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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf automatisches Fahren eines Fahrzeugs und insbesondere auf automatisches Fahren unter Verwendung von Kartendaten.
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Beschreibung verwandten Stands der Technik
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In den letzten Jahren wird eine automatische Antriebs-(automatische Fahr)-Technologie entwickelt, in der ein Fahrzeug dazu gebracht wird, längs einer zuvor eingestellten Route zu fahren. Beispielsweise schlägt die internationale Veröffentlichung Nr.
WO2015/111507 eine Technologie vor, in der ein Fahrzeug dazu gebracht wird, automatisch auf einer empfohlenen Route, die durch eine Navigationsvorrichtung abgerufen wird, zu fahren.
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Um das Fahrzeug dazu zu bringen, automatisch längs einer zuvor eingestellten Route zu fahren, ist es notwendig, einen Fahrzeugort auf einer Karte mit hoher Genauigkeit zu spezifizieren. Falls ein automatisches Fahren in einem Zustand gestartet wird, bei dem ein Fahrzeugort auf einer Karte nicht genau spezifiziert ist, ist es schwierig, das Fahrzeug dazu zu bringen, automatisch längs der richtigen Route zu fahren. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass das Fahrzeug von der Spur abweicht oder während des automatischen Fahrens auf der falschen Route fahren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung bereitzustellen, die verhindern kann, dass automatisches Fahren in einem Zustand ausgeführt wird, bei dem ein Fahrzeugort auf einer Karte nicht korrekt spezifiziert ist.
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Eine Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ausgerüstet mit: einem Prozessor, der ein Programm ausführt; und einem Speicher, der ein Programm speichert und in welchem die nachfolgenden ersten bis fünften Prozesse durchgeführt werden, wenn das Programm durch den Prozessor ausgeführt wird. Der erste Prozess ist, einen Wirtsfahrzeugort-Spezifikationsprozess durchzuführen, in welchem ein Wirtsfahrzeugort auf einer Karte spezifiziert wird, basierend auf einem Ort eines Wirtsfahrzeugs, der unter Verwendung eines Positioniersignals von einem Positioniersatelliten und basierend auf Kartendaten ermittelt wird. Der zweite Prozess ist, einen ersten Peripherie-Informationsdetektionsprozess durchzuführen, in welchem ein Ort eines planimetrischen Merkmals oder einer Charakteristik einer Straße in einer Umgebung des Wirtsfahrzeugs basierend auf dem Wirtsfahrzeugort auf der Karte, der durch den Wirtsfahrzeugsort-Spezifikationsprozess spezifiziert ist, und basierend auf den Kartendaten spezifiziert wird. Der dritte Prozess ist, einen zweiten Peripherie-Informationsdetektionsprozess durchzuführen, in welchem ein Ort eines planimetrischen Merkmals oder einer Charakteristik einer Straße in einer Umgebung des Wirtsfahrzeugs aus durch eine Kamera, einen Sensor oder eine am Wirtsfahrzeug montierte Straßen-Fahrzeug-Kommunikationsvorrichtung erfasster Information detektiert wird. Der vierte Prozess ist, zu bestimmen, ob der Wirtsfahrzeugort auf der Karte, der durch den Wirtsfahrzeugort-Spezifikationsprozess spezifiziert ist, korrekt ist oder nicht, durch Kollatieren des Orts des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik der Straße, welche durch den ersten Peripherie-Informationsdetektionsprozess detektiert wird, mit dem Ort des planimetrischen Merkmals oder Charakteristik der Straße, der durch den zweiten Peripherie-Informationsdetektionsprozess detektiert wird. Der fünfte Prozess ist, die Leistung des automatischen Fahrens des Wirtsfahrzeugs zu beschränken, bis der Wirtsfahrzeugort auf der Karte, der durch den Wirtsfahrzeugort-Spezifikationsprozess spezifiziert ist, als korrekt bestimmt wird.
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Weil die Leistung des automatischen Fahrens beschränkt wird, bis ein Wirtsfahrzeugort auf einer Karte, der durch einen Wirtsfahrzeugort-Spezifikationsprozess spezifiziert ist, als korrekt bestimmt wird, ist es möglich, zu verhindern, dass während des automatischen Fahrens ein Wirtsfahrzeug von der Spur abkommt oder auf der falschen Straße fährt, wodurch die Zuverlässigkeit des automatischen Fahrens verbessert werden kann.
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Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung bei Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeug-Fahrsteuersystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines durch eine Wirtsfahrzeugort-Spezifikationseinheit spezifizierten Wirtsfahrzeugkartenorts zeigt;
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4 und 5 sind Diagramme, die beide ein Beispiel eines durch eine Kamera eines Wirtsfahrzeugs aufgenommenen Bilds zeigen;
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6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines durch die Wirtsfahrzeugort-Spezifikationseinheit spezifizierten Wirtsfahrzeugkartenorts zeigt.
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7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Fahrzeugzustandsgröße zeigt, welche aus durch einen Sensor des Wirtsfahrzeugs erfasster Information berechnet wird.
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8 und 9 sind Diagramme, die beide ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung zeigen;
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10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
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11 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt; und
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12 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste bevorzugte Ausführungsform
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1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeug-Fahrsteuersystems gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt, ist dieses Fahrzeug-Fahrsteuersystem mit einer Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10, die in einem Fahrzeug montiert ist, einem Lenkmechanismus 21, welcher mit der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 verbunden ist, einem Fahr- und Bremsmechanismus 22, einem Wirtsfahrzeugortsdetektor 23, einem Karteninformationsspeicher 24, einer Kamera 25, einem Sensor 26 und einer Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 ausgerüstet. Nachfolgend wird ein Fahrzeug, an welchem die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 montiert ist, als ein „Wirtsfahrzeug“ bezeichnet.
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Der Lenkmechanismus 21 ist ein Mechanismus zum Wenden einer Fahrrichtung des Wirtsfahrzeugs nach rechts und links und beinhaltet beispielsweise eine Lenkung. Der Antrieb zum Bremsmechanismus 22 ist ein Mechanismus zum Steuern einer Fahrgeschwindigkeit des Wirtsfahrzeugs und zum Umschalten zwischen vorwärts und rückwärts und beinhaltet beispielsweise ein Fahrpedal, ein Bremspedal und einen Ganghebel.
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Der Wirtsfahrzeugortsdetektor 23 empfängt ein Positioniersignal aus einem Positioniersatelliten 30, bereitgestellt durch ein Positioniersystem wie etwa GPS (Globalpositioniersystem) und detektiert den Ort des Wirtsfahrzeugs (nachfolgend als ein „Wirtsfahrzeugort“) bezeichnet durch arithmetische Prozessierung, basierend auf dem empfangenen Positioniersignal. Der Wirtsfahrzeugort, welcher durch den Wirtsfahrzeugortsdetektor 23 detektiert wird, ist die Information, die einen Absolutort (Breitengrad, Längengrad oder dergleichen) des Wirtsfahrzeugs repräsentiert.
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Der Karteninformationsspeicher 24 ist ein Speichermedium, in welchem Kartendaten gespeichert werden. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform beinhalten die Kartendaten die Information, welche Charakteristika eines planimetrischen Merkmals und einer Straße, die auf einer Karte dargestellt ist, repräsentiert, wie etwa Ort und Form einer Straße, einen Ort und eine Form eines Gebäudes, zusätzlich einen Krümmungsradius und eine Neigung (Höhe) einer Straße, eine Straßenmarkierung (Übergang und dergleichen), die auf eine Straßenoberfläche gezeichnet ist, und dergleichen.
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Die Kamera 25, der Sensor 26 und die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 sind Mittel zum Detektieren von Umständen des Wirtsfahrzeugs und einer Peripherie des Wirtsfahrzeugs. Die Kamera 25 nimmt ein Bild einer Peripherie des Wirtsfahrzeugs auf. Der Sensor 26 beinhaltet beispielsweise einen Distanzsensor (Millimeter-Wellenradar oder dergleichen), einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Längsbeschleunigungssensor, einen Querbeschleunigungssensor, einen Gierratensensor und einen Lenkwinkelsensor. Die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 führt Kommunikation mit einer Straßenseiten-Kommunikationsvorrichtung (Straßenfahrzeugkommunikation), wie etwa einer Funkbarke durch, die an einer Straße vorgesehen ist, um Verkehrsinformation und ein ETC (elektronisches Gebührensammelsystem, Electronic Toll Collection System), Gatter, das auf einer Mautstraße vorgesehen ist, zu senden.
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Die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 steuert das Fahren des Wirtsfahrzeugs durch Steuern der Operationen des Lenkmechanismus 21 und Fahren- und Bremsmechanismus 22. 2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 zeigt. Wie in 2 gezeigt, ist die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 mit einer Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11, einer Fahrsteuerung 12, einem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13, einem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14, einer Kollatiereinheit 15 und einer Automatik-Fahrbeschränkungseinheit 16 ausgestattet.
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Die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 erfasst Daten eines Wirtsfahrzeugorts aus dem Wirtsfahrzeugortsdetektor 23, erfasst die Kartendaten der Peripherie des Wirtsfahrzeugorts aus dem Karteninformationsspeicher 24 und spezifiziert dann einen Wirtsfahrzeugort auf einer Karte (nachfolgend als ein „Wirtsfahrzeugkartenort“ bezeichnet), durch Kollatieren der beiden Daten. Das heißt, dass der Wirtsfahrzeugkartenort die Information des Relativorts des Wirtsfahrzeugs ist, spezifiziert in Bezug auf eine Straße auf einer Karte.
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Die Fahrsteuerung 12 steuert das Fahren des Wirtsfahrzeugs während des Automatikfahrens und manuellen Fahrens. Wenn das Wirtsfahrzeug manuell durch einen Fahrer gefahren wird, steuert die Fahrsteuerung 12 den Steuermechanismus 21 und den Fahr- und Bremsmechanismus 22 folgend der Bedienung des Lenkrads, des Fahrpedals, des Bremspedals und dergleichen durch einen Fahrer. Wenn andererseits das automatische Fahren des Wirtsfahrzeugs durchgeführt wird, steuert die Fahrsteuerung 12 automatisch den Lenkmechanismus 21 und den Fahr- und Bremsmechanismus 22 auf Basis des durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierten Wirtsfahrzeugorts, der aus dem Karteninformationsspeicher 24 erfassten Kartendaten und verschiedenen, aus der Kamera 25, dem Sensor 26 und der Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 erfassten Informationen.
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Auf diese Weise werden die durch den Wirtsfahrzeugortsdetektor 23, den Karteninformationsspeicher 24, die Kamera 25, den Sensor 26 und die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 erfassten Informationen verwendet, um das automatische Fahren des Wirtsfahrzeugs zu steuern.
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2 zeigt eine Konfiguration, in der das Fahrzeug-Fahrsteuersystem mit allen von Kamera 25, Sensor 26 und Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 ausgerüstet ist; jedoch, falls die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 genug Information erfassen kann, um das automatische Fahren des Wirtsfahrzeugs durchzuführen, können ein oder zwei von Kamera 25, Sensor 26 und Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 weggelassen werden. Mit anderen Worten muss das Fahrzeug-Fahrsteuersystem nur zumindest eines von der Kamera 25, dem Sensor 26 und der Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 aufweisen. Weiter, in den Zeichnungen nicht gezeigt, aber das Fahrzeug-Fahrsteuersystem kann weiterhin mit einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationsvorrichtung ausgerüstet sein, welche Information zum Ort und der Fahrrichtung eines anderen Fahrzeugs durch Kommunikation mit dem anderen Fahrzeug erfasst. Es ist anzumerken, dass die obigen Informationsstücke verwendet werden können für eine präventive Sicherheitsunterstützung (beispielsweise eine Kollisionsverhinderungstechnologie und eine Spurabweichungsverhinderungstechnologie) zum Zeitpunkt des manuellen Fahrens des Wirtsfahrzeugs.
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Der erste Peripherie-Informationsdetektor 13 detektiert den Ort, auf einer Karte, eines planimetrischen Merkmals oder Charakteristik einer Straße in einer Umgebung des Wirtsfahrzeugs basierend auf dem durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierten Wirtsfahrzeugkartenort und basierend auf den aus dem Karteninformationsspeicher 24 erfassten Kartendaten. Das heißt, dass der erste Peripherie-Informationsdetektor 13 auf Basis der Kartendaten die Positionsbeziehung (Distanz und Richtung bei Sicht aus dem Wirtsfahrzeug) zwischen dem Wirtsfahrzeugkartenort und dem auf einer Karten lokalisierten planimetrischen Merkmal berechnet und einen numerischen Wert berechnet, der die Charakteristik der Straße repräsentiert, auf welcher das Wirtsfahrzeug fährt.
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Als das durch den ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 zu detektierende planimetrische Merkmal kann beispielsweise Gebäude, Straßenzeichen, Ampeln, Kilometerschilder, Mautstationen und Straßenseiten-Kommunikationsvorrichtungen (beispielsweise ECT-Gatter und Baken) enthalten. Weiter kann die durch den ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 zu detektierende Charakteristik die Form, Krümmung und Neigung der Straße beinhalten, auf welcher das Wirtsfahrzeug fährt, die Positionsbeziehung zwischen dem Wirtsfahrzeug und einer Straßenmarkierung, die auf die Straßenoberfläche gemalt ist, die Positionsbeziehung zwischen dem Wirtsfahrzeug und einer Kreuzung und dergleichen.
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Der zweite Peripherie-Informationsdetektor 14 detektiert einen Ort eines planimetrischen Merkmals oder Charakteristik einer Straße in der Umgebung des Wirtsfahrzeugs auf Basis der durch die Kamera 25, dem Sensor 26 oder die im Fahrzeug montierte Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 erfassten Information. Spezifisch berechnet der zweite Peripherie-Informationsdetektor 14 (i) die Positionsbeziehung zwischen der tatsächlichen Wirtsfahrzeugort und dem planimetrischen Merkmal in der Umgebung des tatsächlichen Wirtsfahrzeugorts und (ii) einen numerischen Wert, welcher die Charakteristik der Straße repräsentiert, auf welcher das Wirtsfahrzeug fährt. Die Berechnung wird auf Basis des Bildes in der Umgebung des Wirtsfahrzeugs, aufgenommen durch die Kamera 25, der Positionsbeziehung zwischen dem durch den Sensor 26 detektierten planimetrischen Merkmal und dem Wirtsfahrzeugs, der aus der Ausgabe des Sensors 26 berechneten Fahrzeugzustandsgröße des Wirtsfahrzeugs, der Positionsbeziehung zwischen dem Ort des aus der durch die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 empfangenen Informationen bekannten planimetrischen Merkmals und dem Wirtsfahrzeug und anderen Informationen durchgeführt.
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Die durch den zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 zu detektierenden Elemente entsprechen den Elementen, welche durch den ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 detektiert worden sind. Das heißt, dass der zweite Peripherie-Informationsdetektor 14 die Elemente detektiert, welche durch den ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 detektiert worden sind, indem nicht der Wirtsfahrzeugkartenort verwendet wird.
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Beispielsweise kann der zweite Peripherie-Informationsdetektor 14 die Orte eines Gebäudes, eines Straßenzeichens, einer Ampel, eines Kilometerschilds, einer Mautstation, einer Straßenmarkierung und einer Kreuzung wie auch die Form einer Straße ermitteln, durch Analysieren des durch die Kamera 25 aufgenommenen Bilds und der Ausgabe des als der Sensor 26 fungierenden Distanzsensors. Weiter kann der Ort einer Straßenseiten-Kommunikationsvorrichtung aus dem durch die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 empfangenen Signal bestimmt werden.
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Die Form und Neigung der Straße, auf welcher das Wirtsfahrzeug fährt, kann aus der aus der Ausgabe des Sensors 26 berechneten Fahrzeugzustandsgröße ermittelt werden. Hier, annehmend, dass der Sensor 26 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Längsbeschleunigungssensor, einen Querbeschleunigungssensor, einen Gierratensensor und einem Lenkwinkelsensor beinhaltet, werden die durch die Sensoren detektierten Werte so definiert, dass eine Fahrgeschwindigkeit als V definiert ist, eine Längsbeschleunigung als Ax, eine Querbeschleunigung als Ay, eine Gierrate als Y, und ein Lenkwinkel des Wirtsfahrzeug als θ.
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Mit diesen Definitionen kann die Neigung der Straße, auf welcher das Wirtsfahrzeug fährt, aus dem nachfolgenden Ausdruck ermittelt werden: ΔAg = ΔV – Ax Gleichung 1
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Der Wert ΔV ist ein Differenzialwert (dV/dt) der Fahrgeschwindigkeit V des Wirtsfahrzeugs und ΔAg ist ein Effekt aus der Neigung in Bezug auf die Gravitationsbeschleunigung.
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Weiter kann ein Krümmungsradius der Straße, auf welcher das Wirtsfahrzeug fährt, als ein Wenderadius R des Wirtsfahrzeugs ermittelt werden, der aus dem nachfolgenden Relationsausdruck berechnet wird: R = V/Y Gleichung 2
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Es ist anzumerken, dass in dem Fall, bei dem der Sensor 26 keinen Gierratensensor enthält, die Gierrate Y durch den nachfolgenden relationalen Ausdruck berechnet werden kann: Y = 1/(1 + C·V2)·V·θ·G/L Gleichung 3 oder Y = Ay/V Gleichung 4
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In Gleichung 3 ist C ein inhärenter Wert des Wirtsfahrzeugs, ist G ein Lenkgetriebeverhältnis und ist L ein Radstand (die Distanz zwischen der Vorderradachse und der Hinterradachsendistanz).
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Die Kollatiereinheit 15 kollatiert den Ort des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik der Straße, die durch den ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 detektiert werden, mit dem durch den zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 detektierten Ort des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik der Straße. Die Kollatiereinheit 15 bestimmt aus dem Ergebnis der Kollatierung, ob der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist oder nicht.
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Es wird hier beispielsweise angenommen, dass die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 den Wirtsfahrzeugkartenort wie in 3 gezeigt spezifiziert hat. In diesem Fall detektiert der erste Peripherie-Informationsdetektor 13 aus den Kartendaten, dass ein Kilometerschild von „150,5 km“ 10 m vor dem Wirtsfahrzeug ist und eine Kreuzung 20 m vor dem Wirtsfahrzeug ist. In dieser Situation, falls die Kamera 25 ein Bild der Vorwärtssicht des Wirtsfahrzeugs aufnimmt und ein Bild wie in 4 gezeigt ermittelt wird, detektiert der zweite Peripherie-Informationsdetektor 14 auch, dass ein Kilometerschild „150,5 km“ 10 m vor dem Wirtsfahrzeug ist und dass eine Kreuzung 20 m vor dem Wirtsfahrzeug liegt. In dem Fall, dass das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 mit dem Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14, wie oben beschrieben koinzidiert, bestimmt die Kollatiereinheit 15, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist.
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Falls jedoch die Kamera 25 ein Bild in der Vorwärtssicht des Wirtsfahrzeugs aufnimmt und ein Bild ermittelt wird, beispielsweise wie in 5 gezeigt, wird keiner vom obigen Kilometerschild und der Kreuzung durch den zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 detektiert. In diesem Fall bestimmt die Kollatiereinheit 15, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort inkorrekt ist.
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Weiter wird beispielsweise hierin angenommen, dass die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 den Wirtsfahrzeugkartenort wie in 6 gezeigt spezifiziert hat. In diesem Fall detektiert der erste Peripherie-Informationsdetektor 13 aus den Kartendaten, dass der Krümmungsradius der Straße, auf welcher das Wirtsfahrzeug fährt, 100 m beträgt. In dieser Situation, in dem Fall, bei dem der weite Peripherie-Informationsdetektor 14 als die Fahrzeugzustandsgröße den Abwenderadius des Wirtsfahrzeugs aus der Ausgabe des Sensors 26 und aus obiger Gleichung 2 berechnet und das Ergebnis 100 m beträgt, wie in 7 gezeigt, koinzidiert das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 mit dem Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14. Daher bestimmt die Kollatiereinheit 15, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist. Falls jedoch das Rechenergebnis des Abbiegeradius des Wirtsfahrzeugs einen anderen Wert als 100 m aufweist, bestimmt die Kollatiereinheit 15, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort inkorrekt ist.
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Der Bereich, in welchem die Kollatiereinheit 15 bestimmt, dass das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 mit dem Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 koinzidiert, kann eine gewisse Marge aufweisen. Beispielsweise können die Ergebnisse als identisch bestimmt werden, wenn die Differenz zwischen den zwei Ergebnissen 10% oder weniger beträgt.
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Die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 bezieht sich auf das Ergebnis der Bestimmung durch die Kollatiereinheit 15, und falls sie bestimmt hat, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist, gestattet die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 der Fahrsteuerung 12, ein automatisches Fahrens des Wirtsfahrzeugs durchzuführen. Falls sie jedoch nicht bestimmt hat, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist, steuert die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 die Fahrsteuerung 12 so, dass die Leistung des Automatikfahrens des Wirtsfahrzeugs beschränkt wird. In der bevorzugten Ausführungsform, falls sie nicht bestimmt hat, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist, beschränkt die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 alle Funktionen des automatischen Fahrens, mit anderen Worten, verhindert, dass das automatische Fahren durchgeführt wird.
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Wie oben beschrieben, wird verhindert, dass das automatische Fahren des Wirtsfahrzeugs durchgeführt wird, bis der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort als korrekt bestimmt wird; daher ist es möglich, automatisches Fahren in einem Zustand zu verhindern, bei dem der Fahrzeugort auf einer Karte nicht genau spezifiziert ist.
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8 und 9 sind Diagramme, die beide ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 zeigen. Die entsprechenden Elemente der in 1 gezeigten Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10, welche Elemente die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11, die Fahrsteuerung 12, der erste Peripherie-Informationsdetektor 13, der zweite Peripherie-Informationsdetektor 14, die Kollatiereinheit 15 und die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 sind, werden beispielsweise durch eine Verarbeitungsschaltung 50 realisiert, die in 8 gezeigt ist. Spezifisch ist die Verarbeitungsschaltung 50 ausgestattet mit: der Fahrsteuerung 12, welche das Fahren des Fahrzeugs auf Basis der Kartendaten und der Absolutposition des Wirtsfahrzeugs, die unter Verwendung eines Positioniersignals aus dem Positioniersatelliten 30 ermittelt wird, steuert; der Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11, die einen Wirtsfahrzeugkartenort spezifiziert; dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13, der den Ort eines planimetrischen Merkmals oder die Charakteristik einer Straße in der Umgebung des Wirtsfahrzeugs auf Basis der Kartendaten und dem durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierten Wirtsfahrzeugkartenort detektiert; dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14, welcher den Ort eines planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik einer Straße in der Umgebung des Wirtsfahrzeugs auf Basis der durch die Kamera 25, den Sensor 26 oder die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27, die am Wirtsfahrzeug montiert sind, erfassten Information detektiert; der Kollatiereinheit 15, die bestimmt, ob der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist oder nicht, durch Kollatieren des Orts des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik der Straße, die durch den ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 detektiert wird, mit dem Ort des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik der Straße, die durch den zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 detektiert sind, und der Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16, welche die Leistung des automatischen Fahrens des Wirtsfahrzeugs beschränkt, bis der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort als korrekt festgestellt wird. Auf die Verarbeitungsschaltung 50 kann eine dedizierte Hardware angewendet werden, oder es kann ein Prozessor (wie etwa eine Zentraleinheit, eine Zentralverarbeitungseinheit, eine Verarbeitungsvorrichtung, eine Betriebsvorrichtung, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer und ein Digitalsignalprozessor), welcher ein in einen Speicher gespeichertes Programm ausführt, verwendet werden.
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In dem Fall, dass die Verarbeitungsschaltung 50 dedizierte Hardware ist, ist es möglich, als die Verarbeitungsschaltung 50 beispielsweise eine Einzelschaltung, eine Komposit-Schaltung, einen programmierten Prozessor, einen parallelprogrammierten Prozessor, einen ASIC, einen FPGA oder eine Schaltung zu verwenden, in der diese Komponenten kombiniert sind. Jede der Funktionen der jeweiligen Elemente der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 können durch eine Mehrzahl von Verarbeitungsschaltungen realisiert werden, oder jene Funktionen können integral durch eine einzelne Verarbeitungsschaltung realisiert werden.
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9 zeigt eine Hardwarekonfiguration der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 in dem Fall, dass die Verarbeitungsschaltung 50 unter Verwendung eines Prozessors konfiguriert ist. In diesem Fall werden die Funktionen der jeweiligen Elemente der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 durch eine Kombination von Software und dergleichen (Software, Firmware oder Software und Firmware) realisiert. Software und dergleichen werden als ein Programm beschrieben und in einem Speicher 52 gespeichert. Ein Prozessor 51, der als eine Verarbeitungsschaltung 50 fungiert, realisiert die Funktionen entsprechender Teile durch Auslesen und Ausführen des in dem Speicher 52 gespeicherten Programms. Das heißt, dass die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 mit dem Speicher 52 zum Speichern eines Programms versehen ist, wobei, wenn das Programm durch die Verarbeitungsschaltung 50 ausgeführt wird, die nachfolgenden Prozesse als Ergebnis durchgeführt werden: ein Prozess, in welchem der Wirtsfahrzeugkartenort auf Basis der Kartendaten und des Absolutorts des Wirtsfahrzeugs spezifiziert wird, der unter Verwendung des Positioniersignals aus dem Positioniersatelliten 30 ermittelt wird; einen ersten Peripherie-Informationsdetektionsprozess, in welchem der Ort eines planimetrischen Merkmals oder einer Charakteristik einer Straße in der Umgebung des Wirtsfahrzeugs aus dem Wirtsfahrzeugkartenort und den Kartendaten detektiert wird; einen zweiten Peripherie-Informationsdetektionsprozess, in welchem der Ort eines planimetrischen Merkmals oder der Charakteristika einer Straße in der Umgebung des Wirtsfahrzeugs auf Basis der durch die Kamera 25, den Sensor 26 oder die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27, die im Wirtsfahrzeug montiert sind, erfassten Information detektiert wird; einen Prozess, in welchem festgestellt wird, ob der Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist oder nicht, durch Kollatieren des Orts des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik der Straße, welche durch den ersten Peripherie-Informationsdetektionsprozess detektiert wird, wobei der Ort des planimetrischen Merkmals oder die Charakteristik der Straße in dem zweiten Peripherie-Informationsdetektionsprozess detektiert ist; und einem Prozess, in welchem die Leistung des automatischen Fahrens des Wirtsfahrzeugs beschränkt wird, bis der spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort als korrekt bestimmt wird. Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, dass das Programm ein Programm ist, das einen Computer dazu bringt, Prozeduren und Verfahren der Operationen entsprechender Elemente der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 durchzuführen.
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Bei dieser Anordnung entsprechen beispielsweise die nachfolgenden Vorrichtungen dem Speicher 52: ein flüchtiger oder nicht-flüchtiger Halbleiterspeicher wie etwa ein RAM (Wahlfrei-Zugriffsspeicher), ein ROM (nur Lesespeicher), ein Flashspeicher, ein EPROM (löschbarer, programmierbarer Nur-Lesespeicher), und ein EEPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lesespeicher), eine HDD (Festplattenlaufwerk), eine Magnetdisk, eine flexible Disk, eine optische Disk, eine Kompakt-Disk, eine MiniDisk, eine DVD (Digital Versatile Disc) und Antriebsvorrichtungen dieser Speichermedien.
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Oben werden Konfigurationen beschrieben, in welchen die Funktionen der jeweiligen Elemente der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 durch Hardware, Software und dergleichen realisiert werden. Jedoch ist die Konfiguration nicht auf die obigen Konfigurationen beschränkt, und die Konfiguration kann so realisiert werden, dass einige der Elemente der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 durch dedizierte Hardware realisiert werden und die anderen der Elemente durch Software und dergleichen realisiert werden. Es ist beispielsweise möglich, dass die Funktionen einige der Elemente durch die Verarbeitungsschaltung 50 realisiert werden, die aus dedizierter Hardware besteht, und dass die Funktion des anderen der Elemente durch die Verarbeitungsschaltung 50 realisiert werden, die als der Prozessor 51 fungiert, wobei die Verarbeitungsschaltung 50 ein im Speicher 52 gespeichertes Programm ausliest und ausführt.
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Wie oben beschrieben, können hinsichtlich der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 die obigen jeweiligen Funktionen durch Hardware, Software und dergleichen oder eine Kombination von Hardware, Software und dergleichen realisiert werden.
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10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Nachfolgend wird ein Betrieb der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
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Wenn die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 gestartet wird, gelangt die Fahrsteuerung 12 in einen Betriebsmodus, in welchem manuelles Fahren des Wirtsfahrzeugs durchgeführt wird (Schritt S101). Dann, falls ein Fahrer ein Ziel und dergleichen einstellt und die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 eine Anweisung zum Starten des automatischen Fahrens empfängt (Schritt S102: Ja), spezifiziert die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 den Wirtsfahrzeugkartenort durch Kollatieren der Daten des Wirtsfahrzeugorts, erfasst aus dem Wirtsfahrzeugortsdetektor 23, mit den aus dem Karteninformationsspeicher 24 erfassten Kartendaten (Schritt S103). Als Nächstes detektiert der erste Peripherie-Informationsdetektor 13 den Kartenort des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik einer Straße in einer Umgebung des Wirtsfahrzeugs aus dem durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierten Wirtsfahrzeugkartenort und den aus dem Karteninformationsspeicher 24 erfassten Kartendaten (Schritt S104). Weiter detektiert der zweite Peripherie-Informationsdetektor 14 den Ort eines planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik auf einer Straße in der Umgebung des Wirtsfahrzeugs aus der durch die Kamera 25, dem Sensor 26 oder der Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 erfassten Information (Schritt S105).
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Nachfolgend kollatiert die Kollatiereinheit 15 das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 im Schritt S104 mit dem Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 in Schritt S105 (Schritt S106). Falls die zwei Detektionsergebnisse nicht miteinander koinzidieren (Schritt S107: Nein), untersagt die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 der Fahrsteuerung 12, automatisches Fahren durchzuführen (Schritt S108). In diesem Fall geht der Prozess zurück zu Schritt S104, während die Fahrsteuerung 12 dazu gebracht wird, das manuelle Fahren fortzusetzen (Schritt S109). Der Prozess wiederholt die Verarbeitung ab Schritt S104 bis Schritt S109, bis das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 und das Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 miteinander koinzidieren.
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Falls das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 und das Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 miteinander koinzidieren (Schritt S107: Ja), gestattet die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 der Fahrsteuerung 12, das automatische Fahren durchzuführen (Schritt S110). In Reaktion auf diese Operation führt die Fahrsteuerung 12 automatisches Fahren des Wirtsfahrzeugs durch (Schritt S111).
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Danach, falls die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 die Anweisung zum Beenden des automatischen Fahrens empfängt (Schritt S112: Ja), geht der Prozess zurück zu Schritt S101. Die Anweisung zum Beenden des automatischen Fahrens wird beispielsweise an der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 eingegeben, wenn ein Fahrer eine Überschreiboperation durchführt oder wenn das Wirtsfahrzeug an einem Ziel eintrifft.
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Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform die Leistung des automatischen Fahrens des Wirtsfahrzeugs beschränkt, bis der Ort des planimetrischen Merkmals oder Charakteristik der Straße, welche durch den erste Peripherie-Informationsdetektor 13 detektiert werden, und der Ort des planimetrischen Merkmals oder der Charakteristik der Straße, die durch den zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 detektiert sind, miteinander koinzidieren und bis daher festgestellt wird, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist. Durch diese Operation wird automatisches Fahren in dem Zustand beschränkt, bei dem ein Fahrzeugort auf einer Karte nicht genau spezifiziert ist. Als Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass das Wirtsfahrzeug von der Fahrspur abweicht und auf der falschen Route fährt, und es ist daher möglich, die Zuverlässigkeit automatischen Fahrens zu verbessern.
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Zweite bevorzugte Ausführungsform
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In der ersten bevorzugten Ausführungsform, wenn der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort nicht als korrekt bestimmt wird, wird perfekt untersagt, dass automatisches Fahren durchgeführt wird (alle Funktionen des automatischen Fahrens sind beschränkt); jedoch sind in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nur ein Teil der Funktionen des automatischen Fahrens beschränkt.
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11 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Der Ablauf in 11 ist ein Ablauf, der durch Ersetzen von Schritt 108 zum Verhindern automatischen Fahrens und Schritt S109 zum Fortsetzen manuellen Fahrens beide im Ablauf von 10 durch den Schritt S120 zum Verhindern des automatischen Fahrens unter Verwendung der Information zum Wirtsfahrzeugkartenort bzw. Schritt S121 zum Durchführen des automatischen Fahrens, das nicht die Information zu dem Wirtsfahrzeugkartenort verwendet, hergestellt wird.
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Das heißt, dass in der zweiten bevorzugten Ausführungsform 2, falls das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 und das Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 nicht miteinander koinzidieren, und falls der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort daher nicht als korrekt bestimmt wird (Schritt S107: Nein), wird das automatische Fahren unter Verwendung der Information über den Wirtsfahrzeugkartenort daran gehindert, durchgeführt zu werden (Schritt S120), wird aber dem automatischen Fahren unter Verwendung nur anderer Information, das heißt der aus der Kamera 25, dem Sensor 26 und dem Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 erfasster Information gestattet, durchgeführt zu werden (Schritt S121). Im Schritt S121 wird beispielsweise das automatische Fahren durch eine autonome Navigation unter Verwendung nur der Information aus der Kamera 25 und dem Sensor 26 durchgeführt.
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Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform, während nicht bestimmt wird, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist, wird automatisches Fahren nicht perfekt untersagt, aber automatisches Fahren wird mit einem Teil der Funktionen beschränkt durchgeführt; daher wird eine Beeinträchtigung bei der Bequemlichkeit kleingehalten, bis der Wirtsfahrzeugkartenort als korrekt bestimmt wird.
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Dritte bevorzugte Ausführungsform
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In einer dritten bevorzugten Ausführungsform, wenn der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort nicht als korrekt bestimmt wird, beschränkte die Automatikfahr-Beschränkungseinheit 16 die Fahrgeschwindigkeit zu einer Zeit des automatischen Fahrens.
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12 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform zeigt. Der Ablauf in 12 ist ein Ablauf, der durch Ersetzen von Schritt S108 zum Verhindern der Leistung des automatischen Fahrens und Schritt S109 zum Fortsetzen des manuellen Fahrens des Ablaufs in 10 durch Schritt S130 zum Einstellen der Obergrenze für die Fahrgeschwindigkeit des Wirtsfahrzeugs bzw. Schritt S131 zum Durchführen des automatischen Fahrens bei einer beschränkten Fahrgeschwindigkeit gemacht wird.
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Das heißt, dass in der dritten Ausführungsform, falls das Detektionsergebnis aus dem ersten Peripherie-Informationsdetektor 13 und das Detektionsergebnis aus dem zweiten Peripherie-Informationsdetektor 14 nicht miteinander koinzidieren, und falls der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort daher nicht als korrekt bestimmt wird (Schritt S107: Nein), wird eine Obergrenze niedriger als die tatsächliche Geschwindigkeitsbeschränkung für die Fahrzeuggeschwindigkeit des Wirtsfahrzeugs eingestellt (Schritt S130) und wird das automatische Fahren bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit durchgeführt (Schritt S131).
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Als eine Weise, wie die Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung 10, die die tatsächliche Geschwindigkeitsbeschränkung im Schritt S130 kennt, kann es beispielsweise eine Weise geben, in welcher die Straßenfahrzeug-Kommunikationsvorrichtung 27 die Information zur Geschwindigkeitsbeschränkung über Straße-Fahrzeugkommunikation erfasst, oder eine Weise, in der die Geschwindigkeitsbeschränkung aus einem Bild eines Verkehrszeichens oder einer Straßenmarkierung, welches durch die Kamera 25 aufgenommen wird, ausgelesen wird. Alternativ ist es auch möglich, die Information zur Geschwindigkeitsbeschränkung der Straße, auf welcher das Wirtsfahrzeug lokalisiert ist, aus den Kartendaten auszulesen und die ausgelesene Geschwindigkeitsbeschränkung als die tatsächliche Geschwindigkeitsbeschränkung zu berücksichtigen, unter der Annahme, dass der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort korrekt ist.
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Bei der dritten Ausführungsform, während der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort nicht als korrekt bestimmt wird, wird das automatische Fahren nicht perfekt untersagt, sondern wird das automatische Fahren bei einer beschränkten Fahrgeschwindigkeit durchgeführt; daher wird eine Beeinträchtigung bei der Bequemlichkeit kleingehalten, bis die Wirtsfahrzeugkartenort als korrekt bestimmt ist. Weiter, weil das automatische Fahren bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit durchgeführt wird, falls es beispielsweise die Möglichkeit gibt, von der Spur abzuweichen, kann der Fahrer die Abweichung leicht vermeiden.
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Die dritte bevorzugte Ausführungsform kann mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform kombiniert werden. Spezifisch, während der durch die Wirtsfahrzeug-Ortsspezifikationseinheit 11 spezifizierte Wirtsfahrzeugkartenort nicht als korrekt bestimmt wird, kann automatisches Fahren, welches die Information zu diesem Wirtsfahrzeugkartenort nicht verwendet, bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit durchgeführt werden.
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Es ist anzumerken, dass hinsichtlich der vorliegenden Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung die jeweilige bevorzugte Ausführungsform frei miteinander kombiniert werden kann, oder die jeweilige bevorzugte Ausführungsform angemessen deformiert oder weggelassen werden kann.
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Während die Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben worden ist, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten illustrativ und nicht beschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen erdacht werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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