DE112015004171T5

DE112015004171T5 - Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112015004171T5
Application number: DE112015004171.0T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Mizutani; Shogi FUKUKAWA; Takatomo ASAI; Hiroyuki Tachibana; Hironobu Ishijima; Kiyoshi Takahashi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-06-01
Also published as: US10018473B2; CN107074242A; US20170261326A1; WO2016039411A1; JP2016060219A

Abstract

Eine Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine Radgeschwindigkeitserlangungseinheit, eine Rutscherfassungseinheit, eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit, und eine Positionsberechnungseinheit. Die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit erlangt eine Radgeschwindigkeit eines Rads eines Fahrzeugs entsprechend einer Rotation des Rads. Die Rutscherfassungseinheit erfasst ein Rutschen des Rads. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet, wenn das Rutschen nicht durch die Rutscherfassungseinheit erfasst ist, eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeit entsprechend der Geschwindigkeit eines Fahrzeugkörpers des Fahrzeugs basierend auf der durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit erlangten Radgeschwindigkeit, und korrigiert als Reaktion auf eine Erfassung des Rutschens durch die Rutscherfassungseinheit die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit erlangte Radgeschwindigkeit basierend auf Korrekturinformation und berechnet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit. Die Positionsberechnungseinheit berechnet die Position des Fahrzeugs basierend auf der durch die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit abhängig von dem Vorliegen des Rutschens berechneten Fahrzeugkörpergeschwindigkeit.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung
Hintergrundtechnik
Gewöhnlich sind Fahrunterstützungsvorrichtungen bekannt, die eine Fahrunterstützung wie Parkunterstützung während einer Berechnung der Position eines Fahrzeugs durchführen.
Zitierliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegung Nummer 2005-67566
Patentdokument 2: Veröffentlichte Japanische Übersetzung der PCT-Anmeldung Nummer 2001-510890

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Die konventionellen Techniken berechnen jedoch die Position eines Fahrzeugs basierend auf einer Radgeschwindigkeit. Daher ist beispielsweise wenn die Räder rutschen die Genauigkeit der berechneten Position des Fahrzeugs verringert.
Einrichtungen zur Lösung des Problems
Eine Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels umfasst eine Radgeschwindigkeitserlangungseinheit, die eine Radgeschwindigkeit eines Rads eines Fahrzeugs entsprechend einer Rotation des Rads erlangt, eine Rutscherfassungseinheit, die ein Rutschen des Rads erfasst, eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit, die, wenn das Rutschen nicht durch die Rutscherfassungseinheit erfasst ist, eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeit entsprechend einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugkörpers des Fahrzeugs basierend auf der durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit erlangten Radgeschwindigkeit berechnet und dazu eingerichtet ist, um als Reaktion auf eine Erfassung des Rutschens durch die Rutscherfassungseinheit die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit erlangte Radgeschwindigkeit basierend auf Korrekturinformation zu korrigieren und die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit zu berechnen, und eine Positionsberechnungseinheit, die eine Position des Fahrzeugs basierend auf der durch die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit abhängig von einem Vorhandensein des Rutschens berechneten Fahrzeugkörpergeschwindigkeit berechnet. Folglich korrigiert, beispielsweise selbst wenn die Räder rutschen, die Konfiguration die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit, um die Position des Fahrzeugs zu berechnen, wodurch die Position des Fahrzeugs genau berechnet wird.
Bei der Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels wird die Korrekturinformation abhängig von einem Geradefortbewegungszustand des Fahrzeugs und einem Wendezustand des Fahrzeugs eingestellt. Folglich korrigiert, beispielsweise wenn die Räder rutschen, die Konfiguration die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit abhängig von einem Geradefortbewegungszustand und einem Wendezustand, um die Position des Fahrzeugs zu berechnen, wodurch die Position des Fahrzeugs genau berechnet wird.
Bei der Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels wird die Korrekturinformation abhängig von einem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs und einem Bremszustand bzw. Verzögerungszustand des Fahrzeugs eingestellt. Folglich korrigiert, beispielsweise wenn die Räder rutschen, die Konfiguration die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit abhängig von einem Beschleunigungszustand und einem Bremszustand bzw. Verzögerungszustand, um die Position des Fahrzeugs zu berechnen, wodurch die Position des Fahrzeugs genau berechnet wird.
Bei der Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels erfasst die Rutscherfassungseinheit das Rutschen des Rades basierend auf einer physikalischen Größe bezüglich einer Rotation eines elektrischen Motors, der als eine Antriebsquelle des Rades dient. Folglich kann beispielsweise selbst wenn die relative Positionsbeziehung zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug nicht erkannt ist, die Konfiguration ein Rutschen der Räder nur mittels Information bezüglich des Fahrzeugs erfassen.
Bei der Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels erfasst die Rutscherfassungseinheit das Rutschen des Rades basierend auf Abstandsinformation, die auf einen Abstand zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug hindeutet. Folglich kann beispielsweise selbst wenn ein Rutschen der Räder nur mittels der Information bezüglich des Fahrzeugs schwer zu erfassen ist, die Konfiguration ein Rutschen der Räder basierend auf der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug erfassen.
Eine Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels umfasst eine erste Berechnungseinheit, die eine erste Position eines Fahrzeugs basierend auf einer Geschwindigkeit eines Rads berechnet, eine zweite Berechnungseinheit, die eine zweite Position des Fahrzeugs basierend auf einem Globalpositionssystem-(GPS)-Signal berechnet, und eine Korrektureinheit, die die durch die erste Berechnungseinheit berechnete erste Position des Fahrzeugs basierend auf der durch die zweite Berechnungseinheit berechneten zweiten Position des Fahrzeugs korrigiert. Die Konfiguration korrigiert beispielsweise die durch die erste Berechnungseinheit berechnete erste Position des Fahrzeugs basierend auf der durch die zweite Berechnungseinheit berechneten zweiten Position des Fahrzeugs. Folglich kann, selbst wenn die Räder rutschen, die Konfiguration die Position des Fahrzeugs genau berechnen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine beispielhafte perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem durch einen Teil einer Kabine eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel hindurchgesehen wird.
2 ist eine beispielhafte Draufsicht (Vogelperspektive) des Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist ein Diagramm eines Beispiels eines Armaturenbretts des Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von einer Rückseite des Fahrzeugs aus gesehen.
4 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Konfiguration eines Fahrunterstützungssystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Konfiguration einer ECU des Fahrunterstützungssystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
6 ist eine beispielhafte Draufsicht (Vogelperspektive), die eine Zielposition und eine Fortbewegungsroute des Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
7 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das eine Prozedur einer Fahrzeugpositionserfassungsverarbeitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
8 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Konfiguration der ECU des Fahrunterstützungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Beispielhafte Ausführungsbeispiele und eine Abwandlung davon gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend offenbart. Konfigurationen gemäß den Ausführungsbeispielen und der Abwandlung wie nachstehend beschrieben und Betriebe bzw. Bedienungen, Ergebnisse und durch diese Konfigurationen erzielte Effekte sind lediglich beispielhaft. Die vorliegende Erfindung kann jede Konfiguration verschieden von den in den Ausführungsbeispielen und der Abwandlung nachstehend offenbarten Konfigurationen erzielen. Die vorliegende Erfindung kann zumindest eine von verschiedenen Arten von Effekten (einschließlich Sekundäreffekten) erlangen, die aus den Grundkonfigurationen resultieren.
Erstes Ausführungsbeispiel
Ein Fahrzeug 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise ein Automobil mit einer Brennkraftmaschine (nicht veranschaulicht) als eine Antriebsquelle, d. h., ein Brennkraftmaschinenautomobil, sein, kann ein Automobil mit einem elektrischen Motor 32 als eine Antriebsquelle, d. h., ein Elektrofahrzeug oder ein Brennstoffzellenelektrofahrzeug, sein, kann ein Hybridfahrzeug mit sowohl der Brennkraftmaschine als auch dem Elektromotor als Antriebsquellen sein, oder kann ein Automobil mit anderen Antriebsquellen sein. 4 veranschaulicht ein Beispiel eines Fahrzeugs mit dem Elektromotor 32. Das Fahrzeug 1 kann eine Vielzahl von Gangschaltern umfassen, und kann eine Vielzahl von Geräten umfassen, die benötigt werden, um eine Brennkraftmaschine und den Elektromotor 32 anzutreiben bzw. anzusteuern, wie Systeme und Komponenten. Die Aufmachung, Anzahl, Gestaltung, und dergleichen von Ausrüstung, die bei einem Antreiben von Rädern 3 des Fahrzeugs 1 eingesetzt wird, kann auf verschiedene Weisen eingestellt sein.
Wie in 1 veranschaulicht, umfasst ein Fahrzeugkörper (Fahrzeugkarosserie) 2 eine Kabine 2a, in der ein Insasse (nicht veranschaulicht) fährt. In der Kabine 2a sind eine Lenkeinheit 4, eine Beschleunigungsbedienungseinheit 5, eine Bremsbedienungseinheit 6, eine Gangschaltbedienungseinheit 7, und dergleichen, in einem Zustand vorgesehen, in dem diese einem Sitz 2b eines Fahrers als einem Insassen gegenüberliegen. Die Lenkeinheit 4 ist ein Lenkrad, das beispielsweise von einem Armaturenbrett 24 hervorsteht. Die Beschleunigungsbedienungseinheit 5 ist ein Gaspedal, das beispielsweise bei dem Fahrerfuß positioniert ist. Die Bremsbedienungseinheit 6 ist ein Bremspedal, das beispielsweise an den Fahrerfuß positioniert ist. Die Gangschaltbedienungseinheit 7 ist ein Schalthebel, der beispielsweise von einer Mittelkonsole hervorragt. Die Lenkeinheit 4, die Beschleunigungsbedienungseinheit 5, die Bremsbedienungseinheit 6, und die Gangschaltbedienungseinheit 7 sind nicht auf Vorstehendes beschränkt.
Bei der Kabine 2a sind ein Anzeigegerät 8 als eine Anzeigeausgabeeinheit und ein Tonausgabegerät 9 als eine Tonausgabeeinheit vorgesehen. Das Anzeigegerät 8 ist beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine organische Elektrolumineszenzanzeige (OELD). Das Tonausgabegerät 9 ist beispielsweise ein Lautsprecher. Das Anzeigegerät 8 ist durch eine transparente Bedienungseingabeeinheit 10 wie ein Berührungsfeld abgedeckt. Ein Insasse kann ein Bild, das auf einem Anzeigebildschirm des Anzeigegeräts 8 angezeigt wird, visuell durch die Bedienungseingabeeinheit 10 identifizieren bzw. erkennen. Der Insasse kann auch eine Bedienungseingabe durch Durchführen einer solchen Bedienung wie Berühren, Drücken, und Bewegen der Bedienungseingabeeinheit 10 mit einer Hand, einem Finger, und dergleichen an einer Position entsprechend dem auf dem Anzeigebildschirm des Anzeigegeräts 8 angezeigten Bildes durchführen. Das Anzeigegerät 8, das Tonausgabegerät 9, und die Bedienungseingabeeinheit 10 sind bei einem Monitorgerät 11 angeordnet, das beispielsweise in der Mitte einer Fahrzeugbreitenrichtung, d. h., in der Rechts-/Linksrichtung, des Armaturenbretts 24 positioniert. Das Monitorgerät 11 kann eine Bedienungseingabeeinheit (nicht veranschaulicht) wie einen Schalter, ein Rad, einen Joystick, und einen Druckknopf umfassen. Ein Tonausgabegerät (nicht veranschaulicht) kann an Positionen verschieden von dem Monitorgerät 11 in der Kabine 2a angeordnet sein, und das Tonausgabegerät 9 des Monitorgeräts 11 und ein anderes Tonausgabegerät können Ton ausgeben. Das Monitorgerät 11 kann auch beispielsweise als ein Navigationssystem und ein Audiosystem verwendet werden.
In der Kabine 2a ist ein Anzeigegerät 12 verschieden von dem Anzeigegerät 8 vorgesehen. Wie in 3 veranschaulicht, ist das Anzeigegerät 12 beispielsweise bei einer Instrumentenfeldeinheit 25 des Armaturenbretts 24 angeordnet, und ist zwischen einer Geschwindigkeitsanzeigeeinheit 25a und einer Drehzahlanzeigeeinheit 25b im Wesentlichen in der Mitte der Instrumentenfeldeinheit 25 positioniert. Die Größe eines Bildschirms 12a des Anzeigegeräts 12 ist kleiner als jene eines Bildschirms 8a des Anzeigegeräts B. Das Anzeigegerät 12 kann primär ein Bild anzeigen, das auf Information bezüglich einer Fahrunterstützung des Fahrzeugs 1 hinweist. Das Ausmaß von Information, die auf dem Anzeigegerät 12 angezeigt wird, kann kleiner als jene sein, die auf dem Anzeigegerät 8 angezeigt wird. Das Anzeigegerät 12 ist beispielsweise ein LCD oder ein GELD. Das Anzeigegerät 8 kann Information anzeigen, die auf dem Anzeigegerät 12 angezeigt wird.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht, ist das Fahrzeug 1 ein vierrädriges Automobil und hat zwei rechte und linke Vorderräder 3F und zwei rechte und linke Hinterräder 3R. Jedes dieser vier Räder 3 kann eingerichtet sein, gelenkt zu werden. Wie in 4 veranschaulicht, umfasst das Fahrzeug 1 ein Lenksystem 13, das dazu eingerichtet ist, zumindest zwei Räder 3 zu lenken. Das Lenksystem 13 umfasst einen Aktuator 13a und einen Drehmomentsensor 13b. Das Lenksystem 13 wird elektrisch mittels einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 14 und dergleichen gesteuert, um den Aktuator 13a zu betreiben. Das Lenksystem 13 ist beispielsweise ein Elektroenergielenksystem (bzw. elektrisches Servolenksystem) oder ein drahtgebundenes Lenksystem (Steer-By-Wire, SBW). Das Lenksystem 13 bringt den Aktuator 13a dazu, Drehmoment zu der Lenkeinheit 4 hinzuzufügen oder zu unterstützen, um ein Lenkbemühen zu unterstützen, oder bringt den Aktuator 13a dazu, die Räder 3 zu lenken. In diesem Fall kann der Aktuator 13a ein Rad 3 oder eine Vielzahl von Rädern 3 lenken. Der Drehmomentsensor 13b erfasst beispielsweise ein Drehmoment, das der Lenkeinheit 4 durch den Fahrer hinzugefügt wird.
Wie in 2 veranschaulicht, sind beispielsweise vier Bildgebungseinheiten 15a bis 15d als eine Vielzahl von Bildgebungseinheiten 15 bei dem Fahrzeugkörper 2 vorgesehen. Die Bildgebungseinheiten 15 sind eine Digitalkamera, die ein Bildgebungselement wie beispielsweise ein Ladungskopplungsgerät (Charge Coupled Device, CCD) und ein CMOS-Bildsensor (CIS) aufweist. Die Bildgebungseinheiten 15 können Bewegtbilddaten mit einer vorbestimmten Framerate ausgeben. Die Bildgebungseinheiten 15 haben beispielsweise jeweils eine Weitwinkellinse oder eine Fischaugenlinse und können den Bereich von 140° bis 190° in der horizontalen Richtung fotografieren bzw. aufnehmen. Die optische Achse jeder der Bildgebungseinheiten 15 ist derart eingestellt, um schräg abwärts gerichtet zu sein. Daher fotografieren die Bildgebungseinheiten 15 aufeinanderfolgend die externe Umgebung, die den Fahrzeugkörper 2 umgibt, einschließlich Straßenoberflächen, auf denen sich das Fahrzeug 1 fortbewegen kann, und Flächen bzw. Gebiete, in denen das Fahrzeug 1 geparkt werden kann, und geben dies als aufgenommene Bilddaten bzw. Aufnahmebilddaten aus.
Die Bildgebungseinheit 15a ist beispielsweise an einem Ende 2e an der Rückseite des Fahrzeugkörpers 2 positioniert und an einer Wand bei dem unteren Abschnitt einer Tür 2h eines rückseitigen Kofferraums vorgesehen. Die Bildgebungseinheit 15b ist beispielsweise an einem Ende 2f an der rechten Seite des Fahrzeugkörpers 2 positioniert und an einem Türspiegel 2g an der rechten Seite vorgesehen. Die Bildgebungseinheit 15c ist beispielsweise an einem Ende 2c an der Vorderseite des Fahrzeugkörpers 2, d. h., an der Vorderseite in der Vorn-/Hintenrichtung des Fahrzeugs, positioniert, und an einem Vorderstoßfänger vorgesehen. Die Bildgebungseinheit 15d ist beispielsweise an einem Ende 2d an der linken Seite des Fahrzeugkörpers 2, d. h., an der linken Seite in der Fahrzeugbreitenrichtung, positioniert und an einem Türspiegel 2g vorgesehen, der als ein hervorstehender Teil an der linken Seite dient. Die ECU 14 kann arithmetische Verarbeitung und Bildverarbeitung basierend auf Bilddaten, die durch die Bildgebungseinheiten 15 erhalten sind, durchführen, um ein Bild mit einem breiteren Winkel einer Sichtbarkeit zu erzeugen und um ein virtuelles Vogelperspektivenbild, wenn das Fahrzeug 1 von oben gesehen ist, zu erzeugen. Das Vogelperspektivenbild kann auch als ein ebenes Bild bezeichnet werden.
Die ECU 14 identifiziert auch eine Trennlinie und dergleichen, die an Straßenoberflächen um das Fahrzeug 1 herum bestimmt ist, aus durch die Bildgebungseinheiten 15 erlangten Bildern, und erfasst (extrahiert) einen Parkabschnitt, der durch die Trennlinie und dergleichen bestimmt ist.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht, sind beispielsweise vier Abstandsmesseinheiten 16a bis 16d und acht Abstandsmesseinheiten 17a bis 17h als eine Vielzahl von Abstandsmesseinheiten 16 und 17 bei dem Fahrzeugkörper 2 vorgesehen. Jede der Abstandsmesseinheiten 16 und 17 ist beispielsweise ein Sonar, das Ultraschall abgibt bzw. abstrahlt und dessen reflektierte Welle aufnimmt bzw. einfängt. Das Sonar kann auch als ein Sonarsensor oder ein Ultraschallerfassungselement bezeichnet werden. Die ECU 14 kann basierend auf Erfassungsergebnissen der Abstandsmesseinheiten 16 und 17 messen, ob irgendein Objekt wie ein Hindernis um das Fahrzeug 1 herum angeordnet ist, und den Abstand zu dem Objekt messen. Insbesondere sind die Abstandsmesseinheiten 16 und 17 Beispiele einer Erfassungseinheit, die dazu eingerichtet ist, um Objekte zu erfassen. Die Abstandsmesseinheiten 17 können beispielsweise verwendet werden, um Objekte bei einem relativ kurzen Abstand zu erfassen, während die Abstandsmesseinheiten 16 beispielsweise verwendet werden können, um Objekte bei einem relativ großen Abstand zu erfassen, d. h., ferner als die Objekte, die die Abstandsmesseinheiten 17 erfassen. Die Abstandsmesseinheiten 17 können beispielsweise verwendet werden, um Objekte vor und hinter dem Fahrzeug 1 zu erfassen, während die Abstandsmesseinheiten 16 verwendet werden können, um Objekte an den Lateralseiten des Fahrzeugs 1 zu erfassen.
Wie in 4 veranschaulicht, sind bei einem Fahrunterstützungssystem 100 ein Bremssystem 18, ein Lenkwinkelsensor 19, ein Gaspedalsensor 20, ein Schaltsensor 21, ein Radgeschwindigkeitssensor 22, ein Globalpositionssystemempfänger (GPS) 26, und dergleichen zusätzlich zu der ECU 14, dem Monitorgerät 11, dem Lenksystem 13, und den Abstandsmesseinheiten 16 und 17 elektrisch mittels eines fahrzeugseitigen Netzwerks 23 als eine elektrische Telekommunikationsleitung verbunden. Das fahrzeugseitige Netzwerk 23 ist beispielsweise als ein Steuerbereichsnetzwerk (Controller Area Network, CAN) konfiguriert. Die ECU 14 kann das Lenksystem 13, das Bremssystem 18, und dergleichen durch Übertragen von Steuersignalen zu jenen mittels des fahrzeugseitigen Netzwerks 23 steuern. Die ECU 14 kann auch Erfassungsergebnisse von dem Drehmomentsensor 13b, einem Bremssensor 18b, dem Lenkwinkelsensor 19, den Abstandsmesseinheiten 16, den Abstandsmesseinheiten 17, dem Gaspedalsensor 20, dem Schaltsensor 21, dem Radgeschwindigkeitssensor 22, und dergleichen und Betriebs- bzw. Bedienungssignale von der Bedienungseingabeeinheit 10 und dergleichen über das fahrzeugseitige Netzwerk 23 empfangen.
Die ECU 14 umfasst beispielsweise eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 14a, einen Nurlesespeicher (ROM) 14b, einen Schreiblesespeicher (RAM) 14c, eine Anzeigesteuereinheit 14d, eine Tonsteuereinheit 14e, und ein Festkörperlaufwerk (SSD, Flash-Speicher) 14f. Die CPU 14a kann eine Vielzahl von arithmetischen Verarbeitungen und Steuerungen wie eine Bildverarbeitung bezüglich auf den Anzeigegeräten 8 und 12 angezeigten Bildern, eine Bestimmung einer Fortbewegungszielposition des Fahrzeugs 1, eine arithmetische Verarbeitung einer Fortbewegungsroute des Fahrzeugs 1, eine Beurteilung, ob eine Überschneidung mit einem Objekt vorliegt, eine automatische Steuerung des Fahrzeugs 1, und eine Beendigung der automatischen Steuerung durchführen. Die CPU 14a kann ein Computerprogramm lesen, das in einem nichtflüchtigen Speicher wie dem ROM 14b installiert und gespeichert ist, und arithmetische Verarbeitung gemäß dem Computerprogramm durchführen. Der RAM 14c speichert temporär darin verschiedene Arten von Daten, die für die durch die CPU 14a durchgeführte arithmetische Verarbeitung zu verwenden sind. Die Anzeigesteuereinheit 14d führt aus der durch die ECU 14 durchgeführten arithmetischen Verarbeitung primär Bildverarbeitung, die die durch die Bildgebungseinheiten 15 erlangten Bilddaten verwendet, und Zusammensetzung von bei der Anzeigevorrichtung 8 angezeigten Bilddaten durch. Die Tonsteuereinheit 14e verarbeitet aus der durch die ECU 14 durchgeführten arithmetischen Verarbeitung primär Tondaten, die durch das Tonausgabegerät 9 ausgegeben werden. Die SSD 14f ist ein wiederbeschreibbarer nichtflüchtiger Speicher und kann darin Daten selbst dann speichern, wenn die Energie der ECU 14 ausgeschaltet ist. Die CPU 14a, das ROM 14b, das RAM 14c, und dergleichen können in der gleichen Baugruppe integriert sein. Die ECU 14 kann eine Konfiguration aufweisen, bei der ein anderer logischer Betriebsprozessor oder logischer Schaltkreis wie ein Digitalsignalprozessor (DSP) anstelle der CPU 14a verwendet wird. Ein Festplattenlaufwerk (HDD) kann anstelle der SSD 14f vorgesehen sein, und die SSD 14f und die HDD können getrennt von der ECU 14 vorgesehen sein.
Das Bremssystem 18 ist beispielsweise ein Antiblockierbremssystem (ABS), das ein Blockieren der Bremse verhindert, eine elektronische Stabilitätskontrolle (ESC), die ein Rutschen bzw. Schleudern des Fahrzeugs 1 während einer Kurvenfahrt verhindert, ein elektrisches Bremssystem, das eine Bremskraft erhöht (Bremsunterstützung durchführt), oder eine drahtgebundene Bremse (BBW). Das Bremssystem 18 wendet Bremskraft auf die Räder 3 und letztlich auf das Fahrzeug 1 über einen Aktuator 18 an. Das Bremssystem 18 kann eine Vielzahl von Steuerungen durch Erfassen eines Blockierens der Bremse, eines Lehrlaufens der Räder, und eines Zeichens eines Rutschens basierend auf der Rotationsdifferenz zwischen den rechten und linken Rädern 3 durchführen. Der Bremssensor 18b ist beispielsweise ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, um die Position eines beweglichen Teils der Bremsbedienungseinheit 6 zu erfassen. Der Bremssensor 18b kann die Position eines Bremspedals, das als das bewegliche Teil dient, erfassen. Der Bremssensor 18b umfasst einen Versatzsensor.
Der Lenkwinkelsensor 19 ist beispielsweise ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, um das Lenkausmaß der Lenkeinheit 4 wie einem Lenkrad zu erfassen. Der Lenkwinkelsensor 19 ist beispielsweise unter Verwendung eines Hall-Elements eingerichtet. Die ECU 14 erlangt das Lenkausmaß der Lenkeinheit 4 durch den Fahrer, das Lenkausmaß jedes Rads 3 während eines automatischen Lenkens, und dergleichen, von dem Lenkwinkelsensor 19, um eine Vielzahl von Steuerungen durchzuführen. Der Lenkwinkelsensor 19 erfasst den Lenkwinkel eines drehenden Teils, das in der Lenkeinheit 4 enthalten ist. Der Lenkwinkelsensor 19 ist ein Beispiel eines Winkelsensors.
Der Gaspedalsensor 20 ist beispielsweise ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, um die Position eines beweglichen Teils der Beschleunigungsbedienungseinheit 5 zu erfassen. Der Gaspedalsensor 20 kann die Position eines Gaspedals, das als das bewegliche Teil dient, erfassen. Der Gaspedalsensor 20 umfasst einen Versatzsensor.
Der Schaltsensor 21 ist beispielsweise ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, um die Position eines beweglichen Teils der Gangschaltbedienungseinheit 7 zu erfassen. Der Schaltsensor 21 kann die Position eines Hebels, eines Arms, eines Knopfs, und dergleichen, der als das bewegliche Teil dient, erfassen. Der Schaltsensor 21 kann einen Versatzsensor umfassen oder kann als ein Schalter ausgeführt sein.
Der Radgeschwindigkeitssensor 22 ist ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, um das Rotationsausmaß und die Rotationsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit der Räder 3 zu erfassen. Der Radgeschwindigkeitssensor 22 gibt eine Radgeschwindigkeitspulsanzahl als einen Sensorwert aus, die auf die erfasste Rotationsgeschwindigkeit hinweist. Der Radgeschwindigkeitssensor 22 ist beispielsweise unter Verwendung eines Hall-Elements eingerichtet. Die ECU 14 berechnet das Fortbewegungsausmaß und dergleichen des Fahrzeugs 1 basierend auf dem von dem Radgeschwindigkeitssensor 22 erlangten Sensorwert, um eine Vielzahl von Steuerungen durchzuführen. Der Radgeschwindigkeitssensor 22 kann bei dem Bremssystem 18 vorgesehen sein. In diesem Fall erlangt die ECU 14 das Erfassungsergebnis des Radgeschwindigkeitssensors 22 mittels des Bremssystems 18. Die ECU 14 kann die Radgeschwindigkeit basierend auf dem von dem Radgeschwindigkeitssensor 22 erlangten Sensorwert berechnen. In diesem Fall kann die ECU 14 den Sensorwert eines Radgeschwindigkeitssensors 22 oder die Sensorwerte einer Vielzahl von Radgeschwindigkeitssensoren 22 verwenden.
Eine ECU 30, eine Elektromotorsteuereinheit 31, und andere Komponenten sind mit dem fahrzeugseitigen Netzwerk 23 verbunden. Die ECU 30 steuert ein Elektromotorsystem einschließlich eines Elektromotors 32. Die Elektromotorsteuereinheit 31 steuert den Elektromotor 32 und überwacht den Elektromotor. Die Elektromotorsteuereinheit 31 umfasst beispielsweise eine Elektromotor-ECU, einen Umrichter, eine PWM-Steuereinheit, eine Drehmomenterfassungseinheit, eine Elektrostromerfassungseinheit, und eine Rotationsgeschwindigkeitserfassungseinheit. Die Elektromotorsteuereinheit 31 steuert eine Rotation des Elektromotors 32 basierend auf einem Drehmomentbefehl, der von der ECU 30 gegeben wurde. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein Sollelektrostrom, der durch den Elektromotor 32 fließt, und eine Sollrotationsgeschwindigkeit des Elektromotors 32, die basierend auf einem Solldrehmoment in dem Drehmomentbefehl eingestellt werden, in einer Speichereinheit (nicht veranschaulicht) als Elektromotoransteuerinformation bzw. Elektromotorantriebsinformation gespeichert. Die Speichereinheit kann beispielsweise bei der Elektromotorsteuereinheit 31 vorgesehen sein. Die Elektromotorsteuereinheit 31 erfasst ein tatsächlich durch den Elektromotor 32 erzeugtes Drehmoment, einen tatsächlich durch den Elektromotor 32 fließenden elektrischen Strom, und eine tatsächliche Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors 32. Die Elektromotorsteuereinheit 31 gibt das erfasste Drehmoment, den erfassten elektrischen Strom, die erfasste Rotationsgeschwindigkeit, und die Elektromotoransteuerinformation an die ECU 14 als Elektromotorrotationsinformation aus.
Die Konfigurationen, Anordnungen, und elektrischen Verbindungen von verschiedenen Sensoren und Aktuatoren, die vorstehend beschrieben sind, sind lediglich Beispiele, und können auf verschiedene Weisen eingestellt (geändert) werden.
Das Folgende beschreibt eine Konfiguration einer Fahrunterstützungseinheit 400, die bei der ECU 14 vorgesehen ist. Wie in 5 veranschaulicht, umfasst die Fahrunterstützungseinheit 400 eine Bedienungsempfangseinheit 401, eine Zielpositionserfassungseinheit 402, eine Zielpositionseinstelleinheit 403, eine Fortbewegungsroutenbestimmungseinheit 404, eine Fortbewegungssteuereinheit 405, und eine Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406.
Die Komponenten bei der Fahrunterstützungseinheit 400, die in 5 veranschaulicht sind, sind durch die CPU 14a bei der ECU 14, die in 4 veranschaulicht ist, vorgesehen, die ein Computerprogramm, das in dem ROM 14b gespeichert ist, ausführt. Mit anderen Worten werden durch Ausführung des in dem ROM 14b gespeicherten Computerprogramms die Bedienungsempfangseinheit 401, die Zielpositionserfassungseinheit 402, die Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406, die Zielpositionseinstelleinheit 403, die Fortbewegungsroutenbestimmungseinheit 404, und die Fortbewegungssteuereinheit 405 bei der Fahrunterstützungseinheit 400 vorgesehen. Diese Einheiten können als Hardware vorgesehen sein.
Die Fahrunterstützungseinheit 400 kann beispielsweise Parkunterstützung durchführen. Um das Fahrzeug 1 zu parken, erfasst die Fahrunterstützungseinheit 400 beispielsweise eine Zielposition Ta, die die Positionskoordinaten eines Bereichs angibt, in dem das Fahrzeug 1 geparkt werden kann, wie in 6 veranschaulicht. Die Fahrunterstützungseinheit 400 kann eine Fortbewegungsroute P des Fahrzeugs 1 von der gegenwärtigen Position zu der Zielposition Ta bestimmen und das Fahrzeug 1 derart steuern, dass sich das Fahrzeug 1 entlang der Fortbewegungsroute P fortbewegt.
Die Bedienungserfassungseinheit 401 empfängt Anweisungssignale (Steuersignale) von der Bedienungseingabeeinheit 10, einer Bedieneinheit 14g, und dergleichen. Basierend auf den Anweisungssignalen kann die Bedienungsempfangseinheit 401 eine Bedienung von dem Fahrer empfangen. Die Bedieneinheit 14g ist beispielsweise ein Druckknopf oder ein Schalter.
Die Zielpositionserfassungseinheit 402 erfasst beispielsweise aufeinanderfolgend bzw. sequenziell die Zielposition Ta zu jeder vorbestimmten Zeit. Insbesondere führt beispielsweise die Zielpositionserfassungseinheit 402 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kantenextraktion bezüglich Aufnahmebilddaten, die in einem Rückwärtsfortbewegungsprozess, einem Vorwärtsfortbewegungsprozess, und einem Anhaltezustand des Fahrzeugs 1 erlangt und von den Bildgebungseinheiten 15 ausgegeben sind, durch. Als ein Ergebnis erfasst die Zielpositionserfassungseinheit 402 Parktrennlinien wie ein Paar von weißen Linien L (6), die auf einer Straßenoberfläche vorgesehen sind. Die Zielpositionserfassungseinheit 402 kann daher einen Bereich, der durch das Paar von Parktrennlinien umgeben ist, als einen Bereich erfassen, in dem das Fahrzeug 1 geparkt werden kann, d. h., eine Parkzielposition. Das Verfahren zur Berechnung der Parkzielposition ist nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt.
Die Zielpositionseinstelleinheit 403 stellt eine Zielposition Ta aus den sequenziell durch die Zielpositionserfassungseinheit 402 erfassten Zielpositionen Ta als ein Finalparkziel ein. Die Zielpositionseinstelleinheit 403 empfängt beispielsweise eine Spezifizierung bzw. Bestimmung eines Parkrahmenbildes von dem Fahrer aus Parkrahmenbildern, die aufeinanderfolgend bei einem Parkziel in einem Vogelperspektivenbild angezeigt werden, das auf dem Anzeigegerät 8 angezeigt wird. Die Zielpositionseinstelleinheit 403 kann die Position des spezifizierten Parkrahmenbildes als die Finalzielposition einstellen. Alternativ kann, beispielsweise wenn der Lenkwinkelsensor 19 erfasst, dass der Fahrer eine Parkbedienung bzw. einen Parkbetrieb in Richtung der durch das Parkrahmenbild angedeuteten Position gestartet hat, die Zielpositionseinstelleinheit 403 die Position des Parkrahmenbildes als die Finalzielposition einstellen. Das Verfahren zur Einstellung der Zielposition Ta ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Verfahren beschränkt.
Die Fortbewegungsroutenbestimmungseinheit 404 berechnet eine Fortbewegungsroute des Fahrzeugs 1 von der gegenwärtigen Position zu der Zielposition Ta. Die Fortbewegungsroutenbestimmungseinheit 404 kann eine Fortbewegungsroute des Fahrzeugs 1 durch Durchführen von geometrischen arithmetischen Operationen gemäß einer vorbestimmten Prozedur und Bedingungen basierend auf der gegenwärtigen Position und der Zielposition Ta des Fahrzeugs 1 berechnen. Alternativ kann sich die Fortbewegungsroutenbestimmungseinheit 404 auf Daten bezüglich einer Vielzahl von Routenmustern beziehen, die beispielsweise in dem ROM 14b oder der SSD 14f gespeichert sind, um ein Routenmuster entsprechend der gegenwärtigen Position und der Zielposition Ta auszuwählen. Das Verfahren zur Berechnung der Fortbewegungsroute ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Verfahren beschränkt.
Die Fortbewegungssteuereinheit 405 lenkt die Räder 3 bei einer Fortbewegung des Fahrzeugs 1 entlang der durch die Fortbewegungsroutenbestimmungseinheit 404 bestimmten Fortbewegungsroute. Insbesondere steuert die Fortbewegungssteuereinheit 405 den Aktuator 13a des Lenksystems 13 abhängig von der Position des Fahrzeugs 1 derart, dass sich das Fahrzeug 1 entlang der durch die Fortbewegungsroutenbestimmungseinheit 404 bestimmten Fortbewegungsroute fortbewegt. Zu dieser Zeit wird die Position des Fahrzeugs 1 durch die Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406 erfasst. Das Fahrzeug 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird abhängig von einer durch den Fahrer bezüglich der Beschleunigungsbedienungseinheit 5 oder der Bremsbedienungseinheit 6 durchgeführten Bedienung beschleunigt oder verzögert (gebremst). Das Verfahren für eine Fortbewegungssteuerung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt.
Die Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406 erfasst die Position des Fahrzeugs 1 zu jeder vorbestimmten Zeit. Wie in 5 veranschaulicht, umfasst die Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406 eine Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a, eine Rutscherfassungseinheit 406b, eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c, und eine Positionsberechnungseinheit 406d.
Die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangt die Radgeschwindigkeit der Räder 3 entsprechend der Rotation der Räder 3 des Fahrzeugs 1 zu jeder vorbestimmten Zeit. Die Radgeschwindigkeit ist die Umfangsgeschwindigkeit bzw. Umlaufgeschwindigkeit der Räder 3. Die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a berechnet die Radgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit der Räder 3, die durch den Radgeschwindigkeitssensor 22 erfasst ist, d. h., die Rotationsgeschwindigkeit der Räder 3, und auf dem Durchmesser der Räder 3. Zu dieser Zeit kann die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a die Rotationsgeschwindigkeit eines der vier Räder 3 oder den Durchschnitt der Rotationsgeschwindigkeiten einer Vielzahl von Rädern 3 verwenden. Das Verfahren zur Erlangung der Radgeschwindigkeit ist nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt.
Die Rutscherfassungseinheit 406b erfasst ein Rutschen der Räder 3 zu jeder vorbestimmten Zeit. Das Rutschen umfasst ein Drehen (Durchdrehen) der Räder 3 und ein Blockieren der Räder 3. Die Rutscherfassungseinheit 406b kann ein Rutschen der Räder 3 basierend auf der physikalischen Menge bzw. physikalischen Größe bezüglich der Rotation des elektrischen Motors 32, der als die Antriebsquelle der Räder 3 dient, erfassen. Die physikalische Größe bezüglich der Rotation des Elektromotors 32 ist beispielsweise das durch den Elektromotor 32 erzeugte Drehmoment, der durch den Elektromotor 32 fließende elektrische Strom, und die Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors 32. Wenn die Räder 3 rutschen, tritt eine Differenz jeweils zwischen dem Solldrehmoment des Elektromotors 32, dem Sollelektrostrom des Elektromotors 32, und der Sollrotationsgeschwindigkeit des Elektromotors 32 basierend auf dem durch die ECU 30 gegebenen Drehmomentbefehl und einem tatsächlichen Drehmoment entsprechend dem tatsächlich durch den Elektromotor 32 erzeugten Drehmoment, einem tatsächlichen elektrischen Strom entsprechend dem tatsächlich durch den Elektromotor 32 fließenden elektrischen Strom, und einer tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit entsprechend der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors 32 auf. Die Rutscherfassungseinheit 406b gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet zumindest eines aus dem Ausmaß einer Differenz zwischen dem Solldrehmoment und dem tatsächlichen Drehmoment, dem Ausmaß einer Differenz zwischen dem Sollelektrostrom und dem tatsächlichen elektrischen Strom, und dem Ausmaß einer Differenz zwischen der Sollrotationsgeschwindigkeit und der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit. Wenn das Ausmaß einer Differenz größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, bestimmt die Rutscherfassungseinheit 406b, dass die Räder 3 rutschen. Um eine solche Bestimmung zu tätigen, verwendet die Rutscherfassungseinheit 406b die von der Elektromotorsteuereinheit 31 ausgegebene Elektromotorrotationsinformation.
Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c erfasst die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit zu jeder vorbestimmten Zeit. Insbesondere berechnet, wenn kein Rutschen der Räder 3 durch die Rutscherfassungseinheit 406b erfasst ist, die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangten Radgeschwindigkeit. Insbesondere leitet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die Radgeschwindigkeit ab durch Berücksichtigung, dass die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit gleich der Radgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) ist.
Im Gegensatz dazu ist, wenn ein Rutschen der Räder 3 durch die Rutscherfassungseinheit 406b erfasst ist, die Genauigkeit der abgeleiteten Fahrzeugkörpergeschwindigkeit reduziert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit als gleich der Radgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) angenommen wird. Um dies anzugehen, korrigiert, wenn ein Rutschen der Räder 3 durch die Rutscherfassungseinheit 406b erfasst ist, die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangte Radgeschwindigkeit und berechnet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit. Insbesondere verwendet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c eine Rutschrate, die definiert ist durch den Ausdruck (1): Rutschrate = (Fahrzeugkörpergeschwindigkeit – Radgeschwindigkeit)/Fahrzeugkörpergeschwindigkeit.
Die Rutschrate entspricht Korrekturinformation.
Der Ausdruck 1 leitet den Ausdruck 2 ab: Fahrzeugkörpergeschwindigkeit = Radgeschwindigkeit/(1 – Rutschrate) (2)
Mit anderen Worten kann, wenn ein Rutschen der Räder 3 auftritt und die Rutschrate identifiziert ist, die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die Radgeschwindigkeit unter Verwendung der Rutschrate korrigieren. Als ein Ergebnis kann die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit selbst dann genau berechnen, wenn die Räder 3 rutschen. Die Rutschrate gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorab in dem ROM 14b gespeichert. Wenn ein Rutschen der Räder 3 durch die Rutscherfassungseinheit 406b erfasst ist, berechnet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit unter Verwendung der in dem ROM 14b gespeicherten Rutschrate und des Ausdrucks (2). Mit anderen Worten korrigiert die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die Radgeschwindigkeit basierend auf Rutschinformation und berechnet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit. Wie aus vorstehender Beschreibung klar wird, ist die Radgeschwindigkeit, die erlangt wird, wenn Rutschen auftritt, gleich der korrigierten Fahrzeugkörpergeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Speichereinheit, die darin die Rutschrate speichert, kann auch eine Einheit verschieden von dem ROM 14b sein.
Die Rutschrate gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird abhängig von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 eingestellt. Die Rutschrate wird beispielsweise abhängig von einem Geradefortbewegungszustand des Fahrzeugs 1, einem Wendezustand des Fahrzeugs 1, einem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs 1, und einem Verzögerungszustand bzw. Bremszustand des Fahrzeugs 1 eingestellt. Die Rutschrate kann abhängig von einer Kombination eingestellt werden, die aus dem Geradefortbewegungszustand, dem Wendezustand, dem Beschleunigungszustand, und dem Bremszustand kombiniert werden kann.
Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c verwendet die Rutschrate entsprechend dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1, um die Radgeschwindigkeit zu korrigieren. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c kann den Betriebszustand des Fahrzeugs 1 mittels verschiedener Verfahren erfassen. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c kann eine Änderung über Zeit bezüglich der Positionsbeziehung zwischen einem Objekt B und dem Fahrzeug 1 beispielsweise aus den durch die Bildgebungseinheiten 15 erlangten Aufnahmedaten und den Erfassungsergebnissen der Abstandsmesseinheiten 16 und 17 erfassen. Basierend auf dem Erfassungsergebnis kann die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c bestimmen, ob sich das Fahrzeug 1 in dem Geradefortbewegungszustand oder dem Wendezustand befindet. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c kann beispielsweise auch basierend auf dem Erfassungsergebnis des Lenkwinkelsensors 19 bestimmen, ob sich das Fahrzeug 1 in dem Geradefortbewegungszustand oder dem Wendezustand befindet. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c kann auch basierend auf der Radgeschwindigkeit der Räder 3 auf der rechten Seite, die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangt ist, und der Radgeschwindigkeit der Räder 3 an der linken Seite, die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangt ist, bestimmen, ob sich das Fahrzeug 1 in dem Geradefortbewegungszustand oder dem Wendezustand befindet. Wenn die Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit der Räder 3 auf der rechten Seite und der Radgeschwindigkeit der Räder 3 auf der linken Seite beispielsweise gleich wie oder größer als ein vorbestimmtes Ausmaß ist, bestimmt die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c, dass sich das Fahrzeug 1 in dem Wendezustand befindet. Wenn die Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit der Räder 3 auf der rechten Seite und der Radgeschwindigkeit der Räder 3 auf der linken Seite kleiner als das vorbestimmte Ausmaß ist, bestimmt die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c, dass sich das Fahrzeug 1 in dem Geradefortbewegungszustand befindet. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c kann beispielsweise basierend auf der durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangten Radgeschwindigkeit bestimmen, ob sich das Fahrzeug 1 in dem Beschleunigungszustand oder dem Bremszustand befindet. Bei einer Bestimmung des Betriebszustands unter Verwendung der Radgeschwindigkeit kann die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a vor einer Erfassung eines Rutschens der Räder 3 durch die Rutscherfassungseinheit 406b erlangte Radgeschwindigkeit verwenden. Die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c kann beispielsweise auch basierend auf dem Erfassungsergebnis eines Beschleunigungssensors (nicht veranschaulicht), der bei dem Fahrzeugkörper 2 vorgesehen ist, bestimmen, ob sich das Fahrzeug 1 in dem Beschleunigungszustand oder dem Bremszustand befindet. Die Rutscherfassungseinheit 406b kann beispielsweise basierend auf dem Erfassungsergebnis des GPS-Empfängers 26 bestimmen, ob sich das Fahrzeug 1 in dem Geradefortbewegungszustand, dem Wendezustand, dem Beschleunigungszustand, oder dem Verzögerungszustand bzw. Bremszustand befindet.
Die Positionsberechnungseinheit 406d berechnet die Position des Fahrzeugs 1 zu jeder vorbestimmten Zeit basierend auf der durch die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c berechneten Fahrzeugkörpergeschwindigkeit abhängig davon, ob ein Rutschen der Räder 3 aufgetreten ist. Die berechnete Position des Fahrzeugs 1 wird beispielsweise mittels eines zweidimensionalen Koordinatensystems ausgedrückt. Die Positionsberechnungseinheit 406d kann die relative Position und die relative Haltung bzw. Stellung (Abweichungswinkel) des Fahrzeugs 1 zu bzw. bei dem Ende der vorbestimmten Zeit bezüglich der Position und der Haltung bzw. Stellung des Fahrzeugs 1 zu bzw. bei dem Start der vorbestimmten Zeit beispielsweise basierend auf dem Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 bei der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit während der vorbestimmten Zeit, die durch die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c berechnet ist, und auf dem Lenkwinkel der Räder 3, der von dem Lenkwinkelsensor 19 ausgegeben ist, berechnen. Für diese Berechnung kann die Positionsberechnungseinheit 406d die Kurvenform bei dem Drehen bzw. Wenden des Fahrzeugs 1, die aus dem Lenkwinkel der Räder 3 berechnet ist, verwenden. Die Positionsberechnungseinheit 406d wiederholt die vorstehend beschriebene Verarbeitung zu jeder vorbestimmten Zeit startend mit dem Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug 1 an einer Referenzposition positioniert ist, wodurch die relative Position und die relative Haltung des Fahrzeugs 1 bezüglich der Referenzposition berechnet wird. Die Referenzposition ist beispielsweise die Position des Fahrzeugs 1 zu bzw. bei dem Start der Fahrunterstützung.
Im Folgenden wird die Prozedur einer Fahrzeugpositionserfassungsverarbeitung, die durch die Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406 mit der vorstehend unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Konfiguration durchgeführt wird. Die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangt die Radgeschwindigkeit (S1), und die Rutscherfassungseinheit 406b erfasst ein Rutschen der Räder 3 (S2).
Wenn kein Rutschen der Räder 3 erfasst wird (Nein bei S2), berechnet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der erlangten Radgeschwindigkeit (S3). Im Gegensatz dazu korrigiert, wenn ein Rutschen der Räder 3 erfasst ist (Ja bei S2), die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c die erlangte Radgeschwindigkeit basierend auf der in dem ROM 14b gespeicherten Rutschrate und berechnet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit (S4). Danach berechnet die Positionsberechnungseinheit 406d das Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 basierend auf der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit, die durch die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c abhängig davon, ob ein Rutschen der Räder 3 aufgetreten ist, berechnet ist (S5). Die Positionsberechnungseinheit 406d berechnet die Position und die Haltung (Stellung) des Fahrzeugs 1 basierend auf dem Fortbewegungsausmaß (S6). Die vorstehend beschriebene Verarbeitung wird zu jeder vorbestimmten Zeit wiederholt.
Wie vorstehend beschrieben korrigiert, wenn ein Rutschen erfasst wird, die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erlangte Radgeschwindigkeit basierend auf der Rutschrate und berechnet die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit. Die Positionsberechnungseinheit 406d berechnet die Position des Fahrzeugs 1 basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit. Folglich korrigiert, beispielsweise selbst wenn die Räder 3 rutschen, die Konfiguration die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit, um die Position des Fahrzeugs 1 zu berechnen, wodurch die Position und die Haltung des Fahrzeugs 1 genau berechnet, d. h., erfasst wird.
In einem Fall, in dem die Position des Fahrzeugs 1 mittels des GPS-Empfängers 26 erfasst ist, kann beispielsweise wenn das Fahrzeug 1 außerhalb des Betriebsbereichs des GPS-Empfängers 26 positioniert ist, die Position des Fahrzeugs 1 nicht erkannt werden. Im Gegensatz dazu berechnet das vorliegende Ausführungsbeispiel die Position des Fahrzeugs 1 basierend auf der Radgeschwindigkeit des Fahrzeugs 1. Folglich kann das vorliegende Ausführungsbeispiel die Position des Fahrzeugs 1 unabhängig von der Position des Fahrzeugs 1 berechnen.
Die Rutschrate gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird abhängig von dem Geradefortbewegungszustand des Fahrzeugs 1 und dem Wendezustand des Fahrzeugs 1 eingestellt. Folglich korrigiert, beispielsweise wenn die Räder 3 rutschen, die Konfiguration die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit abhängig von dem Geradefortbewegungszustand und dem Wendezustand, um die Position des Fahrzeugs zu berechnen, wodurch die Position des Fahrzeugs 1 genau berechnet wird.
Die Rutschrate gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird abhängig von dem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs 1 und dem Verzögerungszustand des Fahrzeugs 1 eingestellt. Folglich korrigiert, beispielsweise wenn die Räder 3 rutschen, die Konfiguration die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit abhängig von dem Beschleunigungszustand und dem Verzögerungszustand, um die Position des Fahrzeugs 1 zu berechnen, wodurch die Position des Fahrzeugs 1 genau berechnet wird.
Die Rutscherfassungseinheit 406b gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst ein Rutschen der Räder 3 basierend auf der physikalischen Größe bezüglich der Rotation des Elektromotors 32. Folglich kann, beispielsweise selbst wenn die relative Positionsbeziehung zwischen dem Objekt B und dem Fahrzeug 1 nicht erkannt ist, die Konfiguration ein Rutschen der Räder 3 nur mittels Information bezüglich des Fahrzeugs 1 erfassen.
Abwandlungen
Im Folgenden wird eine Abwandlung des vorstehenden Ausführungsbeispiels beschrieben. Die vorliegende Abwandlung unterscheidet sich von dem vorstehenden Ausführungsbeispiel hauptsächlich in dem Verfahren zur Erfassung eines Rutschens und dem Verfahren zur Erlangung der Rutschrate, das durch die Rutscherfassungseinheit 406b durchgeführt wird. Die Rutscherfassungseinheit 406b gemäß der vorliegenden Abwandlung kann ein Rutschen der Räder 3 basierend auf Abstandsinformation erfassen, die auf den Abstand zwischen dem Objekt B (6) und dem Fahrzeug 1 hinweist. In diesem Fall berechnet die Rutscherfassungseinheit 406b das Fortbewegungsausmaß, um das sich das Fahrzeug 1 während einer vorbestimmten Zeit tatsächlich fortbewegt, basierend auf den Erfassungsergebnissen der Abstandsmesseinheiten 16 und 17 entsprechend der Abstandsinformation. Insbesondere berechnet die Rutscherfassungseinheit 406b das Fortbewegungsausmaß, um das sich das Fahrzeug 1 tatsächlich fortbewegt hat, basierend auf dem Ausmaß einer Änderung bezüglich des Abstands zu dem Objekt B, der durch die Abstandsmesseinheiten 16 und 17 in der vorbestimmten Zeit gemessen ist. Die Rutscherfassungseinheit 406b berechnet auch ein theoretisches Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 basierend auf der Radgeschwindigkeit, die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit 406a erlangt ist. Insbesondere berechnet die Rutscherfassungseinheit 406b das theoretische Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 unter der Annahme, dass die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit gleich der Radgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) ist und dass sich das Fahrzeug 1 mit der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit während der vorbestimmten Zeit fortbewegt. Wenn eine vorbestimmte Differenz zwischen dem tatsächlichen Fortbewegungsausmaß und dem theoretischen Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 besteht, bestimmt die Rutscherfassungseinheit 406b, dass die Räder 3 rutschen. Die Abstandsinformation, die auf den Abstand zwischen dem Objekt B und dem Fahrzeug 1 hinweist, kann basierend auf dem durch die Bildgebungseinheiten 15 aufgenommenen Bild erlangt werden.
Wenn die vorbestimmte Differenz zwischen dem tatsächlichen Fortbewegungsausmaß und dem theoretischen Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 besteht, berechnet die Rutscherfassungseinheit 406b gemäß der vorliegenden Abwandlung die Rutschrate basierend auf der Differenz zwischen dem tatsächlichen Fortbewegungsausmaß und dem theoretischen Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1. Die Rutschrate kann beispielsweise basierend auf dem Verhältnis des tatsächlichen Fortbewegungsausmaßes des Fahrzeugs 1 zu dem theoretischen Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 berechnet werden. Folglich kann die Rutscherfassungseinheit 406b die Rutschrate abhängig von tatsächlichen Straßenoberflächenbedingungen und anderen Faktoren berechnen.
Die vorliegende Abwandlung kann beispielsweise eine Rutschrate, die bei einer Erfassung eines ersten Rutschens berechnet wird, zur Korrektur der Radgeschwindigkeit bei einer Erfassung des ersten Rutschens und nachfolgender Rutschvorkommnisse verwenden. Durch Verwendung der korrigierten Radgeschwindigkeit kann die vorliegende Abwandlung das Fortbewegungsausmaß des Fahrzeugs 1 und die Position des Fahrzeugs 1 berechnen. Da eine solche Abwandlung die Rutschrate bei einer Erfassung der nachfolgenden Rutschvorkommnisse nicht berechnen muss, kann die Verarbeitungszeit einfach reduziert werden. Wenn der Betriebszustand des Fahrzeugs 1 bei einer Erfassung der nachfolgenden Rutschvorkommnisse verschieden von dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 bei einer Erfassung des ersten Rutschens ist, kann die vorliegende Abwandlung eine andere Rutschrate berechnen und die Radgeschwindigkeit unter Verwendung der Rutschrate korrigieren. Mit anderen Worten kann die vorliegende Abwandlung die Rutschrate für jede Betriebsbedingung des Fahrzeugs 1 berechnen.
Wie vorstehend beschrieben erfasst die Rutscherfassungseinheit 406b gemäß der vorliegenden Abwandlung ein Rutschen der Räder 3 basierend auf der Abstandsinformation, die für den Abstand zwischen dem Objekt B und dem Fahrzeug 1 steht. Folglich kann beispielsweise selbst dann, wenn ein Rutschen der Räder 3 schwer nur mittels der Information bezüglich des Fahrzeugs 1 in einem Fall, in dem der Elektromotor 32 nicht als die Antriebsquelle verwendet wird, zu erfassen ist, die Konfiguration ein Rutschen der Räder 3 basierend auf der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Objekt B und dem Fahrzeug 1 erfassen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 8 veranschaulicht, unterscheidet sich das vorliegende Ausführungsbeispiel von dem ersten Ausführungsbeispiel bezüglich der Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406 der Fahrunterstützungseinheit 400. Die Fahrzeugpositionserfassungseinheit 406 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst eine erste Berechnungseinheit 406e, eine zweite Berechnungseinheit 406f, und eine Korrektureinheit 406g. Die erste Berechnungseinheit 406e berechnet eine erste Position des Fahrzeugs 1 basierend auf der Geschwindigkeit der Räder 3. Insbesondere berechnet die erste Berechnungseinheit 406e die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit durch dasselbe Verfahren wie das Verfahren zur Berechnung der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit, das durch die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit 406c (5) durchgeführt wird, wenn die Räder 3 nicht rutschen. Vergleichbar mit der Positionsberechnungseinheit 406d (5) verwendet die erste Berechnungseinheit 406e die berechnete Fahrzeugkörpergeschwindigkeit, um die erste Position des Fahrzeugs 1 zu berechnen.
Die zweite Berechnungseinheit 406f berechnet eine zweite Position des Fahrzeugs 1 basierend auf GPS-Signalen, die von einem GPS-Satelliten mittels des GPS-Empfängers 26 empfangen sind.
Die Korrektureinheit 406g korrigiert die durch die erste Berechnungseinheit 406e berechnete erste Position des Fahrzeugs 1 basierend auf der zweiten Position des Fahrzeugs 1, die durch die zweite Berechnungseinheit 406f berechnet ist. Wenn eine Differenz zwischen der durch die erste Berechnungseinheit 406e berechneten ersten Position des Fahrzeugs 1 und der durch die zweite Berechnungseinheit 406f berechneten zweiten Position des Fahrzeugs 1 besteht, ändert beispielsweise die Korrektureinheit 406g die durch die erste Berechnungseinheit 406e berechnete erste Position des Fahrzeugs 1 auf die durch die zweite Berechnungseinheit 406f berechnete zweite Position des Fahrzeugs 1. Die Differenz zwischen der durch die erste Berechnungseinheit 406e berechneten ersten Position des Fahrzeugs 1 und der durch die zweite Berechnungseinheit 406f berechneten zweiten Position des Fahrzeugs 1 wird beispielsweise durch ein Rutschen der Räder 3 erzeugt.
Wie vorstehend beschrieben korrigiert die Korrektureinheit 406g gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die durch die erste Berechnungseinheit 406e berechnete erste Position des Fahrzeugs 1 basierend auf der durch die zweite Berechnungseinheit 406f berechneten zweiten Position des Fahrzeugs 1. Folglich kann selbst wenn die Räder 3 rutschen das vorliegende Ausführungsbeispiel die Position des Fahrzeugs 1 genau berechnen.
Das durch die Fahrunterstützungseinheit 400 gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen und der Abwandlung davon ausgeführte Computerprogramm kann bei einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium, wie einer CD-ROM, einer flexiblen Scheibe (Flexible Disc, FD), einer CD-R, und einer DVD (Digital Versatile Disk), als eine installierbare oder ausführbare Datei aufgezeichnet und vorgesehen sein.
Das durch die Fahrunterstützungseinheit 400 gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen und der Abwandlung davon ausgeführte Computerprogramm kann bei einem mit einem Netzwerk wie dem Internet verbundenen Computer gespeichert sein und durch Herunterladen mittels des Netzwerks bereitgestellt sein. Ferner kann das durch die Fahrunterstützungseinheit 400 gemäß den Ausführungsbeispielen ausgeführte Computerprogramm mittels eines Netzwerks wie dem Internet zur Verfügung gestellt oder vertrieben bzw. verbreitet werden.
Während bestimmte Ausführungsbeispiele und eine Abwandlung davon gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sind diese nur mittels einem Beispiel präsentiert und es ist nicht beabsichtigt, dass diese den Bereich der Erfindung einschränken. Die Ausführungsbeispiele und die Abwandlung davon können auf eine Vielzahl von anderen Formen verkörpert sein, und verschiedene Weglassungen, Ersetzungen, Kombinationen, und Änderungen können getätigt werden, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Die Spezifizierungen einschließlich der Konfiguration und der Form (beispielsweise die Struktur, die Art, die Richtung, die Form, die Größe, die Länge, die Breite, die Dicke, die Höhe, die Anzahl, die Anordnung, die Position, und das Material) können geeignet geändert werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugkörper
3: Rad
14b: ROM
32: Elektromotor
400: Fahrunterstützungseinheit
406: Fahrzeug positionserfassungseinheit
406a: Radgeschwindigkeitserlangungseinheit
406b: Rutscherfassungseinheit
406c: Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit
406d: Positionsberechnungseinheit
406e: Erste Berechnungseinheit
406f: Zweite Berechnungseinheit
406g: Korrektureinheit

Claims

Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung, mit einer Radgeschwindigkeitserlangungseinheit, die eine Radgeschwindigkeit eines Rads eines Fahrzeugs entsprechend einer Rotation des Rads erlangt, einer Rutscherfassungseinheit, die ein Rutschen des Rads erfasst, einer Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit, die, wenn das Rutschen nicht durch die Rutscherfassungseinheit erfasst ist, eine Fahrzeugkörpergeschwindigkeit entsprechend einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugkörpers des Fahrzeugs basierend auf der durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit erlangten Radgeschwindigkeit berechnet, und dazu eingerichtet ist, um als Reaktion auf eine Erfassung des Rutschens durch die Rutscherfassungseinheit die durch die Radgeschwindigkeitserlangungseinheit erlangte Radgeschwindigkeit basierend auf einer Korrekturinformation zu korrigieren und die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit basierend auf der korrigierten Radgeschwindigkeit zu berechnen, und einer Positionsberechnungseinheit, die eine Position des Fahrzeugs basierend auf der durch die Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsberechnungseinheit abhängig von einem Vorliegen des Rutschens berechneten Fahrzeugkörpergeschwindigkeit berechnet.
Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Korrekturinformation abhängig von einem Geradefortbewegungszustand des Fahrzeugs und einem Wendezustand des Fahrzeugs eingestellt ist.
Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Korrekturinformation abhängig von einem Beschleunigungszustand des Fahrzeugs und einem Verzögerungszustand des Fahrzeugs eingestellt ist.
Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Rutscherfassungseinheit das Rutschen des Rads basierend auf einer physikalischen Größe bezüglich einer Rotation eines als eine Antriebsquelle des Rads dienenden Elektromotors erfasst.
Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rutscherfassungseinheit das Rutschen des Rads basierend auf Abstandsinformation erfasst, die auf einen Abstand zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug hinweist.
Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung, mit einer ersten Berechnungseinheit, die eine erste Position eines Fahrzeugs basierend auf einer Geschwindigkeit eines Rads berechnet, einer zweiten Berechnungseinheit, die eine zweite Position des Fahrzeugs basierend auf einem Globalpositionssystem-(GPS)-Signal berechnet, und einer Korrektureinheit, die die durch die erste Berechnungseinheit berechnete erste Position des Fahrzeugs basierend auf der durch die zweite Berechnungseinheit berechneten zweiten Position des Fahrzeugs korrigiert.