DE102022207158A1 - Positionsschätzvorrichtung, Positionsschätzverfahren und autonomes Fahrsystem - Google Patents

Positionsschätzvorrichtung, Positionsschätzverfahren und autonomes Fahrsystem Download PDF

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Kohei Mori
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Abstract

Eine Positionsschätzvorrichtung (200) der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit (201), die Signale empfängt, die in jeweiligen Kommunikationsverfahren durch Empfangseinheiten (201a, 201b, 201n), die den Kommunikationsverfahren entsprechen, übertragen werden; eine Eigenpositions-Berechnungseinheit (202), die erste Positionsinformationen des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus unter Verwendung des übertragenen Signals berechnet; eine Bewegungsbetrag-Berechnungseinheit (203), die einen Bewegungsbetrag des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus berechnet; eine Autonom-Navigations-Positionierungseinheit (204), die zweite Positionsinformationen auf der Grundlage der von der Eigenpositions-Berechnungseinheit (202) berechneten ersten Positionsinformationen und des von der Bewegungsbetrags-Berechnungseinheit (203) berechneten Bewegungsbetrags für jedes Kommunikationsverfahren berechnet; und eine Indexwert-Berechnungseinheit (205), die für jedes Kommunikationsverfahren einen Varianzwert von Differenzwerten zwischen den ersten Positionsinformationen und den zweiten Positionsinformationen als Indexwert berechnet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Positionsschätzvorrichtung, ein Positionsschätzverfahren und ein autonomes Fahrsystem.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Um autonomes Fahren für einen mobilen Körper zu erreichen, ist es notwendig, die eigene Position des mobilen Körpers immer genau zu erkennen. Als Methode zur Schätzung der eigenen Position des mobilen Körpers gibt es beispielsweise eine Methode, die ein Satellitensignal verwendet, wenn sich der mobile Körper im Freien bewegt. Darüber hinaus gibt es in einer Umgebung, in der ein Satellitensignal kaum empfangen wird, wie beispielsweise in Innenräumen, ein Verfahren, das Signale von einer Vielzahl von Bakensignal(Beacon-Signal)-Sendern verwendet, die an Straßenrändern und dergleichen bereitgestellt werden.
  • Die Kommunikationsverfahren, mit denen die Positionsinformationen des mobilen Körpers erfasst werden können, sind an den verschiedenen Orten, an denen sich der mobile Körper wie oben beschrieben bewegt, unterschiedlich. Um immer eine genaue Positionierung zu erreichen, ist daher eine Technologie zum Umschalten der Kommunikationsverfahren erforderlich, die für die Positionierung an jedem Ort verwendet werden.
  • In einem im Patentdokument 1 beschriebenen Positionserfassungssystem wird bei der Positionierung der eigenen Position eines mobilen Körpers die Positionierung mittels eines Satellitensignals im Freien und die Positionierung mittels eines Bakensignals im Innenbereich durchgeführt, so dass die eigene Position des mobilen Körpers im Innen- und Außenbereich sicher erfasst werden kann.
  • In einem in der Patentschrift 2 beschriebenen Kommunikationssteuerungssystem wird bevorzugt ein Kommunikationsverfahren verwendet, das einem Ort zugeordnet ist, an dem sich ein mobiler Körper befindet, so dass auf ein geeignetes Kommunikationsverfahren umgeschaltet und eine Fortsetzung der Kommunikation erreicht werden kann.
    • Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2019-132627
    • Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. 5966291
  • Das in Patentdokument 1 beschriebene Positionserfassungssystem ist im Voraus so eingestellt, dass in einem Fall, in dem die eigene Position sowohl mit Positionierungssystemen eines Satellitentyps als auch eines Bakentyps positioniert werden kann, das Bakenpositionierungssystem verwendet wird. Daher besteht das Problem, dass in einigen Fällen ein Positionsergebnis des Satellitenpositionierungssystems, das genauer ist als das Bakenpositionierungssystem, nicht verwendet werden kann. Das heißt, ein Problem besteht darin, die Verwendung eines Positionierungsergebnisses des Satellitenpositionierungssystems zu ermöglichen, wenn das Positionierungsergebnis des Satellitenpositionierungssystems genauer ist als das des Bakenpositionierungssystems.
  • In dem in der Patentschrift 2 beschriebenen Kommunikationssteuerungssystem wird bevorzugt ein Kommunikationsverfahren verwendet, das einem Ort zugeordnet ist, an dem sich ein mobiler Körper befindet. Daher besteht das Problem, dass, selbst wenn es ein Kommunikationsverfahren gibt, das zu einer genaueren Positionierung fähig ist, ein Positionierungsergebnis davon nicht verwendet werden kann. Das heißt, ein Problem besteht darin, es zu ermöglichen, ein Kommunikationsverfahren mit der höchsten Positionierungsgenauigkeit an jedem Ort zu verwenden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um das obige Problem zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Positionsschätzvorrichtung und ein Positionsschätzverfahren zum Schätzen der eigenen Position eines mobilen Körpers mit hoher Genauigkeit bereitzustellen, und ein autonomes Fahrsystem mit hoher Stabilität unter Verwendung der Positionsschätzvorrichtung.
  • Eine Positionsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Positionsschätzvorrichtung, die an einem mobilen Körper bereitgestellt wird und Positionsinformationen des mobilen Körpers schätzt, wobei die Positionsschätzvorrichtung umfasst: eine auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit, die Signale empfängt, die jeweils in einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren durch eine Vielzahl von Empfangseinheiten übertragen werden, die den jeweiligen Kommunikationsverfahren entsprechen; eine Eigenpositions-Berechnungseinheit, die erste Positionsinformationen des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus berechnet, wobei das in jedem der Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragene Signal verwendet wird; eine Bewegungsbetrags-Berechnungseinheit, die einen Bewegungsbetrag des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus berechnet; eine Autonom-Navigations-Positionierungseinheit, die für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren zweite Positionsinformationen des mobilen Körpers auf der Grundlage der von der Eigenpositions-Berechnungseinheit berechneten ersten Positionsinformationen und des von der Bewegungsbetrags-Berechnungseinheit berechneten Bewegungsbetrags des mobilen Körpers berechnet; und eine Indexwert-Berechnungseinheit, die für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren einen Varianzwert von Differenzwerten zwischen den ersten Positionsinformationen und den zweiten Positionsinformationen als einen Indexwert berechnet.
  • Ein autonomes Fahrsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: die obige Positionsschätzvorrichtung, die Positionsinformationen eines eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage von Signalen berechnet, die jeweils in einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragen werden; eine Fahrrouten-Erzeugungsvorrichtung, die eine Fahrroute für das eigene Fahrzeug erzeugt, um einen Zielort von der Position des eigenen Fahrzeugs aus zu erreichen, wobei die von der Positionsschätzvorrichtung ausgegebenen Positionsinformationen des eigenen Fahrzeugs verwendet werden; und eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die eine Zielspur und eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit zur Ausführung einer autonomen Fahrsteuerung für das eigene Fahrzeug auf der erzeugten Fahrroute einstellt.
  • Ein Positionsschätzverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Positionsschätzverfahren zum Schätzen von Positionsinformationen eines mobilen Körpers, wobei das Verfahren umfasst: einen auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangsschritt des Empfangens von Signalen, die jeweils in einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragen werden, durch eine Vielzahl von Empfangseinheiten, die den jeweiligen Kommunikationsverfahren entsprechen; einen Eigenpositions-Berechnungsschritt des Berechnens erster Positionsinformationen des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus unter Verwendung des in jedem der Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragenen Signals; einen Bewegungsbetrags-Berechnungsschritt des Berechnens eines Bewegungsbetrags des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus; einen Schritt zur Autonom-Navigationspositionierung, bei dem für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren zweite Positionsinformationen des mobilen Körpers auf der Grundlage der im Eigen-Positions-Berechnungsschritt berechneten ersten Positionsinformationen und des im Bewegungsbetrags-Berechnungsschritt berechneten Bewegungsbetrags des mobilen Körpers berechnet werden; und einen Schritt zur Berechnung eines Indexwerts, bei dem für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren ein Varianzwert von Differenzwerten zwischen den ersten Positionsinformationen und den zweiten Positionsinformationen als Indexwert berechnet wird.
  • In der Positionsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung werden Positionsinformationen durch ein Kommunikationsverfahren, für das die auf der Grundlage des Indexwerts bestimmte Ausgabepriorität am höchsten ist, aus den durch eine Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechneten Positionsinformationen des mobilen Körpers ausgewählt, wodurch es möglich wird, Positionsinformationen des mobilen Körpers auf der Grundlage eines optimalen Kommunikationsverfahrens unter der Vielzahl von Kommunikationsverfahren zu berechnen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, eine Positionsschätzvorrichtung zu erhalten, die in der Lage ist, Positionsinformationen mit hoher Genauigkeit auszugeben.
  • In dem Positionsschätzverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung werden Positionsinformationen durch ein Kommunikationsverfahren, für das die auf der Grundlage des Indexwertes bestimmte Ausgabepriorität am höchsten ist, aus den durch eine Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechneten Positionsinformationen des mobilen Körpers ausgewählt, wodurch es möglich wird, Positionsinformationen des mobilen Körpers auf der Grundlage eines optimalen Kommunikationsverfahrens aus der Vielzahl von Kommunikationsverfahren zu berechnen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, ein Positionsschätzverfahren zu erhalten, das in der Lage ist, Positionsinformationen mit hoher Genauigkeit zu berechnen.
  • In dem autonomen Fahrsystem gemäß der vorliegenden Offenbarung können Positionsinformationen der Position des eigenen Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit unter Verwendung der obigen Positionsschätzvorrichtung berechnet werden, wodurch ein Effekt des Erhaltens eines autonomen Fahrsystems bereitgestellt wird, das eine autonome Fahrsteuerung mit hoher Stabilität auf der Grundlage von genauen Positionsinformationen erreichen kann.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Situation, in der eine Positionsschätzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird;
    • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 3 ist ein schematisches Diagramm einer Verarbeitungsschaltung in der Positionsschätzvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
    • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Positionsschätzverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 6 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration einer Positionsschätzvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Positionsschätzverfahren gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
    • 8 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration eines autonomen Fahrsystems gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 9 zeigt schematisch ein Fahrzeug, das mit dem autonomen Fahrsystem gemäß der siebten Ausführungsform bereitgestellt wird;
    • 10 zeigt eine Hardwarekonfiguration zur Implementierung der Positionsschätzvorrichtungen gemäß der ersten und dritten Ausführungsform; und
    • 11 zeigt eine Hardwarekonfiguration zur Implementierung der Positionsschätzvorrichtungen gemäß der ersten und dritten Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 1 zeigt schematisch eine Situation, in der eine Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird. In 1 sind ein Fahrzeug 101a und ein Fahrzeug 101b, die Beispiele für mobile Aufbauten sind, jeweils mit der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform bereitgestellt. Das Fahrzeug 101a befindet sich innerhalb einer Konstruktion 103, und das Fahrzeug 101b befindet sich außerhalb der Konstruktion 103. Ein Satellitensignalsender 102 sendet ein Funksignal in Richtung Boden aus. Ein Bakensignalsender 104 wird in der Konstruktion 103 bereitgestellt. Der Bakensignalsender 104 ist an einer Wand des Bauwerks 103 befestigt. Das Fahrzeug 101a und das Fahrzeug 101b bewegen sich jeweils in Innenräumen und im Freien, während sie ihre eigenen Positionsinformationen auf der Grundlage eines empfangenen Satellitensignals oder Bakensignals unter Verwendung der Positionsschätzvorrichtung 200 berechnen. Im Folgenden können das Fahrzeug 101a und das Fahrzeug 101b gemeinsam als mobile Körper bezeichnet werden.
  • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Positionsschätzvorrichtung 200 wird beispielsweise für eine mobile Karosserie, wie ein Fahrzeug, bereitgestellt. Die Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst eine auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201, eine Eigenpositions-Berechnungseinheit 202, eine Bewegungsbetrags-Berechnungseinheit 203, eine Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204, eine Indexwert-Berechnungseinheit 205 und eine Positionsinformations-Auswahleinheit 206. Die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 umfasst eine Vielzahl von Funksignalempfangseinheiten, die verschiedenen Kommunikationsverfahren entsprechen, das heißt n Funksignalempfangseinheiten: eine erste Funksignalempfangseinheit 201a, eine zweite Funksignalempfangseinheit 201b, ..., eine n-te Funksignalempfangseinheit 201n.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm einer Verarbeitungsschaltung in der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform. Jede Funktion der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform wird durch eine Verarbeitungsschaltung 300 implementiert, die in der Positionsschätzvorrichtung 200 bereitgestellt wird.
  • Die Verarbeitungsschaltung 300 setzt sich beispielsweise aus einem Prozessor 301, einer Speichervorrichtung 302 und einer Uhr 303 zusammen. In der Vorrichtung 302 ist die Software für die Implementierung jeder Funktion gespeichert. Jede Funktion kann durch eine Vielzahl von Verarbeitungsschaltungen implementiert werden. Im Falle einer Vielzahl von Verarbeitungsschaltungen kommunizieren die Verarbeitungsschaltungen miteinander unter Verwendung von Kommunikationsmitteln, beispielsweise einem Steuereinheit Area Network (CAN), um die Funktionen der Positionsschätzvorrichtung 200 zu implementieren.
  • Nachfolgend werden die Funktionen der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform im Detail beschrieben.
  • Wie oben beschrieben, umfasst die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 eine Vielzahl von Funksignalempfangseinheiten, die jeweils einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren entsprechen, das heißt die erste Funksignalempfangseinheit 201a, die zweite Funksignalempfangseinheit 201b, ..., die n-te Funksignalempfangseinheit 201n. In dem in 2 dargestellten Funktionsblockdiagramm der Positionsschätzvorrichtung 200 ist die Anzahl der Funksignalempfangseinheiten n. Ein Funksignal, das von einem Sender basierend auf dem jeweiligen Kommunikationsverfahren ausgesendet wird, wird von der diesem Kommunikationsverfahren entsprechenden Funksignalempfangseinheit empfangen.
  • Beispiele für die Vielzahl von Kommunikationsverfahren umfassen das Codemultiplex-Vielfachzugriffsverfahren (CDMA) und das Impulsradio-Ultrabreitbandverfahren (IR-UWB). In der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform wird CDMA als Satellitenkommunikation und IR-UWB als Bakenkommunikation verwendet. Solange jedoch das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreicht werden kann, sind die Kommunikationsverfahren nicht auf die oben genannten beschränkt.
  • Um Positionsinformationen eines mobilen Körpers auf der Basis eines von einem Sender ausgesendeten Funksignals unter Verwendung jedes Kommunikationsverfahrens zu berechnen, führt die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 eine Abstandsmessung und eine Winkelmessung zwischen dem Sender und der Funksignalempfangseinheit durch. Spezifische Beispiele für ein Entfernungsmessverfahren umfassen ein Flugzeitverfahren (Time of Flight, ToF) und ein Empfangssignalstärke-Indikatorverfahren (RSSI).
  • Spezifische Beispiele für ein Winkelmessverfahren umfassen ein Ankunftswinkelverfahren (AoA) und ein Abflugwinkelverfahren (AoD). In der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform wird die Abstandsmessung nach dem ToF-Verfahren verwendet. Solange jedoch das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreicht werden kann, sind die Methoden zur Abstandsmessung und Winkelmessung nicht besonders eingeschränkt.
  • Die Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 berechnet Positionsinformationen eines mobilen Körpers unter Verwendung von Signalen, die jeweils von einer Mehrzahl von Kommunikationsverfahren gesendet und von der auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangseinheit 201 empfangen werden. Die von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 berechneten Positionsinformationen des mobilen Körpers können als erste Positionsinformationen des mobilen Körpers bezeichnet werden.
  • In einem Fall von Satellitenkommunikation leitet die Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform eine durch den folgenden Ausdruck (1) dargestellte Gleichung mit, als Unbekannte, Positionsinformationen (x, y, z) des Fahrzeugs 101a und des Fahrzeugs 101b und Taktfehler t der Funksignalempfangseinheit, unter Verwendung von Positionsinformationen (xi, yi, zi) des Satellitensignalsenders 102, einer Entfernung ri von dem Satellitensignalsender 102 zu der auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangseinheit 201 und der Lichtgeschwindigkeit c, aus dem empfangenen Signal ab.

    [Formel 1] ( x − x i ) 2 + ( y − y i ) 2 + ( z − z i ) 2 + t × c = r i
    Figure DE102022207158A1_0001
  • Formel (1) wird für jedes empfangene Signal abgeleitet, und aus vier oder mehr Formeln (1) wird die Positionsinformation des Fahrzeugs 101a und des Fahrzeugs 101b, das heißt die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a und des Fahrzeugs 101b, berechnet.
  • Bei dem Baken-Kommunikationsverfahren wird die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a und des Fahrzeugs 101b auf der Grundlage eines Trilaterationsprinzips berechnet, wobei Entfernungsinformationen verwendet werden, die aus drei oder mehr empfangenen Signalen gewonnen werden.
  • Solange das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreicht werden kann, ist das Berechnungsverfahren für die Positionsinformationen des mobilen Körpers jedoch nicht besonders eingeschränkt. Für die Berechnung der Positionsinformationen des mobilen Körpers können je nach Kommunikationsverfahren unterschiedliche Verfahren verwendet werden.
  • Die Bewegungsbetragsberechnungseinheit 203 erfasst Informationen von einem Sensor, der Positionsinformationen eines mobilen Körpers erfassen kann, und berechnet auf Basis der Informationen des Sensors einen relativen Bewegungsbetrag des mobilen Körpers von einem gegebenen Ort. In der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform wird der Bewegungsbetrag des beweglichen Körpers unter Verwendung von Zeitintegralwerten der Beschleunigung und der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet, die von einer Trägheitsmessvorrichtung (nicht dargestellt) erhalten werden, die jeweils für das Fahrzeug 101a und das Fahrzeug 101b bereitgestellt wird. Solange jedoch das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreicht werden kann, sind der Sensortyp und die Berechnungsmethode für den Bewegungsbetrag der mobilen Karosserie nicht besonders eingeschränkt.
  • Der von der Bewegungsbetragsberechnungseinheit 203 berechnete Bewegungsbetrag des beweglichen Körpers wird in der Vorrichtung 302 gespeichert. In der Zwischenzeit, wenn ein Rücksetzsignal von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 an die Vorrichtung 302 übertragen wird, wird der in der Vorrichtung 302 gespeicherte Bewegungsbetrag des mobilen Körpers gelöscht.
  • Die Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 berechnet die absolute Position des mobilen Körpers zu diesem Zeitpunkt unter Verwendung der absoluten Position des mobilen Körpers an einem gegebenen Ort und des relativen Bewegungsbetrags von der absoluten Position. Die von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 berechneten Positionsinformationen des mobilen Körpers können als zweite Positionsinformationen des mobilen Körpers bezeichnet werden. Die absolute Position des mobilen Körpers wird regelmäßig von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 erfasst. Regelmäßige Erfassung bedeutet hier beispielsweise, dass die Erfassung pro Berechnungszyklus erfolgt. Der Bewegungsbetrag des beweglichen Körpers wird von der Bewegungsbetragsberechnungseinheit 203 erfasst.
  • Die Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 erfasst die Positionsinformation des mobilen Körpers von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202, das heißt die erste Positionsinformation, und sendet gleichzeitig ein Rücksetzsignal an die Bewegungsbetrags-Berechnungseinheit 203. Somit wird der von der Bewegungsbetragsberechnungseinheit 203 berechnete Bewegungsbetrag des beweglichen Körpers als ein Bewegungsbetrag von der absoluten Position, die von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 erfasst wird, behandelt.
  • Die Indexwert-Berechnungseinheit 205 berechnet einen Indexwert, der die Zuverlässigkeit der Positionsinformationen des mobilen Körpers repräsentiert, die in jeder der Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechnet wurden, unter Verwendung der ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers, die von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 berechnet wurden, und der zweiten Positionsinformationen des mobilen Körpers, die von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 berechnet wurden.
  • Das Berechnungsverfahren für den Indexwert durch die Indexwert-Berechnungseinheit 205 wird beschrieben. Zunächst erfasst die Indexwert-Berechnungseinheit 205 gleichzeitig mit dem Empfang eines Signals durch die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 die zweite Positionsinformation des mobilen Körpers, die von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 erfasst wird. Nachdem die zweite Positionsinformation erfasst wurde, berechnet die Indexwert-Berechnungseinheit 205 einen Differenzwert zwischen der ersten Positionsinformation von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 und der zweiten Positionsinformation von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204. Die berechneten Differenzwerte für eine bestimmte Anzahl von Abtastungen werden in der Speichervorrichtung 302 in Zeitreihen gespeichert. Die Indexwert-Berechnungseinheit 205 berechnet aus den gespeicherten Differenzwerten für die bestimmte Anzahl von Abtastungen einen Varianzwert und verwendet den Varianzwert als Indexwert. Hier bedeutet die bestimmte Anzahl von Abtastungen einen solchen Fall der Berechnung der ersten Positionsinformationen und der zweiten Positionsinformationen pro Berechnungszyklus durch eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen.
  • Die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 weist den in jedem Kommunikationsverfahren berechneten ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers auf der Basis des Indexwertes eine Ausgabepriorität für die Positionsschätzvorrichtung 200 zur Ausgabe der ersten Positionsinformationen zu, wählt die erste Positionsinformation des mobilen Körpers aus, die auf dem Kommunikationsverfahren basiert, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, und gibt die ausgewählte erste Positionsinformation aus. Das heißt, die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 vergleicht die Indexwerte für alle Kommunikationsverfahren und gibt eine höhere Ausgabepriorität in der aufsteigenden Reihenfolge des Indexwertes aus.
  • Die Ausgabe der Positionsinformation-Auswahleinheit 206 wird über Kommunikationsmittel wie beispielsweise CAN an eine später beschriebene fahrzeugseitige Vorrichtung der mobilen Karosserie und dergleichen übertragen. Die Positionsinformation-Auswahleinheit 206 kann die Ausgabe in einem bestimmten Zyklus in Synchronisation mit dem Takt 303 der Verarbeitungsschaltung 300 durchführen.
  • <Positionsabschätzungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform>
  • Ein Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm in 4 beschrieben. Zunächst empfängt die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 in Schritt S101 Funksignale von einer Vielzahl von Sendern für jeweilige Kommunikationsverfahren.
  • In dem Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform werden von dem Satellitensignalsender 102 folgende Informationen empfangen: Entfernungsinformationen des Satellitensignalsenders 102, die Positionsinformationen des Satellitensignalsenders 102, Taktfehlerinformationen zwischen dem Satellitensignalsender 102 und der auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangseinheit 201, einzelne Identifikationsinformationen des Satellitensignalsenders 102 und dergleichen. Vom Bakensignalsender 104 werden folgende Informationen empfangen: Entfernungsinformationen des Bakensignalsenders 104, einzelne Identifikationsinformationen des Bakensignalsenders 104 und dergleichen.
  • In Schritt S102 bestätigt die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren, ob eine notwendige Anzahl von Funksignalen zur Berechnung der ersten Positionsinformation des mobilen Körpers empfangen wurde oder nicht. In der Positionsschätzungsmethode gemäß der ersten Ausführungsform wird auf der Grundlage von Identifikationsinformationen jedes Funksenders bestätigt, ob im Falle eines Satellitensignals vier oder mehr Signale empfangen wurden oder nicht, oder ob im Falle eines Bakensignals drei oder mehr Signale empfangen wurden oder nicht. In einem Fall, in dem die Sendefrequenzen des Satellitensignalsenders 102 und des Bakensignalsenders 104 voneinander verschieden sind, wird die Empfangsbestätigung in Übereinstimmung mit jeder Sendefrequenz durchgeführt.
  • Wenn in Schritt S102 festgestellt wird, dass eine notwendige Anzahl von Funksignalen für die Berechnung der ersten Positionsinformation des mobilen Körpers für ein gegebenes Kommunikationsverfahren nicht empfangen wurde, das heißt im Fall von NEIN in Schritt S102, führt die Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 in Schritt S103 keine Berechnung der ersten Positionsinformation des mobilen Körpers für dieses Kommunikationsverfahren durch.
  • Andererseits wird in Schritt S102, wenn festgestellt wird, dass eine notwendige Anzahl von Funksignalen für die Berechnung der ersten Positionsinformation des mobilen Körpers für eine gegebene Kommunikationsmethode empfangen wurde, das heißt im Fall von JA in Schritt S102, die Verarbeitung in Schritt S104 ausgeführt.
  • In Schritt S104 berechnet die Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 die ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers unter Verwendung der Funksignale. In der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform wird für jedes der Fahrzeuge 101a und 101b, die mobile Karosserien sind, die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a und des Fahrzeugs 101b unter Verwendung von Satellitensignalen und Bakensignalen berechnet.
  • Im Falle der Verwendung von Satellitensignalen werden vier oder mehr Ausdrücke (1) aus vier oder mehr empfangenen Signalen abgeleitet und dann als simultane Gleichungen gelöst, um die erste Positionsinformation des mobilen Körpers zu berechnen. Andererseits wird bei der Verwendung von Bakensignalen die erste Positionsinformation des mobilen Körpers auf der Grundlage eines Trilaterationsprinzips berechnet, wobei Entfernungsinformationen aus drei oder mehr empfangenen Signalen verwendet werden. Die Berechnung der ersten Positionsinformation des mobilen Körpers kann wiederholt pro Berechnungszyklus durchgeführt werden.
  • In Schritt S105 berechnet die Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 die zweite Positionsinformation des mobilen Körpers.
  • Bei dem Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform wird die zweite Positionsinformation des Fahrzeugs 101a und des Fahrzeugs 101b unter Verwendung der absoluten Position (erste Positionsinformation), die aus den in der Vergangenheit erfassten Satellitensignalen berechnet wird, und des Bewegungsbetrags aus der absoluten Position berechnet. Der Bewegungsbetrag des mobilen Körpers wird unter Verwendung von Zeitintegralwerten der Beschleunigung und der Winkelgeschwindigkeit berechnet, die von der Trägheitsmessvorrichtung (nicht gezeigt) erhalten werden. In einem Fall, in dem die Sendefrequenzen des Satellitensignalsenders 102 und des Bakensignalsenders 104 voneinander verschieden sind, führt die Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 zur gleichen Zeit wie jeder Abtastzeitpunkt eine Berechnung der zweiten Positionsinformation des mobilen Körpers durch.
  • In Schritt S106 bestimmt die Indexwert-Berechnungseinheit 205, ob die ersten Positionsinformationen und die zweiten Positionsinformationen des mobilen Körpers sowohl von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 als auch von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 berechnet werden können oder nicht. Wenn eine der ersten Positionsinformationen und der zweiten Positionsinformationen des mobilen Körpers nicht berechnet werden kann, das heißt im Falle von NEIN in Schritt S106, fährt das Verfahren mit Schritt S107 fort. Andererseits, wenn die erste Positionsinformation und die zweite Positionsinformation des mobilen Körpers beide berechnet werden können, das heißt im Fall von JA in Schritt S106, fährt das Verfahren mit Schritt S108 fort.
  • In Schritt S107 führt die Indexwertberechnungseinheit 205 keine Berechnung des Indexwertes für das entsprechende Kommunikationsverfahren durch. Nach der Verarbeitung in Schritt S107 wird der Prozess beendet.
  • In Schritt S108 berechnet die Indexwert-Berechnungseinheit 205 den Indexwert unter Verwendung der ersten Positionsinformationen des Mobilkörpers von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 und der zweiten Positionsinformationen des Mobilkörpers von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204.
  • Für das Fahrzeug 101a, das ein Beispiel für eine mobile Karosserie in der ersten Ausführungsform ist, wie in 1 gezeigt, wirkt die Konstruktion 103 als abschirmendes Objekt gegenüber Satellitensignalen, und daher sind die Sichtlinienbedingungen für die Satellitensignale schlecht, so dass eine Rauschmischung oder Mehrwegeausbreitung sehr wahrscheinlich ist. Infolgedessen ist die aus den Satellitensignalen berechnete erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a instabil und somit wird der aus der ersten Positionsinformation berechnete Indexwert groß.
  • Andererseits ist für Bakensignale, die von dem in der Konstruktion 103 bereitgestellten Bakensignalsender 104 gesendet werden, die Sichtlinie zu dem in derselben Konstruktion 103 befindlichen Fahrzeug 101a gut. Daher ist die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a, die aus den Bakensignalen berechnet wird, stabil, und daher wird der Indexwert, der aus der ersten Positionsinformation berechnet wird, klein.
  • Hier bedeutet die Sichtlinienbedingung, ob sich ein Hindernis zwischen einem Sender und einem Empfänger in der Funkverbindung befindet oder nicht. Eine gute Sichtlinie bedeutet, dass es keine Hindernisse zwischen einem Sender und einem Empfänger gibt. Andererseits bedeutet eine schlechte Sichtlinie, dass sich ein Hindernis zwischen einem Sender und einem Empfänger befindet.
  • Für das Fahrzeug 101b, das in der ersten Ausführungsform ein Beispiel für eine mobile Karosserie ist, sind solche abschirmenden Objekte gegen Satellitensignale in der Umgebung des Fahrzeugs 101b nicht vorhanden. Daher sind die Sichtlinienbedingungen für Satellitensignale gut. Infolgedessen ist die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101b, die aus den Satellitensignalen berechnet wird, stabil und somit wird der Indexwert, der aus der ersten Positionsinformation des Fahrzeugs 101b berechnet wird, klein.
  • Andererseits wirkt die Konstruktion 103 für den in der Konstruktion 103 bereitgestellten Bakensignalsender 104 als abschirmendes Objekt gegen Bakensignale. Daher sind die Sichtlinienbedingungen für Bakensignale für das Fahrzeug 101b, das sich außerhalb der Konstruktion 103 befindet, schlecht. Darüber hinaus ist die Sichtlinie für Bakensignale umso schlechter, je weiter das Fahrzeug 101b von der Konstruktion 103 entfernt ist. Infolgedessen ist die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101b, die aus den Bakensignalen berechnet wird, instabil, und daher wird der Indexwert, der aus der ersten Positionsinformation des Fahrzeugs 101b berechnet wird, groß.
  • In Schritt S109 weist die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 dem Kommunikationsverfahren, für das der Indexwert erhalten wurde, eine Ausgabepriorität zu. Für das Fahrzeug 101a, das in der ersten Ausführungsform ein Beispiel für einen mobilen Körper ist und sich innerhalb der Konstruktion 103 befindet, ist der auf Bakensignalen basierende Indexwert kleiner als der auf Satellitensignalen basierende Indexwert, und daher wird die Ausgabepriorität für die ersten Positionsinformationen des Fahrzeugs 101a, die auf der Grundlage von Bakensignalen berechnet werden, höher.
  • Andererseits ist für das Fahrzeug 101b, das sich außerhalb des Bauwerks 103 befindet, der auf Satellitensignalen basierende Indexwert kleiner als der auf Bakensignalen basierende Indexwert, und daher wird die Ausgabepriorität für die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101b, die auf der Basis von Satellitensignalen berechnet wird, höher.
  • In Schritt S110 wählt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 die erste Positionsinformation des mobilen Körpers aus, die auf dem Kommunikationsverfahren basiert, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, und gibt die ausgewählte erste Positionsinformation aus. Für das Fahrzeug 101a in der ersten Ausführungsform ist die Ausgabepriorität der Bakenkommunikation am höchsten, und daher werden die ersten Positionsinformationen des Fahrzeugs 101a, die auf der Grundlage der Bakensignale berechnet wurden, ausgegeben. Andererseits ist für das Fahrzeug 101b die Ausgangspriorität der Satellitenkommunikation am höchsten, und daher wird die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101b, die auf der Grundlage der Satellitensignale berechnet wird, ausgegeben. Das Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform ist wie oben beschrieben.
  • <Effekte der ersten Ausführungsform>
  • Wie oben beschrieben, werden in der Positionsschätzvorrichtung und dem Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform Ausgabeprioritäten unter Verwendung von Indexwerten bestimmt, wodurch es möglich wird, Positionsinformationen eines mobilen Körpers an jedem Ort auf der Grundlage eines optimalen Kommunikationsverfahrens unter einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren zu berechnen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, eine Positionsschätzvorrichtung und ein Positionsschätzverfahren zu erhalten, die in der Lage sind, Positionsinformationen mit hoher Genauigkeit auszugeben.
  • ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ein Positionsschätzverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 5 beschrieben. Die Beschreibung der gleichen Komponenten wie in der obigen ersten Ausführungsform wird weggelassen.
  • In dem Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform werden erste Positionsinformationen eines mobilen Körpers basierend auf mit einem Kommunikationsverfahren übertragenen Signalen ausgewählt, für die die Ausgangspriorität zu jedem Zeitpunkt der Abtastung von Funksignalen am höchsten ist. In einer solchen Situation, in der sich die Ausgabeprioritäten zwischen den Kommunikationsverfahren häufig ändern, wird das Kommunikationsverfahren, das für die Berechnung der ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers verwendet wird, jedoch wiederholt umgeschaltet. In einer Situation, in der sich die Ausgabeprioritäten häufig ändern, besteht die Möglichkeit, dass die schließlich ausgegebenen Positionsinformationen des mobilen Körpers instabil werden, wenn ein Versatz zwischen den jeweiligen ersten Positionen des mobilen Körpers auftritt, die auf der Grundlage verschiedener Kommunikationsverfahren berechnet wurden.
  • Bei dem Positionsschätzverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform wird, wenn das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, über eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen identisch ist, die erste Positionsinformation, die durch das Kommunikationsverfahren berechnet wurde, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, als Positionsinformation des mobilen Körpers ausgewählt. Daher kann durch die Anwendung des Positionsschätzverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform verhindert werden, dass das Kommunikationsverfahren, das zur Berechnung der Positionsinformationen des mobilen Körpers verwendet wird, häufig gewechselt wird, wodurch ein Effekt der Stabilisierung der schließlich ausgegebenen Positionsinformationen des mobilen Körpers bereitgestellt wird.
  • <Positionsschätzverfahren nach der zweiten Ausführungsform>
  • Nachfolgend wird das Verfahren zur Positionsbestimmung gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Das in 5 gezeigte Flussdiagramm ist so konfiguriert, dass die in 5 gezeigten Verarbeitungsschritte im Anschluss an die Verarbeitung in Schritt S109 in dem in 4 gezeigten Flussdiagramm hinzugefügt werden.
  • Im Schritt S201 speichert die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, in einer Zeitreihe über eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen in einem spezifischen Speicherbereich der Vorrichtung 302. Hier ist der spezifische Speicherbereich als Speicherbereich A definiert. Die vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen bedeutet aufeinanderfolgende Perioden durch eine bestimmte Anzahl von Abtastungen.
  • In Schritt S202 bestätigt die Positionsinformation-Auswahleinheit 206, ob die im Speicherbereich A gespeicherte Kommunikationsmethode über die vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen identisch ist oder nicht.
  • Wenn die im Speicherbereich A gespeicherte Kommunikationsmethode identisch ist, das heißt im Falle von JA in Schritt S202, fährt das Verfahren mit Schritt S203 fort. Andererseits, wenn die im Speicherbereich A gespeicherten Kommunikationsverfahren Kommunikationsverfahren umfassen, die nicht identisch sind, das heißt im Fall von NEIN in Schritt S202, geht das Verfahren zu Schritt S204 über.
  • In Schritt S203 speichert die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 die identische, im Speicherbereich A gespeicherte Kommunikationsmethode in einen anderen spezifischen Speicherbereich der Vorrichtung 302. Hier ist der andere spezifische Speicherbereich als Speicherbereich B definiert.
  • In Schritt S204 bestimmt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206, ob die erste Positionsinformation des mobilen Körpers in dem vorliegenden Berechnungszyklus unter Verwendung von Signalen, die durch das im Speicherbereich B gespeicherte Kommunikationsverfahren übertragen werden, berechnet werden kann oder nicht. Wenn die erste Positionsinformation des mobilen Körpers berechnet werden kann, das heißt im Fall von JA in Schritt S204, fährt das Verfahren mit Schritt S205 fort. Wenn andererseits die erste Positionsinformation des mobilen Körpers nicht berechnet werden kann, das heißt im Fall von NEIN in Schritt S204, fährt das Verfahren mit Schritt S206 fort.
  • In Schritt S205 berechnet die Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 die ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers aus den von dem Kommunikationsverfahren übertragenen Signalen, die in dem Speicherbereich B gespeichert sind.
  • In Schritt S206, der in dem Fall ausgeführt wird, in dem die ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers in Schritt S204 nicht berechnet werden können, wird das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, aus den Kommunikationsverfahren ausgewählt, für die noch nicht bestätigt wurde, ob die ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers berechnet werden können oder nicht, und dann fährt das Verfahren mit Schritt S207 fort.
  • In Schritt S207 bestimmt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206, ob die erste Positionsinformation des mobilen Körpers im aktuellen Berechnungszyklus aus den von der ausgewählten Kommunikationsmethode übertragenen Signalen berechnet werden kann oder nicht. Wenn die erste Positionsinformation des mobilen Körpers berechnet werden kann, das heißt im Fall von JA in Schritt S207, fährt das Verfahren mit Schritt S208 fort. Andererseits, wenn die erste Positionsinformation des mobilen Körpers nicht berechnet werden kann, das heißt im Fall von NEIN in Schritt S207, fährt das Verfahren mit Schritt S209 fort.
  • In Schritt S208, der in dem Fall ausgeführt wird, in dem die erste Positionsinformation des mobilen Körpers in Schritt S207 berechnet werden kann, gibt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 die erste Positionsinformation des mobilen Körpers aus, die aus den von dem ausgewählten Kommunikationsverfahren übertragenen Signalen berechnet wurde.
  • In Schritt S209, der in dem Fall ausgeführt wird, in dem die erste Positionsinformation des Mobilkörpers in Schritt S207 nicht berechnet werden kann, bestimmt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206, ob alle Kommunikationsverfahren bestätigt wurden oder nicht, ob die erste Positionsinformation des Mobilkörpers berechnet werden kann oder nicht. Wenn die Bestätigung nicht für alle Kommunikationsverfahren erfolgt ist, das heißt im Falle von NEIN in Schritt S209, führt die Positionsinformation-Auswahleinheit 206 die Verarbeitung ab Schritt S206 erneut durch. Andererseits, wenn die erste Positionsinformation des mobilen Körpers für alle Kommunikationsverfahren bestätigt wurde oder nicht, das heißt im Fall von JA in Schritt S209, fährt das Verfahren mit Schritt S210 fort.
  • In Schritt S210 gibt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 die zweite Positionsinformation des mobilen Körpers aus, die von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit 204 erfasst wird.
  • Das Positionsschätzverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ist wie oben beschrieben.
  • Hinsichtlich des Positionsschätzverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform wird ein spezifischer Verarbeitungsinhalt in einem Fall beschrieben, in dem sich das Fahrzeug 101a von der Position in 1 zu der Position des Fahrzeugs 101b bewegt, als Beispiel.
  • In der Anfangsphase, wenn das Fahrzeug 101a beginnt, sich von der Position in 1 zu bewegen, befindet sich das Fahrzeug 101a innerhalb der Konstruktion 103. Daher sind die Sichtlinienbedingungen für den Satellitensignalsender 102 schlecht, während die Sichtlinienbedingungen für Bakensignale, die von dem in der Konstruktion 103 bereitgestellten Bakensignalsender 104 gesendet werden, gut sind. Somit ist die Ausgangspriorität für die Bakenkommunikation über einen bestimmten Zeitraum hinweg nacheinander hoch, so dass in Schritt S201 die Bakenkommunikation in Zeitreihen im Speicherbereich A gespeichert wird.
  • Da die Bakenkommunikation über einen bestimmten Zeitraum, das heißt eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen, fortlaufend in dem Speicherbereich A gespeichert wird, wird in Schritt S203 die Bakenkommunikation in dem Speicherbereich B gespeichert.
  • In Schritt S204 bezieht sich die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 auf das Kommunikationsverfahren im Speicherbereich B, um zu bestätigen, ob die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a gegenwärtig, das heißt im gegenwärtigen Berechnungszyklus, unter Verwendung von Bakensignalen berechnet werden kann oder nicht. Wenn die erste Positionsinformation berechnet werden kann, gibt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 in Schritt S205 die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a aus, die unter Verwendung der Bakensignale berechnet wurde.
  • Während sich das Fahrzeug 101a von der Position in 1 nach vorne (in 1 nach rechts) bewegt, wird die Sichtlinienbedingung für die von dem Satellitensignalsender 102 übertragenen Satellitensignale allmählich verbessert. In diesem Fall kann in einem solchen Übergangszeitraum die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a zwar unter Verwendung von Bakensignalen berechnet werden, aber die Ausgangspriorität wechselt häufig zwischen Satellitenkommunikation und Bakenkommunikation.
  • Wenn jedoch das Positionsschätzverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform angewendet wird, wird es durch die Verarbeitung in Schritt S205 möglich, die Ausgabe der ersten Positionsinformationen des Fahrzeugs 101a, die unter Verwendung von Bakensignalen berechnet wurden, auch in einer solchen Situation fortzusetzen, in der die Ausgabepriorität häufig zwischen Satellitensignalen und Bakensignalen wechselt. Dadurch wird es möglich, ein solches Phänomen zu verhindern, dass die Positionsinformationen des Fahrzeugs 101a instabil werden, das heißt, die Positionsgenauigkeit wird reduziert, aufgrund eines Versatzes der ersten Positionsinformationen des Fahrzeugs 101a, der in einem Fall der Durchführung einer Berechnung unter Verwendung von sowohl Satellitensignalen als auch Bakensignalen verursacht wird.
  • Wenn die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a derzeit, das heißt im aktuellen Berechnungszyklus, nicht unter Verwendung von Bakensignalen berechnet werden kann, wird in Schritt S207 bestätigt, ob die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a unter Verwendung von Satellitensignalen berechnet werden kann oder nicht. Wenn die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a unter Verwendung von Satellitensignalen berechnet werden kann, gibt die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 in Schritt S208 die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a aus, die unter Verwendung von Satellitensignalen berechnet wurde.
  • Durch die obigen Verarbeitungsschritte in dem Positionsschätzverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Positionsschätzvorrichtung 200 selbst in einem Fall, in dem ein Zeitpunkt auftritt, zu dem die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a nicht unter Verwendung des in dem Speicherbereich B gespeicherten Kommunikationsverfahrens berechnet werden kann, das heißt ein Berechnungszyklus, in dem die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a nicht berechnet werden kann, immer entweder die erste Positionsinformation oder die zweite Positionsinformation ausgeben, die die Positionsinformation des Fahrzeugs 101a ist.
  • Wenn die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a nicht unter Verwendung von Satellitensignalen berechnet werden kann, wird in Schritt S210 unter Verwendung der aus den vergangenen Bakensignalen berechneten ersten Positionsinformation des Fahrzeugs 101a und des von der Trägheitsmessvorrichtung erhaltenen Bewegungsbetrags des Mobilkörpers die zweite Positionsinformation des Fahrzeugs 101a zum gegenwärtigen Zeitpunkt, das heißt im gegenwärtigen Berechnungszyklus, berechnet und ausgegeben. Mit „Vergangenheit“ ist der Berechnungszyklus gemeint, der dem aktuellen Berechnungszyklus um einen Zyklus in den aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen vorausgeht. Die Vergangenheit kann jedoch auch den Berechnungszyklus bedeuten, der mehr als einen Zyklus zurückliegt.
  • <Effekte der zweiten Ausführungsform>
  • Wie oben beschrieben, kann in dem Positionsschätzverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform selbst in einem Fall, in dem ein Zeitpunkt eintritt, zu dem die erste Positionsinformation des mobilen Körpers nicht einmal unter Verwendung eines der Funkkommunikationsverfahren berechnet werden kann, die erste Positionsinformation oder die zweite Positionsinformation, die die Positionsinformation des mobilen Körpers ist, immer ausgegeben werden, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass die Positionsinformation des mobilen Körpers stabil mit hoher Genauigkeit ausgegeben werden kann.
  • DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 6 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration einer Positionsschätzvorrichtung 400 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Die Positionsschätzvorrichtung 400 gemäß der dritten Ausführungsform ist gekennzeichnet durch die Vorhersage von Positionsinformationen des mobilen Körpers. Die Beschreibung der gleichen Komponenten wie bei der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der obigen ersten Ausführungsform entfällt.
  • Die Positionsschätzvorrichtung 400 gemäß der dritten Ausführungsform ist dadurch konfiguriert, dass sie weiterhin eine eigene Positionsvorhersageeinheit 401 zur Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform bereitstellt.
  • Die Eigenpositions-Vorhersageeinheit 401 berechnet einen Vorhersagewert für Positionsinformationen eines mobilen Körpers unter Verwendung der ersten Positionsinformationen, die von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 berechnet wurden. In einem Positionsschätzverfahren gemäß der dritten Ausführungsform wird eine Näherungsfunktion durch lineare Annäherung unter Verwendung der ersten Positionsinformationen für die vergangenen mehreren Abtastzeiten berechnet, und ein Vorhersagewert wird aus einem Wert auf der Näherungsfunktion erhalten. Solange jedoch das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreicht werden kann, ist das Berechnungsverfahren für den Vorhersagewert nicht besonders eingeschränkt. Die Berechnungsmethode für den Vorhersagewert kann bei verschiedenen Kommunikationsverfahren unterschiedlich sein. Die Berechnung des Vorhersagewerts wird für jede Kommunikationsmethode durchgeführt. Bei der Verarbeitung nach der Indexwert-Berechnungseinheit 205 wird die von der Eigenpositions-Vorhersageeinheit 401 vorhergesagte Positionsinformation des mobilen Körpers als die von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 berechnete erste Positionsinformation behandelt.
  • Das Positionsschätzverfahren gemäß der dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 7 beschrieben. Das Flussdiagramm in 7 entspricht der Verarbeitung zwischen Schritt S101 und Schritt S105 in dem Flussdiagramm in 4, das das Positionsschätzverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und Schritt S103 in dem Flussdiagramm in 4 wird durch Schritt S301 in dem Flussdiagramm in 7 ersetzt.
  • Wenn die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 in einem gegebenen Berechnungszyklus nicht eine notwendige Anzahl von Funksignalen zur Berechnung der Positionsinformationen des Mobilkörpers empfangen kann, berechnet die Eigenpositions-Vorhersageeinheit 401 in Schritt S102 einen Vorhersagewert für die ersten Positionsinformationen des Mobilkörpers, der für den nächsten Berechnungszyklus benötigt wird.
  • In 1, die eine Situation zeigt, in der die Positionsschätzvorrichtung 400 und das Positionsschätzverfahren gemäß der dritten Ausführungsform verwendet werden, wird, wenn die erste Positionsinformation des Fahrzeugs 101a nicht einmal unter Verwendung von Satellitensignalen berechnet werden kann, eine lineare Näherungsfunktion unter Verwendung der vergangenen ersten Positionsinformation des Fahrzeugs 101a, die unter Verwendung von Satellitensignalen berechnet wurde, berechnet. Die aktuelle Zeit wird in die berechnete lineare Näherungsfunktion eingesetzt, um einen Vorhersagewert für die aktuelle Positionsinformation des Fahrzeugs 101a zu erhalten. Die unter Verwendung von Satellitensignalen berechneten Positionsinformationen des Fahrzeugs 101a werden aus der Vorrichtung 302 ausgelesen. In der obigen Beschreibung bezieht sich der Begriff „Gegenwart“ auf den aktuellen Berechnungszyklus. Mit Vergangenheit ist beispielsweise der Berechnungszyklus gemeint, der der Gegenwart vorausgeht, das heißt der aktuelle Berechnungszyklus, und zwar um einen Zyklus in den aufeinander folgenden Berechnungszyklen. Die Vergangenheit kann jedoch auch den Berechnungszyklus bedeuten, der mehr als einen Zyklus zurückliegt.
  • In Schritt S302 speichert die Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 oder die Eigenpositions-Vorhersageeinheit 401 die berechneten ersten Positionsinformationen des mobilen Körpers in der Vorrichtung 302. In den Schritten nach Schritt S105 wird der Vorhersagewert von der Eigenpositions-Vorhersageeinheit 401 als die erste Positionsinformation des mobilen Körpers behandelt, die von der Eigenpositions-Berechnungseinheit 202 berechnet wurde.
  • <Effekte der dritten Ausführungsform>
  • Wie oben beschrieben, wird in der Positionsschätzvorrichtung und dem Positionsschätzverfahren gemäß der dritten Ausführungsform selbst in einer solchen Situation, dass die erste Positionsinformation des mobilen Körpers derzeit nicht berechnet werden kann, das heißt im gegenwärtigen Berechnungszyklus, ein Vorhersagewert für die erste Positionsinformation des mobilen Körpers, der von der Eigenpositions-Vorhersageeinheit berechnet wird, im nächsten Berechnungszyklus verwendet, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass die Positionsinformation des mobilen Körpers stabil mit hoher Genauigkeit ausgegeben werden kann.
  • VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ein Positionsschätzverfahren gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist wie folgt gekennzeichnet. Es ist zu beachten, dass die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung die gleiche ist wie die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform.
  • In dem Positionsschätzverfahren gemäß der vierten Ausführungsform berechnet die in 2 gezeigte Indexwert-Berechnungseinheit 205 ein Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis auf der Grundlage des Standorts des Senders für jedes einer Mehrzahl von Kommunikationsverfahren, beispielsweise des Standorts des Satellitensignalsenders 102 oder des Bakensignalsenders 104, der Signale an die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit 201 sendet. Als Berechnungsmethode für das Positionsgenauigkeitsreduktionsverhältnis wird eine bekannte Methode verwendet.
  • Wenn es unter der Vielzahl von Kommunikationsverfahren eine Kommunikationsmethode gibt, für die das berechnete Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis gleich oder größer als ein Positionsgenauigkeits-Schwellenwert ist, gibt die Indexwert-Berechnungseinheit 205 Informationen über das Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis für diese Kommunikationsmethode an die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 weiter. Die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 schließt auf der Grundlage der gegebenen Informationen über das Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis für dieses Kommunikationsverfahren ein solches Kommunikationsverfahren von der Auswahl aus, für das das Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis gleich oder größer als der Positionsgenauigkeits-Schwellenwert ist.
  • <Effekte der vierten Ausführungsform>
  • Wie oben beschrieben, wird in dem Positionsschätzverfahren gemäß der vierten Ausführungsform das Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis auf der Grundlage des Standorts des Senders für jedes einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechnet, und wenn das Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis gleich oder größer als der Positionsgenauigkeits-Schwellenwert ist, wird das entsprechende Kommunikationsverfahren von der Auswahl ausgeschlossen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass die Positionsinformation des mobilen Körpers mit höherer Genauigkeit erhalten wird.
  • FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ein Positionsschätzverfahren gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist wie folgt gekennzeichnet. Es ist zu beachten, dass die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung die gleiche ist wie die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform.
  • In dem Positionsschätzverfahren gemäß der fünften Ausführungsform wird die Anzahl von Fehlanpassungsbits in einem Präambelteil eines von der auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangseinheit 201 empfangenen Signals für jedes einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechnet, und wenn es ein Kommunikationsverfahren gibt, für das die berechnete Anzahl von Fehlanpassungsbits gleich oder größer als ein Bit-Schwellenwert ist, gibt die Indexwert-Berechnungseinheit 205 Informationen über die Anzahl von Fehlanpassungsbits für dieses Kommunikationsverfahren an die Positionsinformations-Auswahleinheit 206. Die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 schließt auf der Grundlage der gegebenen Informationen über die Anzahl der Fehlanpassungsbits für diese Kommunikationsmethode eine solche Kommunikationsmethode von der Auswahl aus, für die die Anzahl der Fehlanpassungsbits gleich oder größer als der Bit-Schwellenwert ist.
  • <Effekte der fünften Ausführungsform>
  • Wie oben beschrieben, wird in dem Positionsschätzverfahren gemäß der fünften Ausführungsform die Anzahl der Fehlanpassungsbits in einem Präambelteil eines empfangenen Signals für jedes einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechnet, und wenn es ein Kommunikationsverfahren gibt, für das die berechnete Anzahl von Fehlanpassungsbits gleich oder größer als der Bitschwellenwert ist, wird dieses Kommunikationsverfahren von der Kommunikationsverfahrensauswahl ausgeschlossen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass die Positionsinformationen des mobilen Körpers mit höherer Genauigkeit erhalten werden.
  • SECHSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ein Positionsschätzverfahren gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist wie folgt gekennzeichnet. Es ist zu beachten, dass die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung die gleiche ist wie die Konfiguration der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform.
  • In dem Positionsschätzverfahren gemäß der sechsten Ausführungsform wird in der auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangseinheit 201, wenn ein Empfangswinkel in Bezug auf einen Funksignalsender aus einem gesendeten Funksignal berechnet werden kann, ein Empfangswinkel in Bezug auf einen Funksignalsender für jedes Kommunikationsverfahren, für das die Berechnung möglich ist, berechnet.
  • Wenn es eine Kommunikationsmethode gibt, für die der Empfangswinkel in Bezug auf den Funksignalsender gleich oder kleiner als der Empfangswinkelschwellenwert ist, gibt die Indexwertberechnungseinheit 205 Informationen über den Empfangswinkel für diese Kommunikationsmethode an die Positionsinformationen-Auswahleinheit 206. Die Positionsinformations-Auswahleinheit 206 schließt auf der Grundlage der Informationen über den Empfangswinkel für diese Kommunikationsmethode eine solche Kommunikationsmethode von der Auswahl aus, für die der Empfangswinkel gleich oder kleiner als der Empfangswinkel-Schwellenwert ist.
  • <Effekte der sechsten Ausführungsform>
  • Wie oben beschrieben, wird in dem Positionsschätzverfahren gemäß der sechsten Ausführungsform ein Empfangswinkel in Bezug auf den Funksignalsender für jedes einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechnet, und wenn es ein Kommunikationsverfahren gibt, für das der berechnete Empfangswinkel gleich oder kleiner als der Empfangswinkelschwellenwert ist, wird dieses Kommunikationsverfahren von der Kommunikationsverfahrensauswahl ausgeschlossen, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass die Positionsinformationen mit höherer Genauigkeit erhalten werden.
  • SIEBTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • 8 ist ein Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration eines autonomen Fahrsystems 500 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 9 zeigt schematisch ein Fahrzeug 101c, das mit dem autonomen Fahrsystem 500 gemäß der siebten Ausführungsform bereitgestellt wird. Das autonome Fahrsystem 500 umfasst die Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform, eine Fahrtrouten-Erzeugungsvorrichtung 510 und eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 520.
  • Wie oben beschrieben, gibt die Positionsschätzvorrichtung 200 entweder die erste Positionsinformation oder die zweite Positionsinformation, bei der es sich um fahrzeugeigene Positionsinformationen des Fahrzeugs 101c handelt, auf der Basis von Signalen aus, die von jedem einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragen werden. Anstelle der Positionsschätzvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform kann auch die Positionsschätzvorrichtung 400 gemäß der dritten Ausführungsform verwendet werden. Die Positionsschätzvorrichtung 200 gibt die fahrzeugeigenen Positionsinformationen des Fahrzeugs 101c an die Reiseroutengenerierungsvorrichtung 510 aus.
  • Die Fahrtroutengenerierungsvorrichtung 510 erzeugt unter Verwendung der von der Positionsschätzvorrichtung 200 ausgegebenen fahrzeugeigenen Positionsinformationen des Fahrzeugs 101c eine Fahrtroute für das Fahrzeug 101c, um von der fahrzeugeigenen Position aus einen Zielort zu erreichen. Zum Erzeugen der Reiseroute ist ein bekanntes Verfahren anwendbar.
  • Die Steuereinheit 520 stellt eine Zielspur und eine Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs ein, die Zielsteuerbeträge sind, die das Fahrzeug 101c benötigt, um die von der Vorrichtung 510 zur Erzeugung der Reiseroute erzeugte Reiseroute zu befahren, und berechnet einen Ziellenkbetrag und eine Zielbeschleunigung/-verzögerung, die zum Befolgen der Zielspur und der Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs erforderlich sind. Für die Berechnung des Ziellenkbetrags und der Zielbeschleunigung/-verzögerung ist ein bekanntes Berechnungsverfahren anwendbar.
  • Die Konfiguration des autonomen Fahrsystems 500 ist wie oben beschrieben.
  • Nachfolgend wird die Fahrzeugsteuerung für das Fahrzeug 101c durch das autonome Fahrsystem 500 beschrieben.
  • Der Soll-Lenkbetrag und die Soll-Beschleunigung/Verzögerung, die Soll-Steuerbeträge sind, die in der Fahrzeug-Steuereinheit 520 des autonomen Fahrsystems 500 berechnet werden, werden an einen Aktuator 530 ausgegeben, wodurch eine autonome Fahrsteuerung für das Fahrzeug 101c ausgeführt wird.
  • Der Aktor 530 umfasst eine Steuereinheit 531 für eine elektronische Servolenkung (EPS), eine Steuereinheit 532 für den Antriebsstrang, eine Steuereinheit 533 für die Bremse, eine EPS-Einheit 535, eine Antriebsstrangeinheit 536 und eine Bremseinheit 537.
  • Die Steuereinheit 530 steuert die EPS, eine Bremse und ein Gaspedal, um das Fahrzeug 101c zu veranlassen, dem Ziellenkbetrag und der Zielbeschleunigung/-verzögerung zu folgen.
  • Die EPS-Steuereinheit 531 steuert die EPS-Einheit 535 auf der Grundlage des von dem autonomen Fahrsystem 500 ausgegebenen Ziellenkbetrags. Durch die EPS-Steuereinheit 531 kann beispielsweise ein Lenkwinkel für das Fahrzeug 101c zur Fahrt entlang der Zielspur gesteuert werden.
  • Die Steuereinheit 532 des Antriebsstrangs steuert die Antriebseinheit 536, um die vom autonomen Fahrsystem 500 ausgegebene Zielbeschleunigung/-verzögerung zu erreichen. In einem Fall, in dem ein Fahrer anstelle der autonomen Fahrsteuerung eine Geschwindigkeitssteuerung durchführt, wird die Antriebseinheit 536 auf der Grundlage der Stärke des Trittes auf ein Gaspedal gesteuert.
  • Die Steuereinheit 533 steuert die Bremseinheit 537 so, dass die vom autonomen Fahrsystem 500 ausgegebene Zielbeschleunigung/-verzögerung erreicht wird. In einem Fall, in dem der Fahrer anstelle der autonomen Fahrsteuerung eine Geschwindigkeitssteuerung durchführt, wird die Bremseinheit 537 auf der Grundlage der Stärke des Trittes auf einem Bremspedal gesteuert.
  • <Effekte der siebten Ausführungsform>
  • Wie oben beschrieben, wird in dem autonomen Fahrsystem gemäß der siebten Ausführungsform die fahrzeugeigene Positionsinformation durch die Positionsschätzvorrichtung 200, 400 gemäß der ersten oder dritten Ausführungsform mit hoher Genauigkeit berechnet, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, dass eine autonome Fahrsteuerung mit hoher Stabilität auf der Grundlage einer genauen Positionsinformation erreicht werden kann.
  • In der obigen Beschreibung werden die Funktionen der Komponenten der Positionsschätzvorrichtungen 200, 400 gemäß der ersten und dritten Ausführungsform und des autonomen Fahrsystems 500 gemäß der siebten Ausführungsform durch eine von Hardware und Software usw. implementiert. Ohne Einschränkung können jedoch einige der Komponenten der Positionsschätzvorrichtungen 200, 400 gemäß der ersten und dritten Ausführungsform und des autonomen Fahrsystems 500 gemäß der siebten Ausführungsform durch dedizierte Hardware implementiert werden und die anderen Komponenten können durch Software implementiert werden, usw.
  • Beispielsweise können, wie in 10 und 11 gezeigt, für einige der Komponenten deren Funktionen durch die Verarbeitungsschaltung 300 als dedizierte Hardware implementiert werden, und für die anderen Komponenten kann die Verarbeitungsschaltung 300 als Prozessor 301 ein Programm lesen und ausführen, um einen Computer oder dergleichen zu veranlassen, das in der Speichervorrichtung 302 gespeicherte Positionsschätzverfahren gemäß einer der ersten bis sechsten Ausführungsformen auszuführen, wodurch die Funktionen der anderen Komponenten implementiert werden.
  • Wie in 11 gezeigt, können Einstelldaten, die in den Funktionseinheiten und dergleichen der Positionsschätzvorrichtungen 200, 400 gemäß der ersten und dritten Ausführungsform und des autonomen Fahrsystems 500 gemäß der siebten Ausführungsform zu verwenden sind, als ein Teil der Software in der Speichervorrichtung 302 von einem Speichermedium 304 installiert werden, das ein Programm 305 speichert, um einen Computer oder dergleichen zu veranlassen, das Positionsschätzverfahren gemäß einer der ersten bis sechsten Ausführungsformen auszuführen.
  • Wie oben beschrieben, können die Positionsschätzvorrichtungen 200, 400 gemäß der ersten und dritten Ausführungsform und das autonome Fahrsystem 500 gemäß der siebten Ausführungsform die oben beschriebenen Funktionen durch Hardware, Software usw. oder eine Kombination davon implementieren.
  • Obwohl die Offenbarung oben in Bezug auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen und Implementierungen beschrieben ist, sollte es verstanden werden, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionen, die in einer oder Vielzahl von der einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, in ihrer Anwendbarkeit auf die bestimmte Ausführungsform, mit der sie beschrieben sind, nicht beschränkt sind, sondern stattdessen allein oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere der Ausführungsformen der Offenbarung angewendet werden können.
  • Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht beispielhaft dargestellt sind, entwickelt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise kann mindestens einer der Bestandteile modifiziert, hinzugefügt oder eliminiert werden. Mindestens einer der in mindestens einer der bevorzugten Ausführungsformen genannten Bestandteile kann ausgewählt und mit den in einer anderen bevorzugten Ausführungsform genannten Bestandteilen kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 101a, 101b, 101c
    Fahrzeug
    102
    Satellitensignalsender
    103
    Konstruktion
    104
    Bakensignalsender
    200, 400
    Positionsschätzvorrichtung
    201
    auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit
    201a
    erste Funksignal-Empfangseinheit
    201b
    zweite Funksignal-Empfangseinheit
    201n
    n-te Funksignal-Empfangseinheit
    202
    Eigenpositions-Berechnungseinheit
    203
    Bewegungsbetrags-Berechnungseinheit
    204
    Autonom-Navigations-Positionierungseinheit
    205
    Indexwert-Berechnungseinheit
    206
    Positionsinformations-Auswahleinheit
    300
    Verarbeitungsschaltung
    301
    Prozessor
    302
    Speichervorrichtung
    303
    Takt
    304
    Speichermedium
    305
    Programm
    401
    Eigen-Positions-Vorhersageeinheit
    500
    autonomes Fahrsystem
    510
    Fahrtrouten-Erzeugungsvorrichtung
    520
    fahrzeugseitige Steuereinheit
    530
    Stellmotor
    531
    EPS-Steuereinheit
    532
    Antriebsstrang-Steuereinheit
    533
    Brems-Steuereinheit
    535
    EPS-Einheit
    536
    Antriebsstrang-Einheit
    537
    Bremseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2019132627 [0005]
    • JP 5966291 [0005]

Claims (15)

  1. Eine Positionsschätzvorrichtung (200, 400), die einem mobilen Körper bereitgestellt ist und eine Positionsinformation des mobilen Körpers abschätzt, wobei die Positionsschätzvorrichtung (200, 400) umfasst: eine auf einem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit (201), die jeweils in einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragene Signale durch eine Vielzahl von zu den jeweiligen Kommunikationsverfahren zugehörigen Empfangseinheiten (201a, 201b, 201n) empfängt; eine Eigenpositions-Berechnungseinheit (202), die eine erste Positionsinformation des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus mittels dem in jedem der Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragenen Signal berechnet; eine Bewegungsbetrags-Berechnungseinheit (203), die einen Bewegungsbetrag des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus berechnet; eine Autonom-Navigations-Positionierungseinheit (204), die für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren eine zweite Positionsinformation des mobilen Körpers auf der Grundlage der von der Eigenpositions-Berechnungseinheit (202) berechneten ersten Positionsinformation und dem von der Bewegungsbetrag-Berechnungseinheit (203) berechneten Bewegungsbetrag des mobilen Körpers berechnet; und eine Indexwert-Berechnungseinheit (205), die für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren einen Varianzwert von Differenzwerten zwischen der ersten Positionsinformation und der zweiten Positionsinformation als einen Indexwert berechnet.
  2. Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Positionsinformations-Auswahleinheit (206), die unter Verwendung des Indexwertes eine Ausgabepriorität für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren bestimmt und die erste Positionsinformation, die durch das Kommunikationsverfahren berechnet wurde, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, als die Positionsinformation des mobilen Körpers auswählt.
  3. Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Positionsinformations-Auswahleinheit (206), die, wenn das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, über eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen identisch ist, die erste Positionsinformation, die durch das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, berechnet wurde, als die Positionsinformation des mobilen Körpers auswählt.
  4. Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach Anspruch 3, wobei, wenn die Berechnung der ersten Positionsinformation durch das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, unmöglich ist, in einer absteigenden Reihenfolge der Ausgabepriorität bestimmt wird, ob die Berechnung der ersten Positionsinformation möglich ist oder nicht, und die erste Positionsinformation, die durch das Kommunikationsverfahren berechnet wird, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, unter anderen Kommunikationsverfahren, durch die die Berechnung der ersten Positionsinformation möglich ist, als die Positionsinformation des mobilen Körpers ausgewählt wird.
  5. Positionsschätzvorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend eine Eigenpositions-Vorhersageeinheit (401), die einen Vorhersagewert für die erste Positionsinformation in einem nächsten Berechnungszyklus berechnet, auf der Grundlage der von der Eigenpositions-Berechnungseinheit (202) berechneten ersten Positionsinformation, wobei, wenn es ein Kommunikationsverfahren gibt, durch das die Berechnung der ersten Positionsinformation in dem nächsten Berechnungszyklus unmöglich ist, unter der Vielzahl von Kommunikationsverfahren, die Eigenpositions-Berechnungseinheit (202) den von der Eigenpositions-Berechnungseinheit (202) berechneten Vorhersagewert für die erste Positionsinformation als die erste Positionsinformation in dem nächsten Berechnungszyklus verwendet.
  6. Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in der Indexwert-Berechnungseinheit (205) ferner ein Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis auf der Grundlage eines Ortes eines Senders berechnet wird, der ein Signal an die auf dem Kommunikationsverfahren basierende Empfangseinheit (201) für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren sendet, und die Positionsinformations-Auswahleinheit (206) das Kommunikationsverfahren von der Auswahl ausschließt, für das das Positionsgenauigkeits-Reduktionsverhältnis gleich oder größer als ein Positionsgenauigkeits-Schwellenwert ist.
  7. Die Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in der auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangseinheit (201) ferner eine Anzahl von Fehlanpassungsbits in einem Präambelteil eines empfangenen Signals für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren berechnet wird, und die Positionsinformation-Auswahleinheit (206) dasjenige Kommunikationsverfahren von der Auswahl ausschließt, für das die Anzahl der Fehlanpassungsbits gleich oder größer als ein Bit-Schwellenwert ist.
  8. Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in der auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangseinheit (201), wenn die Berechnung eines Empfangswinkels in Bezug auf einen Funksignalsender auf der Grundlage eines übertragenen Funksignals möglich ist, der Empfangswinkel in Bezug auf den Funksignalsender für jedes der Kommunikationsverfahren weiter berechnet wird, für die die Berechnung möglich ist, und die Positionsinformation-Auswahleinheit (206) dasjenige Kommunikationsverfahren von der Auswahl ausschließt, bei dem der Empfangswinkel gleich oder kleiner als ein Empfangswinkel-Schwellenwert ist.
  9. Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in der Eigenpositions-Berechnungseinheit (202), wenn die Berechnung der ersten Positionsinformation für alle der Vielzahl von Kommunikationsverfahren unmöglich ist, die von der Autonom-Navigations-Positionierungseinheit (204) berechnete zweite Positionsinformation als die Positionsinformation des mobilen Körpers verwendet wird.
  10. Ein autonomes Fahrsystem, das Folgendes umfasst: die Positionsschätzvorrichtung (200, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die eine Positionsinformation eines eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage von Signalen berechnet, die jeweils in einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragen werden; eine Fahrtrouten-Erzeugungsvorrichtung (510), die eine Fahrtroute für das eigene Fahrzeug erzeugt, um einen Zielort von der Position des eigenen Fahrzeugs aus zu erreichen, mittels der von der Positionsschätzvorrichtung (200, 400) ausgegebenen Positionsinformation des eigenen Fahrzeugs; und eine Steuereinheit (520), die eine Zielspur und eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit zum Ausführen einer autonomen Fahrsteuerung für das eigene Fahrzeug auf der erzeugten Fahrtroute einstellt.
  11. Ein Positionsschätzverfahren zum Abschätzen einer Positionsinformation eines mobilen Körpers, wobei das Verfahren umfasst: einen auf dem Kommunikationsverfahren basierenden Empfangsschritt zum Empfangen von jeweils in einer Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragenen Signalen durch eine Vielzahl von zu den jeweiligen Kommunikationsverfahren zugehörigen Empfangseinheiten (201a, 201b, 201n); einen Eigen-Positions-Berechnungsschritt zum Berechnen einer ersten Positionsinformation des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus unter Verwendung des in jedem der Vielzahl von Kommunikationsverfahren übertragenen Signals; einen Bewegungsbetrags-Berechnungsschritt zum Berechnen eines Bewegungsbetrags des mobilen Körpers pro Berechnungszyklus; einen Autonom-Navigations-Positionierungsschritt zum Berechnen für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren einer zweiten Positionsinformation des mobilen Körpers auf der Grundlage der im Eigen-Positions-Berechnungsschritt berechneten ersten Positionsinformation und des im Bewegungsbetrags-Berechnungsschritt berechneten Bewegungsbetrags des mobilen Körpers; und einen Indexwert-Berechnungsschritt zum Berechnen, für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren, eines Varianzwertes von Differenzwerten zwischen der ersten Positionsinformation und der zweiten Positionsinformation als einen Indexwert.
  12. Positionsschätzverfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Positionsinformations-Auswahlschritt zum Bestimmen, unter Verwendung des Indexwerts, einer Ausgabepriorität für jedes der Vielzahl von Kommunikationsverfahren, und Auswählen der ersten Positionsinformation, die durch das Kommunikationsverfahren berechnet wurde, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, als die Positionsinformation des mobilen Körpers.
  13. Positionsschätzverfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend einen Positionsinformations-Auswahlschritt, bei dem, wenn das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, über eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Berechnungszyklen identisch ist, die erste Positionsinformation, die durch das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, berechnet wurde, als die Positionsinformation des mobilen Körpers ausgewählt wird.
  14. Positionsschätzverfahren nach Anspruch 13, wobei, wenn die Berechnung der ersten Positionsinformation durch das Kommunikationsverfahren, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, unmöglich ist, in einer absteigenden Reihenfolge der Ausgabepriorität bestimmt wird, ob die Berechnung der ersten Positionsinformation möglich ist oder nicht, und die erste Positionsinformation, die durch das Kommunikationsverfahren berechnet wird, für das die Ausgabepriorität am höchsten ist, unter anderen Kommunikationsverfahren, durch die die Berechnung der ersten Positionsinformation möglich ist, als die Positionsinformation des mobilen Körpers ausgewählt wird.
  15. Positionsschätzverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ferner umfassend einen Eigen-Positions-Vorhersageschritt, bei dem ein Vorhersagewert für die erste Positionsinformation in einem nächsten Berechnungszyklus auf der Grundlage der im Eigen-Positions-Berechnungsschritt berechneten ersten Positionsinformation berechnet wird, wobei in dem Eigen-Positions-Berechnungsschritt, wenn es ein Kommunikationsverfahren gibt, durch das die Berechnung der ersten Positionsinformation in dem nächsten Berechnungszyklus unmöglich ist, unter der Vielzahl von Kommunikationsverfahren, der in dem Eigen-Positions-Vorhersageschritt berechnete Vorhersagewert für die erste Positionsinformation als die erste Positionsinformation in dem nächsten Berechnungszyklus verwendet wird.
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