DE112011105829T5

DE112011105829T5 - Autonomes Fahrsystem

Info

Publication number: DE112011105829T5
Application number: DE112011105829.2T
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Ltd. Kawamata Yukihiro; c/o Hitachi Ltd. Bando Mikio
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2014-08-07
Also published as: US8983709B2; JPWO2013069054A1; AU2011380820A1; WO2013069054A1; CA2854274C; JP5868420B2; AU2011380820B2; CA2854274A1; US20140316635A1

Abstract

Ein autonomes Fahrsystem mit einer Betriebsmanagementeinheit, die Folgendes umfasst, wird geschaffen: eine Kartendatenbank mit einer Kombination von Karten eines topologischen Bereichs, in denen die Reichweite der Fahrt eines Fahrzeugs als Punkte und Linien ausgedrückt ist, und Karten eines metrischen Bereichs, in denen die Reichweite der Fahrt auf planaren Karten ausgedrückt ist; eine Fahrzeugpositions-Managementeinheit zum Managen der Position des Fahrzeugs; und eine Fahrzeugfahrplanungseinheit zum Planen der Fahrt des Fahrzeugs, die, wenn das Fahrzeug nahe der Grenze einer Karte vorhanden ist, die Grenze der Karte blockiert, so dass andere Fahrzeuge nicht in eine andere Karte vorfahren. In der Erfindung ist die Betriebsmanagementeinheit mit einer Blockierungsfestlegungseinheit zum Unterteilen eines Grenzabschnitts einer Karte in mehrere Bereiche und Freigeben der Blockierung der Grenze eines unterteilten Bereichs, in dem keine Fahrzeuge vor dem Fahrzeug in der Fahrtrichtung vorhanden sind, versehen und die Fahrzeugfahrplanungseinheit weist einen Punkt auf der Grenze, der nicht durch die Fahrroutenpläne von Fahrzeugen mit hoher Priorität blockiert wurde, als Zielpunkt zu und bestimmt eine Fahrroute, die Gebiete meidet, in denen Fahrzeuge mit hoher Priorität fahren sollen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System, in dem sich bewegende Objekte wie z. B. ein Kraftfahrzeug und ein Zug autonom fahren.
STAND DER TECHNIK
In einem herkömmlichen autonomen Fahrsystem bestimmt jedes Fahrzeug einen Bereich, zu dem sich das Fahrzeug bewegen kann, und fährt, während ein hindernisfreier Weg festgelegt wird. Gemäß der in JP-A-2008-9638 beschriebenen Erfindung legt das System außerdem Punkte, von denen jeder der Endpunkt eines unpassierbaren Bereichs ist, unter Verwendung einer topologischen Karte fest, in der Straßenverbindungen durch Punkte und Linien dargestellt sind, und ermöglicht, dass ein Fahrzeug auf einem Fahrweg auf der topologischen Karte fährt, der diese Punkte umgeht, wobei folglich eine effiziente und sichere autonome Fahrt ermöglicht wird.
Gemäß der in JP-A-2010-73080 beschriebenen Erfindung erkennt das Verfahren einen befahrbaren Raum, legt einen Fahrweg in diesem Raum fest, und ermöglicht, dass sich ein Fahrzeug gemäß diesem Fahrweg bewegt, wobei somit ein freies und effizientes Verhalten in dem Raum implementiert wird. Diese herkömmlichen Technologien implementieren autonomes Fahren unter Verwendung eines einzigen Stücks von Kartendaten. Durch Kombinieren dieser herkömmlichen Technologien kann, selbst wenn ein Bereich (topologischer Bereich), der eine topologische Karte verwendet, die Straßenverbindungen durch Punkte und Linien darstellt, und ein Bereich (metrischer Bereich), der eine metrische Karte verwendet, die befahrbare Räume darstellt, vermischt werden, eine Blockierungssteuerung nur innerhalb eines topologischen Bereichs und eine Blockierungssteuerung nur innerhalb eines metrischen Bereichs durchgeführt werden.
ENTGEGENHALTUNGSLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP-A-2008-9638
Patentliteratur 2: JP-A-2010-73080

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die herkömmlichen Technologien betrachten jedoch kein Blockierungsverfahren für die Grenze zwischen einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich. Die Grenze zwischen einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich existiert in einer Form, in der ein Grenzpunkt in der topologischen Karte mit einer Grenzseite der metrischen Karte verbunden ist. Das einfachste Blockierungsverfahren besteht darin, dass, wenn ein Fahrzeug nahe der Grenze zwischen einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich vorhanden ist, der Grenzpunkt in der topologischen Karte und die Grenzseite in der metrischen Karte, die mit diesem Grenzpunkt verbunden ist, für das Sicherstellen eines sicheren Betriebs einfach blockiert werden, um zu verhindern, dass irgendein Fahrzeug über die Grenze fährt. Dieses Verfahren kann jedoch die Betriebseffizienz in Abhängigkeit von der Position eines Fahrzeugs verringern, das nahe einer Grenze vorhanden ist. Ein Fahrzeug, das normalerweise in die Grenze eintreten kann, wird beispielsweise gestoppt oder ein Umleitungsbefehl wird an ein Fahrzeug ausgegeben, das normalerweise die Grenze nicht umfahren muss.
LÖSUNG FÜR DAS PROBLEM
Das Problem, dass die Betriebseffizienz verringert wird, wie vorstehend beschrieben, ist ein Problem bei der Blockierungssteuerung an der Grenze zwischen einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich. Dieses Problem kann gelöst werden, nicht durch Blockieren aller entsprechenden Grenzpunkte und Grenzseiten, sondern durch Unterteilen der Grenzseite in mehrere Bereiche und Freigeben des blockierten Zustandes eines Bereichs, in dem sich kein Fahrzeug befindet.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
In einem autonomen Fahrsystem, das mehrere Kartentypen aufweist, kann der Betrieb eines sich bewegenden Objekts durch Festlegen von blockierten Bereichen im Einzelnen auf einer Grenze, wo das Kartendarstellungsverfahren von topologisch auf metrisch wechselt oder umgekehrt, sicher und effizient durchgeführt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das die allgemeine Konfiguration eines autonomen Fahrsystems zeigt.
2 ist ein Diagramm, das die Datenstruktur eines topologischen Bereichs in einer Kartendatenbank zeigt.
3 ist ein Diagramm, das die Datenstruktur eines metrischen Bereichs in einer Kartendatenbank zeigt.
4 ist ein Diagramm, das Beispiele des Darstellungsverfahrens einer Karte in einem metrischen Bereich zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Datenstruktur eines topologischen Bereichs in einer Datenbank von blockierten Bereichen zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Datenstruktur eines metrischen Bereichs in der Datenbank von blockierten Bereichen zeigt.
7 ist ein Diagramm, das die Datenstruktur eines Speicherbereichs zeigt.
8 ist eine Tabelle, die den blockierten Zustand von kleinen Bereichen an einer Grenze in einem Kartengebiet zeigt.
9 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung einer Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit zeigt.
10 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung einer Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit zeigt.
11 ist ein Ablaufplan, der die Bestimmungsverarbeitung einer Position eines gemanagten Fahrzeugs zeigt.
12 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung einer Berechnungs-/Festlegungseinheit für blockierte Bereiche zeigt.
13 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung für die Festlegung eines blockierten Bereichs zeigt.
14 ist ein Ablaufplan, der eine Grenzunterteilung zeigt.
15 ist ein Diagramm, das die Grenzunterteilung in einem Kartengebiet zeigt.
16 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung zum Freigeben des blockierten Zustandes eines kleinen Bereichs an einer Grenze in einem Kartengebiet zeigt.
17 ist ein Diagramm, das die Freigabe eines blockierten Zustandes in einem kleinen Bereich zeigt.
18 ist ein Ablaufplan, der die Erzeugungsverarbeitung für einen Fahrwegplan zeigt.
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Wegplanung zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein autonomes Fahrsystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend im Einzelnen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines autonomen Fahrsystems zeigt, das nachstehend beschrieben wird. Das autonome Fahrsystem umfasst mehrere gemanagte Fahrzeuge 101 und eine Flottenmanagementeinheit 102, die das Zentrum zum Managen der gemanagten Fahrzeuge 101 ist. Die Flottenmanagementeinheit 102 weist eine Kartendatenbank 103 auf, in der topologische Bereiche und metrische Bereiche gemischt sind. Als Datenstruktur der Kartendatenbank 103 zeigt 2 die Datenstruktur eines topologischen Bereichs und 3 zeigt die Datenstruktur eines metrischen Bereichs.
Ein topologischer Bereich bezieht sich auf einen Bereich, der durch eine topologische Karte gemanagt wird, in der Straßenformen und Straßenverbindungen durch ein Netz von Punkten und Linien dargestellt sind. In den Kartendaten eines topologischen Bereichs sind Folgende gespeichert: eine Verknüpfungs-ID 201, die eindeutig eine Verknüpfung in der topologischen Karte darstellt, ein Verknüpfungsstarpunkt 202, der die Startkoordinaten einer durch die Verknüpfungs-ID 201 dargestellten Verknüpfung darstellt, ein Verknüpfungsendpunkt 203, der die Endkoordinaten einer durch die Verknüpfungs-ID 201 dargestellten Verknüpfung darstellt, eine Anzahl von Verknüpfungsunterteilungen 204, die die Anzahl von Unterverknüpfungen darstellt, die durch Unterteilen einer durch die Verknüpfungs-ID 201 dargestellten Verknüpfung erzeugt werden, eine Unterverknüpfungs-ID 205, die eindeutig jede der Unterverknüpfungen darstellt, die durch Unterteilen einer durch die Verknüpfungs-ID 201 dargestellten Verknüpfung erzeugt werden, und ein Unterverknüpfungsstartpunkt 206 und ein Unterverknüpfungsendpunkt 207, die die Startpunktkoordinaten bzw. Endpunktkoordinaten jeder Unterverknüpfung darstellen.
Ein metrischer Bereich, ein Bereich, der unabhängig von einem topologischen Bereich dargestellt wird, bezieht sich auf einen Bereich, der durch eine metrische Karte gemanagt wird, die einen Raum wie z. B. Straßenformen darstellt, in dem ein Fahrzeug fahren kann. In den Kartendaten eines metrischen Bereichs sind Folgende gespeichert: eine Metrik-ID 301, die eindeutig einen metrischen Bereich in der Kartendatenbank darstellt, eine Metrikform 302, die die Form eines durch die Metrik-ID 301 angegebenen Bereichs darstellt, eine Anzahl von Verbindungsverknüpfungen 303, die die Gesamtzahl von Verknüpfungen ist, die mit dem durch die Metrik-ID 301 angegebenen Bereich verbunden sind, eine Verbindungsverknüpfung 302, die die Verknüpfungs-ID jeder Verknüpfung darstellt, die mit dem metrischen Bereich verbunden ist, ein Verbindungsknoten 305, der die Koordinaten eines Knotens der Verbindungsverknüpfung 304 ist, die mit dem metrischen Bereich verbunden ist, und ein Verbindungspunkt 306, der die Koordinaten des Verbindungsknotens 305 im metrischen Bereich darstellt. Außerdem eine Anzahl von Gebieten 307, die die Anzahl von Gebieten darstellt, die durch Unterteilen des metrischen Bereichs, der durch die Metrik-ID 301 angegeben ist, in mehrere Bereiche erzeugt werden, eine Gebiets-ID 308, die eindeutig jedes der Gebiete angibt, die durch Unterteilen des durch die Metrik-ID 301 angegebenen Bereichs erzeugt werden, und eine Gebietsform 309, die die Form des durch die Gebiets-ID 308 dargestellten Bereichs darstellt. Ein Gebiet ist ein Bereich, der durch Unterteilen eines metrischen Bereichs in mehrere Stücke im Voraus in einer solchen Weise erzeugt wird, dass keine Verdoppelung oder Diskontinuität besteht. Jedes Gebiet ist beispielsweise ein rechteckiger Bereich, der durch Längengrad- und Breitengradwerte unterteilt ist.
Ein Teil innerhalb eines Bereichs, dessen Verbindung mit einem äußeren topologischen Bereich durch einen Verbindungspunkt definiert ist, wird als metrischer Bereich behandelt. 4 zeigt Beispiele der Darstellung eines metrischen Bereichs. Normalerweise ist nur ein topologisches Netz für eine Straße vorhanden; wenn sich jedoch mehrere Fahrspuren auf dieser Straße befinden und die Formen der Fahrspuren widerspiegelnd topologische Netze vorhanden sind, eines für jede Fahrspur, wie in 4(a) gezeigt, kann dieser Straßenabschnitt als metrischer Bereich klassifiziert werden. In der DB von metrischen Bereichen sind die IDs einer Verknüpfung 4011 und einer Verknüpfung 4012 des topologischen Bereichs als Verbindungsverknüpfung 304 festgelegt und ein Knoten 4013 und ein Knoten 4014 des topologischen Bereichs sind als Verbindungsknoten festgelegt. Andererseits sind sechs Knoten 4015, die jeweils durch einen schwarzen Kreis dargestellt sind und für jede Fahrspur vorgesehen sind, als Verbindungspunkt festgelegt. Außerdem ist eine Karte wie z. B. die in 4(b) gezeigte, in der die Form einer Straße oder die Form eines befahrbaren Bereichs durch Linien oder Sequenzen von Punkten dargestellt ist, die jeweils ein Straßenende oder ein Grenzende darstellen, oder eine Karte wie z. B. die in 4(c) gezeigte, in der die Ebene eines Fahrbereichs durch ein Polygon dargestellt ist, die Kartendarstellung eines metrischen Bereichs. In der Kartendarstellung dieser metrischen Bereiche ist auch die Verknüpfung des topologischen Bereichs, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, in der Verbindungsverknüpfung 304 festgelegt, der Knoten des topologischen Bereichs, der durch einen weißen Kreis dargestellt ist, ist im Verbindungsknoten 305 festgelegt und die Koordinaten eines Punkts 4016 und eines Punkts 4017 des metrischen Bereichs, die dem Verbindungsknoten entsprechen, sind im Verbindungspunkt 306 festgelegt. In dieser Weise wird die Verbindung zwischen dem topologischen Bereich und dem metrischen Bereich definiert.
Die Flottenmanagementeinheit 102 umfasst eine Fahrzeugpositions-Managementeinheit 104, die periodisch die Position jedes gemanagten Fahrzeugs 101 speichert und aktualisiert, eine Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105, die überwacht, ob das gemanagte Fahrzeug 101 über die Grenze zwischen einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich gefahren ist, eine Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, die einen blockierten Bereich bestimmt, der später beschrieben wird, eine Fahrzeugfahrplanungseinheit 107, die einen zukünftigen Fahrweg des gemanagten Fahrzeugs 101 plant, eine Kommunikationseinheit 108, die eine Kommunikation zwischen der Flottenmanagementeinheit 102 und dem gemanagten Fahrzeug 101 durchführt, eine Datenbank 109 von blockierten Bereichen, die blockierte Bereiche speichert, die von der Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche festgelegt werden, und einen Speicherbereich 110, in dem Positionsinformationen über die Fahrzeuge gespeichert werden. Im Speicherbereich 110 kann ein Benutzer 111, wie z. B. ein Betriebsmanagementoperator der Flottenmanagementeinheit 102, die Priorität und das Ziel jedes gemanagten Fahrzeugs 101 in Echtzeit festlegen und speichern.
5 und 6 zeigen die Datenstruktur der Datenbank 109 von blockierten Bereichen. 5 zeigt die Datenstruktur eines blockierten Bereichs, der für einen topologischen Bereich festgelegt ist, in der Datenbank 109 von blockierten Bereichen. Für einen entsprechenden topologischen Bereich werden derselbe Wert wie jener der Verknüpfungs-ID 201 und derselbe Wert wie jener der Unterverknüpfungs-ID 205 jeder Unterverknüpfung, die durch Unterteilen der Verknüpfung erzeugt wird, die beide in der Kartendatenbank 103 gespeichert werden, in einer Verknüpfungs-ID 501 bzw. einer Unterverknüpfungs-ID 502 festgelegt. Die Identifikationsnummer eines gemanagten Fahrzeugs, das die Unterverknüpfung, die durch jede Unterverknüpfungs-ID 502 dargestellt ist, blockiert, wird in einer Nummer 503 eines blockierenden Fahrzeugs festgelegt. Zwei oder mehr Nummern 503 eines blockierenden Fahrzeugs können für eine Unterverknüpfungs-ID 502 festgelegt werden und sie werden in der Prioritätsreihenfolge von gemanagten Fahrzeugen registriert. Die maximale Anzahl von gemanagten Fahrzeugen, die registriert werden können, ist gleich der maximalen Anzahl von gemanagten Fahrzeugen.
6 zeigt die Datenstruktur eines blockierten Bereichs, der für einen metrischen Bereich festgelegt ist, in der Datenbank 109 von blockierten Bereichen. Für einen entsprechenden metrischen Bereich werden derselbe Wert wie jener der Metrik-ID 301 und derselbe Wert wie jener der Gebiets-ID 308 jedes Gebiets, das durch Unterteilen des metrischen Bereichs erzeugt wird, die beide in der Kartendatenbank 103 gespeichert werden, in einer Metrik-ID 601 bzw. einer Gebiets-ID 602 festgelegt. Die Identifikationsnummer eines gemanagten Fahrzeugs, das das durch jede Gebiets-ID 602 dargestellte Gebiet blockiert, wird in einer Nummer 603 eines blockierenden Fahrzeugs gespeichert. Zwei oder mehr Nummern 603 des blockierenden Fahrzeugs können für eine Gebiets-ID 602 festgelegt werden und sie werden in der Prioritätsreihenfolge von gemanagten Fahrzeugen registriert. Die maximale Anzahl von gemanagten Fahrzeugen, die registriert werden können, ist gleich der maximalen Anzahl von gemanagten Fahrzeugen.
Jedes gemanagte Fahrzeug 101 umfasst eine Straßen-Fahrzeug-Kommunikationseinheit 112, die eine Kommunikation zwischen der Flottenmanagementeinheit 102 und dem gemanagten Fahrzeug 101 durchführt, eine Bewegungsplanungseinheit 113, die die Bewegung des Fahrzeugs auf der Basis eines Fahrplans, der von der Flottenmanagementeinheit 102 empfangen wird, plant, eine Dynamiksteuereinheit 114, die das Fahrzeug auf der Basis des Bewegungsplans des Fahrzeugs steuert, eine Kartendatenbank 115, die dieselbe wie die Kartendatenbank 103 der Flottenmanagementeinheit 102 ist, und eine Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, die die Fahrzeugposition unter Verwendung von Sensoren wie z. B. des GPS berechnet. Die Kommunikation zwischen dem gemanagten Fahrzeug 101 und der Flottenmanagementeinheit 102 wird über eine Vorrichtung 117 auf der Straße durchgeführt. Die Vorrichtung auf der Straße weist die Fahrzeugerfassungsfunktion wie z. B. eine Überwachungskamera oder eine Signalstation auf.
Wenn mehrere gemanagte Fahrzeuge 101 nahe der Grenze zwischen einem metrischen Bereich und einem topologischen Bereich vorhanden sind, steuert das autonome Fahrsystem mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration die Fahrzeuge so, dass sie sicher und effizient fahren.
Die Verarbeitung des autonomen Fahrsystems wird nachstehend beschrieben. Das gemanagte Fahrzeug 101 sendet die Position jedes Fahrzeugs, die durch die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116 berechnet wird, zur Flottenmanagementeinheit 102 über die Straßen-Fahrzeug-Kommunikationseinheit 112. 7 zeigt den Verarbeitungsablauf der Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116. In Schritt 901 werden die Informationen von den Sensoren, die Daten zum Bestimmen der Fahrzeugposition sammeln, in einem periodischen Intervall erfasst. Die Sensoren sind das GPS, ein Gyrosensor, ein Beschleunigungssensor und ein Geschwindigkeitssensor, nicht gezeigt. In Schritt 902 wird die absolute Position, die hinsichtlich des Längengrades und Breitengrades ausgedrückt wird, unter Verwendung der erfassten Sensorinformationen berechnet. Die absolute Position kann nicht nur durch direktes Messen der Position über das GPS, sondern auch durch Korrigieren des Ergebnisses einer Koppelnavigation, die durch einen Trägheitssensor wie z. B. einen Gyrosensor, einen Beschleunigungssensor oder einen Geschwindigkeitssensor durchgeführt wird, unter Verwendung des Positionsberechnungsergebnisses, das durch das GPS und so weiter erzeugt wird, berechnet werden.
In Schritt 903 werden die Kartendaten zu einer Position nahe der berechneten absoluten Position von der Kartendatenbank 115 erfasst. In Schritt 904 bestätigt das gemanagte Fahrzeug 101, ob Grenzübergangsinformationen bestehen, die den Übergangszustand des gemanagten Fahrzeugs über die Grenze zwischen einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich, die in der Kartendatenbank 115 gespeichert sind, angeben. Wenn keine Grenzübergangsinformationen vorhanden sind, geht die Verarbeitung zu Schritt 905 weiter. Wenn Grenzübergangsinformationen bestehen, geht die Verarbeitung zu Schritt 906 weiter. Hier werden die Grenzübergangsinformationen über das Fahrzeug entweder durch Empfangen des Ergebnisses, das von der Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 der Flottenmanagementeinheit 102, von der Straßen-Fahrzeug-Kommunikationseinheit 112 erhalten wird, oder durch Empfangen des Signals von der Vorrichtung 117 auf der Straße über die Straßen-Fahrzeug-Kommunikationseinheit 112 erfasst, wobei das Signal informiert, dass das Fahrzeug über die Grenze gefahren ist. Die Vorrichtung 117 auf der Straße, die das Signal sendet, das angibt, dass das Fahrzeug über die Grenze gefahren ist, ist eine Signalstation oder eine Überwachungskamera.
In Schritt 905 bestimmt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, ob die Fahrzeugposition in einem metrischen Bereich enthalten ist. Da zu diesem Zeitpunkt keine Grenzübergangsinformationen vorliegen, bestimmt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, ob die Grenze überfahren wurde, gemäß einer absoluten Position des Fahrzeugs. Wenn die aktuelle Fahrzeugposition nicht in einem metrischen Bereich liegt, geht die Verarbeitung zu Schritt 907 weiter. Wenn die absolute Position in einem metrischen Bereich enthalten ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 908 weiter.
Andererseits bestätigt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116 in Schritt 906 die Grenzübergangsinformationen, die angeben, ob das Fahrzeug über die Grenze gefahren ist. Wenn die Grenzübergangsinformationen ”übergegangen” sind, was darauf hinweist, dass das Fahrzeug über die Bereichsgrenze gefahren ist, geht die Verarbeitung als nächstes zu Schritt 910 weiter. In Schritt 910 bestätigt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, ob die Fahrzeuganwesenheitsposition zur vorherigen Messzeit sich in einem topologischen Bereich befindet. Wenn der Bereich, in dem das Fahrzeug zur vorherigen Messzeit vorhanden war, in einem topologischen Bereich liegt, bestimmt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, dass die aktuelle Position in einem metrischen Bereich enthalten ist, und die Verarbeitung geht zu Schritt 908 weiter. Wenn der Bereich, in dem das Fahrzeug zur vorherigen Messzeit vorhanden war, in einem metrischen Bereich liegt, bestimmt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, dass die aktuelle Position in einem topologischen Bereich enthalten ist, und die Verarbeitung geht zu Schritt 907 weiter. Wenn die Grenzübergangsinformationen in Schritt 906 ”nicht übergegangen” sind, was darauf hinweist, dass das Fahrzeug nicht über die Bereichsgrenze gefahren ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 911 weiter. In Schritt 911 bestätigt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, ob die Fahrzeuganwesenheitsposition zur vorherigen Messzeit in einem metrischen Bereich liegt. Wenn die Fahrzeuganwesenheitsposition zur vorherigen Messzeit in einem metrischen Bereich liegt, bestimmt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, dass die aktuelle Position in einem metrischen Bereich enthalten ist, und die Verarbeitung geht zu Schritt 908 weiter; ansonsten bestimmt die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116, dass die aktuelle Position in einem topologischen Bereich vorhanden ist, und die Verarbeitung geht zu Schritt 907 weiter.
In Schritt 907 wird die berechnete absolute Position auf den topologischen Bereich projiziert. Die Projektion der absoluten Position auf den topologischen Bereich wird durch Fällen einer Senkrechten von den Koordinaten der absoluten Position, die die aktuelle Position angibt, auf den topologischen Bereich durchgeführt. In Schritt 908 wird die absolute Position auf den metrischen Bereich projiziert. Die Projektion der absoluten Position auf den metrischen Bereich wird nachstehend für die Darstellungsbeispiele von drei Typen eines metrischen Bereichs, die in 4 gezeigt sind, beschrieben. Wenn ein metrischer Bereich unter Verwendung von mehreren topologischen Netzen wie in der Darstellung des metrischen Bereichs in 4(a) dargestellt wird, wird die Projektion zuerst durch Fällen einer Senkrechten auf jedes der topologischen Netze in derselben Weise wie auf einen topologischen Bereich durchgeführt und der Punkt, der dem kürzesten Abstand zwischen der absoluten Position und dem Fuß der Projektion entspricht, wird als Projektionspunkt verwendet. Wenn die Grenzform eines Fahrbereichs durch die Sequenzen von Punkten wie in der Darstellung des metrischen Bereichs in 4(b) dargestellt wird, wird ein Polygon durch Verbinden der äußersten Punkte der Sequenz von Punkten gebildet, und der Punkt der Projektion der absoluten Position auf die Polygonebene wird berechnet. Ebenso wird in dem Fall der Darstellung des metrischen Bereichs in 4(c) der Punkt, an dem die absolute Position auf die Polygonebene projiziert wird, berechnet. Wenn eine absolute Position auf eine Polygonebene projiziert wird, kann die Position in der Ebene auch durch Vergleichen der Umgebungsumweltform mit der Polygonform bestimmt werden, wenn das gemanagte Fahrzeug 101 die Funktion zum Messen der Umgebungsumwelt hat.
In Schritt 909 wird die Position des Projektionspunkts, die in Schritt 907 oder Schritt 908 berechnet wird, in die Koordinaten auf der Karte in der Kartendatenbank 115 umgesetzt und die umgesetzten Koordinaten werden als Fahrzeugposition ausgegeben. Die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116 wiederholt den vorstehend beschriebenen Verarbeitungsablauf für das serielle Berechnen der Fahrzeugposition. Die berechnete absolute Position und die Fahrzeugposition jedes gemanagten Fahrzeugs 101 werden von der Straßen-Fahrzeug-Kommunikationseinheit 112 zur Kommunikationseinheit 108 der Flottenmanagementeinheit 102 über die Vorrichtung 117 auf der Straße gesendet. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Grenzübergangsinformationen in der Vorrichtung 117 auf der Straße vorhanden sind, werden die absolute Position und die Fahrzeugposition jedes gemanagten Fahrzeugs 101 sowie die Grenzübergangsinformationen zur Flottenmanagementeinheit 102 gesendet.
In der Flottenmanagementeinheit 102 sendet die Kommunikationseinheit 108 die absolute Position und die Fahrzeugposition jedes gemanagten Fahrzeugs 101, die von der Vorrichtung 117 auf der Straße empfangen werden, zur Fahrzeugpositions-Managementeinheit 104. Die Fahrzeugpositions-Managementeinheit 104 speichert die empfangene letzte absolute Position und Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs im Speicherbereich 110. Wenn die Grenzübergangsinformationen von der Vorrichtung 117 auf der Straße empfangen werden, speichert die Fahrzeugpositions-Managementeinheit 104 die letzte absolute Position und Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs sowie die Grenzübergangsinformationen im Speicherbereich 110.
9 zeigt die Datenstruktur des Speicherbereichs 110. Gemäß einer Gesamtzahl von gemanagten Fahrzeugen 701 wird eine vorbestimmte Menge an Speicher jedem gemanagten Fahrzeug zugewiesen. In diesem Speicher werden eine Priorität 703, ein Ziel 704, eine Fahrzeugposition 705 und eine absolute Position 706 auf der Karte und Grenzübergangsinformationen 707 eines gemanagten Fahrzeugs, die alle einer Nummer 702 eines gemanagten Fahrzeugs zugeordnet sind, gespeichert. Der Wert der Fahrzeugposition 705 wird in einer vorherigen Fahrzeugposition 708 gespeichert, bevor die Fahrzeugposition auf die letzten Informationen aktualisiert wird. Die Informationen über alle gemanagten Fahrzeuge 101 werden in den Speicherbereich 110 integriert. Der Benutzer 111 bestimmt die Priorität 703 und das Ziel 704 jedes gemanagten Fahrzeugs im Voraus. Der Benutzer kann sie später in Echtzeit ändern, festlegen und speichern.
Nach dem Speichern der Informationen, die von jedem gemanagten Fahrzeug empfangen werden, im Speicherbereich 110 sendet die Fahrzeugpositions-Managementeinheit 104 eine Nachricht zur Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105, um anzugeben, dass die Informationen über das gemanagte Fahrzeug aktualisiert wurden. Die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 nimmt auf den Wert der Position jedes gemanagten Fahrzeugs und den Wert der Grenzübergangsinformationen, die im Speicherbereich 110 gespeichert sind, Bezug, um zu prüfen, ob das gemanagte Fahrzeug über die Grenze gefahren ist. Wenn ein Konflikt zwischen der letzten Fahrzeugposition, die vom gemanagten Fahrzeug 101 empfangen wurde, der vorherigen Fahrzeugposition und den Grenzübergangsinformationen besteht, korrigiert die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 die Fahrzeugposition unter der Annahme, dass der Wert der Grenzübergangsinformationen korrekt ist.
10 zeigt den Verarbeitungsablauf der Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105. Die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 wartet immer ständig auf eine Nachricht von der Fahrzeugpositions-Managementeinheit 104 (Schritt 1001). Wenn eine Nachricht empfangen wird, geht die Verarbeitung zu Schritt 1002 weiter. In Schritt 1002 erfasst die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 die Informationen über die Fahrzeugposition 705, Grenzübergangsinformationen 707 und die vorherige Fahrzeugposition 708 für eines der gemanagten Fahrzeuge, die im Speicherbereich 110 gespeichert sind, aber noch nicht geprüft sind. In Schritt 1003 prüft die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105, ob ein Konflikt zwischen den Bereichen, in denen die Fahrzeugposition und die vorherige Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs vorhanden sind, und den Grenzübergangsinformationen besteht. Dieser Konflikt kann beispielsweise erzeugt werden, wenn die Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116 des gemanagten Fahrzeugs 101 die Fahrzeugposition berechnet, ohne die Informationen von der Vorrichtung 117 auf der Straße empfangen zu können, und wenn die Flottenmanagementeinheit 102 die Informationen von der Vorrichtung 117 auf der Straße empfangen kann. Wenn ein Konflikt zwischen der Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs, die im Speicherbereich 110 gespeichert ist, und den Grenzübergangsinformationen besteht, geht die Verarbeitung zu Schritt 1004 weiter, unter der Annahme, dass die Fahrzeugposition falsch ist. Wenn kein Konflikt besteht, geht die Verarbeitung zu Schritt 1005 weiter. In Schritt 1004 korrigiert die Flottenmanagementeinheit 102 die Fahrzeugposition, da die durch das gemanagte Fahrzeug 101 berechnete Fahrzeugposition falsch ist.
11 zeigt den Verarbeitungsablauf der Verarbeitung zum Korrigieren der Fahrzeugposition eines gemanagten Fahrzeugs. Zuerst bestimmt in Schritt 1101 die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 die Grenzübergangsinformationen. Wenn die Grenzübergangsinformationen ”übergegangen” sind, geht die Verarbeitung zu Schritt 1103 weiter, um festzustellen, ob die vorherige Fahrzeugposition in einem topologischen Bereich enthalten ist. Wenn festgestellt wird, dass die vorherige Fahrzeugposition in einem topologischen Bereich enthalten ist (Schritt 1103: Ja), geht die Verarbeitung zu Schritt 1105 weiter. Wenn festgestellt wird, dass die vorherige Fahrzeugposition in einem metrischen Bereich enthalten ist (Schritt 1103: Nein), geht die Verarbeitung zu Schritt 1104 weiter. Wenn die Grenzübergangsinformationen in Schritt 1101 ”nicht übergegangen” sind, geht die Verarbeitung zu Schritt 1102 weiter, um festzustellen, ob die vorherige Fahrzeugposition in einem metrischen Bereich enthalten ist. Wenn festgestellt wird, dass die vorherige Fahrzeugposition in einem metrischen Bereich enthalten ist (Schritt 1102: Ja), geht die Verarbeitung zu Schritt 1105 weiter. Wenn festgestellt wird, dass die vorherige Fahrzeugposition in einem topologischen Bereich enthalten ist (Schritt 1102: Nein), geht die Verarbeitung zu Schritt 1104 weiter.
Die Kartenabgleichsverarbeitung für die Fahrzeugposition im topologischen Bereich in Schritt 1104 und die Kartenabgleichsverarbeitung für die Fahrzeugposition im metrischen Bereich in Schritt 1105 werden in derselben Weise wie in Schritt 907 bzw. Schritt 908 der Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit 116 durchgeführt. In Schritt 1106 wird die Fahrzeugposition, die in Schritt 1104 oder Schritt 1105 berechnet wird, in die Fahrzeugposition im Speicherbereich 110 zum Korrigieren der Fahrzeugposition geschrieben.
Mit Rückkehr zur Beschreibung des Verarbeitungsablaufs in 10 vergleicht die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 in Schritt 1005 die Gesamtzahl von gemanagten Fahrzeugen 701, die im Speicherbereich 110 gespeichert ist, mit der Anzahl von gemanagten Fahrzeugen 101, die geprüft wurden, um festzustellen, ob alle gemanagten Fahrzeuge 101 geprüft sind. Wenn alle gemanagten Fahrzeuge 101 geprüft sind, geht die Verarbeitung zu Schritt 1006 weiter. Wenn ein oder mehrere ungeprüfte gemanagte Fahrzeuge 101 vorhanden sind, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1002 zurück. In Schritt 1006 sendet die Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 eine Nachricht zur Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, um anzugeben, dass alle gemanagten Fahrzeuge 101 geprüft sind.
Die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche berechnet blockierte Bereiche, die für jedes gemanagtes Fahrzeug in der Kartendatenbank 103 festgelegt werden sollen, aus den Fahrzeugpositionen aller gemanagten Fahrzeuge 101, die im Speicherbereich 110 gespeichert sind, und den Karteninformationen, die in der Kartendatenbank 103 gespeichert sind. Danach legt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche die berechneten Ergebnisse in der Datenbank 109 von blockierten Bereichen fest.
12 zeigt den Verarbeitungsablauf der Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche. In Schritt 1201 prüft die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob eine Nachricht von der Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit 105 gesendet wird. Wenn keine Nachricht empfangen wird, wartet die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, bis die Zeit zum Prüfen des Empfangs einer Nachricht wieder kommt. Wenn eine Nachricht empfangen wird, geht die Verarbeitung zu Schritt 1202 weiter. In Schritt 1202 erfasst die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche die Fahrzeugposition 705 und die absolute Position 706 des gemanagten Fahrzeugs 101 vom Speicherbereich 110 in der Reihenfolge der Priorität 703 und dann geht die Verarbeitung zu Schritt 1203 weiter. In Schritt 1203 erfasst die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche die Kartendaten in einer Position nahe der aktuellen Position des gemanagten Fahrzeugs von der Kartendatenbank 103 unter Verwendung der Informationen über die Fahrzeugposition 705 des gemanagten Fahrzeugs, die in Schritt 1202 erfasst wird, und dann geht die Verarbeitung zu Schritt 1204 weiter. In Schritt 1204 legt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche eine blockierte Reichweite an den Kartendaten nahe dem gemanagten Fahrzeug, die in Schritt 1203 erfasst werden, für die Fahrzeugposition 705 des gemanagten Fahrzeugs, die in Schritt 1202 erfasst wird, fest und speichert danach die blockierte Reichweite in der Datenbank 109 von blockierten Bereichen als blockierten Bereich.
13 zeigt den detaillierten Verarbeitungsablauf der Festlegung von blockierten Bereichen in Schritt 1204. In Schritt 1301 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob der Bereich, in dem die Fahrzeugposition 705 des gemanagten Fahrzeugs 101 vorhanden ist, ein topologischer Bereich oder ein metrischer Bereich ist. Wenn die Fahrzeugposition 705 des gemanagten Fahrzeugs 101 in einem topologischen Bereich vorhanden ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1302 weiter. Wenn die Fahrzeugposition 705 des gemanagten Fahrzeugs 101 in einem metrischen Bereich vorhanden ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1310 weiter.
In Schritt 1302 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob der Wert, der durch Subtrahieren des gesamten Festlegungsabstandes des blockierten Bereichs, der der Abstand ist, über den ein blockierter Bereich bereits von der Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs festgelegt ist, von dem Schwellenwert, der der Wert des maximalen Abstandes ist, wenn ein blockierter Bereich festgelegt wird, erzeugt wird (das heißt, der restliche Abstand, über den ein blockierter Bereich festgelegt werden kann), länger ist als der Abstand vom Endpunkt der Unterverknüpfung, die im bereits festgelegten blockierten Bereich enthalten ist, zum Endpunkt der nächsten Unterverknüpfung. Der gesamte Festlegungsabstand des blockierten Bereichs kann durch Berechnen der Summe der Längen der Unterverknüpfungen, für die ein blockierter Bereich bereits festgelegt ist, berechnet werden. Wenn der restliche Abstand, über den ein blockierter Bereich festgelegt werden kann, länger ist als der Abstand zum Endpunkt der nächsten Unterverknüpfung, geht die Verarbeitung zu Schritt 1303 weiter. Wenn der restliche Abstand, über den ein blockierter Bereich festgelegt werden kann, kürzer ist als der Abstand zum Endpunkt der nächsten Unterverknüpfung, geht die Verarbeitung zu Schritt 1313 weiter, da die nächste Unterverknüpfung nicht mehr zum blockierten Bereich hinzugefügt werden kann.
In Schritt 1303 wird die Unterverknüpfung, die eine Unterverknüpfung neben der bereits im blockierten Bereich enthaltenen Unterverknüpfung ist, als blockierter Bereich festgelegt und diese Unterverknüpfung wird zum blockierten Bereich hinzugefügt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1304 weiter. In Schritt 1304 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob der Endpunktknoten dieser Unterverknüpfung, die neu zum blockierten Bereich hinzugefügt wird, ein Verzweigungsknoten oder ein Verbindungsknoten ist, der der Grenzpunkt des Kartengebiets ist. Wenn der Endpunkt der Unterverknüpfung ein Grenzpunkt ist, der auf der Grenze eines Kartengebiets vorhanden ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1305 weiter. Wenn der Endpunkt der Unterverknüpfung ein Verzweigungsknoten ist, an dem ein Verknüpfungszweig auftritt, geht die Verarbeitung zu Schritt 1306 weiter. Wenn der Endpunkt der Unterverknüpfung weder ein Verzweigungsknoten noch der Grenzpunkt eines Kartengebiets ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1302 zurück.
In Schritt 1305 werden, da die Grenze eines Kartengebiets mit dem blockierten Bereich überlappt, der Grenzpunkt des topologischen Bereichs und die Grenzseite des verbundenen metrischen Bereichs als blockierter Bereich festgelegt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1313 weiter. In Schritt 1306 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob ein Fahrweg, auf dem das gemanagte Fahrzeug fahren soll (oder zumindest die nächste Verknüpfung, zu der das gemanagte Fahrzeug 101 fahren wird), durch die Flottenmanagementeinheit 102 festgelegt ist. Wenn ein Fahrweg, auf dem das gemanagte Fahrzeug 101 in der Zukunft fährt, nicht für das gemanagte Fahrzeug 101 festgelegt ist, ist die Verknüpfung, auf der das gemanagte Fahrzeug 101 als nächstes fährt, nicht identifiziert und daher wird die Erweiterung des blockierten Bereichs gestoppt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1307 weiter. Wenn ein Fahrweg, auf dem das gemanagte Fahrzeug fährt, festgelegt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1308 weiter. In Schritt 1307 wird die Blockierung am Knoten, für den ein blockierter Bereich zuletzt festgelegt wurde, geschlossen und die Verarbeitung geht zu Schritt 1313 weiter.
In Schritt 1308 bestätigt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche die Verknüpfungen, die mit dem Verzweigungsknoten verbunden sind, um zu prüfen, ob eine Unterverknüpfung besteht, die eine der Unterverknüpfungen ist, die mit dem Verzweigungsknoten verbunden sind und für die ein blockierter Bereich bereits durch ein anderes gemanagtes Fahrzeug (das heißt ein gemanagtes Fahrzeug mit einer höheren Priorität) festgelegt ist. Wenn eine bereits blockierte Unterverknüpfung mit dem Verzweigungsknoten verbunden ist, ist der blockierte Bereich zu einem anderen blockierten Bereich an diesem Verzweigungsknoten benachbart und daher geht die Verarbeitung ohne weiteres Erweitern des blockierten Bereichs zu Schritt 1307 weiter. Andererseits ist irgendeine Unterverknüpfung, die mit dem Verzweigungsknoten verbunden ist, nicht blockiert, die Verarbeitung geht zu Schritt 1309 weiter. In Schritt 1309 wird ein blockierter Bereich für die erste Unterverknüpfung der nächsten verbundenen Verknüpfung gemäß dem Fahrweg des gemanagten Fahrzeugs 101 festgelegt, der sich vom Verzweigungsknoten erstreckt, und die Verarbeitung geht zu Schritt 1302 weiter.
Als nächstes beschreibt das Folgende die Verarbeitung, die durchgeführt wird, wenn in der Bestimmung in Schritt 1301 bestimmt wird, dass die Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs in einem metrischen Bereich enthalten ist. In Schritt 1310 wird ein Gebiet, das in einer Reichweite enthalten ist, die auf der Position des gemanagten Fahrzeugs 101 zentriert ist, ausgewählt, das ausgewählte Gebiet wird als blockierter Bereich festgelegt und dann geht die Verarbeitung zu Schritt 1311 weiter. In diesem Fall ist die Form der Reichweite eine kontinuierliche planare Form wie z. B. ein Kreis, eine Ellipse, ein Rechteck oder ein Polygon.
In Schritt 1311 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob die Grenze des metrischen Bereichs in dem Gebiet liegt, das als blockierter Bereich festgelegt ist. Ob die Grenze des metrischen Bereichs in dem Gebiet liegt, wird durch Prüfen, ob der Verbindungspunkt 306 in diesem Gebiet enthalten ist, bestimmt. Wenn die Grenze des metrischen Bereichs nicht in dem Gebiet liegt, das als blockierter Bereich festgelegt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1313 weiter. Wenn jedoch die Grenze des metrischen Bereichs in dem Gebiet liegt, das als blockierter Bereich festgelegt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1312 weiter. In Schritt 1312 wird die Grenze des metrischen Bereichs, die in dem Gebiet enthalten ist, das als blockierter Bereich festgelegt ist, als Grenze des blockierten Bereichs festgelegt, der Bereich mit dem Inneren des metrischen Bereichs, der das Ende der Ebene umfasst, wird erneut als blockierter Bereich festgelegt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1313 weiter. In Schritt 1313 werden der blockierte Bereich, der festgelegt ist, und die Nummer des gemanagten Fahrzeugs des gemanagten Fahrzeugs in der Datenbank 109 von blockierten Bereichen gespeichert und die Verarbeitung wird beendet.
Grundsätzlich wird bei der vorstehend beschriebenen Verarbeitung für ein gemanagtes Fahrzeug in einem topologischen Bereich ein blockierter Bereich auf einer Verknüpfung, die vor der Fahrzeugposition liegt und auf der das Fahrzeug fahren soll, auf einer Unterverknüpfungsbasis innerhalb einer Reichweite eines vorbestimmten Abstandes festgelegt, und für ein gemanagtes Fahrzeug in einem metrischen Bereich wird ein blockierter Bereich in einer vorbestimmten Form festgelegt. Für ein gemanagtes Fahrzeug, das nahe einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich vorhanden ist, wird ein blockierter Bereich im Grenzteil dieser Bereiche festgelegt.
Mit Rückkehr zur Beschreibung von 12 bestimmt, nachdem der blockierte Bereich in Schritt 1204 festgelegt ist, die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche in Schritt 1205, ob ein blockierter Bereich für alle gemanagten Fahrzeuge 101 festgelegt ist. Wenn ein blockierter Bereich für alle gemanagten Fahrzeuge 101 festgelegt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1206 weiter. Wenn ein oder mehrere gemanagte Fahrzeuge 101 vorhanden sind, für die noch kein blockierter Bereich festgelegt ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1202 zurück, um die Verarbeitung für die restlichen gemanagten Fahrzeuge zu wiederholen.
Als nächstes wird in Schritt 1206 ein Kartengebiet aus der Kartendatenbank 103 ausgewählt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1207 weiter. Die Auswahlreihenfolge von Kartengebieten kann im Voraus bestimmt werden. In Schritt 1207 nimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche auf die Datenbank 109 von blockierten Bereichen Bezug, um festzustellen, ob ein blockierter Bereich für den Grenzteil des Kartengebiets, das in Schritt 1206 ausgewählt wird, festgelegt ist. Wenn ein blockierter Bereich für die Grenze des Kartengebiets nicht festgelegt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1212 weiter. Wenn ein blockierter Bereich für die Grenze des Kartengebiets festgelegt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1208 weiter. In Schritt 1208 werden für alle gemanagten Fahrzeuge, die einen blockierten Bereich für die Grenze dieses Kartengebiets festlegen und deren Fahrzeugposition in einem topologischen Bereich vorhanden ist, alle Fahrzeugpositionen und die Nummern 702 von gemanagten Fahrzeugen davon aus der Datenbank 109 von blockierten Bereichen erfasst und die Verarbeitung geht zu Schritt 1209 weiter. In Schritt 1209 wird auf der Basis der Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs 101, das eines der in Schritt 1208 erfassten ist und das in einem Abschnitt innerhalb des topologischen Bereichs vorhanden ist und am nächsten zur Grenze des Kartengebiets liegt, der blockierte Bereich, der festgelegt ist, in mehrere Bereiche unterteilt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1210 weiter.
14 zeigt den Ablaufplan der Unterteilungsverarbeitung eines blockierten Bereichs, die in Schritt 1209 durchgeführt wird. 15 zeigt ein Beispiel der Unterteilung eines blockierten Bereichs. In Schritt 1400 prüft die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob ein zu verarbeitendes gemanagtes Fahrzeug erfasst wird. Wenn kein zu verarbeitendes gemanagtes Fahrzeug vorliegt, das heißt, wenn sich kein gemanagtes Fahrzeug auf der Seite des topologischen Bereichs befindet, beendet die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche die Verarbeitung ohne weitere Unterteilung des blockierten Bereichs. In Schritt 1401 wird als nächstes eine Verknüpfung ausgewählt, die mit einem Grenzpunkt verbunden ist, der als blockierter Bereich der zu verarbeitenden Bereichsgrenze registriert ist und der auf der Seite des topologischen Bereichs enthalten ist, und dann geht die Verarbeitung zu Schritt 1402 weiter. Die mit dem Grenzpunkt verbundene Verknüpfung wird durch Durchsuchen der Kartendatenbank 103 erhalten. In dem in 15 gezeigten Beispiel ist ein Knoten 1501 auf der Bereichsgrenzseite AB in dem Bereich der Grenzpunkt und die Verknüpfung, die mit dem Grenzpunkt verbunden ist und auf der Seite des topologischen Bereichs enthalten ist, ist eine Verknüpfung 1503, die den Knoten 1501 und einen Knoten 1502 als Enden aufweist. In Schritt 1402 wird ein gemanagtes Fahrzeug aus allen gemanagten Fahrzeugen, die in Schritt 1208 ausgewählt werden und die einen blockierten Bereich in dieser Bereichsgrenze festlegen, in aufsteigender Reihenfolge von Nummern von gemanagten Fahrzeugen ausgewählt. In Schritt 1403 werden die Priorität 703 (p(id)) und der Abstand (D(id)) des topologischen Netzes des ausgewählten gemanagten Fahrzeugs (Nummer des gemanagten Fahrzeugs = id) berechnet und die Verarbeitung geht zu Schritt 1404 weiter. Der Abstand des topologischen Netzes ist die Summe von Verknüpfungsabständen vom Grenzpunkt zur Position im topologischen Netz des zu verarbeitenden gemanagten Fahrzeugs. In 15 ist, wenn das ausgewählte Fahrzeug durch die Referenznummer 1504 angegeben ist, der Abstand des topologischen Netzes die Summe des Abstandes vom Knoten 1501 zum Knoten 1502, des Abstandes vom Knoten 1502 zu einem Knoten 1505 und des Abstandes vom Knoten 1505 zur Position eines gemanagten Fahrzeugs 1504.
In Schritt 1404 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob der Abstand D(id) des topologischen Netzes, der in Schritt 1403 berechnet wird, kleiner ist als der minimale Wert (Dmin) der Abstände des topologischen Netzes, die bisher in dieser Verarbeitung berechnet wurden. Wenn der Wert von D(id) gleich oder größer als Dmin ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1405 weiter; wenn der Wert kleiner ist als Dmin, geht die Verarbeitung zu Schritt 1406 weiter. In Schritt 1405 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob der Abstand D(id) des topologischen Netzes, der in Schritt 1403 berechnet wird, gleich dem minimalen Wert Dmin der Abstände des topologischen Netzes ist, die bisher berechnet wurden, und ob die Priorität 703 (p(id)) des ausgewählten Fahrzeugs, die in Schritt 1403 erfasst wird, höher ist als die Priorität 703 (pmin) des gemanagten Fahrzeugs, dessen Abstand des topologischen Netzes das Minimum der bisher berechneten Abstände des topologischen Netzes ist. Wenn dieses Bestimmungsergebnis wahr ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1406 weiter. Wenn der Abstand des topologischen Netzes des ausgewählten Fahrzeugs größer ist als der bisher berechnete Abstand des topologischen Netzes oder wenn die Priorität 703 niedrig ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1407 weiter. In Schritt 1406 wird der in Schritt 1403 berechnete Abstand des topologischen Netzes als minimaler Abstand gespeichert, die Nummer des gemanagten Fahrzeugs und seine Priorität 703 werden gespeichert und die Verarbeitung geht zu Schritt 1407 weiter. Vor dieser Verarbeitung wird angenommen, dass Dmin und pmin auf die geeigneten Werte initialisiert sind. In Schritt 1407 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob alle zu verarbeitenden gemanagten Fahrzeuge ausgewählt sind, und die Verarbeitung wird für diese gemanagten Fahrzeuge vollendet. Wenn die Verabreichung für alle zu verarbeitenden gemanagten Fahrzeuge durchgeführt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1408 weiter; wenn ein oder mehrere zu verarbeitende gemanagte Fahrzeuge vorhanden sind, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1402 zurück, um die Verarbeitung zu wiederholen.
In Schritt 1408 wird die Fahrzeugnummer des Fahrzeugs, dessen Abstand des topologischen Netzes vom Grenzpunkt das Minimum ist, ausgewählt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1409 weiter. In Schritt 1409 wird der Punkt berechnet, an dem die Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs, das in Schritt 1408 ausgewählt wird, orthogonal auf die Verknüpfung, die in Schritt 1401 ausgewählt wird und mit dem Grenzpunkt verbunden ist, oder ihre Verlängerungslinie projiziert wird, und die Verarbeitung geht zu Schritt 1410 weiter. In 15 wird ein Punkt 1507 berechnet, an dem die Position des ausgewählten gemanagten Fahrzeugs 1504 orthogonal auf die Verknüpfung 1503, die mit dem Grenzpunkt verbunden ist, und auf ihre Verlängerungslinie 1506 projiziert wird. In Schritt 1410 wird mit dem orthogonal projizierten Punkt als ihr Zentrum eine gerade Linie L(θ) erhalten, die einen vorbestimmten Winkel θ mit der Verknüpfung, die mit dem Grenzpunkt verbunden ist, oder mit ihrer Verlängerungslinie bildet, und die Verarbeitung geht zu Schritt 1411 weiter. In 15 wird mit dem Punkt 1507, der durch orthogonale Projektion der Position des gemanagten Fahrzeugs 1504 erzeugt wird, als ihr Zentrum eine gerade Linie 1508 erhalten, die einen vorbestimmten Winkel mit der Linie 1506 bildet. In Schritt 1411 wird der Schnittpunkt zwischen der geraden Linie L(θ), die in Schritt 1410 erhalten wird, und der Grenzseite, auf der ein blockierter Bereich festgelegt ist, erhalten, der Schnittpunkt wird als Unterteilungspunkt festgelegt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1412 weiter. Wenn sich zu diesem Zeitpunkt die gerade Linie nicht mit der Grenzseite schneidet, wird ein unmöglicher Wert für den Unterteilungspunkt festgelegt. In 15 wird ein Schnittpunkt 1509 zwischen der geraden Linie 1508 und der Grenzseite AB erhalten. In Schritt 1412 wird die Verarbeitung beendet, wenn die Gesamtzahl von Unterteilungspunkten größer ist als eine vorbestimmte maximale Anzahl von Unterteilungspunkten. Wenn die Gesamtzahl von Unterteilungspunkten kleiner ist als eine vorbestimmte maximale Anzahl von Unterteilungspunkten, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1410 zurück, und die Verarbeitung von Schritt 1410 zu Schritt 1412 wird wiederholt. Wenn der Winkel θ in allen Fällen gleich ist, ermöglicht dieses Verfahren, dass die kleinen Bereiche einer entfernten Grenze in große Stücke und die kleinen Bereiche einer nahen Grenze in kleine Stücke unterteilt werden. Die Grenzseite kann durch Ändern des Winkels θ gemäß dem Abstand zwischen der ausgewählten Fahrzeugposition und der Grenzseite einfach in Stücke mit gleicher Größe unterteilt werden.
Mit Rückkehr zu der Beschreibung des Ablaufs in 2 wird die folgende Verarbeitung in Schritt 1210 durchgeführt. Das heißt, in Anbetracht der Position des gemanagten Fahrzeugs 101 nahe der Grenze eines Kartengebiets, die in Schritt 1208 erfasst wird, wird das Freigeben/Blockieren eines blockierten Bereichs an der Grenze eines Kartengebiets, das als ein oder mehrere kleine Bereiche durch die Grenzunterteilungsverarbeitung in Schritt 1209 definiert wird, festgelegt. Danach geht die Verarbeitung zu Schritt 1211 weiter.
16 zeigt den Ablauf der Verarbeitung in Schritt 1210, in dem der blockierte Zustand jedes blockierten Bereichs einer Kartengebietsgrenze auf einer Basis eines kleinen Bereichs freigegeben wird. In Schritt 1601 werden die Unterteilungspunkte an einer Grenzseite, die in Schritt 1209 festgelegt werden, erfasst. Ein kleiner Bereich ist ein Bereich zwischen diesen Unterteilungspunkten auf der Grenzseite. Wenn die Grenzseite nicht durch die Verarbeitung in Schritt 1209 unterteilt wird, werden die Enden der Grenzseite als Unterteilungspunkte angenommen und die Grenzseite selbst wird als kleiner Bereich behandelt. Danach wird die in 8 gezeigte Tabelle für den kleinen Bereich erzeugt. In dieser Tabelle werden die seriellen Nummern von kleinen Bereichen in einer Spalte 801 in der Reihenfolge, in der die kleinen Bereiche erfasst werden, festgelegt. In jeder Zeile werden die Koordinaten eines Startpunkts 802 und eines Endpunkts 803 jedes kleinen Bereichs festgelegt. Für diese Koordinaten werden die Koordinaten der Unterteilungspunkte an beiden Enden eines kleinen Bereichs verwendet. Ein blockierter Zustand 804 jedes kleinen Bereichs wird festgelegt. Anfänglich wird der blockierte Zustand 804 in allen Zeilen auf ”unblockiert” gesetzt.
Als nächstes wird in Schritt 1602 ein gemanagtes Fahrzeug, das in einem metrischen Bereich vorhanden ist, aus den Fahrzeugen nahe dem blockierten Bereich, die in Schritt 1208 erfasst werden, ausgewählt, die Fahrzeugposition wird erfasst und die Verarbeitung geht zu Schritt 1603 weiter. In Schritt 1603 wird eine gerade Linie Lp, die zur Verknüpfung parallel ist, die mit dem Grenzpunkt verbunden ist und sich auf der Seite des topologischen Bereichs befindet, von der Fahrzeugposition des gemanagten Fahrzeugs, das in Schritt 1602 ausgewählt wird, gezeichnet und die Verarbeitung geht zu Schritt 1604 weiter. In Schritt 1604 wird der Schnittpunkt zwischen der geraden Linie Lp und der Grenzseite erhalten, die Nummer des kleinen Bereichs mit diesem Schnittpunkt wird ausgewählt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1605 weiter. In Schritt 1605 wird ”blockiert” in der Zeile der Nummer 804 des kleinen Bereichs, die in Schritt 1604 erfasst wird, festgelegt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1606 weiter. In Schritt 1606 wird festgestellt, ob alle Fahrzeuge, die im metrischen Bereich vorhanden sind, aus den Fahrzeugen, die in Schritt 1208 erfasst werden, ausgewählt sind, und die Verarbeitung von Schritt 1602 bis Schritt 1605 wird durchgeführt, wird bestimmt. Wenn alle zu verarbeitenden Fahrzeuge ausgewählt sind, wird die Verarbeitung beendet. Wenn ein oder mehrere Fahrzeuge noch nicht ausgewählt sind, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1602 zurück, um die Verarbeitung zu wiederholen.
In dieser Weise wird die Grenzseite eines Kartengebiets auf der Basis der Positionsbeziehung zwischen einem gemanagten Fahrzeug, das sich der Grenzseite nähert und sich auf der Seite des topologischen Bereichs befindet, und der Grenzlinie in mehrere kleine Bereiche unterteilt und die Länge von jedem der kleinen Bereiche wird bestimmt.
17 zeigt ein Beispiel der in 16 gezeigten Verarbeitung. Es wird angenommen, dass die Seite AB einer Ebene 1701 in einem metrischen Bereich eine Grenzseite ist und dass ein blockierter Bereich an dieser Grenzseite durch die Verarbeitung in Schritt 1204 festgelegt wurde. Es wird auch angenommen, dass die Grenzseite AB in fünf kleine Bereiche AC, CO, OD, DE und EB durch ein gemanagtes Fahrzeug 1702 im topologischen Bereich während der Verarbeitung in Schritt 1209 unterteilt wird. Wenn die gemanagten Fahrzeuge im metrischen Bereichsabschnitt, die durch die Verarbeitung in Schritt 1602 erfasst werden, drei Fahrzeuge 1703, 1704 und 1705 sind, wird außerdem eine Linie, die zur Verknüpfung des topologischen Netzes parallel ist, die mit Grenzpunkt O verbunden ist, von jedem der gemanagten Fahrzeuge gezeichnet. In diesem Fall sind die kleinen Bereiche, von denen jeder einen Punkt umfasst, an dem die parallele Linie die Seite AB schneidet, ein blockierter Bereich. Da in dem in 17 gezeigten Beispiel die Grenzseite und die parallelen Linien sich in den kleinen Bereichen AC und EB schneiden, wird ”blockiert” im blockierten Zustand dieser kleinen Bereiche festgelegt.
Mit erneuter Rückkehr zur Beschreibung des Ablaufs in 12 wird die folgende Verarbeitung in Schritt 1211 durchgeführt. Das heißt, ein blockierter Bereich wird auch für einen metrischen Bereich in einer Reichweite innerhalb eines vorbestimmten Abstandes von einer Linie freigegeben, deren Endpunkte die Koordinaten des Startpunkts 802 und des Endpunkts 803 eines kleinen Bereichs sind, der aus dem blockierten Zustand freigegeben wird, wobei ”unblockiert” im blockierten Zustand gespeichert wird. Danach werden die blockierten Bereiche im metrischen Bereich erneut festgelegt, die Bereichsdatenbank wird aktualisiert und die Verarbeitung geht zu Schritt 1212 weiter. Die Form des freizugebenden blockierten Bereichs kann ein Kreis, eine Ellipse, ein Rechteck oder ein Polygon sein, das eine Linie umfasst, deren Endpunkte die Koordinaten des Startpunkts 802 und 803 eines kleinen Bereichs sind.
In Schritt 1212 bestimmt die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche, ob das Freigeben von blockierten Bereichen an einer Grenze in allen Kartengebieten beendet ist. Wenn die Freigabe von blockierten Bereichen an einer Grenze in allen Kartengebieten beendet ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1213 weiter. Wenn ein oder mehrere Kartengebiete, in denen die Freigabe von blockierten Bereichen nicht beendet ist, vorhanden sind, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1206 zurück, um die Verarbeitung zu wiederholen. Danach wird eine Nachricht, die angibt, dass die Freigabeverarbeitung von blockierten Bereichen beendet ist, zur Fahrzeugfahrplanungseinheit 107 in Schritt 1213 gesendet.
Wenn der Grenzpunkt auf der Grenze zwischen einem topologischen Bereich und einem metrischen Bereich und die entsprechende Grenzseite alle blockiert sind, kann kein Fahrzeug über die Grenze fahren. Dies führt manchmal zum Stoppen eines Fahrzeugs, das normalerweise in einen Bereich eintreten kann, oder führt zum Ausgeben eines Umleitungsbefehls an ein Fahrzeug, das nicht in einem Umleitungsweg fahren muss. Um dies zu verhindern, unterteilt das vorstehend beschriebene System eine Grenzseite, an der ein blockierter Bereich festgelegt ist, in mehrere Bereiche, so dass der blockierte Zustand von blockierten Bereichen flexibler festgelegt werden kann und der blockierte Zustand eines Bereichs, in dem sich kein Fahrzeug befindet, freigegeben werden kann. An einer Grenze, an der das Kartendarstellungsverfahren von topologisch auf metrisch wechselt oder umgekehrt, stellt das System daher einen sicheren Betrieb eines sich bewegenden Objekts sicher und verhindert, dass die Betriebseffizienz verringert wird.
Die Fahrzeugfahrplanungseinheit 107 empfängt eine Nachricht von der Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche und plant den Fahrweg eines gemangten Fahrzeugs unter Verwendung der Informationen über die Fahrzeugposition jedes gemanagten Fahrzeugs, die im Speicherbereich 110 gespeichert ist, und der Informationen, die in der Kartendatenbank 103 und der Datenbank 109 von blockierten Bereichen gespeichert sind. Ein Fahrwegplan wird durch eine Sequenz von Übergangspunkten dargestellt, die einem Fahrweg von der Fahrzeugposition eines gemanagten Fahrzeugs in einem blockierten Bereich, der durch jedes gemanagte Fahrzeug festgelegt wird, zum Ziel oder zum Endpunkt des blockierten Bereichs, der für das gemanagte Fahrzeug festgelegt ist, entsprechen. In einem topologischen Bereich sind die Positionen der Knoten, die in einem Fahrweg enthalten sind, in der Reihenfolge des Übergangs angeordnet. An der Grenzlinie eines Kartengebiets in einem metrischen Bereich und in einem metrischen Bereich sind die Zielpunkte (Wegpunkte), durch die ein Fahrzeug für jede vorbestimmte Strecke hindurchfährt, definiert und ihre Positionen sind in der Reihenfolge des Durchgangs angeordnet. Wenn ein Grenzpunkt in einem blockierten Bereich, der durch die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche festgelegt wird, auf der Grenzseite eines Kartengebiets liegt, wird die Position des Grenzpunkts, das heißt die Position des Endpunkts einer Verknüpfung, die mit einem metrischen Bereich verbunden ist, zu einem kleinen Bereich bewegt, wenn der blockierte Zustand nicht für den kleinen Bereich auf der Grenzseite des metrischen Bereichs festgelegt ist, und dann wird der Punkt als Übergangspunkt registriert. Die registrierten Übergangspunkte werden zu jedem Fahrzeug über die Kommunikationseinheit 108 gesendet.
18 zeigt den Fahrwegplanerzeugungsablauf, der von der Fahrzeugfahrplanungseinheit 107 durchgeführt wird. In Schritt 1801 wird ein gemanagtes Fahrzeug aus allen gemanagten Fahrzeugen in der Reihenfolge der Priorität 703 ausgewählt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1802 weiter. In Schritt 1802 werden die Informationen über das Ziel 704 und die Fahrzeugposition 705, die der Nummer 702 des gemanagten Fahrzeugs des gemanagten Fahrzeugs, das in Schritt 1801 ausgewählt wird, entsprechen, aus dem Speicherbereich 110 erfasst. Außerdem wird ein blockierter Bereich, der die Nummer des gemanagten Fahrzeugs des ausgewählten gemanagten Fahrzeugs in der Nummer 503 des blockierenden Fahrzeugs und der Nummer 603 des blockierenden Fahrzeugs umfasst, aus den Informationen über die blockierten Bereiche für jeden des topologischen Bereichs und des metrischen Bereichs gewonnen, die in der Datenbank 109 von blockierten Bereichen gespeichert sind, alle Unterverknüpfungs-IDs 502 oder Gebiets-IDs 602, für die der blockierte Zustand in diesen blockierten Bereichen festgelegt ist, werden erfasst und die Verarbeitung geht zu Schritt 1803 weiter.
In Schritt 1803 bestimmt die Fahrzeugfahrplanungseinheit 107, ob die Grenze eines Kartengebiets im gewonnenen blockierten Bereich liegt. Um zu bestimmen, ob die Grenze eines Kartengebiets vorliegt, liest die Fahrzeugfahrplanungseinheit 107 die Gebietsform des Gebiets entsprechend der Gebiets-ID, die in Schritt 1802 erfasst wird, aus den Daten, die der Metrik-ID des metrischen Bereichs entsprechen, und bestimmt dann, ob ein Verbindungspunkt in dem Gebiet enthalten ist oder ob ein Verbindungspunkt in der Verknüpfung enthalten ist, die der Verknüpfungs-ID entspricht, die in Schritt 1802 erfasst wird. Wenn die Grenze eines Kartengebiets im blockierten Bereich liegt, geht die Verarbeitung zu Schritt 1804 weiter; wenn nicht, geht die Verarbeitung zu Schritt 1808 weiter. In Schritt 1804 bestimmt die Fahrzeugfahrplanungseinheit 107, ob die Fahrzeugposition 705 des gemanagten Fahrzeugs, das in Schritt 1801 ausgewählt wird, im topologischen Bereich vorhanden ist. Wenn sie im topologischen Bereich vorhanden ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1805 weiter; wenn sie im metrischen Bereich vorhanden ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 1808 weiter.
In Schritt 1805 wird der Fahrweg eines Fahrzeugs mit einer höheren Priorität als jener des in Schritt 1801 ausgewählten gemanagten Fahrzeugs erfasst. Da die Fahrplanerzeugungsverarbeitung sequentiell in der Reihenfolge der Priorität von gemanagten Fahrzeugen durchgeführt wird und da der Fahrweg eines gemanagten Fahrzeugs mit höherer Priorität bereits festgelegt ist, ist es nur erforderlich, die Informationen über einen Fahrweg 709 vom Speicherbereich 110 zu erfassen. Nach dem Erfassen des Fahrweges geht die Verarbeitung zu Schritt 1806 weiter. In Schritt 1806 bestimmt die Fahrzeugfahrplanungseinheit 107 eine Überlappung zwischen der Reichweite, in der die Reichweite des in Schritt 1805 erfassten Fahrweges orthogonal auf die Grenzseite projiziert wird, und der blockierten Reichweite des blockierten Bereichs, der in Schritt 1802 erfasst wird. Um die Überlappung mit dem blockierten Bereich zu überprüfen, ist es nur erforderlich zu prüfen, ob die Punkte, die durch orthogonale Projektion aller Wegpunkte, die auf dem Fahrweg festgelegt sind, auf die Grenzseite erzeugt werden, in einem kleinen Bereich liegen, für den im blockierten Zustand ”unblockiert” festgelegt ist.
Als nächstes wird in Schritt 1807, wenn ein kleiner Bereich gewonnen wird, dessen blockierte Reichweite nicht mit der Reichweite, in der die Reichweite des Fahrweges orthogonal projiziert wird, im blockierten Bereich überlappt und für den ”unblockiert” im blockierten Zustand festgelegt ist, ein Punkt im gewonnenen kleinen Bereich als Endpunkt des blockierten Bereichs festgelegt und die Verarbeitung geht zu Schritt 1808 weiter. In Schritt 1808 wird ein Fahrweg zum Ende des blockierten Bereichs oder zum Ziel erzeugt. Das Erzeugen eines Fahrweges in dieser Weise ermöglicht, dass ein gemanagtes Fahrzeug ohne Stören des Fahrweges eines gemanagten Fahrzeugs mit höherer Priorität durch einen kleinen Bereich durchfährt, selbst wenn das gemanagte Fahrzeug über den blockierten Bereich fährt. Wenn der Endpunkt des blockierten Bereichs nicht festgelegt ist, das heißt wenn ein kleiner Bereich nicht gewonnen wird, dessen blockierte Reichweite nicht mit der Reichweite überlappt, in der die Reichweite des Fahrweges orthogonal projiziert wird, und für den ”unblockiert” im blockierten Zustand festgelegt ist, wird ein Fahrweg zum Verbindungspunkt erzeugt.
In dieser Weise wird, selbst wenn die blockierten Reichweiten der kleinen Bereiche der mehreren gemanagten Fahrzeuge überlappen, eine blockierte Reichweite, die von einem gemanagten Fahrzeug mit höherer Priorität festgelegt ist, mit Priorität festgelegt und ein Fahrweg wird in einer solchen Weise erzeugt, dass ein kleiner Bereich, in dem eine blockierte Reichweite durch ein gemanagtes Fahrzeug mit höherer Priorität festgelegt ist, umgangen wird.
Ein Fahrweg kann wie folgt erzeugt werden. Für einen topologischen Bereich ist der Fahrweg der minimale Weg von der Fahrzeugposition zum Ziel, der durch den Dijkstra-Algorithmus berechnet wird. Für einen metrischen Bereich wird der Fahrweg durch Unterteilen des metrischen Bereichs in kleine Netzzellen und Verbinden der Netzzellen, die nicht in einem blockierten Bereich enthalten sind, der im metrischen Bereich festgelegt ist, von der Netzzelle mit der Fahrzeugposition zur Netzzelle mit dem Ziel oder dem Ende des blockierten Bereichs erzeugt. Als nächstes bestätigt die Fahrzeugfahrplanungseinheit 107 in Schritt 1809, ob ein Fahrweg für alle gemanagten Fahrzeuge festgelegt ist. Wenn ein Fahrweg für ein oder mehrere gemanagte Fahrzeuge nicht festgelegt ist, kehrt die Verarbeitung zu Schritt 1801 zurück, um die Verarbeitung in Schritt 1808 zu wiederholen. Wenn ein Fahrweg für alle gemangten Fahrzeuge festgelegt ist, wird die Verarbeitung beendet.
In der obigen Beschreibung wird ein Fahrweg eines gemanagten Fahrzeugs mit höherer Priorität orthogonal auf die Grenzseite projiziert. Stattdessen kann der Fahrweg auf die Grenzseite parallel zu der Verknüpfung projiziert werden, die mit dem Grenzpunkt verbunden ist und die sich auf der Seite des topologischen Bereichs befindet, wenn ein blockierter Zustand für jeden kleinen Bereich festgelegt ist.
19 zeigt ein Beispiel der Fahrtwegerzeugung. Es soll angenommen werden, dass ein gemanagtes Fahrzeug 1901 zwischen dem Knoten n6 und n7 vorhanden ist. Wenn der blockierte Bereich des gemanagten Fahrzeugs 1901 sich zum Knoten n3 zu einem speziellen Zeitpunkt erstreckt, ist der Weg, der festgelegt wird, [n7, n3]. Danach soll angenommen werden, dass sich das gemangte Fahrzeug 1901 zu einem Punkt zwischen dem Wegpunkt w0 und dem Knoten n3 bewegt und dass die Grenzseite AB ganz als blockierter Bereich des gemanagten Fahrzeugs 1901 festgelegt ist. Zu diesem Zeitpunkt soll angenommen werden, dass der Fahrweg eines gemanagten Fahrzeugs mit einer höheren Priorität als jener des gemanagten Fahrzeugs 1901 erfasst wird und dass der Fahrweg ein Fahrweg 1903 ist, wie z. B. der durch den fetten Pfeil in der Figur angegebene. Wenn der Fahrweg 1903 dieses gemanagten Fahrzeugs mit höherer Priorität auf die Grenzseite AB orthogonal projiziert wird, überlappt er mit der Reichweite des kleinen Bereichs im Abschnitt CD, das heißt eines kleinen Bereichs auf der Grenzseite, der durch das gemanagte Fahrzeug 1901 erzeugt wird. Daher ist ein Punkt in einem kleinen Bereich, wo keine Überlappung auftritt, beispielsweise der Zwischenpunkt w1 der Seite AC im kleinen Bereich am Abschnitt AC in diesem Beispiel, der Endpunkt des ersten blockierten Bereichs. In diesem Fall wird [w0, w1], das diesen Endpunkt umfasst, als Weg festgelegt. Danach, wenn das gemanagte Fahrzeug 1901 in den metrischen Bereich über den kleinen Bereich im Abschnitt AC einfährt, wird der Weg zu einem Ziel 1902 in der Reichweite des blockierten Bereichs festgelegt und der Fahrweg [w2, w3, Ziel 1902] wird festgelegt.
Herkömmlich ist die Grenzseite AB des metrischen Bereichs ganz blockiert als blockierter Bereich. Wenn in den metrischen Bereichsabschnitt über den Verbindungspunkt n0 eingefahren wird, muss daher das gemanagte Fahrzeug 1901 vor dem Verbindungspunkt n0 stoppen, bis der blockierte Bereich, der durch ein anderes gemanagtes Fahrzeug festgelegt ist, freigegeben wird. Im Gegensatz dazu gibt das System gemäß der vorliegenden Erfindung, das die Berechnungs-/Festlegungseinheit 106 für blockierte Bereiche bereitstellt, einen Teil eines blockierten Bereichs, der von einem anderen gemanagten Fahrzeug festgelegt ist, frei und legt einen Fahrweg fest, nicht über den Verbindungspunkt n0, sondern über w1 in einem kleinen Bereich, für den ein blockierter Bereich nicht durch ein anderes gemanagtes Fahrzeug festgelegt ist. Dieses Verfahren beseitigt den Bedarf an einem verschwenderischen Stopp und ermöglicht, dass ein gemanagtes Fahrzeug effizient fährt.
Wenn die Fahrwege aller gemanagten Fahrzeuge festgelegt sind, sendet die Fahrzeugfahrplanungseinheit 107 den Fahrweg von der Kommunikationseinheit 108 über die Vorrichtung 117 auf der Straße zu jedem der gemanagten Fahrzeuge 101. Jedes gemanagte Fahrzeug sendet den Fahrweg, der von der Straßen-Fahrzeug-Kommunikationseinheit 112 empfangen wird, zur Bewegungsplanungseinheit 113 und bewirkt, dass die Bewegungsplanungseinheit 113 einen Geschwindigkeitsplan und einen Lenkplan erstellt, so dass das gemanagte Fahrzeug an den Zielpunkten auf dem Fahrweg sequentiell entlang des Fahrweges ankommen kann. Die Dynamiksteuereinheit 114 steuert das Fahrzeugverhalten auf der Basis des von der Bewegungsplanungseinheit 113 erstellten Lenkplans, um eine autonome Fahrt zu implementieren.
Bezugszeichenliste

101: Gemanagtes Fahrzeug
102: Flottenmanagementeinheit
103, 115: Kartendatenbank
104: Fahrzeugpositions-Managementeinheit
105: Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit
106: Berechnungs-/Festlegungseinheit für blockierte Bereiche
107: Fahrzeugfahrplanungseinheit
108: Kommunikationseinheit
109: Datenbank von blockierten Bereichen
110: Speicherbereich
112: Straßen-Fahrzeug-Kommunikationseinheit
113: Bewegungsplanungseinheit
114: Dynamiksteuereinheit
116: Fahrzeugpositions-Berechnungseinheit
117: Vorrichtung auf der Straße

Claims

Autonomes Fahrsystem, das umfasst: eine Flottenmanagementeinheit, die umfasst: eine Kartendatenbank, in der eine Karte eines ersten Abschnitts und eine Karte eines zweiten Abschnitts gemischt sind, wobei der erste Abschnitt ein Abschnitt ist, in dem eine Fahrzeugfahrreichweite durch einen Punkt und eine Linie dargestellt ist, wobei der zweite Abschnitt ein Abschnitt ist, in dem eine Fahrzeugfahrreichweite durch eine Ebene dargestellt ist; eine Fahrzeugpositions-Managementeinheit, die Positionen von mehreren Fahrzeugen managt; und eine Blockierungsfestlegungseinheit, die bestimmt, ob sich ein Fahrzeug nahe einer Grenze zwischen einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt befindet, und wenn sich ein Fahrzeug nahe einer Grenze befindet, die Grenze in einem blockierten Zustand festlegt, so dass andere Fahrzeug dort nicht eintreten, wobei die Blockierungsfestlegungseinheit die Grenze, für die ein blockierter Zustand festgelegt ist, in mehrere Bereiche unterteilt und für jeden der unterteilten Bereiche, durch die kein Fahrzeug hindurchfährt, einen blockierten Zustand einer Grenze eines unterteilten Bereichs freigibt; wobei die Flottenmanagementeinheit jeweilige Fahrzeuge über Fahrwege benachrichtigt; und eine Fahrzeugfahrplanungseinheit, die einen Fahrweg eines Fahrzeugs auf der Basis von blockierten Zuständen von unterteilten Bereichen plant, die an einer Grenze zwischen einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt festgelegt sind.
Autonomes Fahrsystem nach Anspruch 1, wobei die Blockierungsfestlegungseinheit, wenn eine Grenze in mehrere Bereiche unterteilt wird, Längen von mehreren Bereichen, die durch Unterteilen einer Grenze erzeugt werden, gemäß einer Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug, das sich der Grenze nähert, und der Grenze bestimmt.
Autonomes Fahrsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei Prioritäten für jeweilige Fahrzeuge in der Blockierungsfestlegungseinheit festgelegt werden und beim Festlegen von blockierten Zuständen für die kleinen Bereiche Blockierungen, die durch Fahrzeuge mit höherer Priorität festgelegt werden, priorisiert werden.
Autonomes Fahrsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Fahrzeugfahrplanungseinheit einen Fahrwegplan mit einem Punkt auf einer Grenze, die nicht durch ein Fahrzeug mit hoher Priorität blockiert ist, als Zielpunkt erstellt, wenn die Koordinaten eines Verbindungspunkt auf einer Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt durch ein Fahrzeug mit hoher Priorität blockiert sind.
Autonomes Fahrsystem nach Anspruch 4, wobei die Fahrzeugfahrplanungseinheit einen Fahrweg eines Fahrzeugs mit hoher Priorität erfasst, den Zielpunkt unter Vermeidung eines Bereichs an einer unterteilten Grenze, wo ein blockierter Zustand durch ein Fahrzeug mit hoher Priorität festgelegt ist, festlegt und einen Fahrweg erzeugt.
Autonomes Fahrsystem nach Anspruch 1, wobei die Flottenmanagementvorrichtung ferner eine Fahrzeugübergangs-Überwachungseinheit umfasst, die detektiert, dass es sich von einem Abschnitt, in dem eine Straße durch einen Punkt und eine Linie dargestellt ist, zu einem Abschnitt, in dem sie durch eine Ebene dargestellt ist, bewegt oder dass es sich von einem Abschnitt, in dem eine Straße durch eine Ebene dargestellt ist, zu einem Abschnitt, in dem sie durch einen Punkt und eine Linie dargestellt ist, bewegt.
Autonomes Fahrsystem nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugpositions-Managementeinheit eine Fahrzeugpositionsabschätzung, bei der eine Fahrzeugposition auf einer Linie oder auf einem Punkt für einen Abschnitt berechnet wird, in dem eine Straße durch einen Punkt und eine Linie dargestellt ist, unter Verwendung einer Kartendatenbank durchführt und zu einer Fahrzeugpositionsabschätzung auf einer Ebene in einem Abschnitt wechselt, in dem eine Straße durch eine Ebene dargestellt ist.