DE102017200768A1

DE102017200768A1 - Fahrsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102017200768A1
Application number: DE102017200768.0A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Watanabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: US20170247029A1; JP6323473B2; US10384676B2; DE102017200768B4; JP2017151764A

Abstract

Eine Fahrsteuervorrichtung umfasst: eine Transformationseinheit, welche ausgestaltet ist, die Spur und ein Objekt auf ein Spurkoordinatensystem zu projizieren, in welchem eine Mittellinie der Spur eine erste Koordinatenachse ist und eine zu der ersten Koordinatenachse orthogonale Achse eine zweite Koordinatenachse ist, indem eine Koordinatentransformation basierend auf der Form der Spur und der Position des Objekts in dem Ebenenkoordinatensystem durchgeführt wird; eine Bereichsberechnungseinheit, welche ausgestaltet ist, einen fahrbaren Bereich in dem Spurkoordinatensystem zu berechnen, in welchem das Fahrzeug fahren kann; eine Fahrbahnerzeugungseinheit, welche ausgestaltet ist, ein inverse Transformation der Koordinatentransformation von der Transformationseinheit basierend auf dem fahrbaren Bereich durchzuführen und eine Fahrbahn des Fahrzeugs in dem Ebenenkoordinatensystem zu erzeugen; und eine Steuereinheit, welche ausgestaltet ist, eine Lenksteuerung an dem Fahrzeug durchzuführen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist auf der am 25. Februar 2016 beim japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-034141 basiert, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch Bezugnahme Bestandteil hiervon ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrsteuervorrichtung.
STAND DER TECHNIK
In dem japanischen Patent Nr. 4211794 ist eine Vorrichtung offenbart, welche ausgestaltet ist, eine Fahrbahn zu erzeugen, die einen Kontakt mit einem um das Fahrzeug herum befindlichen Objekt vermeidet. Diese Vorrichtung bewegt sequentiell jede Position des Fahrzeugs und des Objekts, welches sich um das Fahrzeug herum befindet, in Mikroschritten (z. B. 0,1 bis 0,5 Sekunden) und berechnet einen Grad einer Beeinträchtigung zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt für jeden Mikroschritt. Die Vorrichtung ermittelt die Fahrbahn des Fahrzeugs basierend auf einem Ergebnis einer Auswertung.
ZUSAMMENFASSUNG
Die in dem japanischen Patent Nr. 4211794 offenbarte Vorrichtung muss jedoch jede Position des Fahrzeugs und des um das Fahrzeug herum befindlichen Objekts in Mikroschritten bewegen, um den zukünftigen Grad einer Beeinträchtigung zu berechnen. Deshalb kann die in dem japanischen Patent Nr. 4211794 offenbarte Vorrichtung eine Berechnungsmenge zum Herleiten einer Fahrbahn, welche den Kontakt mit dem Objekt um das Fahrzeug herum vermeidet, immens erhöhen.
Auf diesem technischen Gebiet ist es wünschenswert, eine Berechnungsmenge zum Herleiten einer Fahrbahn, welche den Kontakt mit dem um das Fahrzeug herum befindlichen Objekt vermeidet, zu reduzieren.
Eine Fahrsteuervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Spurpositionserkennungseinheit, welche ausgestaltet ist, Positionen von Spurgrenzlinien einer Spur, in welcher ein Fahrzeug fährt, vor einem Fahrzeug in einem Ebenenkoordinatensystem zu erkennen; eine Fahrpositionserkennungseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Fahrposition des Fahrzeugs in der Spur in dem Ebenenkoordinatensystem zu erkennen; eine Objektpositionserkennungseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Position eines Objekts, welches um das Fahrzeug herum vorhanden ist, in dem Ebenenkoordinatensystem zu erkennen; eine Transformationseinheit, welche ausgestaltet ist, die Spurgrenzlinien und das Objekt, welche in dem Ebenenkoordinatensystem erkannt sind, auf ein Spurkoordinatensystem zu projizieren, in welchem eine Mittellinie der Spur eine erste Koordinatenachse ist und eine zu der ersten Koordinatenachse orthogonale Achse eine zweite Koordinatenachse ist, indem sie eine Koordinatentransformation durchführt; eine Bereichsberechnungseinheit, welche ausgestaltet ist, einen (be-)fahrbaren Bereich, in welchem das Fahrzeug fahren kann, in dem Spurkoordinatensystem basierend auf den Spurgrenzlinien und dem Objekt in dem Spurkoordinatensystem zu berechnen; eine Fahrbahnerzeugungseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Fahrbahn des Fahrzeugs in dem Ebenenkoordinatensystem basierend auf dem fahrbaren Bereich und der Fahrposition zu erzeugen; und eine Steuereinheit, welche ausgestaltet ist, eine Lenksteuerung an dem Fahrzeug basierend auf der Fahrbahn durchzuführen.
Bei dieser Fahrsteuervorrichtung werden die Spurgrenzlinie und das um das Fahrzeug herum befindliche Objekt von der Transformationseinheit in das Spurkoordinatensystem transformiert, in welchem die Spurmittellinie die erste Koordinatenachse ist und die zu der ersten Koordinatenachse orthogonale Achse die zweite Koordinatenachse ist. Üblicherweise bewegt sich das Fahrzeug relativ zu der Mittellinie der Spur anstatt sich unabhängig von der Mittellinie der Spur zu bewegen. Die Fahrsteuervorrichtung kann nur die relative Bewegung des Fahrzeugs und des Objekts in Bezug auf die Mittellinie der Spur durch Projizieren der Spurgrenzlinien und des Objekts auf das Spurkoordinatensystem ausdrücken. In dem Spurkoordinatensystem wird die Bewegung des Fahrzeugs und des Objekts verglichen mit dem zweiachsigen orthogonalen Koordinatensystem vor der Transformation vereinfacht. Deshalb kann die Fahrsteuervorrichtung eine Verifikation des Kontakts zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt in dem Spurkoordinatensystem unter Verwendung einer einfachen Gleichung verwirklichen. Dementsprechend kann die Fahrsteuervorrichtung den fahrbaren Bereich, in welchem das Fahrzeug fahren kann, mit einer kleinen Berechnungsmenge berechnen, verglichen mit einem Fall eines Durchführens einer Beeinträchtigungsermittlung durch sequentielles Bewegen der Positionen sowohl des Fahrzeugs als auch des Objekts in Mikroschritten. Deshalb kann die Fahrsteuervorrichtung die Berechnungsmenge zum Herleiten der Fahrbahn, welche den Kontakt mit dem um das Fahrzeug herum befindlichen Objekt vermeidet, reduzieren.
Die Fahrsteuervorrichtung kann ferner umfassen: eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu detektieren; eine Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Geschwindigkeit des Objekts zu detektieren; und eine Positionskorrektureinheit, welche ausgestaltet ist, die Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem, welche von der Transformationseinheit projiziert wird, basierend auf der Position und Geschwindigkeit des Objekts in dem Spurkoordinatensystem und der Fahrposition und Geschwindigkeit des Fahrzeugs in dem Spurkoordinatensystem zu einer zeitlichen (temporalen/temporären) Position zu korrigieren, welche eine Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem zu einer Zeit ist, wenn das Fahrzeug das Objekt überholt/einholt. Die Bereichsberechnungseinheit kann ausgestaltet sein, den fahrbaren Bereich basierend auf der zeitlichen Position des Objekts zu berechnen.
In einem Fall dieser Ausgestaltung wird die Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem zu der Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem zu der Zeit, wenn das Fahrzeug das Objekt einholt/überholt (die Position ist eine zeitliche Position/temporäre Position), korrigiert. Deshalb kann die Fahrsteuervorrichtung das sich bewegende Objekt in dem Koordinatensystem vor der Transformation als ein stationäres Objekt in dem Spurkoordinatensystem zu der Zeit, wenn das Fahrzeug das Objekt einholt/überholt behandeln. Dementsprechend kann die Fahrsteuervorrichtung einfach die Position ermitteln, die das Objekt vermeidet, selbst wenn die Umgebung um das Fahrzeug herum sich mit einem Verstreichen der Zeit wegen der Bewegung des Objekts ändert.
Die Fahrsteuervorrichtung kann ferner eine Enger-Bereich-Ermittlungseinheit umfassen, welche ausgestaltet ist zu ermitteln, ob der fahrbare Bereich, welcher basierend auf der zeitlichen Position des Objekts berechnet wird, einen engen Bereich beinhaltet oder nicht, in welchem eine Breite in der Richtung der zweiten Koordinatenachse gleich zu oder kleiner als ein Breitengrenzwert ist. Die Bereichsberechnungseinheit kann ausgestaltet sein, den fahrbaren Bereich erneut zu berechnen, während das Objekt ausgenommen wird, wenn die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit ermittelt, dass der fahrbare Bereich den engen Bereich enthält. Die Steuereinheit kann ausgestaltet sein, eine Geschwindigkeitssteuerung durchzuführen, um dem ausgenommenen Objekt zu folgen.
In einem Fall, in welchem das Objekt als das stationäre Objekt behandelt wird, wird zum Beispiel das Objekt als das stationäre Objekt behandelt, selbst wenn das Objekt ein anderes Fahrzeug ist, welches die Spur zu der Frontrichtung des Fahrzeugs ändert. Dementsprechend schließt, wenn die Koordinatentransformation bei dieser Spuränderungsszene durchgeführt wird, ein anderes Fahrzeug, das in dem Spurkoordinatensystem als stationär behandelt wird, die Spur vor dem Fahrzeug. In diesem Fall wird der fahrbare Bereich für das Fahrzeug extrem eng in der Fahrtrichtung oder kann in der Mitte der Straße abgeschnitten sein. Deshalb ist es nicht möglich, die Fahrbahn zu erzeugen. Wenn das Objekt als ein stationäres Objekt in dem Spurkoordinatensystem behandelt wird und wenn der fahrbare Bereich den engen Bereich in dem Spurkoordinatensystem beinhaltet, behandelt die Fahrsteuervorrichtung das Objekt nicht als das stationäre Objekt, sondern behandelt es als ein vorausfahrendes Fahrzeug, welchem von dem Fahrzeug gefolgt werden soll. Deshalb berechnet die Fahrsteuervorrichtung den fahrbaren Bereich erneut in dem Spurkoordinatensystem, während das Objekt, welches als das vorausfahrende Fahrzeug behandelt wird, ausgenommen wird. Deshalb ist es möglich, selbst wenn das Objekt wie beispielsweise ein anderes Fahrzeug, welches die Spur vor dem Fahrzeug wechselt, vorhanden ist, den fahrbaren Bereich in dem Spurkoordinatensystem zu berechnen. Ferner wird die Geschwindigkeitssteuerung von der Steuereinheit mit dem ausgenommenen Objekt als dem gefolgten Objekt durchgeführt. Deshalb kann die Fahrsteuervorrichtung sicher den Kontakt des Fahrzeugs und des Objekts vermeiden.
In der Fahrsteuervorrichtung kann die Positionskorrektureinheit ausgestaltet sein, eine Verarbeitung durchzuführen, um die Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem zu der zeitlichen Position zu korrigieren, wenn Positionen und Geschwindigkeiten von jedem einer Vielzahl von Objekten detektiert werden. Die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit kann ermitteln, ob der fahrbare Bereich, welcher basierend auf den zeitlichen Positionen der Vielzahl von Objekten berechnet wird, den engen Bereich beinhaltet oder nicht. Die Bereichsberechnungseinheit kann ausgestaltet sein, den fahrbaren Bereich erneut basierend auf dem verbleibenden Objekt nach einem Ausnehmen des Objekts, welches die höchste Geschwindigkeit unter der Vielzahl von Objekten hat, die den engen Bereich bilden, zu berechnen, wenn die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit feststellt, dass der fahrbare Bereich den engen Bereich beinhaltet. Die Steuereinheit kann ausgestaltet sein, die Geschwindigkeitssteuerung durchzuführen, dem ausgenommenen Objekt, welches die höchste Geschwindigkeit hat, zu folgen.
Wenn das Objekt in dem Spurkoordinatensystem als ein stationäres Objekt behandelt wird und wenn eine Vielzahl von Objekten vorhanden ist und die Spur vor dem Fahrzeug durch die Objekte verschlossen wird, behandelt die Fahrsteuervorrichtung das Objekt, welches die höchste Geschwindigkeit hat, als ein vorausfahrendes Fahrzeug und kann dann den fahrbaren Bereich erneut basierend auf der Position des anderen verbleibenden Objekts berechnen. Durch Auswählen des vorausfahrenden Fahrzeugs wie oben beschrieben kann die Fahrsteuervorrichtung das Fahrzeug veranlassen, mit einem Fahren nahe an dem üblichen Fahren wie beispielsweise dem Fahren mit Behandeln eines Objekts, welches die höchste Geschwindigkeit hat, als einem vorausfahrenden Fahrzeug zu reisen, während die Kollision mit einem Objekt, welches eine niedrige Geschwindigkeit hat, vermieden wird.
Gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Berechnungsmenge zum Herleiten der Fahrbahn, welche den Kontakt mit dem um das Fahrzeug herum befindlichen Objekt vermeidet, zu reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs beschreibt, das eine Fahrsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst.
2 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel eines Ebenenkoordinatensystems und eines Spurkoordinatensystems beschreibt.
3 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel einer Position einer Spurgrenzlinie und einer Position des Objekts in dem Ebenenkoordinatensystem beschreibt.
4 ist eine Darstellung, welche die Spurgrenzlinie, das Objekt und einen fahrbaren Bereich, welche in dem basierend auf 3 transformierten Spurkoordinatensystem angegeben sind, beschreibt.
5 ist eine Darstellung, welche den fahrbaren Bereich in 3 beschreibt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung gemäß 1 darstellt.
7A und 7B sind Darstellungen, welche eine Kontaktermittlung, die in einem XY-Ebenen-Koordinatensystem durchgeführt wird, beschreiben.
8A und 8B sind Darstellungen, welche die Kontaktermittlung durch die Fahrsteuervorrichtung bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschreiben.
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs, welches eine Fahrsteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst, beschreibt.
10 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel einer Position einer Spurgrenzlinie und einer Position des Objekts in dem Ebenenkoordinatensystem beschreibt.
11A bis 11C sind Darstellungen, welche eine Korrektur einer zeitlichen Position des Objekts und einen fahrbaren Bereich, welche in dem basierend auf 10 transformatierten Spurkoordinatensystem angegeben sind, beschreiben.
12 ist eine Darstellung, welche den fahrbaren Bereich in 10 beschreibt.
13 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung von 9 darstellt.
14A bis 14C sind Darstellungen, welche ein anderes Beispiel der Korrektur des Objekts zu der zeitlichen Position in dem Spurkoordinatensystem beschreiben.
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs beschreibt, das eine Fahrsteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel umfasst.
16A bis 16C sind Darstellungen, welche einen fahrbaren Bereich in dem Spurkoordinatensystem beschreiben, der einen engen Bereich umfasst.
17 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung von 15 darstellt.
18 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs beschreibt, das eine Fahrsteuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel umfasst.
19 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel von Spurgrenzlinien und Positionen der Objekte in dem Ebenenkoordinatensystem beschreibt.
20A bis 20C sind Darstellungen, welche den fahrbaren Bereich, der den engen Bereich umfasst, in dem Spurkoordinatensystem beschreiben.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen oder entsprechenden Elementen gegeben werden, und die Beschreibungen davon werden nicht wiederholt werden.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs 2, das eine Fahrsteuervorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst, beschreibt. Wie in 1 dargestellt, ist die Fahrsteuervorrichtung 1 an dem Fahrzeug 2 wie beispielsweise einem Personenkraftwagen montiert. Die Fahrsteuervorrichtung 1 erzeugt eine Zielfahrbahn, wie unten beschrieben. Die Fahrsteuervorrichtung 1 führt eine Fahrsteuerung des Fahrzeugs 2 basierend auf der Zielfahrbahn durch. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel bedeutet die Fahrsteuerung eine Lenksteuerung (Lenkungssteuerung).
Als Erstes wird ein Grundprinzip der Fahrsteuervorrichtung 1 beschrieben werden. Die Fahrsteuervorrichtung 1 hat eine Funktion eines Durchführens einer Koordinatentransformation, sodass eine Position eines Objekts und eine Position einer Spurgrenzlinie, die in dem üblichen Ebenenkoordinatensystem angegeben sind, in einem von dem üblichen Ebenenkoordinatensystem unterschiedlichen Koordinatensystem (Spurkoordinatensystem) angegeben werden, und eine Funktion eines Erzeugens einer Zielfahrbahn. Das Ebenenkoordinatensystem ist ein Koordinatensystem, welches zwar Achsen hat, die orthogonal zueinander sind, mit der Position des Fahrzeugs 2 oder einem vorbestimmten Punkt abgesehen von der Position des Fahrzeugs 2 als einem Ursprung. Die zwei zueinander orthogonalen Achsen sind Koordinatenachsen zum Ausdrücken der Positionen in der Ebene, in welcher das Fahrzeug 2 fährt. Das Ebenenkoordinatensystem kann ein Koordinatensystem sein, das an das Fahrzeug 2 fixiert ist, während die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 die Y-Achse ist und die seitliche Richtung des Fahrzeugs 2 die X-Achse ist, oder es kann ein Koordinatensystem sein, bei welchem die XY-Achsen an einer Straße fixiert sind. Das Spurkoordinatensystem ist ein Koordinatensystem, welches mit einer Form der Spur assoziiert ist. Insbesondere ist das Spurkoordinatensystem ein Koordinatensystem, in welchem eine Mittellinie der Spur eine erste Koordinatenachse ist und eine zu der ersten Koordinatenachse orthogonale Achse eine zweite Koordinatenachse ist.
2 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel des Ebenenkoordinatensystems und des Spurkoordinatensystems beschreibt. In 2 ist ein Ebenenkoordinatensystem, welches an der Straße fixiert ist und XY-Achsen hat, als ein Bespiel des Ebenenkoordinatensystems dargestellt. Nachstehend wird das Ebenenkoordinatensystem als ein XY-Ebenen-Koordinatensystem bezeichnet werden. Das Fahrzeug 2 fährt auf einer durch eine Spurgrenzlinie 100 und eine Spurgrenzlinie 101 abgegrenzten Straße. Die Straße hat zwei Spuren einer Spur 104, welche durch die Spurgrenzlinie 101 und eine Spurgrenzlinie 103 abgegrenzt ist, und einer Spur 105, welche durch die Spurgrenzlinie 100 und eine Spurgrenzlinie 103 abgegrenzt ist. Die Spurgrenzlinie ist eine Linie, welche die Spur abgrenzt. Das Fahrzeug 2 fährt in der Spur 104. In dem Spurkoordinatensystem ist eine Richtung entlang einer Mittelpunktlinie der Spur 104 eine erste Koordinatenachse X' und eine zu der ersten Koordinatenachse X' orthogonale Achse ist eine zweite Koordinatenachse Y'. Die Fahrsteuervorrichtung 1 projiziert die Spurgrenzlinien 101 und 103 und ein detektiertes Objekt auf das Spurkoordinatensystem und drückt dann nur die relative Bewegung des Fahrzeugs 2 und des Objekts in Bezug auf die Mittellinie der Spur 104 aus, wie unten beschrieben. In dem Spurkoordinatensystem wird die Bewegung des Fahrzeugs 2 und des Objekts verglichen zu derjenigen in dem orthogonalen Zwei-Achsen-Koordinatensystem vor der Koordinatentransformation vereinfacht.
Das Fahrzeug 2 umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU) 3, einen externen Sensor (Außensensor) 31 und einen Lenkaktuator 41. Die ECU 3 ist eine elektronische Steuereinheit, welche eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriffs-Speicher (RAM) und Ähnliches umfasst. Die ECU 3 kann durch eine Vielzahl von ECUs ausgebildet sein. Die ECU 3 ist mit dem externen Sensor 31 und dem Lenkaktuator 41 über ein Netzwerk verbunden, welches unter Verwendung eines Controller-Area-Network(CAN)-Kommunikationsstromkreises kommuniziert, und führt eine beidseitige Kommunikation durch.
Der externe Sensor 31 ist eine Detektionseinrichtung, welche eine Situation um das Fahrzeug 2 herum detektiert. Der externe Sensor 31 umfasst eine Kamera, Radar und eine Laserabbildungsdetektion und -entfernungsmessung (LIDAR).
Die Kamera bildet die externe Situation des Fahrzeugs 2 ab. Die Kamera ist zum Beispiel an der Innenseite einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 2 vorgesehen. Die Kamera überträgt Bildinformationen bezüglich der externen Situation des Fahrzeugs 2 an die ECU 3 als ein Ergebnis einer Detektion. Umgebungen an der Straße wie beispielsweise die Spurgrenzlinien 100 bis 103 und Informationen über das Objekt können in den Bildinformationen von der Kamera enthalten sein. Die Objekte sind stationäre Objekte wie beispielsweise eine Wand, ein fallendes/gefallenes Objekt oder Ähnliches an/auf der Straße und sich bewegende Objekte wie beispielsweise ein Fußgänger oder ein anderes Fahrzeug. Die Kamera kann eine monokulare Kamera oder eine Stereokamera sein. Die Stereokamera hat zwei Abbildungseinheiten, die so angeordnet sind, dass sie eine binokulare Parallaxe wieder erzeugen. Die Abbildungsinformationen von der Stereokamera umfassen Informationen in der Tiefenrichtung.
Der Radar detektiert die Objekte um das Fahrzeug 2 herum und die Umgebungen an der Straße wie beispielsweise die Spurgrenzlinien 100 bis 103 unter Verwendung einer Radiowelle (z. B. einer Millimeterwelle). Der Radar misst einen Abstand zu einem Reflektionspunkt (Detektionspunkt) durch Übertragen der Radiowelle zu den Umgebungen des Fahrzeugs 2 und Empfangen der von dem Objekt reflektierten Welle und detektiert dann das Hindernis und die Umgebung an der Straße. Der Radar überträgt das Ergebnis einer Detektion an die ECU 3.
Das LIDAR detektiert das um das Fahrzeug 2 herum befindliche Objekt und die Umgebung an/auf der Straße wie beispielsweise die Spurgrenzlinien 100 bis 103 unter Verwendung von Licht. Das LIDAR misst den Abstand zu dem Reflektionspunkt (Detektionspunkt) durch Übertragen der Radiowelle zu den Umgebungen des Fahrzeugs 2 und Empfangen der an dem Objekt reflektierten Welle und detektiert dann das Hindernis und die Umgebung an der Straße. Das LIDAR überträgt das Ergebnis einer Detektion an die ECU 3.
Die ECU 3 ist eine Hardware, welche die Fahrsteuervorrichtung 1 ausbildet und umfasst eine Spurpositionserkennungseinheit 11, eine Fahrpositionserkennungseinheit 12, eine Objektpositionserkennungseinheit 13, eine Transformationseinheit 14, eine Erster-Bereich-Berechnungseinheit (Bereichsberechnungseinheit) 15, eine Fahrbahnerzeugungseinheit 16 und eine Steuereinheit 17 als die Funktionen. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung 1 umfasst die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12, die Objektpositionserkennungseinheit 13, die Transformationseinheit 14, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15, die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 und die Steuereinheit 17.
Die Spurpositionserkennungseinheit 11 erkennt Positionen der Spurgrenzlinien 101 und 103 vordem Fahrzeug auf der Spur 104, auf welcher das Fahrzeug 2 fährt, in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem. Die Frontrichtung (vordere Richtung) des Fahrzeugs 2 bedeutet die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2. Erkennen der Position bedeutet Erwerben der Koordinatenposition. In einem Fall des Koordinatensystems, bei welchem die XY-Achsen an der Straße fixiert sind, wird die Position (die Länge und die Höhe) des Fahrzeugs 2 benötigt, um die Position der Spurgrenzlinie in diesem Koordinatensystem zu erkennen. Die oben beschriebene Position des Fahrzeugs 2 kann durch Verwendung eines bekannten Verfahrens wie beispielsweise eines globalen Positionierungssystems (GPS) erworben werden, wie unten beschrieben werden wird.
Die Spurpositionserkennungseinheit 11 erkennt die Positionen der Spurgrenzlinien 101 und 103 basierend auf dem Ergebnis einer Detektion unter Verwendung des externen Sensors 31. Als ein spezifisches Beispiel erkennt die Spurpositionserkennungseinheit 11 die Positionen der Spurgrenzlinien 101 und 103 in der XY-Ebene unter Verwendung einer Funktion (sogenannte Sensor-Fusions-Funktion) eines Kombinierens der Bildinformationen von der Kamera, der Objektinformationen von dem Radar und der Objektinformationen von dem LIDAR. Die Spurpositionserkennungseinheit 11 kann die Koordinatenpositionen der Gesamtheit der als die Spurgrenzlinien 101 und 103 detektierten Detektionspunkte erwerben oder kann einen repräsentativen Punkt abtasten.
3 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel der Positionen der Spurgrenzlinien 101 und 103 und der Position des Objekts in dem XY-Ebenen-Koordinatensystems beschreibt. In 3 wird die Beschreibung unter einer Annahme gemacht, dass die XY-Achsen an der Straße fixiert sind. Wie in 3 dargestellt, kann die Spurpositionserkennungseinheit 11 die Positionen der Spurgrenzlinien 101 und 103 in der XY-Ebene erkennen und die Ergebnisse in der XY-Ebene darstellen. Die Spurpositionserkennungseinheit 11 erkennt ebenfalls eine Position einer Spurmittellinie K, eine Spurbreite, eine Krümmung (eine Form der Spur) durch Erkennen der Positionen der Spurgrenzlinien 101 und 103. Die Spurmittellinie K ist eine virtuelle Linie, welche durch Mittelpunkte (Punkte C1 bis C6 in 3) in der Spurbreitenrichtung verläuft. Die Spurpositionserkennungseinheit 11 kann die Spurmittellinie K als eine Linie erkennen, auf welcher die Mittelpunkte C1 bis C6 in der Spurbreitenrichtung diskret in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 2 ausgerichtet sind.
Die Fahrpositionserkennungseinheit 12 erkennt die Fahrposition des Fahrzeugs 2 in der Spur 104, in welcher das Fahrzeug 2 fährt, in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem. Erkennen der Fahrposition bedeutet Erwerben der Koordinatenposition. Die Fahrposition bedeutet eine seitliche Position des Fahrzeugs 2 in der Spur. Wie in 3 als ein Beispiel dargestellt, ist eine Fahrposition eine Schwerpunktslage (Schwerpunktsposition) 2a des Fahrzeugs 2 mit der Spurmittellinie K als einer Referenz. Wenn das XY-Ebenen-Koordinatensystem das an dem Fahrzeug 2 fixierte Koordinatensystem ist, erkennt die Fahrpositionserkennungseinheit 12 die Fahrposition des Fahrzeugs 2 in der Spur basierend auf dem Ergebnis einer Detektion durch den externen Sensor 31 in ähnlicher Weise zu dem Fall der Spurpositionserkennungseinheit 11. Wenn das XY-Ebenen-Koordinatensystem das an der Straße fixierte Koordinatensystem ist, erkennt die Fahrpositionserkennungseinheit 12 die Fahrposition des Fahrzeugs 2 auf der Straße unter Verwendung des bekannten Verfahrens wie beispielsweise des GPS.
Die Objektpositionserkennungseinheit 13 erkennt die Position des Objekts, welches um das Fahrzeug 2 herum vorhanden ist, in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem. Die Objektpositionserkennungseinheit 13 erkennt die Position des Objekts basierend auf dem Ergebnis einer Detektion durch den externen Sensor 31. Das heißt, Positionen um das Fahrzeug 2 herum sind Detektionsbereiche des externen Sensors (Außensensors) 31. Ein spezifisches Beispiel der Position um das Fahrzeug 2 herum ist bis zu ungefähr mehreren Kilometern von dem Fahrzeug 2 als einem Startpunkt. Erkennen einer Position ist Erwerben einer Koordinatenposition. Die Objektpositionserkennungseinheit 13 kann die Koordinatenposition von all den als die Objekte detektierten Detektionspunkten erwerben oder kann einen repräsentativen Punkt abtasten. In 3 wird ein Objekt 200 durch den externen Sensor 31 auf der vorderen rechten Seite des Fahrzeugs 2 detektiert. Wie in 3 dargestellt, erwirbt die Objektpositionserkennungseinheit 13 die Positionen von Endpunkten p₁ bis p₄ des Objekts 200 als repräsentative Punkte der Position des Objekts 200. Eine Vielzahl von Koordinatenpositionen an den Endpunkten p₁ bis p₄ bei dem Objekt 200 drücken eine Form des Objekts 200 in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem aus.
Die Transformationseinheit 14 projiziert die Spurgrenzlinien 101 und 103 und das Objekt 200, welche in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem erkannt werden, auf das Spurkoordinatensystem durch Durchführen der Koordinatentransformation. Wie in 3 dargestellt, definiert die Transformationseinheit 14 Schnittpunkte Q₁ bis Q₄ durch Ziehen/Zeichnen entsprechender orthogonaler Linien von den Endpunkten p₁ bis p₄ des Objekts 200 zu der Spurmittellinie K. Die Transformationseinheit 14 definiert einen Schnittpunkt Q₀ durch Ziehen/Zeichnen einer orthogonalen Linie von der Schwerpunktlage 2a des Fahrzeugs 2 zu der Spurmittellinie K. Die Transformationseinheit 14 berechnet Abstände auf dem Weg L₁ bis L₄ von dem Schnittpunkt Q₀ zu den jeweiligen Schnittpunkten Q₁ bis Q₄ auf der Spurmittellinie K. Die Transformationseinheit 14 berechnet die Abstände L₁ bis L₄ auf dem Weg unter Verwendung einer Krümmungsfunktion. Alternativ kann die Transformationseinheit 14 die Abstände unter einer Annahme berechnen, dass die Linie zwischen den Schnittpunkten eine gerade Linie ist. Die Transformationseinheit 14 berechnet jeden von einem Abstand Of₁ von dem Schnittpunkt Q₁ zu dem Endpunkt p₁, einem Abstand Of₂ von dem Schnittpunkt Q₂ zu dem Endpunkt p₂, einem Abstand Of₃ von dem Schnittpunkt Q₃ zu dem Endpunkt p₃ und einem Abstand Of₄ von dem Schnittpunkt Q₄ zu dem Endpunkt p₄. Wie oben beschrieben transformiert die Transformationseinheit 14 die Koordinatenwerte der Endpunkte p₁ bis p₄ des Objekts 200 zu den jeweiligen Koordinatenwerten (L₁, Of₁), (L₂, Of₂), (L₃, Of₃), (L₄, Of₄).
4 ist eine Darstellung, welche die Spurgrenzlinien 101 und 103, das Objekt 200 und den ersten fahrbaren Bereich R1 beschreibt, die in dem basierend auf 3 transformierten Spurkoordinatensystem angegeben sind. Wie in 4 dargestellt, hat das Spurkoordinatensystem eine Ursprungskoordinate, wo die seitliche Position des Fahrzeugs 2 0 ist. Eine Richtung einer ersten Koordinatenachse X' ist eine Richtung der Spurrichtung, die sich entlang der Mittelpunktlinie in der Spur 104 erstreckt. Ein positiver Wert bedeutet die vordere Richtung (Frontrichtung) des Fahrzeugs 2 und ein negativer Wert bedeutet die Heckrichtung (rückwärtige Richtung) des Fahrzeugs 2. Eine Richtung einer zweiten Koordinatenachse Y' ist eine zu der ersten Koordinatenachse X' orthogonale Richtung, das heißt die Spurbreite. Ein positiver Wert bedeutet die linke Seite des Fahrzeugs 2 und ein negativer Wert bedeutet die rechte Seite des Fahrzeugs 2. Da die Breite der Spur 104 eine Konstante ist, hat die Spurgrenzlinie 101 einen konstanten positiven Wert (eine gerade Linie parallel zu der ersten Koordinatenachse X'). Die Spurgrenzlinie 103 hat einen konstanten negativen Wert (eine gerade Linie parallel zu der ersten Koordinatenachse X'). In diesem Fall hat die Spur 104, in dem Spurkoordinatensystem, eine Bandform, welche an den Spurgrenzlinien 101 und 103 abgegrenzt ist. Das Objekt 200, welches in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem eine Rechteckform hat, wird in dem Spurkoordinatensystem ein Trapezoid. Wie oben beschrieben, ist es, in dem Spurkoordinatensystem, möglich, die komplizierte Straßenform in eine Form einer geraden Linie oder einer Kombination gerader Linien zu transformieren.
Die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 berechnet den ersten fahrbaren Bereich basierend auf den Spurgrenzlinien 101 und 103 und dem Objekt 200 in dem Spurkoordinatensystem. Der erste (be-)fahrbare Bereich ist ein Bereich, wo das Fahrzeug 2 in dem Spurkoordinatensystem fahren kann. Die Tatsache, dass das Fahrzeug 2 fahren kann, bedeutet, dass das Fahrzeug 2 fahren kann, ohne in Kontakt mit dem Objekt zu kommen. Die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 evaluiert ein Risiko vor dem Host-Fahrzeug (Wirtfahrzeug) und berechnet den ersten fahrbaren Bereich gemäß dem Risiko. Wenn das Objekt 200 ein stationäres Objekt ist, berechnet die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 einen Bereich, wo das Fahrzeug 2 das Objekt 200 nicht passiert, als den fahrbaren Bereich. Wenn das Objekt 200 ein bewegliches Objekt ist, berechnet die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 einen Bereich, wo das Fahrzeug 2 das sich bewegende Objekt 200 nicht passiert, als den fahrbaren Bereich. Wie in 4 dargestellt, berechnet die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 den ersten fahrbaren Bereich R1 durch Ausschließen der Form des Objekts 200 von dem Bereich, welcher von den Spurgrenzlinien 101 und 103 umgeben ist (das heißt, der Spur 104). Die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 kann einen vorbestimmten Abschnitt eines Rands innerhalb der Spur von den Spurgrenzlinien 101 und 103 vorsehen oder kann einen vorbestimmten Abschnitt eines Rands von der Außenkante des Objekts 200 vorsehen.
Die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 erzeugt eine Fahrbahn des Fahrzeugs 2 in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem basierend auf dem ersten fahrbaren Bereich R1 und der Fahrposition des Fahrzeugs 2. Anfangs transformiert die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 den ersten fahrbaren Bereich R1 in dem Spurkoordinatensystem invers zu demjenigen in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem und erzeugt dann einen zweiten fahrbaren Bereich. 5 ist eine Darstellung, welche den fahrbaren Bereich in 3 beschreibt. Wie in 5 dargestellt, wird der erste fahrbare Bereich R1, welcher in 4 beschrieben ist, invers transformiert, und dann wird der zweite fahrbare Bereich R2 erzeugt. Die inverse Transformation wird durchgeführt, indem der Koordinatenpunkt (L_i, Of_i) von dem Schnittpunkt Q_i um Of_i in der orthogonalen Richtung bewegt wird. Wie oben beschrieben, erzeugt die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 den ersten fahrbaren Bereich R1 in dem Spurkoordinatensystem, in welchem die Bewegung des Fahrzeugs 2 einfach ausgedrückt wird, und führt dann die inverse Transformation durch. Dann ist es, selbst bei einer komplizierten Straßenform möglich, den zweiten fahrbaren Bereich R2 mit einer kleinen Berechnungsmenge zu berechnen, der der fahrbare Bereich in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem ist. Die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 erzeugt die Fahrbahn in dem zweiten fahrbaren Bereich R2 mit der Fahrposition des Fahrzeugs 2 als einem Startpunkt. Die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 erzeugt eine Fahrbahn in dem zweiten fahrbaren Bereich R2, während sie zum Beispiel die Geschwindigkeit, Fahrzeit (Vorbeifahrzeit), einen Fahrkomfort oder einen Brennstoffverbrauch auswertet.
Die Steuereinheit 17 führt die Lenksteuerung des Fahrzeugs 2 basierend auf der Fahrbahn durch. Die Lenksteuerung umfasst eine automatische Lenkung, um die Lenkung des Fahrzeugs 2 automatisch so zu steuern, dass das Fahrzeug 2 automatisch entlang einer Zielfahrbahn fährt, und eine Lenkungsassistenz zum Durchführen einer Steuerung in Kooperation mit der Lenkung durch den Fahrer des Fahrzeugs 2, sodass das Fahrzeug 2 automatisch entlang einer Zielfahrbahn fährt. Die Steuereinheit 17 erzeugt einen Lenkparameter wie beispielsweise einen Lenkwinkel zum Fahren entlang der Fahrbahn unter Verwendung eines bekannten Verfahrens wie beispielsweise eines Vorderblickmodells (front gaze model) und gibt ein Steuersignal an den Lenkaktuator 41 aus.
Der Lenkaktuator 41 steuert das Antreiben eines Hilfsmotors, der ein Lenkdrehmoment in dem elektrischen Servolenksystem steuert, gemäß dem Steuersignal von der ECU 3. Auf diese Weise steuert der Lenkaktuator 41 das Lenkdrehmoment des Fahrzeugs 2.
Als Nächstes wird die Fahrsteuerverarbeitung bei der Fahrsteuervorrichtung 1 beschrieben werden. 6 ist ein Flussdiagramm, welches die Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung 1 gemäß 1 darstellt. Die in 6 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung wird gestartet, wenn ein Signal erworben wird, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1 zu starten.
Wie in 6 dargestellt, erkennt, als Spurpositionserkennungsverarbeitung (S100), die Spurpositionserkennungseinheit 11 der Fahrsteuervorrichtung 1 die Position der Spurgrenzlinien 101 und 103 vor dem Fahrzeug, welches auf der Spur 104 fährt, in welcher das Fahrzeug 2 fährt, in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem. Als Nächstes erkennt, als Fahrpositionserkennungsbearbeitung (S102), die Fahrpositionserkennungseinheit 12 der Fahrsteuervorrichtung 1 die Fahrposition des Fahrzeugs 2 in der Spur 104, in welcher das Fahrzeug 2 fährt, in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem. Als nächstes erkennt, als Objektpositionserkennungsverarbeitung (S104), die Objektpositionserkennungseinheit 13 der Fahrsteuervorrichtung 1 die Position des Objekts 200, welches um das Fahrzeug 2 herum vorhanden ist, in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem. Die Reihenfolge der Verarbeitungselemente von S100 bis S104 kann geeignet vertauscht werden.
Als Nächstes projiziert, als Transformationsverarbeitung (S110), die Transformationseinheit 14 der Fahrsteuervorrichtung 1 die Spurgrenzlinien 101 und 103 und das Objekt 200, welche in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem erkannt worden sind, auf das Spurkoordinatensystem durch die Koordinatentransformation. Als Nächstes berechnet, als Erster-Bereich-Berechnungsverarbeitung (S114), die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 der Fahrsteuervorrichtung 1 den ersten fahrbaren Bereich R1 basierend auf den Spurgrenzlinien 101 und 103 und dem Objekt 200 in dem Spurkoordinatensystem. Als Nächstes erzeugt, als Fahrbahnberechnungsverarbeitung (S124), die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 der Fahrsteuervorrichtung 1 die Fahrbahn des Fahrzeugs 2 in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem basierend auf dem ersten fahrbaren Bereich R1 und der Fahrposition des Fahrzeugs 2. Dann führt, als Lenksteuerverarbeitung (S126), die Steuereinheit 17 der Fahrsteuervorrichtung 1 die Lenksteuerung des Fahrzeugs 2 basierend auf der Fahrbahn durch.
Wenn die Lenksteuerverarbeitung (S126) endet, endet die in 6 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung. In einem Fall, wo die Fahrsteuerverarbeitung endet, wenn ein Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1 zu beenden, nicht erworben wird, beginnt die Verarbeitung erneut von der Spurpositionserkennungsverarbeitung (S100). Wie oben beschrieben, wird die in 6 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung wiederholt ausgeführt, bis das Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1 zu beenden, erworben wird.
Wie oben beschrieben, werden, in der Fahrsteuervorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die Spurgrenzlinien 101 und 103 und das Objekt 200, das sich um das Fahrzeug herum befindet, mittels der Transformationseinheit 14 in das Spurkoordinatensystem transformiert, in welchem die Spurmittellinie K die erste Koordinatenachse X' und die zu der ersten Koordinatenachse X' orthogonale Achse die zweite Koordinatenachse Y' ist.
Zum Vergleich wird ein Fall eines Durchführens einer Kontaktermittlung in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem beschrieben werden. 7A und 7B sind Darstellungen, welche die in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem durchgeführte Kontaktermittlung beschreiben. 7A stellt eine Szene dar, in welcher das Fahrzeug 2 und das Objekt 200 auf der durch die Spurgrenzlinien 100 und 101 abgegrenzten Straße fahren. In diesem Fall ist es notwendig, das Fahrzeug 2 und das Objekt 200 in Mikroschritten zu bewegen, Fahrbahnen des Fahrzeugs 2 und des Objekts 200 für jeden Mikroschritt zu berechnen und die Kontaktermittlung für jeden Mikroschritt durchzuführen, damit die Steuervorrichtung die Kontaktermittlung in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem durchführt. Deshalb gibt es ein Problem dahingehend, dass eine Berechnungsmenge der Kontaktermittlung enorm zunimmt.
Im Gegensatz dazu wird die Kontaktermittlung durch die Fahrsteuervorrichtung 1 beschrieben werden. 8A und 8B sind Darstellungen, welche die Kontaktermittlung durch die Fahrsteuervorrichtung 1 bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschreiben. Wie in 8A dargestellt, bewegt sich üblicherweise das Fahrzeug 2 relativ bezüglich der Spurmittellinie K, anstelle sich nicht relativ bezüglich der Spurmittellinie K zu bewegen. Wie in 8B dargestellt, werden die Bewegungen des Fahrzeugs 2 und des Objekts 200 zu geraden Linien approximiert, indem die Spurgrenzlinien 101 und 103 und das Objekt 200 auf das Spurkoordinatensystem projiziert werden. Wie oben beschrieben, kann die Fahrsteuervorrichtung 1 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur die relative Bewegung des Fahrzeugs 2 und des Objekts 200 bezüglich der Spurmittellinie K ausdrücken. Deshalb kann die relative Bewegung einfach mathematisch ausgedrückt werden und deshalb kann eine Verifikation einer Beeinträchtigung auch einfach durch Verwendung eines bekannten Verfahrens wie beispielsweise TTC durchgeführt werden. Dementsprechend kann die Fahrsteuervorrichtung 1 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den fahrbaren Bereich, auf welchem das Fahrzeug 2 fahren kann, mit einer kleinen Berechnungsmenge berechnen verglichen mit einem Fall eines sequentiellen Bewegens von jeder der Positionen des Fahrzeugs 2 und des Objekts 200 in Mikroschritten und Durchführens der Beeinträchtigungsermittlung. Deshalb kann die Fahrsteuervorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Berechnungsmenge zum Herleiten einer Fahrbahn reduzieren, auf welcher das Fahrzeug 2 nicht in Kontakt mit dem Objekt 200, welches sich um das Fahrzeug herum befindet, kommt.
Zweites Ausführungsbeispiel
Eine Fahrsteuervorrichtung 1A bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist unterschiedlich zu der Fahrsteuervorrichtung 1 bei dem ersten Ausführungsbeispiel in den Punkten, dass die Fahrsteuervorrichtung 1A eine Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A umfasst, bei welcher ein Dateneingabeziel unterschiedlich zu demjenigen der Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15 ist, und zusätzlich eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18, eine Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19 und eine Positionskorrektureinheit 20 umfasst. Nachstehend wird die Beschreibung bezüglich der Ausgestaltung, welche die gleiche wie diejenige bei der Fahrsteuervorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, weggelassen werden, und ein Unterschied in der Ausgestaltung wird hauptsächlich beschrieben werden.
Als Erstes wird ein Grundprinzip der Fahrsteuervorrichtung 1A beschrieben werden. Der von der Fahrsteuervorrichtung 1 berechnete fahrbare Bereich ist der fahrbare Bereich zu der momentanen Zeit. Das heißt, der fahrbare Bereich ist sehr nützlich in einer Situation, in welcher sich eine Umgebung um das Fahrzeug 2 herum nicht während des Fahrens ändert (zum Beispiel, wenn das Objekt 200 ein stationäres Objekt ist). In einer Situation, in welcher sich eine Umgebung um das Fahrzeug 2 herum während des Fahrens ändert, ist jedoch zusätzlich eine Berechnung einer Position, welche das bewegliche Objekt vermeidet, erforderlich, da der fahrbare Bereich unter der Annahme berechnet wird, dass die Fahrumgebung zu der momentanen Zeit unverändert ist. Die Fahrsteuervorrichtung 1A schafft eine Situation, in welcher all die Objekte als stationär betrachtet werden können, indem sie die Position eines Objekts 200A in dem Spurkoordinatensystem unter Verwendung der Position und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2A und der Position und der Geschwindigkeit des Objekts 200A korrigiert und dann einen (be-)fahrbaren Bereich berechnet.
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs 2A, das die Fahrsteuervorrichtung 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst, beschreibt. Das Fahrzeug 2A umfasst eine ECU 3A, einen externen Sensor (Außensensor) 31, einen internen Sensor (Innensensor) 32 und den Lenkaktuator 41. Die ECU 3A ist eine elektronische Steuereinheit, welche eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriffs-Speicher (RAM) und Ähnliches umfasst. Die ECU 3A kann durch eine Vielzahl von ECUs ausgestaltet sein. Die ECU 3A ist mit dem externen Sensor 31, dem internen Sensor 32 und dem Lenkaktuator 41 über ein Netzwerk verbunden, welches mittels eines Controller-Area-Network(CAN)-Kommunikationsstromkreises kommuniziert, und führt eine beidseitige Kommunikation durch.
Der interne Sensor 32 ist eine Detektionseinrichtung, welche den Fahrzustand des Fahrzeugs 2A detektiert. Der interne Sensor 32 umfasst einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor detektiert eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2. Als der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor wird zum Beispiel ein Raddrehzahlsensor verwendet, welcher an Fahrzeugrädern des Fahrzeugs 2A oder an einer Antriebswelle, welche sich integral mit Fahrzeugrädern dreht, vorgesehen ist und eine Drehzahl der Fahrzeugräder detektiert. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor überträgt die detektierten Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen an die ECU 3A.
Die ECU 3A ist eine Hardware, welche die Fahrsteuervorrichtung 1A ausbildet und umfasst die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12, die Objektpositionserkennungseinheit 13, die Transformationseinheit 14, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit (Bereichsberechnungseinheit) 15A, die Fahrbahnerzeugungseinheit 16, die Steuereinheit 17, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18, die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19 und die Positionskorrektureinheit 20 als die Funktionen. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung 1A umfasst die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12, die Objektpositionserkennungseinheit 13, die Transformationseinheit 14, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A, die Fahrbahnerzeugungseinheit 16, die Steuereinheit 17, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18, die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19 und die Positionskorrektureinheit 20.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18 detektiert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18 detektiert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 basierend auf den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen von dem internen Sensor 32.
Die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19 detektiert eine Geschwindigkeit des Objekts 200A. Die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19 berechnet eine relative Geschwindigkeit zu dem Fahrzeug 2A unter Verwendung einer zeitlichen (temporalen) Änderung der Position des Objekts 200A basierend auf dem Ergebnis einer Detektion durch den externen Sensor 31 und berechnet die Geschwindigkeit des Objekts 200A unter Verwendung des Ergebnisses der Berechnung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2.
Die Positionskorrektureinheit 20 korrigiert die von der Transformationseinheit 14 projizierte Position des Objekts 200A in dem Spurkoordinatensystem basierend auf der Position und Geschwindigkeit des Objekts 200A in dem Spurkoordinatensystem und der Fahrposition und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2A in dem Spurkoordinatensystem. 10 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel der Position der Spurgrenzlinien 101 und 103 und der Position des Objekts 200A in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem beschreibt. Das in 10 dargestellte Objekt 200A ist ein sich bewegendes Objekt (ein anderes Fahrzeug). Die Transformationseinheit 14 projiziert die Spurgrenzlinien 101 und 103 und das Objekt 200A auf das Spurkoordinatensystem unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie bei der Koordinatentransformation bei dem ersten Ausführungsbeispiel. 11A bis 11C sind Darstellungen, welche eine Korrektur einer zeitlichen (temporalen, temporären) Position des Objekts 200A und einen fahrbaren Bereich angegeben in dem Spurkoordinatensystem transformiert basierend auf 10 beschreiben. Wie in 11A dargestellt, projiziert die Transformationseinheit 14 die Spurgrenzlinien 101 und 103 und das Objekt 200A auf das in 10 dargestellte Spurkoordinatensystem.
Die Positionskorrektureinheit 20 korrigiert die Position des Objekts 200A, welches ein sich bewegendes Objekt ist, nach der Projektion. Die Positionskorrektureinheit 20 korrigiert die Position des Objekts 200A, welches von der Transformationseinheit 14 auf das Spurkoordinatensystem projiziert worden ist, zu einer zeitlichen Position, welche die Position des Objekts 200A in dem Spurkoordinatensystem zu der Zeit ist, wenn das Fahrzeug 2A das Objekt 200A überholt/einholt. Wenn ein Schnittpunkt Q_t durch Ziehen/Zeichnen einer orthogonalen Linie von einem Frontendabschnitt des Fahrzeugs 2A zu der Spurmittellinie K definiert ist, und ein Schnittpunkt Q_p durch Ziehen/Zeichnen einer orthogonalen Linie von einem Heckendabschnitt des Objekts 200A zu der Spurmittellinie K in 10 definiert ist, kann zum Beispiel die Überholzeit/Einholzeit als eine Zeit definiert werden, wenn der Schnittpunkt Q_t mit dem Schnittpunkt Q_p zusammenfällt, wenn der Schnittpunkt Q_t sich mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2A bewegt und sich der Schnittpunkt Q_p mit der Geschwindigkeit des Objekts 200A bewegt. In 11A ist ein Koordinatenpunkt des Objekts 200A vor der Korrektur als (L_i, Of_i) definiert und ein Koordinatenpunkt des Objekts 200A nach der Korrektur ist als (L_i', Of_i'). Nachstehend wird der Koordinatenpunkt nach der von der Positionskorrektureinheit 20 hergeleiteten Korrektur als die zeitliche (temporale, temporäre) Position bezeichnet. Außerdem ist eine Geschwindigkeitskomponente eines Objekts 200A in der Richtung der ersten Koordinatenachse X' als V_{Lon_target}(V_{Lon_Ziel}) definiert, eine Geschwindigkeitskomponente des Objekts 200A in der Richtung der zweiten Koordinatenachse Y' ist als V_{Lat_target} (V_{Lat_ziel}) definiert, und eine Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeugs 2A in der Richtung der ersten Koordinatenachse X' ist als V_{Lon_ego} definiert. In diesem Fall kann die zeitliche Position mittels der unten beschriebenen Gleichung (1) berechnet werden. Gleichung (1)
Auf diese Weise wird die Zeit (Referenzzeit), wenn das Fahrzeug 2A das Objekt 200A überholt/einholt mittels der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 2A und dem Objekt 200A berechnet und dann wird die zeitliche Position hergeleitet. L_i' in der zeitlichen Position (L_i', Of_i') ist eine Bewegungsmenge des Fahrzeugs 2A auf der ersten Koordinatenachse X' von der momentanen Zeit zu der Referenzzeit. Of_i' ist eine Bewegungsmenge des Objekts 200A auf der zweiten Koordinatenachse Y' von der momentanen Zeit zu der Referenzzeit. Wie oben beschrieben; kann die zeitliche Position auch als die Position zu der Referenzzeit bezeichnet werden. Gleichung (1) kann in einer Matrixform ausgedrückt werden, wie in Gleichung (2) gezeigt. Gleichung (2)
Es ist möglich, die Berechnung bei einer hohen Geschwindigkeit unter Verwendung dieser Matrixformkoordinatentransformationsgleichung durchzuführen, selbst wenn das Korrekturziel ein Objekt ist, welches eine komplizierte Form hat. Wegen der oben beschriebenen Korrektur wird das Objekt 200A entlang der ersten Koordinatenachse X' gestreckt, wie die relative Geschwindigkeit abnimmt. Dies bedeutet, dass die Fahrdistanz lang wird, wenn das Fahrzeug 2A das Objekt 200A einholt/überholt, von welchem die relative Geschwindigkeit niedrig ist. Die Position auf der ersten Koordinatenachse X' gibt die Situation an dieser Position zu der Zeit an, wenn das Fahrzeug 2A diese Position erreicht. Das heißt, ein Zeitelement ist in der Position auf der ersten Koordinatenachse X' enthalten. Wenn das Fahrzeug 2A und das Objekt 200A sich bei der gleichen Geschwindigkeit bewegen oder wenn das Fahrzeug 2A sich bei einer langsameren Geschwindigkeit als derjenigen des Objekts 200A bewegt, das heißt, wenn die relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 2A und dem 200A null oder negativ wird, überholt das Fahrzeug 2A das Objekt 200A nicht. Deshalb kann der Koordinatenpunkt des Objekts 200A nach der Korrektur ausgeschlossen werden.
11B ist ein Beispiel, bei welchem die Endpunkte p₁ bis p₄ des Objekts 200A korrigiert sind. Wie in 11B dargestellt, ist das Objekt 200A entlang der ersten Koordinatenachse X' durch die Positionskorrektureinheit 200 gestreckt. Die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A kann all die Objekte behandeln, in dem in 11B dargestellten Spurkoordinatensystem in dem stationären Zustand zu sein. Die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A berechnet den ersten fahrbaren Bereich R1 basierend auf der zeitlichen Position des Objekts 200A. Insbesondere erzeugt, wie in 11C dargestellt, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A den ersten fahrbaren Bereich R1, in welchem das Fahrzeug 2A nicht in Kontakt mit dem Objekt 200A kommt, unter Verwendung des gestreckten Objekts 200A und der Spur 104.
Die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 erzeugt eine Fahrbahn des Fahrzeugs 2A in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem basierend auf dem ersten fahrbaren Bereich R1 und der Fahrposition des Fahrzeugs 2A. 12 ist eine Darstellung, welche den fahrbaren Bereich in 10 beschreibt. Wie in 12 dargestellt, wird der zweite fahrbare Bereich R2 durch Durchführen einer inversen Transformation an dem ersten fahrbaren Bereich R1, welcher in 11C beschrieben ist, erzeugt. Ein zu demjenigen bei dem in 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Punkt ist der Punkt, dass die Position, welche das Objekt 200A vermeidet, vor das Objekt 200A bewegt wird.
Andere Ausgestaltungen der Fahrsteuervorrichtung 1A sind die gleichen wie diejenigen der Fahrsteuervorrichtung 1.
Als Nächstes wird eine Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung 1A beschrieben werden. 13 ist ein Flussdiagramm, welches die Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung 1A in 9 darstellt. Die in 13 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung wird gestartet, wenn ein Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1A zu starten, erworben wird.
Spurpositionserkennungsverarbeitung (S200), Fahrpositionserkennungsverarbeitung (S202), Objektpositionserkennungsverarbeitung (S204), welche in 13 dargestellt sind, sind die gleichen wie die Spurpositionserkennungsverarbeitung (S100), die Fahrpositionserkennungsverarbeitung (S102), die Objektpositionserkennungsverarbeitung (S104) bei der Fahrsteuervorrichtung 1.
Als Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionsverarbeitung (S206) detektiert die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18 der Fahrsteuervorrichtung 1A die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2A basierend auf den Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen von dem internen Sensor 32.
Als Nächstes berechnet, als Objektgeschwindigkeitsdetektionsverarbeitung (S208), die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19 der Fahrsteuervorrichtung 1A die relative Geschwindigkeit zu dem Fahrzeug 2A unter Verwendung der zeitlichen Änderung der Position des Objekts 200A basierend auf dem Ergebnis einer Detektion durch den externen Sensor 31 und detektiert dann die Geschwindigkeit des Objekts 200A unter Verwendung des Berechnungsergebnisses und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2A.
Die Transformationsverarbeitung (S210) in der Fahrsteuervorrichtung 1A ist die Gleiche wie die Transformationsverarbeitung (S110) in der Fahrsteuervorrichtung 1.
Als Nächstes korrigiert, als Positionskorrekturverarbeitung (S212), die Positionskorrektureinheit 20 der Fahrsteuervorrichtung 1A die von der Transformationseinheit 14 auf das Spurkoordinatensystem projizierte Position des Objekts 200A basierend auf der Position und Geschwindigkeit des Objekts 200A in dem Spurkoordinatensystem und der Fahrposition und Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2A in dem Spurkoordinatensystem.
Als Nächstes berechnet, als Erster-Bereich-Berechnungsverarbeitung (S214), die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A der Fahrsteuervorrichtung 1A den ersten fahrbaren Bereich R1 basierend auf der zeitlichen Position des Objekts 200A.
Die Fahrbahnberechnungsverarbeitung (S224) und die Lenksteuerverarbeitung (S226) in der Fahrsteuervorrichtung 1A sind die Gleichen wie die Fahrbahnberechnungsverarbeitung (S124) und die Lenksteuerverarbeitung (S126) in der Fahrsteuervorrichtung 1.
Wenn die Lenksteuerverarbeitung (S226) endet, endet die in 13 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung. In einem Fall, wo die Fahrsteuerverarbeitung endet, wenn ein Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1A zu beenden, nicht erworben wird, beginnt die Verarbeitung erneut von der Spurpositionserkennungsverarbeitung (S200). Wie oben beschrieben, wird die in 13 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung wiederholt ausgeführt, bis das Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1A zu beenden, erworben wird.
Wie oben beschrieben, erreicht die Fahrsteuervorrichtung 1A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine gleiche Wirkung wie diejenige der Fahrsteuervorrichtung 1. Außerdem wird, bei der Fahrsteuervorrichtung 1A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, die Position des Objekts 200A in dem Spurkoordinatensystem zu der Position des Objekts (zeitliche Position) in dem Spurkoordinatensystem zu der Zeit korrigiert, wenn das Fahrzeug 2 das Objekt 200A einholt/überholt. Deshalb kann die Fahrsteuervorrichtung 1A das sich bewegende Objekt in dem Koordinatensystem vor der Transformation als das stationäre Objekt zu der Zeit, wenn das Fahrzeug 2A das Objekt 200A einholt/überholt, in dem Spurkoordinatensystem behandeln. Dementsprechend kann, selbst wenn die Umgebung um das Fahrzeug herum sich mit dem Verstreichen der Zeit wegen der Bewegung des Objekts 200A verändert, die Fahrsteuervorrichtung 1A einfach die Position ermitteln, welche das Objekt 200A vermeidet. Außerdem wird, wenn eine Vielzahl sich bewegender Objekte um das Fahrzeug 2A herum vorhanden ist, in dem XY-Ebenen-Koordinatensystem eine extrem komplizierte Beeinträchtigungsermittlung benötigt. Im Gegensatz dazu kann, selbst wenn die Vielzahl sich bewegender Objekte um das Fahrzeug 2A herum vorhanden ist, die Fahrsteuervorrichtung 1A all die Objekte als die stationären Objekte behandeln. Deshalb wird die Wirkung eines Reduzierens der Berechnungsmenge besonders bemerkenswert.
Die Positionskorrektureinheit 20 kann ausgestaltet sein, die gleiche Wirkung durch Durchführen der Korrektur mittels eines anderen Verfahrens als dem Verfahren, welches Gleichungen (1) und (2) verwendet, zu erreichen. Wenn die Fahrbahn erzeugt wird, sind ein Zeitpunkt zum Starten der Vermeidung des Objekts 200A und die benötigte Bewegungsmenge wichtig. Deshalb kann die Positionskorrektureinheit 20 nur den Zeitpunkt zum Starten des Vermeidens des Objekts 200A berechnen. 14A bis 14C sind Darstellungen, welche ein anderes Beispiel der Korrektur des Objekts zu der zeitlichen Position in dem Spurkoordinatensystem beschreiben. Wenn das Objekt 200A in dem Spurkoordinatensystem wie in 14A dargestellt, korrigiert wird, kann die Positionskorrektureinheit 20 nur die Position (zum Beispiel eine Position der Schwerpunktslage) des Objekts 200A korrigieren, wie in 14B dargestellt. Eine bei der Korrektur in dem oben beschriebenen Fall verwendete physikalische Größe ist auf der Position und Geschwindigkeit des Objekts 200A in dem Spurkoordinatensystem und der Fahrposition und Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2A in dem Spurkoordinatensystem basiert, ähnlich zu Gleichung (1). Selbst wenn die Korrektur wie oben beschrieben durchgeführt wird, ist es möglich, einen geeigneten Vermeidungszeitpunkt zu erhalten. Zusätzlich kann, wie in 14 dargestellt, das in 14B dargestellte Objekt 200A bei einer geeigneten Vergrößerung entlang der ersten Koordinatenachse X' gestreckt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Eine Fahrsteuervorrichtung 1B bei einem dritten Ausführungsbeispiel ist unterschiedlich zu der Fahrsteuervorrichtung 1A bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in den Punkten, dass die Fahrsteuervorrichtung 1B eine Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15B, bei welcher die Anzahl von Erzeugungen der fahrbaren Bereiche unterschiedlich zu derjenigen der Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A ist, und eine Steuereinheit 17B, bei welcher eine Geschwindigkeitssteuerfunktion zu der Steuereinheit 17 gegeben ist, umfasst und zusätzlich eine Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 umfasst. Nachstehend wird die Beschreibung bezüglich der gleichen Ausgestaltung wie derjenigen bei der Fahrsteuervorrichtung 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weggelassen werden, und ein Unterschied in der Ausgestaltung wird hauptsächlich beschrieben werden.
Als Erstes wird ein Grundprinzip der Fahrsteuervorrichtung 1B beschrieben werden. Die Fahrsteuervorrichtung 1A kann einen geeigneten fahrbaren Bereich erzeugen, um ein Objekt 200A, welches eine Geschwindigkeit hat, zu vermeiden. Wenn jedoch das sich bewegende Objekt die Spur vor dem Fahrzeug 2A verschließt, ist es nicht möglich, den fahrbaren Bereich zu definieren. Die Fahrsteuervorrichtung 1A kann den fahrbaren Bereich nicht definieren, auch wenn der fahrbare Bereich extrem eng zu der Fahrtrichtung ist. Deshalb führt, wenn das Objekt 200B die Spur vor dem Fahrzeug 2B schließt oder wenn der fahrbare Bereich extrem eng in Bezug auf die Fahrtrichtung ist, die Fahrsteuervorrichtung 1B die Geschwindigkeitssteuerung durch, während sie das Objekt 200B als ein vorausfahrendes Fahrzeug behandelt. Auf diese Weise erzeugt, unter der Annahme, dass das Fahrzeug 2 das Objekt 200B nicht überholt/einholt, die Fahrsteuervorrichtung 1B erneut den fahrbaren Bereich, während das Objekt 200B ausgenommen wird. Mit diesem Betrieb ist es möglich, eine Fahrt mit einem reduzierten Unbehagensgefühl des Fahrers des Fahrzeugs 2B zu erzielen, während ein Kontakt mit dem Objekt 200B vermieden wird.
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs 2B, das die Fahrsteuervorrichtung 1B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst, beschreibt. Das Fahrzeug 2B umfasst eine ECU 3B, einen externen Sensor (Außensensor) 31, einen internen Sensor (Innensensor) 32 und den Lenkaktuator 41, einen Verbrennungsmotoraktuator 42 und einen Bremsenaktuator 43. Die ECU 3B ist eine elektronische Steuereinheit, welche eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriffs-Speicher (RAM) und Ähnliches umfasst. Die ECU 3B kann durch eine Vielzahl von ECUs ausgebildet sein. Die ECU 3B ist mit dem externen Sensor 31, dem internen Sensor 32 und dem Lenkaktuator 41, dem Verbrennungsmotoraktuator 42 und dem Bremsenaktuator 43 über ein Netzwerk verbunden, welches unter Verwendung eines Controller-Area-Network(CAN)-Kommunikationsstromkreises kommuniziert, und führt eine beidseitige Kommunikation durch.
Die ECU 3B ist eine Hardware, welche die Fahrsteuervorrichtung 1B bildet und umfasst die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12, die Objektpositionserkennungseinheit 13, die Transformationseinheit 14, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit (Bereichsberechnungseinheit) 15B, die Fahrbahnerzeugungseinheit 16, die Steuereinheit 17B, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18, die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19, die Positionskorrektureinheit 20 und die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 als die Funktionen. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung 1B umfasst die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12, die Objektpositionserkennungseinheit 13, die Transformationseinheit 14, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15B, die Fahrbahnerzeugungseinheit 16, die Steuereinheit 17B, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18, die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19, die Positionskorrektureinheit 20 und die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21.
Die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 ermittelt, ob der erste fahrbare Bereich R1, welcher basierend auf der zeitlichen Position des Objekts 200B berechnet wird, einen engen Bereich beinhaltet oder nicht, wo die Breite auf der zweiten Koordinatenachse gleich zu oder kleiner als ein Breitengrenzwert ist. 16A bis 16C sind Darstellungen, welche den ersten fahrbaren Bereich R1, der einen engen Bereich umfasst, in dem Spurkoordinatensystem beschreiben. In 16A bis 16C wird das Objekt 200B angenommen, ein Fahrzeug zu sein, welches eine Spur vor dem Fahrzeug 2B wechselt. Das heißt, das Objekt 200B wird angenommen, eine seitliche Geschwindigkeit in Richtung auf die Spur 104, auf welcher das Fahrzeug 2B fährt, zu haben. In diesem Fall wird, wie in 16A dargestellt, das Objekt 200B in der Richtung der zweiten Koordinatenachse Y' gestreckt und schließt die Spur 104. In diesem Fall ist, wie in 16B dargestellt, eine Fahrbahn PL1 des Fahrzeugs 2B eine Fahrbahn, welche sich zu der linken Seite bewegt, wie sie in Fahrtrichtung fortschreitet.
Deshalb ermittelt, in dem ersten fahrbaren Bereich R1, der von der Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15B berechnet wird, die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 einen Bereich, in welchem die Breite f gleich zu oder kleiner als der vorbestimmte Wert wird, als einen engen Bereich R1a. Der vorbestimmte Wert ist ein Grenzwert, um zu ermitteln, ob der fahrbare Bereich der enge Bereich R1a ist oder nicht.
Wenn die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 ermittelt, dass der erste fahrbare Bereich R1 den engen Bereich R1a beinhaltet, berechnet die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15B den ersten fahrbaren Bereich R1 erneut, während das Objekt 200B ausgenommen wird. Die Neuberechnung durch die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15B wird unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie desjenigen bei der üblichen (vorherigen) Berechnung durchgeführt. Auf diese Weise wird die Fahrbahn PL1 des Fahrzeugs 2, die in 16B dargestellt wird, eine als gerade Linie geformte Fahrbahn PL2, wie in 16C dargestellt. Dadurch kann die Fahrsteuervorrichtung 1B ein natürliches Fahren in Bezug auf das Fahrzeug, welches die Spur vor dem Fahrzeug 2B wechselt, erreichen.
Außerdem führt die Steuereinheit 17B eine Geschwindigkeitssteuerung durch, um dem ausgenommenen Objekt 200B zu folgen. Eine automatische Geschwindigkeitseinstellung, bei welcher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2B automatisch in Abhängigkeit von einem Abstand zu dem gefolgten Objekt eingestellt wird, und eine Antriebsunterstützung, bei welcher die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Abstand zu dem gefolgten Objekt in Kooperation mit der Geschwindigkeitseinstellung durch den Fahrer des Fahrzeugs 2B gesteuert wird, sind in der Geschwindigkeitssteuerung enthalten. Die Steuereinheit 17B gibt ein Steuersignal in Abhängigkeit von dem Abstand zu dem gefolgten Objekt an den Verbrennungsmotoraktuator 42 und den Bremsenaktuator 43 aus. Der Verbrennungsmotoraktuator 42 ändert (zum Beispiel Änderung eines Grades einer Öffnung einer Drosselklappe) die Menge einer Luftversorgung des Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von dem Steuersignal von der ECU 3B und steuert dann die Antriebskraft des Fahrzeugs 2B. Der Bremsenaktuator 43 steuert ein Bremsensystem in Abhängigkeit von dem Steuersignal von der ECU 3B und steuert dann eine Bremskraft, welche auf die Fahrzeugräder des Fahrzeugs 2B gegeben wird. Auf diese Weise ist es möglich, auf der Annahme, das Objekt 200B nicht zu überholen/einzuholen, zu bestehen.
Andere Ausgestaltungen der Fahrsteuervorrichtung 1B sind die gleichen wie diejenigen der Fahrsteuervorrichtung 1A.
Als Nächstes wird die Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung 1B beschrieben werden. 17 ist ein Flussdiagramm, welches die Fahrsteuerverarbeitung bei der Fahrsteuervorrichtung 1B in 15 darstellt. Die Fahrsteuerverarbeitung, welche in 17 dargestellt ist, wird gestartet, wenn ein Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1B zu starten, erworben wird.
Spurpositionserkennungsverarbeitung (S300), Fahrpositionserkennungsverarbeitung (S302), Objektpositionserkennungsverarbeitung (S304), Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionsverarbeitung (S306), Objektgeschwindigkeitsdetektionsverarbeitung (S308), Transformationsverarbeitung (S310), Positionskorrekturverarbeitung (S312), Erster-Bereich-Berechnungsverarbeitung (S314), welche in 17 dargestellt sind, sind die gleichen wie die Spurpositionserkennungsverarbeitung (S200), die Fahrpositionserkennungsverarbeitung (S202), die Objektpositionserkennungsverarbeitung (S204), die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionsverarbeitung (S206), die Objektgeschwindigkeitsdetektionsverarbeitung (S208), die Transformationsverarbeitung (S210), die Positionskorrekturverarbeitung (S212), die Erster-Bereich-Berechnungsverarbeitung (S214) bei der Fahrsteuervorrichtung 1A.
Als Ermittlungsverarbeitung (S316) ermittelt die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 der Fahrsteuervorrichtung 1B, ob der erste fahrbare Bereich R1, welcher basierend auf der zeitlichen Position berechnet worden ist, den engen Bereich R1a, wo die Breite in der Richtung der zweiten Koordinatenachse gleich zu oder kleiner als der Breitengrenzwert ist, umfasst oder nicht. Wenn es in der Ermittlungsverarbeitung (S316) festgestellt wird, dass der erste fahrbare Bereich R1 den engen Bereich R1a umfasst, führt die Fahrsteuervorrichtung 1B die Neuberechnungsverarbeitung (S318) aus.
Als Neuberechnungsverarbeitung (S318) berechnet die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15B der Fahrsteuervorrichtung 1B den ersten fahrbaren Bereich R1 erneut, während das Objekt 200B ausgenommen wird. Anschließend setzt, als Gefolgtes-Fahrzeug-Einstellungsverarbeitung (S320), die Steuereinheit 17B das ausgenommene Objekt 200B als ein gefolgtes Fahrzeug. Dann führt, als Geschwindigkeitssteuerverarbeitung (S322), die Steuereinheit 17B die Geschwindigkeitssteuerung durch, um dem Objekt 200B zu folgen. Wenn es in der Ermittlungsverarbeitung (S316) festgestellt wird, dass der erste fahrbare Bereich R1 nicht den engen Bereich R1a umfasst, und wenn die Geschwindigkeitssteuerverarbeitung (S322) endet, wird die Fahrbahnberechnungsverarbeitung (S324) ausgeführt.
Die Fahrbahnberechnungsverarbeitung (S324) und die Lenksteuerverarbeitung (S326) bei der Fahrsteuervorrichtung 1B sind die gleichen wie die Fahrbahnberechnungsverarbeitung (S224) und die Lenksteuerverarbeitung (S226) bei der Fahrsteuervorrichtung 1A.
Wenn die Lenksteuerverarbeitung (S326) endet, endet die in 17 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung. In einem Fall, wo die Fahrsteuerverarbeitung endet, wenn ein Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1B zu beenden, nicht erworben wird, startet die Verarbeitung erneut von der Spurpositionserkennungsverarbeitung (S300). Wie oben beschrieben, wird die in 17 dargestellte Fahrsteuerverarbeitung wiederholt ausgeführt, bis das Signal, den Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 1B zu beenden, erworben wird.
Wie oben beschrieben, erreicht die Fahrsteuervorrichtung 1B bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die gleiche Wirkung wie diejenige der Fahrsteuervorrichtungen 1 und 1A. Zusätzlich wird, bei der Fahrsteuervorrichtung 1B gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn das Objekt 200B als ein stationäres Objekt in dem Spurkoordinatensystem behandelt wird und wenn der erste fahrbare Bereich R1 den engen Bereich R1a in dem Spurkoordinatensystem umfasst, das Objekt 200B nicht als das stationäre Objekt behandelt, sondern als ein vorausfahrendes Fahrzeug behandelt, welchem durch das Fahrzeug 2B gefolgt werden soll. Deshalb berechnet die Fahrsteuervorrichtung 1B den ersten fahrbaren Bereich R1 erneut in dem Spurkoordinatensystem, während das Objekt 200B, welches als das vorausfahrende Fahrzeug behandelt wird, ausgeschlossen wird. Deshalb ist es, selbst wenn das Objekt 200B wie beispielsweise ein anderes Fahrzeug, welches die Spur vor dem Fahrzeug wechselt, vorhanden ist, möglich, den ersten fahrbaren Bereich R1 zu berechnen. Ferner wird die Geschwindigkeitssteuerung von der Steuereinheit 17B mit dem ausgenommenen Objekt als dem gefolgten Objekt durchgeführt. Deshalb kann die Fahrsteuervorrichtung 1B sicher den Kontakt des Fahrzeugs 2B und des Objekts 200B vermeiden. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung 1B kann den Kontakt des Fahrzeugs 2B und des Objekts 200B nicht nur vermeiden, wenn das sich bewegende Objekt 200B als das vorausfahrende Fahrzeug behandelt wird, sondern auch, wenn das stationäre Objekt, welches die Spur blockiert, als das vorausfahrende Fahrzeug behandelt wird. Außerdem kann die Fahrsteuervorrichtung 1B eine Fahrsteuerung nahe an einem natürlichen Fahren wie beispielsweise einem Fahren, einem anderen Fahrzeug zu folgen, welches die Spur vor dem Fahrzeug 2B wechselt, als einer Referenz durchführen.
Viertes Ausführungsbeispiel
Eine Fahrsteuervorrichtung 1C gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel ist unterschiedlich zu der Fahrsteuervorrichtung 1B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einem Punkt, dass die Vorrichtung 1C eine Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15C umfasst, welche das ausgenommene Objekt unterschiedlich zu der Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15A auswählt. Nachstehend wird die Beschreibung bezüglich der Ausgestaltung, welche die gleiche wie diejenige bei der Fahrsteuervorrichtung 1B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist, weggelassen werden, und ein Unterschied in der Ausgestaltung wird hauptsächlich beschrieben werden.
Als Erstes wird ein Grundprinzip der Fahrsteuervorrichtung 1C beschrieben werden. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird es angenommen, dass ein Objekt die Spur vor dem Fahrzeug 2 verschließt. In einer Verkehrsszene kann es zum Beispiel angenommen werden, dass ein stationäres Objekt wie beispielsweise ein gefallenes Objekt und ein Fahrzeug zusammen die Spur vor dem Fahrzeug 2B verschließen können. In diesem Fall stoppt das Fahrzeug 2, da die Fahrsteuervorrichtung 1B die Geschwindigkeitssteuerung mit der Behandlung des gefallenen Objekts als einem vorausfahrenden Fahrzeug durchführt. Wenn es jedoch möglich ist, einem Fahrzeug, welches die Straße verschließt, zu folgen, wird das Fahren ein Fahren nahe einem natürlichen Fahren wie beispielsweise einem Fahren, welches das gefallene Objekt vermeidet. Wenn eine Vielzahl von Objekten die Spur vor einem Fahrzeug 2C schließt, verwirklicht die Fahrsteuervorrichtung 1C ein Fahren nahe einem natürlichen Fahren durch ein Ermitteln eines Ziels des vorausfahrenden Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit.
18 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung des Fahrzeugs 2C, das die Fahrsteuervorrichtung 1C gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel umfasst, beschreibt. Das Fahrzeug 2C umfasst eine ECU 3C, den externen Sensor (Außensensor) 31, den internen Sensor (Innensensor) 32 und den Lenkaktuator 41, den Verbrennungsmotoraktuator 42 und einen Bremsenaktuator 43. Die ECU 3C ist eine elektronische Steuereinheit, welche eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriffs-Speicher (RAM) und Ähnliches umfasst. Die ECU 3C kann mit einer Vielzahl von ECUs gebildet sein. Die ECU 3C ist mit dem externen Sensor 31, dem internen Sensor 32 und dem Lenkaktuator 41, dem Verbrennungsmotoraktuator 42 und dem Bremsenaktuator 43 über ein Netzwerk verbunden, welches unter Verwendung eines Controller-Area-Network(CAN)-Kommunikationsstromkreises kommuniziert, und führt eine beidseitige Kommunikation durch.
Die ECU 3C ist eine Hardware, welche die Fahrsteuervorrichtung 1C ausbildet und die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12, die Objektpositionserkennungseinheit 13, die Transformationseinheit 14, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit (Bereichsberechnungseinheit) 15C, die Fahrbahnerzeugungseinheit 16, die Steuereinheit 17B, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18, die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19, die Positionskorrektureinheit 20 und die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 als die Funktionen umfasst. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung 10 umfasst die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12, die Objektpositionserkennungseinheit 13, die Transformationseinheit 14, die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15C, die Fahrbahnerzeugungseinheit 16, die Steuereinheit 17B, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 18, die Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit 19, die Positionskorrektureinheit 20 und die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21.
Nachstehend wird ein Fall, wo eine Vielzahl von Objekten von der Objektpositionserkennungseinheit 13 erkannt wird, beschrieben werden. 19 ist eine Darstellung, welche ein Beispiel von Spurgrenzlinien 101 und 103 und Positionen der Objekte 200C und Z in dem XY-Objektebenen-Koordinatensystem beschreibt. Wie in 19 dargestellt, ist eine Vielzahl von Objekten 200C und Z in der Spur 104 vor dem Fahrzeug 2C vorhanden. 20A bis 20C sind Darstellungen, welche den fahrbaren Bereich inklusive des engen Bereichs in dem Spurkoordinatensystem beschreiben. 20A ist eine Darstellung, welche die Spurgrenzlinien 101 und 103 und das Objekt 200C und das Objekt Z, welche basierend auf 19 in das Spurkoordinatensystem transformiert worden sind, beschreibt. 20B ist eine Darstellung, welche jedes Objekt beschreibt, das basierend auf den jeweiligen temporalen Positionen des jeweiligen Objekts korrigiert ist. Wenn die Position und Geschwindigkeit von jedem der Vielzahl der Objekte detektiert sind, führt die Positionskorrektureinheit 20 eine Verarbeitung durch, um die Positionen des Objekts 200C und des Objekts Z in dem Spurkoordinatensystem auf die zeitlichen Positionen zu korrigieren. Die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit 21 ermittelt, ob der erste fahrbare Bereich R1, der basierend auf den temporalen Positionen der Vielzahl von Objekten 200C und Z berechnet wird, den engen Bereich R1a umfasst oder nicht. In 20B ist ein Fall, wo der erste fahrbare Bereich R1 den engen Bereich R1a umfasst, dargestellt.
In diesem Fall berechnet die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15C den ersten fahrbaren Bereich R1 erneut basierend auf dem verbleibenden Objekt, nachdem das Objekt, welches die höchste Geschwindigkeit unter der Vielzahl von Objekten 200C und Z hat, die den engen Bereich R1a bilden, ausgeschlossen worden ist. Die Vielzahl von Objekten, die den engen Bereich R1a bilden, ist das Objekt, welches die äußere Kante des engen Bereichs R1a überlappt. Wenn zum Beispiel ein anderes Objekt als die Objekte 200C und Z detektiert wird, spezifiziert die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15C das Objekt 200C und das Objekt Z, welche den engen Bereich R1a bilden, basierend auf der Position von jedem Objekt. Das Objekt 200C ist ein Fahrzeug und das Objekt Z ist ein gefallenes Objekt. Daher berechnet die Erster-Bereich-Berechnungseinheit 15C den ersten fahrbaren Bereich R1 erneut basierend auf dem Objekt Z, während sie das Objekt 200C ausnimmt. Auf diese Weise wird, wie in 20C dargestellt, der erste fahrbare Bereich R1 zum Vermeiden des Objekts Z berechnet. Die Steuereinheit 17B führt eine Geschwindigkeitssteuerung durch, um dem ausgenommenen Objekt 200C, welches die höchste Geschwindigkeit hat, zu folgen.
Andere Ausgestaltungen der Fahrsteuervorrichtung 1C sind die gleichen wie diejenigen der Fahrsteuervorrichtung 1B. Außerdem ist der Betrieb der Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung 1C der gleiche wie die Fahrsteuerverarbeitung in der Fahrsteuervorrichtung 1A abgesehen von dem Punkt, dass das ausgenommene Objekt ausgewählt wird.
Wie oben beschrieben, behandelt, wenn das Objekt 200C und das Objekt Z als stationäre Objekte in dem Spurkoordinatensystem behandelt werden und wenn eine Vielzahl von Objekten vorhanden ist und die Spur 104 vor dem Fahrzeug 2C durch diese Objekte geschlossen ist, die Fahrsteuervorrichtung 1C gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Objekt 200C, welches die höchste Geschwindigkeit unter der Vielzahl von Objekten, die den engen Bereich R1a bilden, hat, als ein vorausfahrendes Fahrzeug und kann dann den ersten fahrbaren Bereich R1 erneut basierend auf der Position des anderen, verbleibenden Objekts Z berechnen. Durch Auswählen des vorausfahrenden Fahrzeugs wie oben beschrieben wird es möglich mit einem Fahren nahe dem üblichen Fahren wie beispielsweise dem Fahren mit einem Behandeln eines Objekts, welches die höchste Geschwindigkeit hat, als einem vorausfahrenden Fahrzeug zu reisen, während die Kollision mit einem Objekt, welches eine niedrige Geschwindigkeit hat, vermieden wird.
Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Arten basierend auf dem Wissen von Fachleuten verwirklicht werden, auf welche verschiedene Änderungen oder Modifikationen basierend auf den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen angewandt werden. Außerdem kann ein Modifikationsbeispiel zu dem Ausführungsbeispiel wie unten beschrieben unter Verwendung der in den oben beschriebenen Ausführungsbespielen offenbarten technischen Aspekte ausgebildet werden.
Modifikation der Ausgestaltung
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Beispiel, wie der externe Sensor 31 eine Kamera, Radar und ein LIDAR umfasst, beschrieben. Jedoch kann der externe Sensor 31 zumindest eines von der Kamera, dem Radar und dem LIDAR umfassen. Das heißt, die Fahrsteuervorrichtung kann die Spurgrenzlinien und das Objekt unter Verwendung von zumindest einem von der Kamera, dem Radar und dem LIDAR erkennen.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Fahrzeug 2 Karteninformationen und einen GPS-Empfänger umfassen. In diesem Fall kann die Fahrsteuervorrichtung die Position der Spurgrenzlinien vor dem Fahrzeug 2 basierend auf den Karteninformationen und der Position des Fahrzeugs 2 basierend auf dem GPS-Empfänger erwerben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Beispiel beschrieben, wie die Transformationseinheit 14 die Endpunkte p1 bis p4 des Objekts 200 in diejenige in dem Spurkoordinatensystem transformiert. Jedoch kann die Abtastung frei durchgeführt werden, ohne auf die Endpunkte oder die Punktanzahl vier begrenzt zu sein. Außerdem kann in 3 bezüglich eines Liniensegments, welches mit den Endpunkten p1 und p2 nahe der Spurmittellinie K ausgestaltet ist, die Außenkante des Objekts 200 in dem Spurkoordinatensystem genau beschrieben werden, indem der Mittelpunkt des Liniensegments abgetastet wird. Auf diese Weise kann eine Seitenfläche des Objekts 200, welche eine höhere Möglichkeit hat, eine Beziehung zu dem Fahrzeug 2 zu haben, genau beschrieben werden. Deshalb ist es möglich, den fahrbaren Bereich genau zu berechnen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Beispiel beschrieben, wie die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 den zweiten fahrbaren Bereich R2 aus dem ersten fahrbaren Bereich R1 erzeugt und die Fahrbahn in dem zweiten fahrbaren Bereich R2 erzeugt, aber es ist nicht darauf beschränkt. Die Fahrbahnerzeugungseinheit 16 kann die Zielfahrbahn erzeugen, indem sie die Fahrbahn in dem ersten fahrbaren Bereich R1 erzeugt und die inverse Transformation an der erzeugten Fahrbahn durchführt.
Ein Beobachtungsfehler kann in jeder physikalischen Größe in Gleichung (1), die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, enthalten sein. Außerdem ist das Beispiel beschrieben, wie die Überholzeit/Einholzeit die Zeit ist, bis der Frontendabschnitt (vorderen Endabschnitts) des sich bewegenden Fahrzeugs 2A und der Heckendabschnitt (rückwärtige Endabschnitt) des sich bewegenden Objekts 200A miteinander zusammenfallend sind, aber es ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann anstelle des Frontendabschnitts des Fahrzeugs 2A die Schwerpunktslage 2a des Fahrzeugs 2A verwendet werden oder andere Abschnitte des Fahrzeugs 2A können verwendet werden. Auf ähnliche Weise kann bei dem Objekt 200A anstelle des rückwärtigen Endabschnitts eine Schwerpunktslage verwendet werden. Außerdem kann es, beim Ermitteln des Zusammenfallens, festgestellt werden, dass die Positionen miteinander zusammenfallend sind, wenn die Differenz zwischen den Positionen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist ebenso wie der Fall eines perfekten Zusammenfallens. Außerdem kann die Überholzeit/Einholzeit unter Verwendung der momentanen Zeit und der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 2A und dem Objekt 200A berechnet werden. Zum Beispiel kann die momentane Zeit die Zeit sein, wenn die Spurpositionserkennungseinheit 11, die Fahrpositionserkennungseinheit 12 und die Objektspositionserkennungseinheit 13 die Erkennungsverarbeitung ausführen. Die Überholzeit/Einholzeit kann die Zeit sein, die zum Beispiel durch Addieren der momentanen Zeit zu der Zeit erhalten wird, welche durch Dividieren des Abstands auf dem Weg von dem Schnittpunkt Q_t, welcher die projizierte Position des Frontendabschnitts des Fahrzeugs 2 ist, zu dem Schnittpunkt Q_p, welcher die projizierte Position des rückwärtigen Endabschnitts des Objekts 200A ist, durch die relative Geschwindigkeit erhalten wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016-034141 [0001]
JP 4211794 [0003, 0004, 0004]

Claims

Fahrsteuervorrichtung umfassend: eine Spurpositionserkennungseinheit, welche ausgestaltet ist, Positionen von Spurgrenzlinien einer Spur, auf welcher ein Fahrzeug fährt, vor einem Fahrzeug in einem Ebenenkoordinatensystem zu erkennen; eine Fahrpositionserkennungseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Fahrposition des Fahrzeugs auf der Spur in dem Ebenenkoordinatensystem zu erkennen; eine Objektpositionserkennungseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Position eines Objekts, welches um das Fahrzeug herum vorhanden ist, in dem Ebenenkoordinatensystem zu erkennen; eine Transformationseinheit, welche ausgestaltet ist, die Spurgrenzlinien und das Objekt, welche in dem Ebenenkoordinatensystem erkannt werden, auf ein Spurkoordinatensystem zu projizieren, in welchem eine Mittellinie der Spur eine erste Koordinatenachse ist und eine zu der ersten Koordinatenachse orthogonale Achse eine zweite Koordinatenachse ist, indem sie eine Koordinatentransformation durchführt; eine Bereichsberechnungseinheit, welche ausgestaltet ist, einen fahrbaren Bereich, in welchem das Fahrzeug fahren kann, in dem Spurkoordinatensystem basierend auf den Spurgrenzlinien und dem Objekt in dem Spurkoordinatensystem zu berechnen; eine Fahrbahnerzeugungseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Fahrbahn des Fahrzeugs in dem Ebenenkoordinatensystem basierend auf dem fahrbaren Bereich und der Fahrposition zu erzeugen; und eine Steuereinheit, welche ausgestaltet ist, eine Lenksteuerung an dem Fahrzeug basierend auf der Fahrbahn durchzuführen.
Fahrsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu detektieren; eine Objektgeschwindigkeitsdetektionseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Geschwindigkeit des Objekts zu detektieren; und eine Positionskorrektureinheit, welche ausgestaltet ist, basierend auf der Position und der Geschwindigkeit des Objekts in dem Spurkoordinatensystem und der Fahrposition und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in dem Spurkoordinatensystem die durch die Transformationseinheit projizierte Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem zu einer temporalen Position zu korrigieren, die eine Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem zu einer Zeit ist, wenn das Fahrzeug das Objekt überholt, wobei die Bereichsberechnungseinheit ausgestaltet ist, den fahrbaren Bereich basierend auf der temporalen Position des Objekts zu berechnen.
Fahrsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, weiter umfassend: eine Enger-Bereich-Ermittlungseinheit, welche ausgestaltet ist zu ermitteln, ob der basierend auf der temporalen Position des Objekts berechnete fahrbare Bereich einen engen Bereich umfasst, in welchem eine Breite in der Richtung der zweiten Koordinatenachse gleich zu oder kleiner als ein Breitengrenzwert ist, oder nicht, wobei die Bereichsberechnungseinheit ausgestaltet ist, den fahrbaren Bereich erneut zu berechnen, während sie das Objekt ausgenimmt, wenn die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit feststellt, dass der fahrbare Bereich den engen Bereich beinhaltet, und wobei die Steuereinheit ausgestaltet ist, eine Geschwindigkeitssteuerung durchzuführen, um dem ausgenommenen Objekt zu folgen.
Fahrsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Positionskorrektureinheit ausgestaltet ist, eine Verarbeitung durchzuführen, um die Position des Objekts in dem Spurkoordinatensystem zu der temporalen Position zu korrigieren, wenn Positionen und Geschwindigkeiten von jedem einer Vielzahl von Objekten detektiert werden, wobei die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit ermittelt, ob der basierend auf den temporalen Positionen der Vielzahl von Objekten berechnete fahrbare Bereich den engen Bereich beinhaltet oder nicht, wobei die Bereichsberechnungseinheit ausgestaltet ist, den fahrbaren Bereich erneut basierend auf dem verbleibenden Objekt zu berechnen, nachdem sie das Objekt, welches die höchste Geschwindigkeit unter der Vielzahl von Objekten, die den engen Bereich bilden, hat, ausgenommen hat, wenn die Enger-Bereich-Ermittlungseinheit feststellt, dass der fahrbare Bereich den engen Bereich beinhaltet, und wobei die Steuereinheit ausgestaltet ist, die Geschwindigkeitssteuerung durchzuführen, um dem ausgenommenen Objekt, welches die höchste Geschwindigkeit hat, zu folgen.