DE102019117769A1

DE102019117769A1 - Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019117769A1
Application number: DE102019117769.3A
Authority: DE
Inventors: Ryosuke NAMBA
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-03-05
Also published as: US20200074848A1; CN110920617A; JP2020038500A; JP6831820B2; US10885774B2

Abstract

Ein Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug ist konfiguriert, um die Fahrt eines Fahrzeugs in Bezug auf einen Stauabschnitt mittels von außerhalb des Fahrzeugs durch Kommunikation erfasster Information über den Stauabschnitt zu steuern. Das System enthält eine Staupositionschätzeinheit und eine Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit. Die Staupositionschätzeinheit ist konfiguriert, um, wenn die Information über den Stauabschnitt nicht innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit erfasst werden kann, eine Position des Stauabschnitts mittels eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells des Stauabschnitts zu schätzen. Die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit ist konfiguriert, um eine Zuverlässigkeit der von der Staupositionschätzeinheit geschätzten Position des Stauabschnitts basierend auf einer Änderung des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells über die Zeit zu bestimmen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-165364 , eingereicht am 04. September 2018, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug, das Information über einen Stauabschnitt erfasst und die Fahrt eines Hostfahrzeugs steuert.
Verwandte Technik
Im Gebiet von Fahrzeugen wie etwa Automobilen sind Fahrsteuersysteme entwickelt worden, die die Belastungen der Fahrer reduzieren und für eine komfortable und sichere Fahrt sorgen. Ein Teil solcher Fahrsteuersystems ist in praktische Verwendung genommen worden. Ein solches Fahrsteuersystem erfasst nicht nur Fahrumgebungsinformation, die von einer fahrzeugeigenen Vorrichtung detektiert wird, sondern erfasst auch Verkehrsinformation von der Außenseite über Kommunikation und führt eine Fahrsteuerung gemäß einer Situation eines in Fahrtrichtung auftretenden Verkehrsstaus durch.
Zum Beispiel offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP 2015-108955 A eine Technik, die, wenn Straßenverkehrsinformation Stauinformation ist und eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder weniger angibt, bestimmt, dass Verkehrsstau vorliegt, und einen Beschleuniger, eine Bremse oder eine Warnleuchte als Steuerziel steuert.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Aspekt der Erfindung gibt ein Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug an, das konfiguriert ist, um die Fahrt des Fahrzeugs in Bezug auf einen Stauabschnitt mittels von außerhalb des Fahrzeugs durch Kommunikation erfasster Information über den Stauabschnitt zu steuern. Das System enthält eine Staupositionsschätzeinheit und eine Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit. Die Staupositionschätzeinheit ist konfiguriert, um, wenn die Information über den Stauabschnitt nicht innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit erfasst werden kann, eine Position des Stauabschnitts mittels eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells des Stauabschnitts zu schätzen. Die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit ist konfiguriert, um eine Zuverlässigkeit der von der Staupositionschätzeinheit geschätzten Position des Stauabschnitts auf Basis einer Änderung des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells über die Zeit zu bestimmen.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen sind enthalten, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und sind in diese Beschreibung eingefügt und stellen einen Teil von dieser dar. Die Zeichnungen illustrieren Ausführungsbeispiele und dienen, zusammen mit der Beschreibung, dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Fahrzeugfahrsteuersystem darstellt.
2 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen Zeitablauf nach Empfang von Stauinformation und eine Änderung in der Zuverlässigkeit der Stauinformation darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Fahrsteuerprozess für Stau darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine bevorzugte aber nicht einschränkende Ausführung der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Übrigens sind Größen, Materialien, spezifische Werte und etwaige andere Faktoren, die in der Ausführung dargestellt sind, zum leichteren Verständnis der Erfindung illustrativ und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken, solange nicht anderweitig spezifisch gesagt. Ferner sind in dem folgenden Ausführungsbeispiel Elemente, die nicht im allgemeinsten unabhängigen Anspruch der Offenbarung genannt sind, optional und können nach Bedarf vorgesehen werden. In der gesamten vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen sind Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Konfiguration haben, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden. Ferner sind Elemente, die sich nicht direkt auf die Erfindung beziehen, in den Zeichnungen nicht dargestellt. Die Zeichnungen sind schematisch und brauchen nicht maßstabsgetreu sein.
Wenn ein Fahrzeugfahrsteuersystem Stauinformation von außen her empfängt, könnte eine Zeitspanne vorliegen, in der das Fahrsteuersystem keine Stauinformation empfängt, aufgrund einer Funkwellenfehlfunktion einer Kommunikationsleitung oder einer Antennenfehlfunktion der fahrzeugeigenen Vorrichtung. Wenn in diesem Fall das Fahrsteuersystem bestimmt, dass eine Kommunikationsabnormalität vorliegt, und aufhört, einem Fahrer Stauinformation zu liefern, oder die Fahrsteuerung stoppt, wird, wenn immer eine solche Bestimmung erfolgt, die Leistungsfähigkeit der Fahrassistenz für den Fahrer abnehmen, was zu einer schlechteren Marktgängigkeit des Fahrzeugs führt.
In diesem Fall könnte ein Fachkundiger an ein Verfahren denken, die zuletzt empfangene Stauinformation im Fahrzeug zu speichern. Jedoch weicht die gespeicherte Information von der aktuellen Stausituation im Verlauf der Zeit ab, was zu einer Präsentation ungenauer Information oder unrichtiger Fahrzeugsteuerung führen könnte.
Es ist wünschenswert, ein Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug anzugeben, das in der Lage ist, die Fahrsteuerung geeignet fortzusetzen, ohne die Fahrsteuerung plötzlich zu stoppen, auch wenn beim Steuern der Fahrt eines Hostfahrzeugs Stauinformation nicht normal empfangen werden kann, während die Stauinformation empfangen wird.
In 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein Fahrzeugfahrsteuersystem. Beispiele des Fahrzeugs enthalten ein Automobil. Das Fahrsteuersystem führt Fahrsteuerung einschließlich autonomer und automatischer Fahrt des Fahrzeugs aus. Das Fahrsteuersystem 1 enthält eine Fahrsteuervorrichtung 100. Die Fahrsteuervorrichtung 100 kann als Kernteil dienen. Das Fahrsteuersystem 1 enthält auch eine Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10, eine Ortungsvorrichtung 20, eine Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30, eine Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35, eine Motorsteuervorrichtung 40, eine Getriebesteuervorrichtung 50, eine Bremssteuervorrichtung 60, eine Lenksteuervorrichtung 70 sowie eine Alarmsteuervorrichtung 80. Jede Vorrichtung ist durch einen Kommunikationsbus 150 mit einem Netzwerk verbunden.
Die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 enthält verschiedene Vorrichtungen zur Umgebung-Erkennung und verschiedene Sensoren. Die verschiedenen Vorrichtungen zur Umgebung-Erkennung enthalten eine fahrzeugeigene Kameraeinheit 11 und eine Radarvorrichtung 12 wie etwa ein Millimeterwellenradar oder ein Laserradar. Die verschiedenen Sensoren enthalten einen Außentemperatursensor 13, der eine Außentemperatur als eine von Wetterbedingungen der Außenumgebung detektiert, in der das Hostfahrzeug fährt. Die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 erkennt die Außenumgebung um das Hostfahrzeug herum basierend auf (i) Verkehrsinformation, (ii) Detektionsinformation über ein Objekt in der Umgebung des Hostfahrzeugs, das von der Kameraeinheit 11, der Radarvorrichtung 12 und dergleichen detektiert wird, und (iii) Umgebungsinformation wie etwa die Außentemperatur, die von dem Außentemperatursensor 13 detektiert wird. Beispiele der Verkehrsinformation enthalten Positionsinformation des Hostfahrzeugs, die von der Ortungsvorrichtung 20 gemessen wird, Karteninformation, die von der Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30 bereitgestellt wird, sowie Stauinformation, die von der Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 gesammelt wird.
Falls zum Beispiel eine Stereokamera mit zwei Kameras, die das gleiche Objekt aus unterschiedlichen Blickpunkten heraus aufnehmen, als die Kameraeinheit 11 angebracht ist, erkennt die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 die Außenumgebung dreidimensional durch Ausführung eines Stereoprozesses an einem Paar von linken und rechten Bildern, die von der Stereokamera aufgenommen werden. Die Kameraeinheit 11 als die Stereokamera hat zum Beispiel zwei Farbkameras in der Nähe eines inneren Rückspiegels an der Oberseite des Fahrzeuginnenraums und an der Innenseite der Windschutzscheibe. Die Farbkameras haben jeweils eine Bildgebungsvorrichtung wie etwa ein CCD oder ein CMOS und sind zueinander verschlusssynchronisiert. Die Farbkameras sind an linken und rechten Seiten in der Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet, so dass die Stereokamera eine vorbestimmte Grundlinienlänge hat.
Die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 führt einen Abgleichprozess für das Paar von linken und rechten Bildern aus, die von der Kameraeinheit 11 als der Stereokamera aufgenommen werden, um einen Pixel-Abweichungsbetrag (Parallaxe) zwischen entsprechenden Positionen in den rechten und linken Bildern zu erlangen. Die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 erhält ein Abstandsbild durch Umwandeln des Pixel-Abweichungsbetrags in Helligkeitsdaten oder dergleichen. Die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 transformiert, basierend auf dem Triangulationsprinzip, Punktkoordinaten auf dem Abstandsbild in Punktkoordinaten im realen Raum, mit dem Hostfahrzeug als der Mitte. Auf diese Weise erkennt die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 dreidimensional Fahrspurlinien (Fahrspuren) einer Straße, auf der das Hostfahrzeug fährt, Hindernisse, Fahrzeuge, die vor dem Hostfahrzeug fahren, und dergleichen.
Die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 erkennt eine Fahrspurlinie einer Straße (die Fahrspuren hat) durch Extrahieren einer Punktgruppe aus einem Bild als Kandidatpunkte der Fahrspurlinie, und Berechnen einer geraden Linie oder einer Kurve, die die Kandidatpunkte verbindet. Zum Beispiel detektiert die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 in einem auf ein Bild gelegten Fahrspurliniendetektionsbereich Ränder, deren Helligkeit sich um einen vorbestimmten Betrag oder mehr ändert, auf einer Mehrzahl von Suchlinien, die in horizontaler Richtung (Fahrzeugbreitenrichtung) gesetzt sind, um einen Satz eines Fahrspurlinienstartpunkts und eines Fahrspurlinienendpunkts für jede Suchlinie zu detektieren. Die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 extrahiert einen Zwischenbereich zwischen dem Fahrspurlinienstartpunkt und dem Fahrspurlinienendpunkt als Fahrspurlinienkandidatpunkte.
Dann bearbeitet die Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 Zeitseriendaten von Raumkoordinatenpositionen der Fahrspurlinienkandidatpunkte basierend auf einem Fahrzeugbewegungsbetrag pro Zeiteinheit, um ein Modell zu berechnen, das die linken und rechten Fahrspurlinien annähert, und erkennt die Fahrspurlinien mittels des Modells. Beispiele des Annäherungsmodells der Fahrspurlinie enthalten ein Annäherungsmodell, das durch Verbinden von geradlinigen Komponenten erhalten wird, die durch die Hough-Transformation erhalten werden, und ein Modell, das durch eine Kurve wie etwa eine quadratische Gleichung angenähert ist.
Die Ortungsvorrichtung 20 detektiert hauptsächlich die Fahrzeugposition des Hostfahrzeugs basierend auf Signalen von mehreren Navigationssatelliten wie etwa globalen Navigationssatellitensystem (GNSS)-Satelliten. Wenn die Ortungsgenauigkeit aufgrund eines unstabilen Signalempfangs (Funkwellen) von den Satelliten und dem Mehrweg-Einfluss durch Reflektion von Funkwellen verschlechtert ist, detektiert die Ortungsvorrichtung 20 die Fahrzeugposition des Hostfahrzeugs mittels der obigen Technik in Kombination mit Ortung durch autonome Navigation mittels fahrzeugeigener Sensoren wie etwa einem Gyroskop-Sensor 22 und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23.
Bei der Ortung mittels der mehreren Navigationssatelliten empfängt die Ortungsvorrichtung 20 über einen Empfänger 21 Signale, die Information über Fahrwege und Zeiten enthält, die von den Navigationssatelliten gesendet werden, und ortet die eigene Position des Hostfahrzeugs als absolute Position einschließlich geographischer Länge, Breite, Höhe und Zeitinformation basierend auf den empfangenen Signalen. Bei der Ortung mittels der autonomen Navigation ortet die Ortungsvorrichtung 20 die Position des Hostfahrzeugs als Änderungsbetrag in relativer Position basierend auf einer Fahrtrichtung des Hostfahrzeugs, die von dem Gyroskop-Sensor 22 detektiert wird, und einer Fahrtdistanz des Hostfahrzeugs, die aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitspuls und dergleichen berechnet wird, der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 ausgegeben wird.
Die Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30 enthält eine Kartendatenbank DB. Die Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30 identifiziert eine Position auf Kartendaten der Kartendatenbank DB basierend auf den Positionsdaten des durch die Ortungsvorrichtung 20 georteten Hostfahrzeugs und gibt die identifizierte Position aus. Die Kartendatenbank DB ist eine Datenbank, die hochpräzise Karten speichert, die zur Fahrzeugsteuerung erzeugt wird wie etwa Fahrassistenzsteuerung einschließlich automatischer Fahrt. Die Kartendatenbank DB ist in einem Massenspeichermedium wie etwa einem Festplattenlaufwerk (HDD) oder einem Festzustandlaufwerk (SSD) gespeichert.
Insbesondere ist die hochpräzise Karte eine mehrdimensionale Karte (das heißt eine dynamische Karte), welche aufweist (i) statische Information wie etwa Straßenformen und Verbindungsbeziehungen zwischen Straßen, und (ii) dynamische Information wie etwa Verkehrsinformation, die durch Infrastrukturkommunikation gesammelt wird, in mehreren Ebenen. Die Straßendaten enthalten den Typ von Fahrspurlinien, die Anzahl von Fahrspuren, die Breite jeder Fahrspur, Punktsequenzdaten, die eine Mittelposition in der Breitenrichtung jeder Fahrspur angeben, die Krümmung jeder Fahrspur sowie Geschwindigkeitsbeschränkung. Die Straßendaten werden zusammen mit Attributdaten gespeichert, wie etwa Datenzuverlässigkeit und Datenaktualisierungsdatum.
Ferner erhält und managt die Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30 die Kartendatenbank DB und hält immer Knoten, Abschnitte und Datenpunkte der Kartendatenbank DB im jüngsten Zustand. Die Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30 erzeugt und addiert neue Daten zu Bereichen, für die auf der Datenbank keine Daten existieren, um eine noch detailliertere Datenbank aufzubauen. Die Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30 aktualisiert Daten in der Kartendatenbank DB und addiert neue Daten zu der Kartendatenbank DB durch Sammeln der von der Ortungsvorrichtung 20 georteten Positionsdaten und der in der Kartendatenbank DB gespeicherten Daten.
Die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 empfängt Funkwellen, zum Beispiel von einem Informationsverteilungsserver in intelligenten Transportsystemen (ITS), um Straßenverkehrsinformation zu sammeln. Zum Beispiel erfasst die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 die Straßenverkehrsinformation zu vorbestimmten Zeitintervallen (zum Beispiel alle 30 Minuten) und sendet die Straßenverkehrsinformation zu der Fahrsteuervorrichtung 100. Beispiele der Straßenverkehrsinformation enthalten das Vorhandensein oder Fehlen einer Straßenbaustelle (Ort und Zeitspanne), das Vorhandensein oder Fehlen eines Unfalls (Unfall-Ereignis-Position und Ereigniszeit) sowie Straßenverkehr (Straßenstausituation).
Die Motorsteuervorrichtung 40 steuert den Betriebszustand eines Motors (nicht dargestellt) basierend auf Signalen von verschiedenen Sensoren, die den Betriebszustand des Motors detektieren, und verschiedene Steuerinformation, die über den Kommunikationsbus 150 gesendet wird. Zum Beispiel sorgt die Motorsteuervorrichtung 40 für eine Motorsteuerung basierend auf einer Einlassluftmenge, einem Drosselöffnungsgrad, einer Motorkühlmitteltemperatur, einer Ansauglufttemperatur, einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, einem Kurbelwinkel, einem Gaspedalstellungsgrad und anderer Fahrzeuginformation. Die Motorsteuerung enthält hauptsächlich Kraftstoffeinspritzsteuerung, Zündzeitsteuerung sowie Öffnungsgradsteuerung einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe.
Die Getriebesteuervorrichtung 50 steuert einen einem Automatikgetriebe (nicht dargestellt) zuzuführenden Hydraulikdruck basierend auf (i) Signalen von Sensoren, die eine Schaltstellung und eine Fahrzeuggeschwindigkeit detektieren, und (ii) der verschiedenen Steuerinformation, die über den Kommunikationsbus 150 gesendet wird, und steuert das Automatikgetriebe gemäß einer voreingestellten Getriebecharakteristik.
Die Bremssteuervorrichtung 60 steuert Bremsvorrichtungen (nicht dargestellt), der vier Räder unabhängig von Bremsbetätigung des Fahrers zum Beispiel basierend auf Bremsschalter, Radgeschwindigkeiten der vier Räder, Lenkwinkel, Gierrate und anderer Fahrzeuginformation. Ferner berechnet die Bremssteuervorrichtung 60 den Bremshydraulikdruck für jedes Rad basierend auf der Bremskraft jedes Rads und führt Operationen eines Anti-Blockier-Bremssystems, einer Seitenschlupfverhinderungssteuerung und dergleichen aus.
Die Lenksteuervorrichtung 70 steuert ein Lenkdrehmoment eines elektrischen Servolenkmotors (nicht dargestellt) eines Lenksystems zum Beispiel basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Lenkdrehmoment des Fahrers, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der anderen Fahrzeuginformation. Die Lenksteuervorrichtung 70 steuert das Lenkdrehmoment durch Stromsteuerung des elektrischen Servolenkmotors, die ein Soll-Lenkmoment ausgibt, damit ein Ist-Lenkwinkel gleich einem Soll-Lenkwinkel gemacht wird. Wenn durch Lenkbedienung des Fahrers kein Überfahren erfolgt, wird der Treiberstrom des elektrischen Servolenkmotors zum Beispiel durch PID-Regelung gesteuert.
Die Alarmsteuervorrichtung 80 ist eine Vorrichtung, die einen Alarm steuert, der den Fahrer aufmerksam macht und die Ausgabe verschiedener Information steuert, die dem Fahrer präsentiert werden soll, wenn in verschiedenen Vorrichtungen des Fahrzeugs eine Abnormalität auftritt. Zum Beispiel führt die Alarmsteuervorrichtung 80 eine Warnung und Informationspräsentation durch, mittels zumindest einem von (i) visueller Ausgabe von einem Monitor, einem Display und einer Alarmlampe oder (ii) hörbarer Ausgabe von einem Lautsprecher und einem Summer. Die Alarmsteuervorrichtung 80 präsentiert den Steuerzustand dem Fahrer während der Ausführung der Fahrassistenzsteuerung einschließlich der automatischen Fahrt, und meldet dem Fahrer den Fahrzustand, wenn die Fahrassistenzsteuerung einschließlich der automatischen Fahrt durch Bedienung des Fahrers gestoppt wird.
Nun wird die Fahrsteuervorrichtung 100 des Fahrsteuersystems 1 beschrieben. Wenn sich der Betriebsmodus von einem manuellen Fahrmodus, in dem der Fahrer ein Lenkrad hält und lenkt, durch Bedienung eines Schalters oder einer Tafel (nicht dargestellt) zur Fahrassistenz ändert, führt die Fahrsteuervorrichtung 100 eine Fahrsteuerung in einem Fahrassistenzmodus, einschließlich automatischer Fahrt, über die Motorsteuervorrichtung 40, die Getriebesteuervorrichtung 50, die Bremssteuervorrichtung 60 und die Lenksteuervorrichtung 70 durch. Bei der Fahrsteuerung im Fahrassistenzmodus steuert die Fahrsteuervorrichtung 100 das Hostfahrzeug zur Fahrt mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und entlang einem Zielweg basierend auf der von der Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 erkannten Außenumgebungsinformation, der Positionsinformation des von der Ortungsvorrichtung 20 georteten Hostfahrzeugs und der hochpräzisen Karteninformation in der Kartendatenbank DB der Karteninformation-Bearbeitungsvorrichtung 30.
Wenn basierend auf der Straßenverkehrsinformation von der Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 ein Stau detektiert wird, der auf der vorausliegenden Straße aufgetreten ist, aber von der Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 nicht erkannt werden kann, weil der Stau außerhalb des Beobachtungsfelds der Kamera liegt, verzögert die Fahrsteuervorrichtung 100 das fahrende Hostfahrzeug zu einer Endposition eines Stauabschnitts (Hinterende des Staus). Auch wenn hierbei die Stauinformation, die als die Außeninformation von der Außenseite des Hostfahrzeugs erfasst wird, verlorengeht, setzt die Fahrsteuervorrichtung 100 die Fahrsteuerung soweit wie möglich ohne Unterbrechung fort.
Das heißt, obwohl die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 eingestellt ist, um Stauinformation mit regelmäßigen Zeitintervallen von dem Server außerhalb des Hostfahrzeugs zu erfassen, könnte es eine Zeitspanne geben, in der die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 keine Stauinformation von dem Server empfängt, wegen Ursachen wie etwa Funkwellenfehlfunktion einer Netzwerkleitung oder einer Fehlfunktion einer fahrzeugeigenen Antenne. Wenn die Stauinformation, die von der Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 zur regelmäßigen Zeitintervallen erfasst wird, unterbrochen ist, schätzt die Fahrsteuervorrichtung 100 die Position des Stauabschnitts zumindest basierend auf der zuletzt erfassten Stauinformation und der nach der Unterbrechung der Information abgelaufenen Zeit. Dann führt die Fahrsteuervorrichtung 100 die Fahrsteuerung durch, wenn die Zuverlässigkeit der geschätzten Position des Stauabschnitts einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Daher enthält die Fahrsteuervorrichtung 100 einen Staudetektor 101, eine Staupositionsschätzeinheit 102, eine Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 sowie ein Fahrsteuergerät 104, welche Funktionseinheiten der Fahrsteuerung in Bezug auf Stau sind. Diese Funktionseinheiten ermöglichen es der Fahrsteuervorrichtung 100, eine Position eines Stauabschnitts richtig zu schätzen und den Fahrassistenzmodus ohne Unterbrechung fortzusetzen, auch wenn die periodisch erfasste Stauinformation unterbrochen ist.
Insbesondere erfasst der Staudetektor 101 die Straßenverkehrsinformation von der Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35, erfasst die Stauinformation von der Straßenverkehrsinformation, und prüft, ob in der vorausliegenden Straße ein Stau aufgetreten ist. Die Stauinformation enthält Information wie etwa eine Kopfposition des Stauabschnitts (Staukopfposition), eine hintere Endposition des Stauabschnitts (Stauhinterende-Position), eine Fahrgeschwindigkeit des Endes des Stauabschnitts (Stauhinterende-Geschwindigkeit) sowie eine Länge des Verkehrsstaus. Der Staudetektor 101 erfasst zumindest die Stauhinterende-Position und die Stauhinterende-Geschwindigkeit.
In diesem Fall überwacht der Staudetektor 101, ob (i) die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 Funkwellen von dem externen Server empfängt, und (ii) der Staudetektor 101 die Stauinformation innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit (zum Beispiel 30 Sekunden) erfasst. Wenn der Staudetektor 101 die Stauinformation von der Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 nicht innerhalb der vorgeschriebenen Zeit erfasst, weist der Staudetektor 101 die Staupositionsschätzeinheit 102 an, die Position des Stauabschnitts zu schätzen.
Die Staupositionsschätzeinheit 102 schätzt die Position des Stauabschnitts mittels eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells, in dem die Veränderung von Stauabschnitten wahrscheinlichkeitsmäßig ausgedrückt wird. In der Ausführung schätzt die Staupositionsschätzeinheit 102 die Stauhinterende-Position x als die Position des Stauabschnitts unter Verwendung eines Stauverteilungsmodells f(x), das durch eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ausgedrückt ist, die die Stauhinterende-Position x als Variable aufweist.
Es sei angenommen, dass das Stauverteilungsmodell f(x) ein Modell ist, in dem die Positionsveränderung des Stauabschnitts (der Stauhinterende-Position) der Normalverteilung, wie in der folgenden Gleichung (1) angegeben. Eine Varianz σ² in dem Stauverteilungsmodell f(x) wird basierend auf in der Vergangenheit empfangenen Daten berechnet. $f (x) = N (x, σ^{2})$
Alternativ ist das Stauverteilungsmodell f(x) zum Beispiel ein Modell, das auf der Poisson-Verteilung beruht, um einen durch einen unerwarteten Unfall verursachten Stau zu handhaben.
Die Staupositionsschätzeinheit 102 schätzt die Stauhinterende-Position zur Zeit t nach der Zeit t0 gemäß der folgenden Gleichung (2) basierend auf der Gleichung (1), wobei t0 eine Zeit ist, zu der die Stauinformation zuletzt erfasst wird, x0 die Stauhinterende-Position zur Zeit t0 ist, und v0 die Stauhinterende-Geschwindigkeit zur Zeit t0 ist. In der Gleichung (2) repräsentiert σ_t ² eine Änderung der Varianz σ₀ ² zur Zeit t0 über die Zeit. $f (x) = N (x 0 + v 0 (t - t 0), σ_{0}^{2} + σ_{t}^{2})$
Das heißt, wenn die Stauinformation innerhalb der vorgeschriebenen Zeit nicht erfasst werden kann, wie in 2 dargestellt, wird (i) angenommen, dass die Wahrscheinlichkeit in der Mitte der Normalverteilung der Stauhinterende-Position über die Zeit allmählich abnimmt, wie etwa nach 1 Sekunde, nach 2 Sekunden und nach 3 Sekunden, von der Zeit t0, zu der die Stauinformation zuletzt erfasst wurde, was zu einer abnehmenden Zuverlässigkeit des Schätzwerts der Stauhinterende-Position führt, und wird (ii) angenommen, dass die Varianz des Stauverteilungsmodells f(x) über die Zeit von t0 an zunimmt, während sich das Fahrzeug am Stauhinterende mit der Geschwindigkeit v bewegt. Daher setzt die Staupositionsschätzeinheit 102 einen Schätzwert der Stauhinterende-Position auf eine hintere Endposition xt entsprechend einem an der Hostfahrzeugseite liegenden Ende eines vorbestimmten Bereichs, der durch die Standardabweichung σ der Normalverteilung (zum Beispiel ein Bereich von ±3σ) in dem Stauverteilungsmodell f(x) zur Zeit t nach der Zeit t0 unmittelbar nach dem Empfang der letzten Stauinformation repräsentiert ist, wie in der folgenden Gleichung (3) dargestellt. $xt = x 0 + v 0 (t - t 0) - 3 (σ_{0}^{2} + σ_{t}^{2})$
Da in diesem Fall die Stauhinterende-Position sich auch in Abhängigkeit von einem Zustand von Fahrzeugen ändert, die in der Nähe des Hostfahrzeugs (hauptsächlich vor diesem) fahren, kann die Staupositionsschätzeinheit 102 den Schätzwert der Stauhinterende-Position basierend auf der Anzahl von benachbarten Fahrzeugen und der Bewegungsgeschwindigkeit des Stauhinterendes, nachdem die Stauinformation zuletzt erfasst wurde, korrigieren. Das heißt, die vor dem Hostfahrzeug vorausfahrenden Fahrzeuge und andere Fahrzeuge, die das Hostfahrzeug überholen, sind Faktoren, welche die Änderung der Stauhinterende-Position bewirken. Daher kann die Staupositionsschätzeinheit 102 den Schätzwert der Stauhinterende-Position, die aus dem Stauverteilungsmodell f(x) geschätzt wird, basierend auf (i) einem Abstandszunahmebetrag aufgrund der Anzahl dieser Fahrzeuge und (ii) einem Abstandsänderungsbetrag aufgrund der Bewegungsgeschwindigkeit des Stauhinterendes korrigieren.
Die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 vergleicht eine Wahrscheinlichkeit Pt in der Mitte der Normalverteilung für den Schätzwert xt der Stauhinterende-Position, der von der Staupositionsschätzeinheit 102 geschätzt wird, mit einem voreingestellten Schwellenwert H, um die Zuverlässigkeit des Schätzwerts xt der Stauhinterende-Position zu bestimmen. Der Schwellenwert H ist zum Beispiel etwa 60 % bis 70 % einer Wahrscheinlichkeit Pt0 in der Mitte zur Zeit t0, zu der die Stauhinterendeinformation zuletzt erfasst wurde.
Wenn, wie in 2 dargestellt, die Staupositionsschätzeinheit 102, für die Stauhinterende-Position xt0 zu der Zeit, zu der das Stauhinterende zuletzt erfasst wurde, einen Schätzwert der Stauhinterende-Position xt1 = x0 + v0(t - t0) - 3 (σ₀ ² + σ_t ²) basierend auf einem Stauverteilungsmodell f(x0 + v0(t1 - t0)) bei t1 Sekunde nach der Zeit t0 berechnet, vergleicht die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 eine Wahrscheinlichkeit Pt1 in der Mitte des Stauverteilungsmodells f(x0 + v0 (t1 - t0)) bei t1 Sekunde nach der Zeit t0 mit dem Schwellenwert H. Wenn die Wahrscheinlichkeit Pt1 größer als der Schwellenwert H ist, bestimmt die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 (i), dass die Zuverlässigkeit des Schätzwerts xt1 der Stauhinterende-Position hoch genug ist, um die Fahrsteuerung durchzuführen, und (ii), dass der Schätzwert xt1 der Verkehrsstauhinterende-Position auf die Fahrsteuerung anwendbar ist.
Ähnlich bestimmt, wenn eine Wahrscheinlichkeit Pt2 in der Mitte eines Stauverteilungsmodells f(x0 + v0 (t2 - t0)) bei t2 Sekunden ab der Zeit t0 größer als der Schwellenwert H ist, die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103, dass die Zuverlässigkeit eines Schätzwerts xt2 der Stauhinterende-Position bei t2 Sekunden nach der Zeit t0 hoch genug ist, um die Fahrsteuerung durchzuführen. Wenn andererseits eine Wahrscheinlichkeit Pt3 in der Mitte eines Stauverteilungsmodells f(x0 + v0 (t3 - t0)) bei t3 Sekunden nach der Zeit t0 abnimmt, so dass sie gleich oder niedriger als der Schwellenwert H ist, bestimmt die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 (i), dass ein Schätzwert xt3 der Stauhinterende-Position bei t3 Sekunden nach der Zeit t0 einen großen Fehler beinhaltet, und (ii), dass die Zuverlässigkeit des Schätzwerts xt3 der Stauhinterende-Position nicht hoch genug ist, um die Fahrsteuerung durchzuführen. Die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 meldet dem Fahrsteuergerät 104 das Auftreten einer Abnormalität und stoppt damit, die Stauinformation dem Fahrer zu liefern.
Wenn der Staudetektor 101 detektiert, dass in der vorausliegenden Straße ein Stau aufgetreten ist, führt das Fahrsteuergerät 104 mittels der Stauhinterende-Position als Zielposition eine Fahrsteuerung durch, um das Hostfahrzeug zu verzögern, basierend auf der Stauinformation, die die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 von dem externen Informationsverteilungsserver empfängt. Wenn sich das Hostfahrzeug dem Stauhinterende annähert, so dass der Fahrer das Stauhinterende erkennen kann, geht das Fahrsteuergerät 104 zu einer Verzögerungssteuerung über (einschließlich Stopp des Fahrzeugs), basierend auf der von der Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 gelieferten Außenumgebungsinformation.
Wenn in diesem Fall die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 aufgrund eines Kommunikationsfehlers an einer Position außerhalb einer erkennbaren Außenumgebung der Außenumgebung-Erkennungsvorrichtung 10 die Verkehrsstauinformation nicht innerhalb der vorgeschriebenen Zeit empfangen kann, setzt das Fahrsteuergerät 104 die Fahrsteuerung gemäß dem Bestimmungsergebnis der Zuverlässigkeit des Schätzwerts xt der von der Staupositionsschätzeinheit 102 geschätzten Stauhinterende-Position fort oder unterbricht diese.
Das heißt, wenn die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 bestimmt, dass die Zuverlässigkeit des Schätzwerts xt der Verkehrsstauhinterende-Position hoch genug ist, um die Fahrsteuerung fortzusetzen, setzt das Fahrsteuergerät 104 die Fahrsteuerung unter Verwendung des Schätzwerts xt der Stauhinterende-Position fort, ohne die Fahrsteuerung zu unterbrechen. Wenn andererseits die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 bestimmt (i), dass die Zuverlässigkeit des Schätzwerts xt der Stauhinterende-Position nicht hoch genug ist, um die Fahrsteuerung durchzuführen, und (ii), dass der Schätzwert xt der Stauhinterende-Position nicht auf die Fahrsteuerung anwendbar ist, stoppt das Fahrsteuergerät 104 die Fahrsteuerung.
Nun wird der Fahrsteuerprozess unter Bezug auf das Flussdiagramm von 3 beschrieben.
Der in 3 dargestellte Fahrtsteuerprozess ist ein Prozess, der von der Fahrsteuervorrichtung 100 zu regelmäßigen Zeitintervallen durchgeführt wird. Zuerst startet im ersten Schritt S1 die Fahrsteuervorrichtung 100 das Erfassen der Stauinformation, die über die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 empfangen wird. Dann geht der Prozess zu Schritt S2 weiter, um zu prüfen, ob die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 den Empfang der Stauinformation abgeschlossen hat und der Staudetektor 101 die Stauinformation innerhalb der vorgeschriebenen Zeit (zum Beispiel 30 Sekunden) erfasst hat.
Wenn die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 die Stauinformation empfängt und der Staudetektor 101 die Stauinformation innerhalb der vorgeschriebenen Zeit erfolgreich erfasst, geht der Prozess von Schritt S2 zu Schritt S3 weiter, und aktualisiert das Stauverteilungsmodell f(x), das darauf beruht, dass die Stauhinterende-Position x der Normalverteilung folgt. Dann wird der Prozess beendet. Wenn andererseits die Straßenverkehrsinformation-Sammelvorrichtung 35 den Empfang der Stauinformation nicht innerhalb der vorgeschriebenen Zeit abschließt, geht der Prozess von Schritt S2 zu Schritt S4 weiter, und die Staupositionschätzeinheit 102 berechnet den Schätzwert xt der Stauhinterende-Position zur Zeit t. Wie oben unter Bezug auf die Gleichung (3) beschrieben, berechnet die Staupositionschätzeinheit 102 die Stauhinterende-Position xt als die Position entsprechend dem an der Hostfahrzeugseite liegenden Ende des Bereichs von ± 3σ in dem Stauverteilungsmodell f(x) zur Zeit t, nachdem die Stauinformation zuletzt empfangen wurde.
Dann geht der Prozess zu Schritt S5 weiter, und die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit 103 vergleicht die Wahrscheinlichkeit Pt in der Mitte der Normalverteilung der Stauhinterende-Position zur Zeit t mit dem voreingestellten Schwellenwert H, und bestimmt, ob die Schätzung zuverlässig ist. Wenn als Ergebnis der obigen Bestimmung Pt größer als H ist, was bedeutet, dass die Schätzung zuverlässig ist, geht der Prozess zu Schritt S6 weiter und verwendet den Schätzwert xt der Stauhinterende-Position als die Stauhinterende-Position für die Fahrsteuerung und Informationslieferung an den Fahrer. Wenn andererseits Pt gleich oder kleiner als H ist, was bedeutet, dass die Schätzung nicht zuverlässig ist, bestimmt der Prozess, dass eine Kommunikationsabnormalität aufgetreten ist. Dann geht der Prozess zu Schritt S7 weiter, wobei das Fahrsteuergerät 104 die Fahrsteuerung stoppt und der Prozess aufhört, dem Fahrer Stauinformation zu liefern.
Wenn in der oben beschriebenen Ausführung eine Zeitspanne vorliegt, in der während der Ausführung der Fahrsteuerung, aufgrund einer Kommunikationsfehlfunktion, die Stauinformation nicht empfangen werden kann, um die Stauinformation von der Außenseite des Hostfahrzeugs zu empfangen und um das Hostfahrzeug zu verzögern, das zum Stauhinterende hin fährt, wird die Stauhinterende-Position mittels des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells der Stauinformation geschätzt. Im Ergebnis wird, auch wenn die Stauinformation nicht empfangen werden kann, die Fahrsteuerung fortgesetzt, ohne sofort gestoppt zu werden, während die Häufigkeit der Information an den Fahrer und die Häufigkeit des abnormalen Stopps der Fahrsteuerfunktion reduziert werden und wird die Marktgängigkeit des Fahrzeugs stark verbessert.
Ein Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug ist konfiguriert, um die Fahrt eines Fahrzeugs in Bezug auf einen Stauabschnitt mittels von außerhalb des Fahrzeugs durch Kommunikation erfasster Information über den Stauabschnitt zu steuern. Das System enthält eine Staupositionschätzeinheit und eine Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit. Die Staupositionschätzeinheit ist konfiguriert, um, wenn die Information über den Stauabschnitt nicht innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit erfasst werden kann, eine Position des Stauabschnitts mittels eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells des Stauabschnitts zu schätzen. Die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit ist konfiguriert, um eine Zuverlässigkeit der von der Staupositionschätzeinheit geschätzten Position des Stauabschnitts basierend auf einer Änderung des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells über die Zeit zu bestimmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018165364 [0001]
JP 2015108955 A [0004]

Claims

Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug, das konfiguriert ist, um die Fahrt des Fahrzeugs in Bezug auf einen Stauabschnitt mittels von außerhalb des Fahrzeugs durch Kommunikation erfasster Information über den Stauabschnitt zu steuern, wobei das System aufweist: eine Staupositionschätzeinheit, die konfiguriert ist, um, wenn die Information über den Stauabschnitt nicht innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit erfasst werden kann, eine Position des Stauabschnitts mittels eines Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells des Stauabschnitts zu schätzen; und eine Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Zuverlässigkeit der von der Staupositionschätzeinheit geschätzten Position des Stauabschnitts auf Basis einer Änderung des Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodells über die Zeit zu bestimmen.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Information über den Stauabschnitt zumindest eine Position eines Hinterendes des Stauabschnitts und eine Fahrgeschwindigkeit am Hinterende des Stauabschnitts enthält.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Staupositionschätzeinheit konfiguriert ist, um die Position des Hinterendes des Stauabschnitts auf Basis der Fahrgeschwindigkeit am Hinterende des Stauabschnitts und einer abgelaufenen Zeit, seit die Information über den Stauabschnitt zuletzt erfasst wurde, zu schätzen.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Staupositionschätzeinheit konfiguriert ist, um eine Position eines Hinterendes des Stauabschnitts beruhend darauf zu schätzen, dass das Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodell ein Modell ist, in dem die Position des Stauabschnitts einer Normalverteilung folgt.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Staupositionschätzeinheit konfiguriert ist, um die Position eines Hinterendes des Stauabschnitts beruhend darauf zu schätzen, dass das Wahrscheinlichkeitsverteilungsmodell ein Modell ist, in dem die Position des Stauabschnitts einer Normalverteilung folgt.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Staupositionschätzeinheit konfiguriert ist, um die Position des Hinterendes des Stauabschnitts als ein fahrzeugseitiges Ende eines vorbestimmten Bereichs der Normalverteilung zu schätzen.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Staupositionschätzeinheit konfiguriert ist, um einen Schätzwert einer Position eines Hinterendes des Stauabschnitts gemäß einem Zustand eines anderen Fahrzeugs zu korrigieren, das in der Umgebung des Fahrzeugs fährt.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Staupositionschätzeinheit konfiguriert ist, um einen Schätzwert einer Position des Hinterendes des Stauabschnitts gemäß einem Zustand eines anderen Fahrzeugs zu korrigieren, das in der Umgebung des Fahrzeugs fährt.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Zuverlässigkeit eines Schätzwerts einer Position eines Hinterendes des Stauabschnitts um einen vorbestimmten Wert oder mehr abnimmt, die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit bestimmt, dass der Schätzwert der Position des Hinterendes des Stauabschnitts auf die Fahrsteuerung des Abschnitts nicht anwendbar ist, und die Fahrsteuerung des Fahrzeugs stoppt.
Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei, wenn eine Zuverlässigkeit eines Schätzwerts der Position des Hinterendes des Stauabschnitts um einen vorbestimmten Wert oder mehr abnimmt, die Zuverlässigkeitsbestimmungseinheit bestimmt, dass der Schätzwert der Position des Hinterendes des Stauabschnitts auf die Fahrsteuerung des Abschnitts nicht anwendbar ist, und die Fahrsteuerung des Fahrzeugs stoppt.