeit) um die Vertikalachse des Gravitätszentrums/Schwerpunkts des Trägerfahrzeugs V erfasst. Als der Gierratensensor kann bspw. ein Gyrosensor verwendet sein. Der Gierratensensor überträgt die erfassten Gierratendaten des Trägerfahrzeugs V an die ECU 10a.
Die Kartendatenbank 4 ist eine Datenbank, in der Kartendaten enthalten sind. Die Kartendatenbank 4 ist bspw. in einem Festplattenlaufwerk („hard disk drive”/HDD) an dem Trägerfahrzeug befestigt. In den Kartendaten sind bspw. Positionsdaten von Straßen, Daten zu Straßentypen (z. B. eine Typisierung von einem kurvigen Abschnitt oder einem geraden Abschnitt sowie einer Krümmung der Kurve), Positionsdaten von Kreuzungen und Abzweigungspunkten enthalten. Desweiteren, wie nachfolgend beschrieben, sind auch Daten in Bezug auf den Pfad, auf dem sich das Fahrzeug V bewegt, sowie Daten in Bezug auf einen Betriebsabbruchspunkt, an dem die Fortführung des autonomen Fahrens schwierig wird, in den Kartendaten enthalten. Desweiteren kann in den Karteninformationen eine Straßenmaut und Daten zu den Typen der Straße, die bspw. eine gewöhnlichen Straße oder einer Autobahn enthalten, umfasst sein. Desweiteren kann, wenn die Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug die Positionsdaten einer abschirmenden Struktur, wie eines Gebäudes oder einer Wand, sowie eine SLAM-Technologie (Simultaneous Localisation and Mapping Technology) verwendet, ein Auslasssignal des äußeren Sensors 1 in den Kartendaten enthalten sein. Die Kartendatenbank 4 kann auch in einem Computer in einer Anlage, wie einem Datenverwaltungszentrum, die fähig ist mit dem Trägerfahrzeug V zu kommunizieren, gespeichert sein.
Das Navigationssystem 5 ist eine Einrichtung, die, wenn das Trägerfahrzeug V durch ein manuelles Fahren fortbewegt wird, einen Fahrer des Trägerfahrzeugs V zu einem Ziel, das durch einen Insassen des Trägerfahrzeugs (den Fahrer umfassend) festgelegt worden ist, hinführt. Das Navigationssystem 5 berechnet eine Reiseroute des Trägerfahrzeugs V auf Grundlage der Positionsdaten des Trägerfahrzeugs V, wie sie durch den GPS-Empfänger 2 gemessen wurden, und den Kartendaten in der Kartendatenbank 4. Die Route kann eine Route sein, für die eine bevorzugte Fahrspur aus einer Auswahl von mehreren Fahrspuren ausgewählt worden ist. Das Navigationssystem 5 berechnet bspw. eine Zielroute von der Position des Trägerfahrzeugs V hin zu dem Ziel und benachrichtigt den Fahrer hinsichtlich der Zielroute durch Veranschaulichung dieser auf einem Display oder mittels einer Stimmenausgabe über einen Lautsprecher. Das Navigationssystem 5 überträgt bspw. die Zielroutendaten des Trägerfahrzeugs V an die ECU 10a. Das Navigationssystem 5 kann auf einem Computer in einer Anlage, wie einem Datenverwaltungszentrum, das fähig ist, mit dem Trägerfahrzeug V zu kommunizieren, abgespeichert sein. Zusätzlich kann das Navigationssystem in der ECU 10a enthalten sein, in Kombination mit einer Struktur, die in der ECU 10a enthalten ist und den Pfad des Trägerfahrzeugs V, das sich durch das autonome Fahren fortbewegt, auswählt.
Der Aktor 6 ist eine Einrichtung, die eine Fahrsteuerung des Trägerfahrzeugs V ausführt. Der Aktor 6 umfasst zumindest einen Drosselklappenaktor, einen Bremsaktor und einen Lenkaktor. Der Drosselklappenaktor steuert eine Liefermenge (Drosselöffnungswinkel) an Luft hin zu einem Motor, gemäß einem Steuersignal von der ECU 10a, und steuert somit die Fahrleistung des Trägerfahrzeugs V. Wenn das Trägerfahrzeug V ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug ist, ist die Fahrleistung durch das Steuersignal von der ECU 10a gesteuert, wobei dieses Steuersignal dann ein Eingang zu einem Motor hin ist, welcher Motor eine Quelle der Fahrleistung darstellt, und wobei auf den Drosselklappenaktor dann verzichtet ist.
Der Bremsaktor steuert ein Bremssystem entsprechend dem Steuersignal von der ECU 10a und steuert die Bremskraft, die an die jeweiligen Räder des Trägerfahrzeugs V übergeben wird. Beispielsweise kann ein hydraulisches Bremssystem als Bremssystem eingesetzt sein. Der Lenkaktor steuert den Antrieb eines Unterstützungsmotors, der das Lenkmoment in dem elektrischen Lenkkraftsystem entsprechend dem Steuersignal von der ECU 10a steuert. Auf diese Weise steuert der Lenkaktor das Lenkmoment des Trägerfahrzeugs V.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 7 ist eine Schnittstelle, die einen Eingang und einen Ausgang an Daten, wie sie zwischen den Passagieren des Trägerfahrzeugs V und der Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug zu übertragen sind, erzeugt. Die HMI 7 umfasst bspw. eine Anzeigetafel zum Darstellen der Bilddaten für die Passagiere, einen Lautsprecher zur Stimmenausgabe, einen Betriebsknopf oder ein Bildschirmtastfeld („Touch panel”) für die Passagiere, um die Eingabeoperation durchzuführen, sowie ein Mikrofon für die Passagiere, um eine Stimmeingabe durchzuführen. Insbesondere wird ein Eingabebefehl zum Festsetzen des Ziels durch die Passagiere in die HMI 7 eingegeben. Zusätzlich wird ein Eingabebefehl zum Starten oder Beenden des autonomen Fahrens durch die Passagiere an der HMI 7 eingegeben. Die HMI 7 kann die Ausgabe der Daten an die Passagiere durchführen, indem sie ein kabellos mit ihr verbundenes Mobilendgerät verwendet, oder sie kann eine Eingabeoperation des Passagiers unter Verwendung dieses Mobilendgeräts erhalten. Die HMI 7 kann unmittelbar die Hilfseinrichtung U auf Grundlage der Bedienung der Passagiere steuern, ohne den Eingriff der ECU 10a.
Die Hilfsvorrichtung U ist eine Vorrichtung, die gewöhnlicherweise durch den Fahrer des Trägerfahrzeugs V bedient werden kann. Einrichtungen, die nicht in dem Aktor 6 enthalten sind, werden gemeinsam als die Hilfseinrichtung U bezeichnet. Die Hilfseinrichtung U weist hierbei bspw. Fahrrichtungsanzeigelampen, Scheinwerferlichter und Scheibenwischer auf.
Die ECU 10a steuert den Betrieb der Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug. Die ECU 10a ist eine elektronische Steuereinheit, die eine zentrale Recheneinheit („Central Processing Unit”/CPU), ein ROM, ein RAM, oder ähnliches aufweist. Die ECU 10a führt verschiedene Steuerungen aus, indem sie die in der ROM oder der RAM gespeicherten Programme lädt und die CPU dazu bringt, diese Programme auszuführen. Die ECU 10a kann aus einer Vielzahl von elektronischen Steuereinheiten ausgestaltet sein. Die ECU 10a weist eine Positionskalkulationseinrichtung 11, eine Zielfestsetzungseinrichtung 12, eine Pfadermittlungseinrichtung 13, eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Fortführungsmaßes 14a, eine Pfadauswähleinrichtung 17, eine Fahrplanerzeugungseinrichtung 18 und eine Steuereinrichtung 19 auf.
Die Positionskalkulationseinrichtung 11 kalkuliert die Position des Trägerfahrzeugs V auf der Karte, auf Grundlage der Positionsdaten des Trägerfahrzeugs V, wie sie von dem GPS-Empfänger 2 empfangen wurden sowie auf Grundlage der Kartendaten in der Kartendatenbank 4. Wenn die Position des Trägerfahrzeugs V durch einen außerhalb, etwa an der Straße, angebrachten Sensor gemessen wird, kann die Positionskalkulationseinrichtung 11 die Position des Trägerfahrzeugs V durch das Empfangen des Messergebnisses des Sensors mittels der kabellosen Verbindung erhalten.
Die Zielfestsetzungseinrichtung 12 setzt ein Ziel des Trägerfahrzeugs V auf Grundlage des an der HMI 7 durch die Passagiere des Trägerfahrzeugs V eingegebenen Eingabebefehls fest. Die Zielfestsetzungseinrichtung 12 kann einen einzigen Staffelpunkt oder eine Vielzahl an Staffelpunkten, ausgehend von der aktuellen Position hin zu dem letztendlichen Ziel des Trägerfahrzeugs V in Form des Ziels, festsetzen.
Die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelt einen einzelnen abfahrbaren Pfad oder eine Vielzahl von abfahrbaren Pfaden für das Trägerfahrzeug V auf Grundlage der Position des Trägerfahrzeugs, wie sie durch die Positionskalkulationseinrichtung 11 berechnet wurde, und Ziels, wie es durch die Zielfestsetzungseinrichtung 12 festgesetzt worden ist. Beispielsweise kann die Pfadermittlungseinrichtung 13 einen einzelnen Pfad für das Trägerfahrzeug V ermitteln, entlang welchem es sich durch das autonome Fahren fortbewegen soll. Desweiteren kann jeder Pfad aus der Gesamtheit an Pfaden, wie sie durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ausfindig gemacht worden sind, einen einzelnen Pfad für das Trägerfahrzeug V darstellen, entlang dem es sich durch das autonome Fahren entlang bewegt. Desweiteren kann bspw. ein Teil der Vielzahl an Pfaden, wie sie durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ausfindig gemacht worden sind, ein einzelner Pfad oder eine Vielzahl an Pfaden sein, entlang derer das Trägerfahrzeug V durch autonomes Fahren fortbewegt wird, und die anderen Pfade können ein einzelner oder eine Vielzahl an Pfade für das Trägerfahrzeug V sein, entlang derer das Trägerfahrzeug V durch manuelles Fahren fortbewegt wird.
Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Maßes zur Fortführung/Fortführungsmaßes 14a berechnet ein Fortführungsmaß des autonomen Fahrens entlang des Pfades, der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelt wird. Unter dem Fortführungsmaß ist ein Maß zu verstehen, das eine Wahrscheinlichkeit zum Ausdruck bringt, das Trägerfahrzeug V kontinuierlich durch das autonome Fahren entlang des Pfades für das Trägerfahrzeug V fortzubewegen. Weitere Details eines Verfahrens zum Berechnen des Fortführungsmaßes werden nachfolgend näher beschrieben.
Die Pfadauswähleinrichtung 17 wählt einen abzufahrenden Pfad für das Trägerfahrzeug V aus der Gesamtheit an Pfaden, wie sie durch die Pfadermittlungseinrichtung 13, auf Grundlage des durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechneten Fortführungsmaßes, ermittelt wurden, aus. Weitere Details zu einem Verfahren zum Auswählen des Pfades sind nachfolgend näher beschrieben.
Die Fahrplanerzeugungseinrichtung 18 generiert einen Fahrplan des Trägerfahrzeugs V auf Grundlage des durch die Pfadauswähleinrichtung 17 gewählten Pfades, der Daten bzgl. des um das Trägerfahrzeug V herum befindlichen Hindernisses, wie es mittels des äußeren Sensors 1 erfasst wird, und der Kartendaten, die durch die Kartendatenbank 4 herangezogen wurden. Der Fahrplan ist eine Bewegungsbahn, auf der sich das Trägerfahrzeug V entlang des Pfades, der für das Trägerfahrzeug V bestimmt ist, fortlaufend entlang bewegt. Beispielsweise sind die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, die Abbremsung, die Richtung und der Lenkwinkel des Trägerfahrzeugs V für jede Zeit in diesem Fahrplan enthalten. Die Fahrplanerzeugungseinrichtung 18 erzeugt den Fahrplan derart, dass sich das Trägerfahrzeug V entlang des Pfades fortbewegen kann, wobei gleichzeitig bestimmte Standards, wie die Sicherheit, die gesetzlichen Anforderungen sowie die Fahreffizienz erfüllt werden. Desweiteren generiert die Fahrplanerzeugungseinrichtung 18 den Fahrplan des Trägerfahrzeugs V derart, dass eine Kollision mit dem Hindernis vermieden wird, sofern sich das Hindernis um das Trägerfahrzeug V herum befindet.
Die Steuereinrichtung 19 steuert die Bewegung des Trägerfahrzeugs V durch das autonome Fahren auf Grundlage des Fahrplans, wie er durch die Fahrplanerzeugungseinrichtung 18 erzeugt wurde. Die Steuereinrichtung 19 gibt ein Steuersignal gemäß dem Fahrplan an den Aktor 6 aus. Auf diese Weise steuert die Steuereinrichtung 19 die Fortbewegung des Trägerfahrzeugs V derart, dass das autonome Fahren des Trägerfahrzeugs V entsprechend des Fahrplans durchgeführt wird.
Als nächstes wird nun der Ablauf, wie er in der Navigationsvorrichtung 100a für das autonom fahrende Fahrzeug durchgeführt wird, detailliert in Bezug auf das Flussdiagramm in 2 beschrieben. Wie in 2 dargestellt, wird zunächst in einem Positionskalkulationsvorgang die Position des Trägerfahrzeugs V auf der Karte durch die Positionskalkulationseinrichtung 11 in der ECU 10a, auf Grundlage der Positionsdaten des Trägerfahrzeugs V, die durch den GPS-Empfänger 2 erhalten werden, sowie den Kartendaten in der Kartendatenbank 4, ermittelt (S11). In einem Zielfestsetzungsvorgang setzt die Zielfestsetzungseinrichtung 12 in der ECU 10a das Ziel des Trägerfahrzeugs V, auf Grundlage des an der HMI 7 durch die Passagiere eingegebenen Eingabebefehls, fest (S12). In einem Pfadermittlungsvorgang ermittelt die Pfadermittlungseinrichtung 13 in der ECU 10a einen einzelnen abfahrbaren Pfad oder eine Mehrzahl an abfahrbaren Pfaden für das Trägerfahrzeug V, auf Grundlage der Position des Trägerfahrzeugs V, wie sie durch die Positionskalkulationseinrichtung 11 und dem durch die Zielfestsetzungseinrichtung 12 festgesetzten Ziel ermittelt wurde, aus (S13).
In einem Vorgang zum Berechnen des Fortführungsgrades berechnet die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a in der ECU 10a das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens entlang des Pfades, wie er durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ausgewählt wurde (S14). Die Berechnung des Fortführungsmaßes wird nun nachfolgend detailliert beschrieben.
Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a extrahiert einen Betriebsabbruchspunkt des autonomen Fahrens entlang des Pfades, wie er in dem Pfadermittlungsvorgang durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 und unter Rückbezug auf die Kartendatenbank 4 ermittelt wurde. Der so genannte Betriebsabbruchspunkt stellt einen Punkt dar, an dem die Fortführung des autonomen Fahrens schwierig wird. Insbesondere umfasst der Betriebsabbruchspunkt einen Punkt, an dem die Fortführung des autonomen Fahrens zu einer Wahrscheinlichkeit, die gleich oder höher als eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit ist, schwierig wird, sowie einen Punkt, an dem die Fortführung des autonomen Fahrens zu einer Wahrscheinlichkeit, die gleich oder höher als eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit ist, nicht mehr möglich ist. In dem Punkt, an dem die Fortführung des autonomen Fahrens zu einer Wahrscheinlichkeit, die gleich oder höher als eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit ist, schwierig wird ist wiederum ein Punkt enthalten, an dem das Verhalten des Trägerfahrzeugs V zu einer Wahrscheinlichkeit, die gleich oder höher als eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit ist, aufgrund eines durch das Aufbringen eines Lenkwinkels gleich oder größer einem Grenzwert oder das Abbremsen gleich oder größer einem Grenzwert, instabil wird, selbst dann, wenn das autonome Fahren fortgeführt wird. In dem Betriebsabbruchspunkt sind bspw. eine Kurve mit einer Krümmung gleich oder größer als ein Grenzwert (eine scharfe Kurve), eine Kreuzung (umfassend einen Kreisverkehr), ein Vereinigungspunkt, ein Abzweigungspunkt, ein Fahrspurverengungspunkt, ein Fahrspurerweiterungspunkt und eine Querneigung, die gleich oder größer einem Grenzwert (eine steile Abrisskante) ist, enthalten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß unter Verwendung zumindest eines der verschiedenen Typen der zuvor beschriebenen Betriebsabbruchspunkte. Die Daten in Bezug auf den Pfad und den Betriebsabbruchspunkt zum Berechnen des Fortführungsmaßes werden, wie nachfolgend beschrieben, in der Kartendatenbank 4 abgespeichert. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechnet das Fortführungsmaß, wie nachfolgend beschrieben, unter Bezugnahme auf die in der Kartendatenbank 4 abgespeicherten Daten.
Ein Pfad I sowie ein Pfad II, wie in 3 dargestellt, können als beispielhaft angesehen werden. In der Kartendatenbank 4 wird die Anzahl an Betriebsabbruchspunkten vorab als Information unter Bezugnahme auf den abzufahrenden Pfad für das Trägerfahrzeug V und die Betriebsabbruchspunkte gespeichert. Wie in 3 dargestellt, beträgt eine gesamtheitliche Reisedistanz entlang des Pfades I 120 km. Entlang des Pfades I sind eine Abzweigung und eine Zusammenführung/Vereinigung an den Autobahnkreuzen sowie eine scharfe Kurve vorhanden. Demzufolge sind insgesamt drei Betriebsabbruchspunkte vorhanden. Eine Reisedistanz entlang des Pfades II beträgt 100 km und ist somit kürzer als die entlang des Pfades I. Jedoch sind entlang des Pfades II ein Abzweigungspunkt sowie ein Vereinigungspunkt in dem entsprechenden Versorgungsgebiet, ein Fahrspurerweiterungspunkt sowie ein Fahrspurverengungspunkt an einer entsprechenden ansteigenden Fahrspur, und eine scharfe Kurve vorhanden. Folglich sind insgesamt fünf Betriebsabbruchspunkte vorhanden. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechnet das Fortführungsmaß als eine inverse Zahl der Anzahl an Punkten N₁ in Bezug auf die Anzahl von Betriebsabbruchspunkten N₁ entlang des Pfades, wie er auf der Kartendatenbank 4 abgespeichert ist. Folglich kann das Fortführungsmaß durch die unten stehende Gleichung (1) ausgedrückt werden. Wenn das Fortführungsmaß bspw. entsprechend der unten stehenden Gleichung (1) berechnet wird, das Fortführungsmaß des Pfades I größer als das des Pfades II, selbst wenn die gesamte Reisedistanz entlang des Pfades II kürzer als entlang des Pfades I ist.
Zusätzlich kann die Anzahl an Betriebsabbruchspunkten N₁ durch eine Wahrscheinlichkeit, dass die Fortführung des autonomen Fahrens in jedem der Betriebsabbruchspunkte schwierig wird, gewichtet werden. Wenn die Anzahl der Betriebsabbruchspunkte N₁ durch eine Wahrscheinlichkeit, dass die Fortführung des autonomen Fahrens in jedem der Betriebsabbruchspunkte schwierig wird, gewichtet ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Fortführung des autonomen Fahrens für jeden Betriebsabbruchspunkt entlang des Pfades in der Kartendatenbank 4 als Information in Bezug auf den abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeuges V sowie den Betriebsabbruchspunkt gespeichert. Wenn bspw. die Wahrscheinlichkeit, dass die Fortführung des autonomen Fahrens schwierig wird, am Vereinigungspunkt 30% beträgt, multipliziert die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a die Anzahl an Vereinigungspunkten mit 0,3, unter Rückbezug auf die Wahrscheinlichkeit von 30%, dass die Fortführung des autonomen Fahrens am Vereinigungspunkt, wie er in der Kartendatenbank 4 abgespeichert ist, schwierig wird. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann eine Summe der Wahrscheinlichkeiten, dass die Fortführung des autonomen Fahrens schwierig wird, für jeden der Betriebsabbruchspunkte als Anzahl der Betriebsabbruchspunkte N₂ errechnen und daraufhin das Fortführungsmaß als eine inverse Zahl der Anzahl von Betriebsabbruchspunkten N₂ berechnen. Beispielsweise kann das Fortführungsmaß in Form der unten stehenden Gleichung (2) ausgedrückt werden, wobei bspw. die Wahrscheinlichkeiten, dass das Fortführen des autonomen Fahrens schwierig wird, jeweils an der scharfen Kurve, der Kreuzung, dem Vereinigungspunkt, dem Abzweigungspunkt, dem Fahrspurverengungspunkt, dem Fahrspurerweiterungspunkt und der scharfen Abrisskante, mit den Kürzeln m, n, o, p, q, r und s abgekürzt sind. Wenn das Fortführungsmaß in Form der unten stehenden Gleichung (2) ausgedrückt wird, werden die Arten der scharfen Kurven, die durch die Betriebsabbruchspunkte entlang des Pfades ausgedrückt sind, sowie die Wahrscheinlichkeiten m bis s, dass die Fortführung des autonomen Fahrens schwierig wird, für jeden Typen der Betriebsabbruchspunkte entlang des Pfades in der Kartendatenbank 4 abgespeichert. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß unter Gebrauch der Gleichung (2), wie nachfolgend definiert, unter Rückbezug auf die Kartendatenbank 4 berechnen.
Desweiteren kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß durch Teilen der gesamten Reisedistanz durch die Anzahl von Betriebsabbruchspunkten N₁ oder der Anzahl an Betriebsabbruchspunkten N₂ berechnen. Unter Betrachtung der Anzahl von Betriebsabbruchspunkten N₁ und N₂ können die Fortführungsmaße als Gleichungen (3) und (4), wie nachfolgend beschrieben, ausgedrückt werden. Ein Nenner [N₁/(gesamte Reisedistanz)] in Gleichung (3) und ein Nenner [N₂/(gesamte Reisedistanz)] in Gleichung (4) stellt die Anzahl an Betriebsabbruchspunkten pro Längeneinheit dar. Wenn das Fortführungsmaß durch die nachfolgend beschriebenen Gleichungen (3) und (4) ausgedrückt werden kann, speichert die Kartendatenbank 4, zusätzlich zu den Daten, die für die Berechnung der Anzahl an den zuvor beschriebenen Punkten N₁ oder N₂ notwendig sind, die gesamte Reisedistanz des Trägerfahrzeugs V entlang des Pfades als Information in Bezug auf den Pfad sowie die Betriebsabbruchspunkte, die das Fahrzeug V abzufahren hat, ab. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß durch die nachfolgend aufgeführte Gleichung (3) oder Gleichung (4) unter Rückbezug auf die Kartendatenbank 4 berechnen. Fortführungsmaß = 1/[N₁/(gesamte Reisedistanz)] (3) Fortführungsmaß = 1/[N₂/(gesamte Reisedistanz)] (4)
Als nächstes ist ein Pfad III wie er in 4 dargestellt ist, angenommen. Wie in 4 veranschaulicht, sind entlang des Pfades III ein Abzweigungspunkt, ein Vereinigungspunkt und eine scharfe Kurve, die die Betriebsabbruchspunkte darstellen, vorhanden. Eine gesamte Reisedistanz entlang des Pfades III ist mit L bezeichnet.
Betriebsabbruchsdistanzen sind an dem jeweiligen Abzweigungspunkt, dem Vereinigungspunkt und der scharfen Kurve mit L₂, L₄, und L₆ entsprechend gekennzeichnet. Die Betriebsabbruchsdistanz ist ein Längenabschnitt des Pfades, auf dem die Durchführung des autonomen Fahrens in der Umgebung zum Betriebsabbruchspunkt schwierig wird. Eine Betriebsdistanz von dem aktuellen Punkt hin zu dem Abzweigungspunkt ist mit L₁ bezeichnet, eine Betriebsdistanz zwischen dem Abzweigungspunkt und dem Vereinigungspunkt ist mit L₃ bezeichnet, eine Betriebsdistanz zwischen dem Vereinigungspunkt und der scharfen Kurve ist mit L₅ bezeichnet, und eine Betriebsdistanz von der scharfen Kurve hin zu dem Ziel ist mit L₇ bezeichnet. Die Betriebsdistanz ist ein Längenabschnitt des Pfades, entlang dem die Fortführung des autonomen Fahrens nicht schwierig ist. Die Betriebsdistanz kann auf eine Distanz festgesetzt werden, entlang der das autonome Fahren über eine vorbestimmte Distanz oder gar weiter als diese vorbestimmte Distanz stabil durchgeführt werden kann, wobei dann eine Distanz, entlang der das autonome Fahren kürzer als die vorbestimmte Distanz stabil durchgeführt werden kann, von der Betriebsdistanz ausgeschlossen werden kann.
Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß durch Teilen der gesamten Betriebsdistanz des Pfades durch die gesamte Reisedistanz entlang des Pfades berechnen. Die gesamte Betriebsdistanz ist eine Summe der einzelnen Betriebsdistanzen entlang des Pfades. Beispielsweise kann das Fortführungsmaß entlang des Pfades III in Form der unten stehenden Gleichung (5) ausgedrückt werden. Wenn das Fortführungsmaß durch die nachfolgend beschriebene Gleichung (5) ausgedrückt wird, speichert die Kartendatenbank 4 die gesamte Betriebsdistanz entlang des Pfades, oder die individuelle Betriebsdistanz entlang des Pfades, sowie die gesamte Reisedistanz des Trägerfahrzeugs V entlang des Pfades des Trägerfahrzeuges V als Daten in Bezug auf den abzufahrenden Pfad und die Betriebsabbruchspunkte des Trägerfahrzeuges V ab. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß unter Verwendung von Gleichung (5), unter Bezug auf die Kartendatenbank 4, berechnen. Fortführungsmaß = (gesamte Betriebsdistanz)/(gesamte Reisedistanz) = = (L₁ + L₃ + L₅ + L₇)/L (5)
Zusätzlich kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß als eine inverse Zahl der gesamten Betriebsabbruchsdistanz berechnen. Beispielsweise kann das Fortführungsmaß auf dem Pfad III in Form der unten stehenden Gleichung (6) ausgedrückt werden. Wenn das Fortführungsmaß durch die nachfolgend beschriebene Gleichung (6) ausgedrückt wird, speichert die Kartendatenbank 4 die gesamte Betriebsabbruchsdistanz entlang des Pfades oder die individuelle gesamte Betriebsabbruchsdistanz als Information in Bezug auf den Pfad und die Betriebsabbruchspunkte, die für das Trägerfahrzeug V abzufahren sind, ab. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß unter Verwendung der Gleichung (6), unter Rückbezug auf die Kartendatenbank 4, berechnen. Fortführungsmaß = 1/(gesamte Betriebsabbruchsdistanz) = = 1/(L₂ + L₄ + L₆) (6)
Zusätzlich kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß als eine durchschnittliche Betriebsdistanz berechnen. Die durchschnittliche Betriebsdistanz stellt einen durchschnittlichen Längenbereich des Pfades dar, entlang dem die Fortführung des autonomen Pfades nicht schwierig wird, wobei ein Wert hierzu durch Teilen der gesamten Betriebsdistanz durch die Anzahl der Abschnitte in der Betriebsdistanz erreicht wird. Beispielsweise kann in diesem Zusammenhang das Fortführungsmaß auf Pfad III in Form der nachstehenden Gleichung (7) ausgedrückt werden. In Gleichung (7), usw., ist die durchschnittliche Betriebsdistanz durch L_{_ave} ausgedrückt. Wenn das Fortführungsmaß durch die nachfolgend beschriebene Gleichung (7) ausgedrückt wird, speichert die Kartendatenbank 4 die durchschnittliche Betriebsdistanz als Information in Bezug auf den Pfad und die Betriebsabbruchspunkte, die für das Trägerfahrzeug V abzufahren sind, ab. Zusätzlich kann die Kartendatenbank 4 die gesamte Betriebsdistanz oder die individuelle Betriebsdistanz sowie die Anzahl der Abschnitte entlang der Betriebsdistanz abspeichern. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß unter Anwendung der Gleichung (7), unter Rückbezug auf die Kartendatenbank 4, berechnen. Fortführungsmaß = (durchschnittliche Betriebsdistanz) = (gesamte Betriebsdistanz)/(Anzahl an Abschnitten entlang der Betriebsdistanz) = (L₁ + L₃ + L₅ + L₇)/4 = = L_{_ave} (7)
Zusätzlich kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß durch Teilen der durchschnittlichen Betriebsdistanz durch die Summe aus der durchschnittlichen Betriebsdistanz und einer durchschnittlichen Betriebsabbruchsdistanz berechnen. Die durchschnittliche Betriebsabbruchsdistanz ist eine durchschnittliche Länge des Pfades, bei der die Durchführung des autonomen Fahrens schwierig wird, und stellt einen Wert dar, der durch Teilen der gesamten Betriebsabbruchsdistanz durch die Anzahl von Abschnitten der Betriebsabbruchsdistanz erreicht wird. Beispielsweise kann das Fortführungsmaß des Pfades III durch die unten stehende Gleichung (8) ausgedrückt werden. Wenn das Fortführungsmaß durch die nachfolgend beschriebene Gleichung (7) ausgedrückt werden kann, speichert die Kartendatenbank 4 die durchschnittliche Betriebsdistanz sowie die durchschnittliche Betriebsabbruchsdistanz als Information in Bezug auf den Pfad und die Betriebsabbruchspunkte, die das Trägerfahrzeug V abzufahren hat, ab. Zusätzlich kann die Kartendatenbank 4 die durchschnittliche Betriebsdistanz, die gesamte Betriebsabbruchsdistanz oder die individuelle Betriebsabbruchsdistanz, sowie die Anzahl an Abschnitten der Betriebsabbruchsdistanz abspeichern. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß unter Verwendung der unten stehenden Gleichung (8), unter Rückbezug auf die Kartendatenbank 4, berechnen. Fortführungsmaß = (durchschnittliche Betriebsdistanz)/[(durchschnittliche Betriebsdistanz) + (durchschnittliche Betriebsabbruchsdistanz)] = = L_{_ave}/[L_{_ave} + {(L₂ + L₄ + L₆)/3}] (8)
Desweiteren kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß als einen Maximalwert der Betriebsdistanz des Pfades berechnen. Beispielsweise kann das Fortführungsmaß entlang des Pfades III durch L₅ ausgedrückt werden. Wenn die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß als einen Maximalwert der Betriebsdistanz des Pfades berechnet, speichert die Kartendatenbank 4 den Maximalwert der Betriebsdistanz des Pfades als Information in Bezug auf den Pfad und die Betriebsabbruchspunkte, die das Trägerfahrzeug V abzufahren hat, ab. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann den Maximalwert der Betriebsdistanz des Pfades als das Fortführungsmaß, unter Rückbezug auf die Kartendatenbank 4, berechnen.
Jede der Distanzen aus der Gruppe der gesamten Reisedistanz, der Betriebsdistanz, der Betriebsabbruchsdistanz, der gesamten Betriebsdistanz, der gesamten Betriebsabbruchsdistanz, der durchschnittlichen Betriebsdistanz und der durchschnittlichen Betriebsabbruchsdistanz, wie zuvor beschrieben, kann durch die gesamte Reisezeit, die Betriebsaussetzzeit, die gesamte Betriebszeit, die gesamte Betriebsaussetzzeit, die durchschnittliche Betriebszeit, und die durchschnittliche Betriebsaussetzzeit ersetzt werden, wobei diese Werte entsprechend durch Teilen der gesamten Reisedistanz, der Betriebsdistanz, der Betriebsabbruchsdistanz, der gesamten Betriebsdistanz, der gesamten Betriebsabbruchsdistanz, der durchschnittlichen Betriebsdistanz, und der durchschnittlichen Betriebsabbruchsdistanz, wie zuvor beschrieben, durch die erwartete Reisegeschwindigkeit (z. B. eine gesetzlich zugelassene Geschwindigkeit) an jedem dieser Abschnitte berechnet werden. Desweiteren sind die gesamte Reisedistanz, die Betriebsdistanz, die Betriebsabbruchsdistanz, die gesamte Betriebsdistanz, die gesamte Betriebsabbruchsdistanz, die durchschnittliche Betriebsdistanz, die durchschnittliche Betriebsabbruchsdistanz, die gesamte Reisezeit, die Betriebszeit, die Betriebsaussetzzeit, die gesamte Betriebszeit, die gesamte Betriebsaussetzzeit, die durchschnittliche Betriebszeit und die durchschnittliche Betriebsaussetzzeit, wie zuvor beschrieben, jeweils nicht notwendigerweise in der Kartendatenbank 4 abgespeichert. Beispielsweise kann die Kartendatenbank 4 lediglich die Daten bzgl. der Position (Werte zu der Längenpostion, der Breitenposition, oder ähnlichem) des Betriebsabbruchspunktes sowie des Pfades abspeichern, und, wenn das Fortführungsmaß auszurechnen ist, kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a die gesamte Reisedistanz, die Betriebsdistanz, die Betriebsabbruchsdistanz, die gesamte Betriebsdistanz, die gesamte Betriebsabbruchsdistanz, die durchschnittliche Betriebsdistanz, die durchschnittliche Betriebsabbruchsdistanz, die gesamte Reisezeit, die Betriebszeit, die Betriebsaussetzzeit, die gesamte Betriebszeit, die gesamte Betriebsaussetzzeit, die durchschnittliche Betriebszeit und die durchschnittliche Betriebsaussetzzeit, wie zuvor beschrieben, auf Grundlage der Position des Betriebsabbruchspunktes sowie des Pfades berechnen.
Für die nachfolgende Betrachtung wird ein Pfad, wie er in 5 dargestellt ist, herangezogen. Wie in 5 veranschaulicht, kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a Staffelpunkte P_T1 und P_T2 zwischen dem aktuellen Punkt P₀ und dem Ziel P_D festsetzen. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß in jedem der Bereiche S_A, S_B, S_C, S_D und S_E berechnen und die Fortführungsmaße der dem ausgewählten Pfad entsprechenden Abschnitten addieren. Beispielsweise kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a in dem Beispiel nach 5, in Bezug auf einen Pfad durch die Abschnitte S_A und S_B, einen Pfad durch die Abschnitte S_A, S_C und S_E, einen Pfad durch die Abschnitte S_D und S_E und einen Pfad durch die Abschnitte S_D, S_C und S_B, entsprechend den Wert berechnen, bei dem die Fortführungsmaße von jedem der Abschnitte als das Fortführungsmaß jedes Pfades zusammengezählt sind.
Zurückkommend auf 2 wählt die Pfadauswähleinrichtung 17 in der ECU 10a in dem Pfadauswählvorgang den abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeuges V aus der Gesamtheit an Pfaden, die durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 auf Grundlage des durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechneten Fortführungsmaßes ermittelt worden ist, aus (S15). Die Pfadauswähleinrichtung 17 wählt den Pfad aus, der, wie zuvor beschrieben, berechnet wird und das höchste Fortführungsmaß aus der Vielzahl von Pfaden, wie sie durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelt wurden, aufweist. Die Pfadauswähleinrichtung 17 kann den Pfad durch Kombination des Fortführungsmaßes mit anderen Bedingungen, wie mit der gesamten Reisedistanz, der kürzesten gesamten Reisedistanz, der gesamten Reisezeit, der kürzesten gesamten Reisezeit, der Straßenmaut, der Priorität von einer allgemeinen Straße und der Autobahn, auswählen. Wenn die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß als einen Maximalwert der Betriebsdistanz des Pfades berechnet, kann die Pfadauswähleinrichtung 17 auch notwendigerweise den Pfad, der das höchste Fortführungsmaß unter den Pfaden, wie sie durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefunden wurden, aufweist, nicht auswählen. Beispielsweise kann die Pfadauswähleinrichtung 17 den Pfad mit dem geringsten Fortführungsgrad unter den durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefundenen Pfaden auswählen. Die Pfadauswähleinrichtung 17 stellt den ausgewählten Pfad den Passagieren des Trägerfahrzeugs mittels der HMI 7 dar. Die Pfadauswähleinrichtung 17 wählt einen abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeuges V aus. Wenn es jedoch beispielsweise in einem Fall keinen Pfad gibt, der die vorausgesetzten Bedingungen, wie ein vorausgesetztes Fortführungsmaß, unter den durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefunden Pfaden erfüllt, kann die Pfadauswähleinrichtung 17 eine Benachrichtigung an der HMI 7 darstellen, die angibt, dass es keinen auszuwählenden Pfad gibt. Wenn die Pfadauswähleinrichtung 17 eine Benachrichtigung an der HMI 7 darstellt, die angibt, dass es keinen auszuwählenden Pfad gibt, kann das Trägerfahrzeug V bspw. durch manuelles Fahren fortbewegt werden.
Entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens in den durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfaden durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechnet. Zusätzlich wird der abzufahrende Pfad des Trägerfahrzeuges V durch die Pfadauswähleinrichtung 17 aus den durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfaden auf Grundlage des Fortführungsmaßes des autonomen Fahrens ausgewählt. Daher ist es möglich den Pfad, den das Trägerfahrzeug V durch autonomes Fahren abzufahren hat, auszuwählen, während das Fortführungsmaß des autonomen Fahrens in den Bedingungen zur Auswahl des Pfades enthalten ist.
Desweiteren wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Pfadauswähleinrichtung 17 der Pfad mit dem höchsten Fortführungsmaß ausgewählt. Folglich kann in einer Situation, in der es nicht mehr möglich ist, das autonome Fahren durchzuführen, jener Fahrzustand des Trägerfahrzeugs, von dem autonomen Fahren aus, hin zum manuellen Fahren umgeschaltet werden; und dadurch ist es möglich, die Auftretenshäufigkeit der Situation, dass der Fahrer des Trägerfahrzeugs den manuellen Fahrbetrieb umzusetzen hat, reduziert. Desweiteren, auch wenn das Fortführen des autonomen Fahrens am Betriebsabbruchspunkt nicht schwierig wird, kann der Fahrer über die Situation, dass das Verhalten des Trägerfahrzeugs V während des autonomen Fahrens instabil ist, oder, dass das autonome Fahren instabil wird, durch die HMI 7 informiert werden. Folglich ist es möglich, die Häufigkeit einer Stresssituation oder eines Angstgefühls für den Fahrer zu reduzieren.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Nachfolgend wird das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben. In Bezug auf dieses vorliegende Ausführungsbeispiel werden nachfolgend die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Wie in 6 dargestellt, unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel insbesondere in dem Punkt von dem ersten Ausführungsbeispiel, dass die Navigationsvorrichtung 100b für das autonom fahrende Fahrzeug eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14b in einer ECU 10b aufweist.
Ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel führt die Navigationsvorrichtung 100b für das autonom fahrende Fahrzeug den Positionskalkulationsvorgang, den Zielfestsetzungsvorgang, den Pfadermittlungsvorgang und den Pfadauswählvorgang durch. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise in dem Berechnungsvorgang zum Berechnen des Fortführungsmaßes durchgeführt. In dem Berechnungsvorgang zum Berechnen des Fortführungsmaßes berechnet die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14b das Fortführungsmaß auf Grundlage einer Dichte der Betriebsabbruchpunkte, an denen die Fortführung des autonomen Fahrens auf den durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefundenen Pfaden schwierig wird. Unter der Dichte ist ein Maß einer Konzentration der Betriebsabbruchpunkte zu verstehen. Die Dichte kann als ein inverser Wert der Standardabweichung σ einer Konzentration der Betriebsabbruchpunkte zu verstehen. Die Dichte kann als ein inverser Wert der Standardabweichung σ von der Position jedes Betriebsabbruchpunktes, wie er bspw. durch die Distanz von jedem der aktuellen Punkte oder dem Ziel hin zu dem Betriebsabbruchpunkt ausgestaltet ist, berechnet werden. Beispielsweise kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Fortführungsmaß anhand der unten aufgeführten Gleichung (9) ausgedrückt werden. Die Kartendatenbank 4 speichert die Dichte der Betriebsabbruchpunkte des Pfades, bspw. die Standardabweichung der Positionen der Betriebsabbruchspunkte, als Daten/Information in Bezug auf den abzufahrenden Pfad und die abzufahrenden Betriebsabbruchspunkte des Trägerfahrzeuges V ab. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a kann das Fortführungsmaß unter Verwendung der unten stehenden Gleichung (9), unter Bezugnahme auf die Kartendatenbank 4, berechnen. Fortführungsmaß = (Dichte an Betriebsabbruchspunkten) = 1/(Standardabweichung σ der Positionen der Betriebsabbruchspunkte) (9)
Ein Pfad IV und ein Pfad V, wie sie in 7 dargestellt sind, werden nachfolgend beispielhaft angenommen. Drei Punkte mit scharfen Kurven sind in dem jeweiligen Pfad IV und Pfad V entsprechend vorgesehen, wodurch die Anzahl der Betriebsabbruchpunkte drei beträgt. Die gesamte Reisedistanz des Pfades IV beträgt 20 km und die gesamte Reisedistanz des Pfades V beträgt 30 km. Wie bereits in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wird das Fortführungsmaß des Pfades V höher als das des Pfades IV, wenn das Fortführungsmaß durch Teilen der gesamten Reisedistanz des Pfades durch die Anzahl der Betriebsabbruchpunkte berechnet wird. Da jedoch die Dichte der Betriebsabbruchpunkte entlang des Pfades IV größer als die Dichte entlang des Pfades V ist, wird das Fortführungsmaß des Pfades IV gemäß dem vorliegenden Ausführungsbespiel höher als das des Pfades V. In dem Auswahlvorgang des vorliegenden Ausführungsbeispiels wählt die Pfadauswähleinrichtung 17 den Pfad IV aus, dessen Fortführungsmaß das höchste ist.
An den Betriebsabbruchpunkten, an denen das autonome Fahren unmöglich wird, kann der Fahrmodus von dem autonomen Fahren aus hin zum manuellen Fahren durch den Fahrer des Trägerfahrzeugs V umgeschaltet werden. Daher beeinflusst die Dichte der Betriebsabbruchpunkte unmittelbar die Tatsache, ob die Zeit zum Durchführen des manuellen Fahrens durch den Fahrer kontinuierlich/durchgängig oder unterbrochen ist. Entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Fortführungsmaß durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14b, auf Grundlage der Dichte der Betriebsabbruchpunkte, bei denen das autonome Fahren entlang der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfade unmöglich wird, berechnet. Daher ist es möglich, den durch autonomes Fahren abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeugs V auszuwählen, während die Dichte der Betriebsabbruchpunkte, die unmittelbar beeinflussen, ob die Zeit zum Durchführen des manuellen Fahrens durch den Fahrer kontinuierlich oder unterbrochen ist, zum Auswählen des Pfades herangezogen werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet ein hohes Fortführungsmaß eine Situation, bei der die Betriebsabbruchpunkte an einer bestimmten Position konzentriert sind. In anderen Worten ausgedrückt, bedeutet das hohe Fortführungsmaß, dass die Zeitdauer, während der ein stabiles autonomes Fahren möglich ist, über den Pfad hinweg kontinuierlich ist. Wenn die Betriebsabbruchpunkte an einer bestimmten Position konzentriert sind, wird bspw. eine Vielzahl von Betriebsabbruchpunkten, die innerhalb eines kurzen Abschnittes konzentriert angeordnet sind, als ein einziger Betriebsabbruchpunkt betrachtet, wodurch es möglich ist, die Stressbelastung des Fahrers des Trägerfahrzeugs V zu reduzieren. Dies liegt insbesondere daran, dass dann eine Zeitdauer für den Fahrer des Trägerfahrzeugs V zur Vorbereitung des manuellen Fahrbetriebes lediglich eine kurze Zeitdauer ist.
Desweiteren bedeutet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein geringes Fortführungsmaß eine Situation, in der die Zeitdauer, in der ein stabiles autonomes Fahren möglich ist, unterbrochen ist. Wenn die Zeitdauer, in der ein stabiles autonomes Fahren möglich ist, unterbrochen ist, wird das Verhalten des Trägerfahrzeugs V, sobald sich das Trägerfahrzeug V etwas fortbewegt, während des autonomen Fahrens an dem ersten Betriebsabbruchpunkt instabil und für den Fahrer des Trägerfahrzeugs V wird es notwendig, sich für den manuellen Fahrbetrieb vorzubereiten. Desweiteren, wenn sich das Trägerfahrzeug V von dem ersten Betriebsabbruchpunkt aus etwas weiter bewegt, wird das Verhalten des Trägerfahrzeugs V während des autonomen Fahrens am zweiten Betriebsabbruchpunkt erneut instabil und es wird wiederum für den Fahrer des Trägerfahrzeugs V notwendig, sich für den manuellen Fahrbetrieb vorzubereiten. Wenn sich das Trägerfahrzeug V etwas fortbewegt, wird das Verhalten des Trägerfahrzeugs V beim autonomen Fahren an dem Betriebsabbruchpunkt instabil, sodass es für den Fahrer des Trägerfahrzeugs V notwendig wird, sich für den manuellen Fahrbetrieb vorzubereiten, wobei es möglich ist, dass der Fahrer des Trägerfahrzeugs eine erhöhte Stressbelastung erfährt. Es ist daher in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bevorzugt einen Pfad vorrangig auszuwählen, auf dem die Dichte der Betriebsabbruchpunkte hoch ist.
Da in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dichte an Betriebsabbruchpunkten, an denen das autonome Fahren unmöglich wird, unter den durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfaden höher wird, kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14b das höhere Fortführungsmaß berechnen und anschließend kann die Pfadauswähleinrichtung 17 den Pfad mit dem niedrigsten Fortführungsmaß auswählen. Wenn, da die Dichte an Betriebsabbruchpunkten höher wird, die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14b das höhere Fortführungsmaß berechnet und anschließend die Pfadauswähleinrichtung 17 den Pfad mit dem niedrigsten Fortführungsmaß auswählt, wird jener Pfad ausgewählt, der die niedrigste Dichte an Betriebsabbruchpunkten aufweist. Auf diese Weise wird es bspw. dem Fahrer des Trägerfahrzeugs V ermöglicht, eine ausreichende Konzentration aufrecht zu erhalten, ohne ein zu großes Wohlbefinden während des autonomen Fahrens zu verspüren.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nachfolgend wird nun ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 8 dargestellt, ist ein wesentlicher Unterscheidungspunkt gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel, dass eine Navigationsvorrichtung 100c für das autonom fahrende Fahrzeug in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Display zum Veranschaulichen/Darstellen des Fortführungsmaßes 15 sowie einen Eingabeempfänger 16 innerhalb einer ECU 10c aufweist. Das Display zum Veranschaulichen des Fortführungsmaßes 15 stellt das Fortführungsmaß des Pfades, wie er durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechnet worden ist, den Passagieren des Trägerfahrzeugs V dar.
Das Display zum Veranschaulichen des Fortführungsmaßes 15 veranschaulicht jeden der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfade, bspw. auf der Anzeigetafel oder dem Bildschirmtastfeld der HMI 7, und veranschaulicht das Fortführungsmaß des Pfades durch einen numerischen Wert oder eine die Größe des Fortführungsmaßes anzeigende Form, benachbart zu dem jeweils dargestellten Pfad. Desweiteren stellt das Display zum Veranschaulichen des Fortführungsmaßes 15 jeden der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefundenen Pfade, bspw. an dem Bildschirmtastfeld der HMI 7, dar; auch kann das Display zum Veranschaulichen des Fortführungsmaßes 15, wenn einer der dargestellten Pfade durch die Passagiere ausgewählt wird, das Fortführungsmaß des Pfades durch einen numerischen Wert, oder eine die Größe des Fortführungsmaßes kennzeichnenden Form, benachbart zu dem ausgewählten Pfad, anzeigen, oder das Fortführungsmaß des Pfades mittels der Lautsprecher der HMI 7 als Stimmausgabe ausgeben. Desweiteren kann das Display zum Veranschaulichen des Fortführungsmaßes 15 jeden der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfade, bspw. auf der Anzeigetafel oder dem Bildschirmtastfeld in der HMI 7, anzeigen, und auch die Fortführungsmaße jedes dargestellten Pfades durch eine Form, ein Muster, eine Helligkeit oder eine Farbe des Pfades anzeigen.
Der Eingabebefehl wird durch die Passagiere des Trägerfahrzeugs V über eine Eingabe an dem Eingabeempfänger/der Eingabeeinheit 16 durchgeführt. Der Eingabeempfänger 16 kann den Eingabebefehl der Passagiere des Trägerfahrzeugs V durch eine Eingabebetätigung durch die Passagiere an der Anzeigetafel oder dem Bildschirmtastfeld der HMI 7, oder durch eine Stimmeingabe an einem Mikrofon der HMI 7 durchführen. Der Eingabebefehl der Passagiere wird an dem Eingabeempfänger 16 eingegeben, um somit einen Befehl zur Auswahl eines Pfades aus der Gesamtheit der mittels der Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefundenen Pfade zu erhalten. Desweiteren kann der Eingabebefehl der Passagiere, wie er an dem Eingabeempfänger 16 eingegeben wird, ein Befehl sein, der zur Auswahl einer Vielzahl von Pfaden der Gesamtheit von durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefundenen Pfade dient. Desweiteren kann der Eingabebefehl der Passagiere, wie er an dem Eingabeempfänger 16 eingegeben wird, verschiedene Bedingungen, wie ein unterer Grenzwert oder ein oberer Grenzwert des Fortführungsmaßes, die gesamte Reisedistanz, die gesamte Reisezeit, und die Straßenmaut, sein, um einen einzelnen Pfad oder eine Vielzahl von Pfaden aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefundenen Pfade auszuwählen. Die Bedingungen zur Auswahl des Pfades können jene Bedingungen, wie die kürzeste gesamte Reisedistanz, die kürzeste gesamte Reisezeit, die allgemeine Straßenbevorzugung oder die Autobahnbevorzugung sein. Wenn es eine Vielzahl von Bedingungen zur Auswahl des Pfades gibt, kann der Vorzug dieser Bedingungen in dem Eingabebefehl durch die Passagiere, wie er an der Eingabeeinheit 16 eingegeben wird, enthalten sein.
Im Nachfolgenden wird die Vorgehensweise, wie sie in der Navigationsvorrichtung 100c für das autonom fahrende Fahrzeug durchgeführt ist, detailliert in Bezugnahme auf das Flussdiagramm aus 9 beschrieben. Wie in 9 dargestellt, wird der Positionskalkulationsvorgang (S21), der Zielfestsetzungsvorgang (S22), der Pfadermittlungsvorgang (S23) und der Berechnungsvorgang zum Berechnen des Fortführungsmaßes (S24) mittels der Navigationsvorrichtung 100c entsprechend der Vorgänge des ersten Ausführungsbeispiels für das autonom fahrende Fahrzeug durchgeführt. In einem Darstellungsvorgang zur Veranschaulichung des Fortführungsmaßes veranschaulicht das Display zur Veranschaulichung des Fortführungsmaßes 15 den Passagieren des Trägerfahrzeugs V das Fortführungsmaß des Pfades, wie es durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechnet worden ist (S25). In einem Eingabeannahmevorgang wird der Eingabebefehl durch die Passagiere des Trägerfahrzeugs V an dem Eingabeempfänger 16 eingegeben (S26). Im Eingabeannahmevorgang kann der Eingabeempfänger 16 den Eingabebefehl der Passagiere des Trägerfahrzeugs V vorab, wie in den zuvor beschriebenen Bedingungen, eingeben, um den Pfad auszuwählen, bevor die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a das Fortführungsmaß berechnet.
In einem Pfadauswählvorgang wählt die Pfadauswähleinrichtung 17 auf Grundlage des Eingabefehls seitens des Eingabeempfängers 16 den Pfad, den das Trägerfahrzeug V abzufahren hat, aus der Gesamtheit der von der Pfadermittlungseinrichtung 13 aufgefundenen Pfade aus (S27). Wenn bspw. ein Eingabebefehl an dem Eingabeempfänger 16 eingegeben wird, um den Pfad mit dem höchsten Fortführungsmaß auszuwählen, wählt die Pfadauswähleinrichtung 17 den Pfad mit dem höchsten Fortführungsmaß aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfade aus. Wenn bspw. desweiteren ein Eingabebefehl zur Auswahl des Pfades mit dem niedrigsten Fortführungsmaß an dem Eingabeempfänger 16 eingegeben wird, wählt die Pfadauswähleinrichtung 17 den Pfad mit dem geringsten Fortführungsmaß aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfade aus. Wenn es weiterhin mehrere Pfade aus der Gesamtheit der mittels der Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelten Pfade gibt, die dem Eingabebefehl der Passagiere nachkommen, wählt die Pfadauswähleinrichtung 17 einen Pfad aus jenen Pfaden aus, die dem Eingabebefehl des Passagiers nachkommen, um somit das Trägerfahrzeug V entlang eines Pfades entlang zu bewegen. Die weiteren Vorgänge sind entsprechend denen des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14a berechnete Wert des Fortführungsmaßes des jeweiligen Pfades den Passagieren des Trägerfahrzeugs V mittels des Displays zur Veranschaulichung des Fortführungsmaßes 15 angezeigt, und der Eingabebefehl der Passagiere des Trägerfahrzeugs V wird über den Eingabeempfänger 16 eingegeben. Auf diese Weise können die Passagiere den Eingabebefehl eingeben, während sie das Fortführungsmaß berücksichtigen können. Desweiteren wählt die Pfadauswähleinrichtung 17 den abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeuges V aus der Gesamtheit von Pfaden, die durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelt wurden, auf Grundlage des Eingabebefehlseingangs an dem Eingabeempfänger 16 aus. Auf diese Weise ist es bei den Bedingungen zur Auswahl des Pfades möglich, den Pfad, den das Trägerfahrzeug V durch autonomes Fahren zu folgen hat, auszuwählen, während der Eingabebefehl durch die Passagiere, die einen Augenmerk auf das Fortführungsmaß haben, durchgeführt wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Nachfolgend wird nun ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden die unterschiedlichen Punkten gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie in 10 veranschaulicht, unterscheidet sich das dritte Ausführungsbeispiel insbesondere durch den Punkt, dass eine Navigationsvorrichtung 100d für das autonom fahrende Fahrzeug gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14b in einer ECU 10d aufweist, die wiederum ähnlich zu der des zweiten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Die Navigationsvorrichtung 100d für das autonom fahrende Fahrzeug führt den Positionskalkulationsvorgang, den Zielfestsetzungsvorgang, den Pfadermittlungsvorgang, den Darstellungsvorgang zur Veranschaulichung des Fortführungsmaßes, den Eingabeannahmevorgang und den Pfadauswählvorgang auf gleiche Weise, wie sie in dem dritten Ausführungsbeispiel vorhanden sind, aus. In dem Berechnungsvorgang zum Berechnen des Fortführungsmaßes führt die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14b innerhalb der ECU 10d den Berechnungsvorgang zum Berechnen des Fortführungsmaßes auf gleiche Weise wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel aus. Die weiteren Vorgänge sind dieselben, wie die des dritten Ausführungsbeispiels. Die Navigationsvorrichtung 100d für das autonom fahrende Fahrzeugs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist sowohl die positiven Effekte des zweiten als auch des dritten Ausführungsbeispiels auf.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Nachfolgend wird ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden insbesondere die unterschiedlichen Punkte gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 11 dargestellt, weist eine Navigationsvorrichtung 100e für das autonom fahrende Fahrzeug gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kommunikationseinheit 8 auf. Desweiteren weist die Navigationsvorrichtung 100e für das autonom fahrende Fahrzeug eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14c innerhalb einer ECU 10e auf.
Die Kommunikationseinheit 8 empfängt Daten von einer Anlage, die an der Straße, in dem Datenverwaltungszentrum, oder ähnlichem angebracht ist, über die drahtlose Verbindung. Beispielsweise sind die Positionen herabfallender Gegenstände, eines blockierenden Fahrzeugs, eines Unfalls, einer Schlechtwetterlage, einer Baustelle oder einer zukünftigen Baustelle, die erst nach dem Datum der Erstellung der Daten in der Kartendatenbank 4 entlang des Pfades geschaffen wird, in dem durch die Kommunikationseinheit 8 erhaltenen Daten enthalten. Die Positionen der herabfallenden Gegenstände, oder ähnlichem, entlang des Pfades werden als Betriebsabbruchpunkte eingestuft. Beispielsweise ist es auch möglich, dass die aktuell vorhandene Form der Straße an der Position der Baustelle, etwa wenn die Baustelle erst nach Erfassung der Daten in der Kartendatenbank 4 umgesetzt wird, von den Formen, wie sie in den in der Kartendatenbank 4 abgespeicherten Daten enthalten sind, abweichen, wodurch diese Position zu einem Betriebsabbruchpunkt wird. Zusätzlich können bspw. die Positionen eines Punktes, an dem eine Unterbrechung der Abgrenzungslinien (Fahrspurmarkierungslinien, gelbe Linien) der Fahrspur der Straße auftreten, eines Punktes, an dem das Verkehrsvolumen höher als in einem zuvor gesetzten Hauptverkehrszeitraum ist, und eines Punktes, an dem die Anzahl an Fußgänger größer als eine vorherbestimmte Anzahl wird, in den durch die Kommunikationseinheit 8 erhaltenen Daten enthalten sein. Die Kommunikationseinheit 8 kann in dem Navigationssystem 5 enthalten sein. Zusätzlich kann die Kartendatenbank 4 die in der Kartendatenbank 4 abgespeicherten Daten, auf Grundlage der durch die Kommunikationseinheit 8 erhaltenen Daten, aktualisieren.
Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14c berechnet das Fortführungsmaß mit Hilfe der Positionen in den durch die Kommunikationseinheit 8 übertragenen Daten als den Betriebsabbruchpunkt, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels. Die weiteren Vorgänge entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14c das Fortführungsmaß auch nach einer Situation berechnen, bei der die Position herabfallender Objekte, oder ähnlichem, nicht in der Kartendatenbank 4 enthalten sind, wobei die Betriebsabbruchpunkte innerhalb der vorliegenden Pfade, wie sie durch die Pfadermittlungseinrichtung 13 ermittelt wurden, festgestellt werden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann zusammen mit dem zweiten Ausführungsbeispiel in das vierte Ausführungsbeispiel integriert werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Desweiteren wird nun nachfolgend ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird lediglich auf Punkte eingegangen, die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden. Wie in 12 dargestellt, weist eine Navigationsvorrichtung 100f für das autonom fahrende Fahrzeug gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Fahrersensor 9 auf. Zudem weist die Navigationsvorrichtung 100f für das autonom fahrende Fahrzeug eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14d in einer ECU 10f auf. Der Fahrersensor 9 weist zumindest einen Sensor aus der Gruppe von Sensoren aus einem Lenksensor, einem Beschleunigungspedalsensor und einem Bremspedalsensor, zusätzlich zu der Ausgestaltung des inneren Sensors 3 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, auf.
Der Lenksensor ist bspw. eine Messeinrichtung, die eine Betätigungsgröße einer Lenkbetätigung durch den Fahrer des Trägerfahrzeugs V am Lenkrad erfasst. Der Lenksensor ist bspw. an einer Lenkwelle des Trägerfahrzeugs V vorgesehen. Zusätzlich kann der Lenksensor auch ein Sensor sein, der erfasst, ob der Fahrer des Trägerfahrzeugs V das Lenkrad greift, oder nicht, oder ein Sensor sein, der eine durch den Fahrer aufgebrachte Greifkraft am Lenkrad misst.
Der Beschleunigungspedalsensor ist eine Messeinrichtung, die bspw. eine Größe eines Herunterdrückens des Beschleunigungspedals misst. Die Herunterdrückgröße des Beschleunigungspedals ist bspw. eine Position des Beschleunigungspedals (Pedalposition), unter Bezugnahme der Position der vorbestimmten Position als Referenz. Die vorbestimmte Position kann eine feste Position sein oder eine Position sein, die mittels eines vorbestimmten Parameters veränderbar ist. Der Beschleunigungspedalsensor ist bspw. an einem Wellenabschnitt des Beschleunigungspedals des Trägerfahrzeugs V vorgesehen.
Der Bremspedalsensor ist eine Messeinrichtung, die bspw. eine Größe des Herunterdrückens des Bremspedals erfasst. Die Herunterdrückgröße des Bremspedals ist bspw. eine Position des Bremspedals (Pedalposition), wobei wiederum die Position einer vorbestimmten Position als Referenz dient. Die vorbestimmte Position kann eine feste Position oder eine Position sein, die durch einen vorbestimmten Parameter veränderbar ist. Der Bremspedalsensor ist bspw. an einem Wellenabschnitt des Bremspedals des Trägerfahrzeugs V vorgesehen. Der Bremspedalsensor kann eine Betätigungskraft des Bremspedals (wie eine Kraft zum Herunterdrücken, die an dem Bremspedal anliegt oder ein Druck eines Geberzylinders) erfassen. Der Lenksensor, der Beschleunigungspedalsensor und der Bremspedalsensor geben die erfassten Daten an die ECU 10f aus.
Der Fahrersensor 9 kann auch einen Sensor umfassen, der eine Veränderung der Körperhaltung, des Pulses und der Gehirnströme des Fahrers des Trägerfahrzeugs V erfasst.
Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14d verursacht, dass die Position, an der die Anzahl der Zeitintervalle, bei denen die Betätigungsgröße der Lenkbetätigung oder die Größe der Änderung der Körperhaltung des Fahrers des Trägerfahrzeugs V seitens des Fahrersensors 9 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der wiederum gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, in der Kartendatenbank 4 als der Betriebsabbruchpunkt, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, abgespeichert wird. Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes 14d kann bspw. eine Position mittels der kabellosen Verbindung erhalten, an der die Anzahl der Zeitintervalle, bei denen die Betriebsgröße der Lenkbetätigung durch den Fahrer eines anderen Fahrzeugs, oder ähnlichem, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, der wiederum gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, und kann verursachen, dass die Position in der Kartendatenbank 4 als der Betriebsabbruchpunkt abgespeichert wird. Zusätzlich, wenn die Betriebsgröße der Lenkradbetätigung, wie sie durch den Fahrersensor 9 gemessen wird, gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, kann die Steuereinrichtung 19, wenn das Trägerfahrzeug V gezwungen ist, sich durch autonomes Fahren fortzubewegen, den Fahrmodus von dem autonomen Fahren in das manuelle Fahren umschalten.
Die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsgrades 14b berechnet den Fortführungsgrad, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, anhand der Position als der Betriebsabbruchspunkt, wobei die Anzahl der Zeitintervalle, bei denen die Betriebsgrößen der Lenkbetätigung oder ähnlichem, die durch den Fahrer des Trägerfahrzeugs V aufgebracht und mittels des Fahrersensors 9 erfasst wurden, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist. Weitere Vorgänge entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Fortführungsmaß auf Grundlage jener Position berechnet, an der es für den Fahrer des Trägerfahrzeugs V notwendig wird, sich für den manuellen Fahrbetrieb sowie die Häufigkeit der manuellen Fahrbetriebe vorzubereiten. Dadurch kann anhand des Fortführungsmaßes, entsprechend der Situation, ein realistischer Pfad berechnet werden. Die vorliegende Erfindung kann in einer Kombination des zweiten Ausführungsbeispiels mit dem fünften Ausführungsbeispiel umgesetzt werden.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind zuvor beschrieben. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und in zahlreichen weiteren, verschiedenen Ausführungen ausgestaltet sein kann. Beispielsweise kann in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Teil der Funktionen der ECUs 10a bis 10f durch einen Computer in einer Anlage, wie einem Datenerfassungszentrum/Datenverwaltungszentrum, das fähig ist, mit dem Trägerfahrzeug V zu kommunizieren, ausgeführt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-253956 A [0003]

Claims

Navigationsvorrichtung für ein autonom fahrendes Fahrzeug, die vorbereitet ist einen Pfad für ein autonom fahrendes Trägerfahrzeug auszuwählen, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Positionskalkulationseinrichtung, die zum Kalkulieren einer Position des Trägerfahrzeugs ausgestaltet ist; eine Zielfestsetzungseinrichtung, die zum Festsetzen eines Ziels des Trägerfahrzeugs ausgestaltet ist; eine Pfadermittlungseinrichtung, die zum Ermitteln eines abzufahrenden Pfades für das Trägerfahrzeug auf Grundlage der durch die Positionskalkulationseinrichtung kalkulierten Position und des durch die Zielfestsetzungseinrichtung festgelegten Ziels ausgestaltet ist; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Fortführungsmaßes, die ausgestaltet ist, ein Maß zum Fortführen des autonomen Fahrens entlang des durch die Pfadermittlungseinrichtung festgelegten Pfades zu berechnen; und eine Pfadauswähleinrichtung, die ausgestaltet ist, aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade auf Grundlage des durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes berechneten Fortführungsmaßes den abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeugs auszuwählen.
Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes so ausgestaltet ist, dass sie das Fortführungsmaß auf Grundlage einer Dichte von mehreren Betriebsabbruchpunkten, bei denen die Fortführung des autonomen Fahrens entlang der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade schwierig wird, berechnet.
Navigationsvorrichtung für das autonom fahrende Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, welche weiterhin aufweist: ein Display zur Darstellung des Fortführungsmaßes, das ausgestaltet ist, das Fortführungsmaß des durch die Berechnungseinrichtung zum Berechnen des Fortführungsmaßes errechneten Pfades Passagieren des Trägerfahrzeugs darzustellen; und einen Eingabeempfänger, an der ein Eingabebefehl durch die Passagiere des Trägerfahrzeugs eingegeben wird, wobei die Pfadauswähleinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den abzufahrenden Pfad des Trägerfahrzeugs aus der Gesamtheit der durch die Pfadermittlungseinrichtung ermittelten Pfade auf Grundlage des an dem Eingabeempfänger eingegebenen Eingabebefehls auswählt.