DE112015006810T5 - Spurerkennungseinrichtung und Spurerkennungsverfahren - Google Patents

Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spurerkennungsvorrichtung bereitzustellen, welche eine Spur genau erkennen kann, auf welcher ein Subjektfahrzeug fährt, und eine Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, und ein Spurerkennungsverfahren. Die Spurerkennungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine Subjektfahrzeug-Positions-Recheneinheit, die eine Istposition des Subjektfahrzeugs berechnet; eine Fahrspur-Schätzeinheit, welche die Spur abschätzt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und eine Position in einer Richtung rechtwinklig zu einer Fahrtrichtung des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs, berechnet durch die Subjektfahrzeug-Positions-Recheneinheit, Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation, die eine Positionsbeziehung zwischen einer Straßenstruktur, die eine dreidimensionale Struktur ist, die in Beziehung auf eine Straße existiert, oder einem planaren Muster, das ein zweidimensionales sichtbares Muster ist, das in Relation zu einer Straße existiert, und dem Subjektfahrzeug angibt, und einer Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit einer Spur einer Straße im Hinblick auf eine Positionsbeziehung dazwischen assoziiert; und eine Fahrspur-End-Bestimmungseinheit, welche die Spur bestimmt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Ergebnissen der Abschätzung durch die Fahrspur-Schätzeinheit.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spurerkennungsvorrichtung, die eine Spur erkennt, auf welcher ein Subjektfahrzeug gerade fährt und eine Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, und auf ein Spurerkennungsverfahren.
• Hintergrund
• Technologie zum Erkennen weißer Linien (Spurbgrenzungslinien) unter Verwendung beispielsweise einer an einem Fahrzeug montierten Kamera zum Bestimmen einer Spur, auf welcher ein Subjektfahrzeug fährt, und Anwenden der Ergebnisse der Erkennung auf ein Spurabweichungs-Warnsystem (LDWS) oder ein Spurhalte-Assistenzsystem (LKAS) ist berichtet worden. Ein solches Spurabweichungs-Warnsystem oder Spurhalte-Assistenzsystem ist sehr nützlich als ein System zum Reduzieren einer Fahrbelastung am Fahrer. Bei einer Anwendung auf ein Autonavigationssystem kann eine Routenführung für jede Spur erzielt werden, indem eine einer Vielzahl von Spuren detektiert wird, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt.
• Diese Systeme arbeiten sehr effektiv, wenn die weißen Linien klar erkannt werden können, können dem Fahrer aber keine ausreichende Funktionalität bereitstellen, wenn die weißen Linien nicht erkannt werden können, aufgrund von Verschwimmen und dergleichen, welches abhängig von Wetterbedingungen oder durch Alterung der weißen Linien verursacht wird.
• Um das oben erwähnte Problem anzugehen, wird eine Technologie des Detektierens, unter der Annahme, dass eine Straße eine Seitenwand aufweist, der Distanz ab dem Subjektfahrzeug zur Seitenwand unter Verwendung eines Laserradars und Detektieren eines in einer Position einer Spur, in welcher das Subjektfahrzeug vorkommt, oder eines Hindernisses vor dem Subjektfahrzeug offenbart, um das Hindernis zu vermeiden, während die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur abgeschätzt wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
• Auch ist eine Technologie des Detektierens einer Fahruntersagungsregion offenbart, die beispielsweise eine Führungsschiene, einen Zaun, eine Seitenwand, einen Bordstein, einen Fußgänger, ein Fahrrad und ein anderes Fahrzeug enthält, welche eine Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, verwendet, und Erfassens von Zuverlässigkeit von Ergebnissen der Detektion durch die Umgebungs-Umwelt-Detektionsvorrichtung, basierend auf Diskontinuität der Fahruntersagungsregion zum Bestimmen einer Fahrroute (siehe beispielsweise Patentdokument 2).
• Dokumente des Stands der Technik
• Patentdokumente
• Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 10-31799
• Patentdokument 2: WO 2012/081096
• Zusammenfassung
• Durch die Erfindung zu lösendes Problem
• In den Patentdokumenten 1 und 2 werden die Umgebungen des Subjektfahrzeugs unter Verwendung des Laserradars oder der Umweltumgebungsvorrichtung detektiert, um nach einer Region zu suchen, in welcher Fahren gestattet ist, und wenn die weißen Linien nicht erkannt werden können, werden nur die Ergebnisse der Detektion durch den Laserradar oder die Umweltumgebungsvorrichtung verwendet. In den Patentdokumenten 1 und 2 kann jedoch die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht detektiert werden und kann eine ausreichende Fahrassistenz nicht bereitgestellt werden, wenn die Beziehung zwischen einer weißen Linie und einer Straßenstruktur, wie etwa einer Seitenwand, sich geändert hat.
• Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um ein solches Problem zu lösen und zielt darauf ab, eine Spurerkennungsvorrichtung bereitzustellen, welche eine Spur genau erkennen kann, in der ein Subjektfahrzeug fährt, und eine Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, und ein Spurerkennungsverfahren.
• Mittel zum Lösen des Problems
• Um das oben erwähnte Problem zu lösen, beinhaltet eine Spurerkennungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit, die eine Istposition eines Subjektfahrzeugs berechnet; eine Fahrspur-Schätzeinheit, die eine Spur abschätzt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und eine Position, in einer Richtung rechtwinklig zu einer Fahrrichtung des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit berechnet ist, Subjektfahrzeugumgebungs-Information, welche eine Positionsbeziehung zwischen einer Straßenstruktur, die eine dreidimensionale Struktur ist, die in Relation zu einer Straße existiert, oder einem planaren Muster, das ein zweidimensionales sichtbares Muster ist, das in Relation zu einer Straße existiert, und dem Subjektfahrzeug ist, und Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit einer Spur einer Straße im Hinblick auf eine Positionsbeziehung dazwischen assoziiert; und eine Fahrspur-End-Bestimmungseinheit, welche die Spur bestimmt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Abschätzungsergebnissen durch die Fahrspur-Schätzeinheit.
• Ein Spurerkennungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: Berechnen einer Istposition eines Subjektfahrzeugs; Abschätzen einer Spur, in welcher das Subjektfahrzeug fährt, und einer Position in einer Richtung rechtwinklig zu einer Fahrrichtung des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der berechneten Istposition des Subjektfahrzeugs, Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation, die ein Positionsbeziehung zwischen einer Straßenstruktur, die eine, in Relation zu einer Straße existierende dreidimensionale Struktur ist, oder einem planaren Muster, das ein zweidimensionales sichtbares Muster ist, das in Relation auf eine Straße existiert, und dem Subjektfahrzeug angibt, und Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit einer Spur einer Straße im Hinblick auf eine Positionsbeziehung dazwischen angibt; und Bestimmen der Spur, in welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Ergebnissen der Abschätzung.
• Effekte der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Spurerkennungsvorrichtung: die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit, welche die Istposition des Subjektfahrzeugs berechnet; die Fahrspur-Schätzeinheit, welche die Spur abschätzt, in welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Position in der Richtung rechtwinklig zur Fahrrichtung des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit berechnet ist, der Subjektfahrzeugumgebungs-Information, welche die Positionsbeziehung zwischen der Straßenstruktur, die eine dreidimensionale Struktur ist, die in Relation zu der Straße existiert, oder dem planaren Muster, das das zweidimensional sichtbare Muster ist, das in Relation zu der Straße existiert, und dem Subjektfahrzeug, und der Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit der Spur der Straße im Hinblick auf die Positionsbeziehung dazwischen assoziiert, angibt; und die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit, welche die Spur bestimmt, in welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf den Ergebnissen der Abschätzung durch die Fahrspur-Schätzeinheit, und kann somit die Spur, in welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur genau erkennen.
• Das Spurerkennungsverfahren beinhaltet: Berechnen der Istposition des Subjektfahrzeugs; Abschätzen der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Position in der Richtung rechtwinklig zur Fahrrichtung des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der berechneten Istposition des Subjektfahrzeugs, der Subjektfahrzeugumgebungs-Information, welche die Positionsbeziehung zwischen der Straßenstruktur, die die dreidimensionale Struktur ist, die in Relation zur Straße existiert, oder dem planaren Muster, das ein zweidimensionales sichtbares Muster ist, das in Relation auf die Straße und das Subjektfahrzeug existiert, und der Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit der Spur der Straße im Hinblick auf die Positionsbeziehung dazwischen angibt; und Bestimmen der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Ergebnissen der Abschätzung, und ermöglicht somit genaue Erkennung der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur.
• Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 2 ist ein Diagramm zum Erläutern von weißen Linien in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
• 3 illustriert ein Beispiel von Straßeninformation, die in einer Straßenstruktur-DB in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung gespeichert wird.
• 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Hardware-Konfiguration der Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation der Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 6 ist ein Diagramm zum Erläutern des Abschätzens einer Spur, in welcher ein Subjektfahrzeug in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung existiert.
• 7 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
• 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation einer Fahrspur-End-Bestimmungseinheit in Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 9 ist ein Diagramm zum Erläutern von Modifikation 7 von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
• 10 ist ein Diagramm zum Erläutern von Modifikation 7 von Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
• 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation der Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation einer Fahrspur-End-Bestimmungseinheit in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 14 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation der Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 16 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation einer Fahrspur-End-Bestimmungseinheit in Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 18 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation der Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 19 zeigt Beispiele eines Parameters zur Zuverlässigkeits-Berechnung in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.
• 20 zeigt ein Beispiel davon, wie der Parameter zur Zuverlässigkeits-Berechnung in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zu bestimmen ist.
• 21 zeigt ein Beispiel davon, wie der Parameter zur Zuverlässigkeit-Berechung in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zu bestimmen ist.
• 22 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation einer Fahrspur-End-Bestimmungseinheit in Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
• 23 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration eines Spurerkennungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten basierend auf den Zeichnungen beschrieben.
• <Ausführungsform 1>
• Die Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird zuerst beschrieben.
• 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
• Wie in 1 gezeigt, beinhaltet eine Spurerkennungsvorrichtung eine Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2, eine Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3, eine Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 und eine Informationsausgabeeinheit 5.
• Die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechnet eine Istposition eines Subjektfahrzeugs. Spezifisch berechnet die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 eine Ist-Absolutposition des Subjektfahrzeugs (nachfolgend auch als eine SF-Position bezeichnet), basierend auf einem Sensorsignal und aus einer Karten-DB 6 erfasster Karteninformation. Die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 erfasst auch aus der Karten-DB 6 ein Attribut einer Straße, auf welcher das Subjektfahrzeug existiert. Das Sensorsignal ist hier ein generischer Ausdruck für Signale (ein GNNS-Signal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitsimpuls und ein Beschleunigungs-Sensorsignal), die aus einem Global-Navigationssystem (GNSS), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einem Beschleunigungssensor, die im Subjektfahrzeug installiert sind, ausgegeben werden. Wenn das GNSS und die Sensoren alle hohe Detektionsgenauigkeit aufweisen und die Genauigkeit der Karteninformation, die in der Karten-DB 6 gespeichert ist, hoch ist, kann eine Spur, in welcher das Subjektfahrzeug existiert, spezifiziert werden. Wenn das GNSS und die Sensoren beide eine hohe Detektionsgenauigkeit aufweisen, kann die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 die Subjektfahrzeug-Position nur aus dem Sensorsignal berechnen.
• Die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 kann eine Rückmeldung von Ergebnissen einer Endbestimmung, die durch die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 gemacht ist, empfangen.
• Die Karten-DB 6 speichert Straßeninformation einschließlich einer Straßenverknüpfung, einem Straßenknoten, einer Straßenform und einem Straßen-Attribut (einem Straßentyp, einer Spurbreite und einer Anzahl von Spuren). Obwohl die Karten-DB 6 außerhalb der Spurerkennungsvorrichtung 1 in 1 lokalisiert ist, kann die Karten-DB 6 auf der Spurerkennungsvorrichtung 1 enthalten sein.
• Wie beispielsweise in 2 illustriert, werden Fahrbahnaußenseitenlinien, Spurbegrenzungslinien und eine Fahrbahn-Mittellinie auf einer Straße mit zwei Spuren in jeder Richtung angezeigt. Diese Linien sind sogenannte weiße Linien und definieren Spuren.
• Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 (eine Straßenstruktur-bezogene Fahrspur-Schätzeinheit) schätzt eine Spur ab, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und eine Position in einer Richtung rechtwinklig zur Fahrtrichtung (nachfolgend auch als eine laterale Position bezeichnet) des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Subjektfahrzeug-Position, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechnet wird, Ergebnissen einer Detektion durch eine Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und in einer Straßenstruktur-DB 8 gespeicherter Straßeninformation (Details werden unten beschrieben).
• Die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 (eine Umgebungsumwelt-Detektionseinheit) ist im Subjektfahrzeug installiert und detektiert die Anwesenheit eines Objektes, das eine dreidimensionale Struktur beinhaltet (nachfolgend auch als Straßenstruktur bezeichnet) um das Subjektfahrzeug herum und die Distanz zwischen dem Objekt und dem Subjektfahrzeug oder Relativpositionen des Objekts und des Subjektfahrzeugs. Ein Beispiel der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 beinhaltet hier eine Distanzmessvorrichtung, wie etwa ein Laserradar, ein Millimeterwellenradar, einen Ultraschallsensor und eine Binokular-Kamera. Obwohl die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 in 1 außerhalb der Spurerkennungsvorrichtung 1 lokalisiert ist, kann die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 auf der Spurerkennungsvorrichtung 1 enthalten sein.
• Die Straßenstruktur-DB 8 (ein Straßenstrukturspeicher) speichert Straßenstrukturen, welche durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 detektiert werden können, um die Straße, und Spuren in Assoziation miteinander. Beispiele der Straßenstrukturen hierin beinhalten eine Seitenwand, eine Leitplanke, ein Zeichen, ein Verkehrslicht und einen Reflektor. Die Straßenstruktur-DB 8 beinhaltet eine Speichervorrichtung, wie etwa ein Festplattenlaufwerk (HDD) und einen Halbleiterspeicher. Obwohl die Straßenstruktur-DB 8 außerhalb der Spurerkennungsvorrichtung 1 in 1 lokalisiert ist, kann die Straßenstruktur-DB 8 auf der Spurerkennungsvorrichtung 1 enthalten sein.
• 3 illustriert ein Beispiel der in der Straßenstruktur-DB 8 gespeicherten Straßeninformation.
• Wie in 3 illustriert, wird beispielsweise eine Straße angenommen, die drei Spuren in jeder Richtung hat und einen Bürgersteig, eine Seitenwand und einen Mittelstreifen aufweist. In diesem Fall speichert die Straßenstruktur-DB 8 als die Straßeninformation beispielsweise die Distanz zwischen der Fahrbahnaußenlinie und dem Bürgersteig, die Höhe des Bürgersteigs, die Distanz zwischen der Fahrbahnaußenlinie und der Seitenwand, die Höhe der Seitenwand, die Distanz zwischen der Fahrbahnaußenlinie und einem Teilungsstreifen, die Höhe des Teilungsstreifens, die Anzahl von Spuren und eine Spurbreite jeder Spur. Dies bedeutet, dass die Straßenstruktur-DB 8 die Straßeninformation speichert, welche die Straßenstruktur mit den Spuren assoziiert (die Fahrbahnaußenlinien im Beispiel von 3). Die Straßeninformation ist mit Positionsinformation assoziiert.
• Die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 trifft eine Endbestimmung der Spur, in welcher das Subjektfahrzeug fährt und die laterale Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Ergebnissen der Abschätzung durch die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 (Details werden unten beschrieben).
• Die Informationsausgabeeinheit 5 (eine Ausgabeeinheit) gibt Information zur Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs in der schließlich durch die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 bestimmten Spur an eine externe Vorrichtung (im Beispiel von 1 eine Fahrassistenzvorrichtung) aus.
• Die Fahrassistenzvorrichtung 9 ist ein LKAS, ein LDWS oder ein Navigationssystem, das Routenführung und dergleichen für jede Spur bereitstellt.
• 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Hardware-Konfiguration der Spurerkennungsvorrichtung 1 zeigt.
• Die Funktionen der Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2, der Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3, der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 und der Informationsausgabeeinheit 5, die auf der Spurerkennungsvorrichtung 1 enthalten sind, werden durch die Verarbeitungsschaltung erzielt. Das bedeutet, dass die Spurerkennungsvorrichtung 1 die Verarbeitungseinheit zum Berechnen der Subjektfahrzeug-Position, Abschätzen der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Subjektfahrzeug-Position, den Ergebnissen der Detektion durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und der in der Straßenstruktur-DB 8 gespeicherten Straßeninformation, Treffen einer finalen Bestimmung der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, und Ausgeben der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, beinhaltet. Die Verarbeitungsschaltung ist ein Prozessor 10 (auch als eine Zentralverarbeitungseinheit, eine Verarbeitungseinheit, eine Arithmetikeinheit, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer und ein Digitalsignalprozessor (als DSP bezeichnet) zum Ausführen eines im Speicher 11 gespeicherten Programmes.
• Die Funktionen der Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2, der Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3, der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 und der Informationsausgabeeinheit 5, die auf der Spurerkennungsvorrichtung 1 enthalten sind, werden durch Software, Firmware oder eine Kombination der Software und der Firmware erzielt. Die Software oder die Firmware wird als das Programm beschrieben und im Speicher 11 gespeichert. Die Verarbeitungsschaltung erzielt die Funktionen dieser Einheiten durch Lesen und Ausführen des im Speicher 11 gespeicherten Programms. Das bedeutet, dass die Spurerkennungsvorrichtung 1 den Speicher 11 zum Speichern des Programms beinhaltet, das zur Durchführung eines Schrittes zum Berechnen der Subjektfahrzeug-Position, eines Schritts des Abschätzens der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Subjektfahrzeug-Position, den Ergebnissen der Detektion durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und den in der Straßenstruktur-DB 8 gespeicherten Straßeninformationen, eines Schritts des Treffens einer finalen Bestimmung der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur und eines Schritts des Ausgebens der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur führt. Es kann gesagt werden, dass das Programm einen Computer dazu bringt, Prozeduren oder Verfahren der Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2, der Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3, der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 und der Informationsausgabeeinheit 5 auszuführen. Der Speicher hier korrespondiert beispielsweise mit einem nicht-flüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie etwa einem Wahlfreizugriffsspeicher (RAM), Nurlesespeicher (ROM), Flash-Speicher, löschbarem programmierbarem Nurlesespeicher (EPROM) und elektrisch löschbarem programmierbarem Nurlesespeicher (EEPROM), einer Magnetdisk, einer flexiblen Disk, einer optischen Disk, einer Compact-Disk, einer Mini-Disk, einer Digital Versatile Disk (DVD) und dergleichen.
• Der Betrieb der Spurerkennungsvorrichtung 1 wird als Nächstes beschrieben.
• 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Spurerkennungsvorrichtung 1 zeigt. Es sei angenommen, dass der Betrieb von 5 periodisch zu vorbestimmten Zeitintervallen durchgeführt wird, um die Erklärung zu vereinfachen. Die Verarbeitung muss jedoch nicht in regulären Intervallen durchgeführt werden und kann in kürzeren Intervallen mit steigender Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs oder mit steigender Krümmung der Straße durchgeführt werden. Die Verarbeitung kann in kürzeren Intervallen abhängig davon durchgeführt werden, ob es Nicht-Subjektfahrzeuge um das Subjektfahrzeug herum gibt, den Positionen der Nicht-Subjektfahrzeuge und einer Fahrumgebung oder einem Zustand. Beispielsweise kann im Autonavigationssystem die Verarbeitung mit hoher Frequenz durchgeführt werden, vor einem Zeitpunkt der Spurführung.
• Im Schritt S11 berechnet die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 eine Ist-Subjektfahrzeug-Position. Beispielsweise berechnet die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 Koordinaten P1 (x, y) der Subjektfahrzeug-Position.
• Im Schritt S12 schätzt die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die laterale Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Subjektfahrzeug-Position, den Detektionsergebnissen durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und der Straßeninformation ab. Spezifisch erfasst die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 aus der Straßenstruktur-DB 8 Straßeninformation entsprechend den Koordinaten P1 (x, y) der durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechneten Subjektfahrzeug-Position. Wie beispielsweise in 8 illustriert, wenn die Straße an einem Punkt der Koordinaten P1 (x, y) eine Straße ist, die zwei Spuren in jeder Richtung aufweist, und eine Seitenwand aufweist, erfasst die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 aus der Straßenstruktur-DB 8 Straßeninformation einschließlich der Anzahl von Spuren N (N = 2 im Beispiel von 6), einer Spurbreite Ln einer Spur n, der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Barriere (es gibt eine Barriere im Beispiel von 6) und eine Distanz Lw zwischen der Barriere und einer Fahrbahnaußenlinie. Die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 sucht nach einem Objekt um das Subjektfahrzeug bei den Koordinaten P1 (x, y) herum und detektiert eine Distanz Dw zwischen dem Subjektfahrzeug und der Seitenwand. Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 erfasst die Distanz Dw (Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation), welche durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 detektiert wird.
• Die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 berechnet eine Distanz d zwischen dem Zentrum der Fahrbahnaußenlinie und dem Zentrum des Subjektfahrzeugs (der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur), basierend auf einer Gleichung d = Dw - Lw.
• Wenn die Spur n eine von zwei Spuren ist, ist eine Gleichung „Spur n = 1“ gültig, wenn eine Ungleichung „0 < d ≤ L1“ erfüllt ist, und gilt eine Gleichung „Spur n = 2“, wenn ein Ungleichung „L1 < d ≤ L1 + L2“ erfüllt ist. Wenn eine Ungleichung „d < 0“ oder „d > L1 + L2“ erfüllt ist, fährt das Subjektfahrzeug außerhalb der Spur.
• Hinsichtlich der Distanz dn zwischen der linken weißen Linien der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und dem Zentrum des Subjektfahrzeugs gilt eine Gleichung „d1 = d“, wenn eine Gleichung „n = 1“ erfüllt ist und gilt eine Gleichung „d2 = d - L1“, wenn eine Gleichung „n = 2“ erfüllt ist.
• Eine allgemeine Formel zur Berechnung der Spur n, in welcher das Subjektfahrzeug fährt, wenn ein Ungleichung „N > 1“ für die Anzahl von Spuren N gilt, wird durch die folgende Ungleichung (1) ausgedrückt und ein Wert n (N > n > 1), der die Ungleichung (1) erfüllt, gibt die Spur an, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt.
  [Formel 1] $${\displaystyle \sum _{\text{m=1}}^{\text{n}-1}\text{Lm}}<\text{d}\le {\displaystyle \sum _{\text{m=1}}^{\text{n}}\text{Lm}}$$

  
• In diesem Fall, wenn die nachfolgende Ungleichung (2) erfüllt ist, fährt das Subjektfahrzeug außerhalb der Spur.
  [Formel 2] $$\text{d}\le \text{0 or d}>{\displaystyle \sum _{\text{m=1}}^{\text{N}}\text{Lm}}$$

  
• Eine allgemeine Formel zum Berechnen der Distanz dn zwischen der linken weißen Linie der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und dem Zentrum der Subjektfahrzeugs, wenn die Ungleichung „N > 1“ für die Anzahl von Spuren N gilt, wird durch die nachfolgende Gleichung (3) ausgedrückt.
  [Formel 3] $$\text{dn}=\text{d}-{\displaystyle \sum _{\text{m}=\text{1}}^{\text{n}-1}\text{Lm}}$$

  
• Eine allgemeine Formel zum Berechnen der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, wenn die Spurbreite jeder Spur L1 ist, wird durch die nachfolgende Ungleichung (4) ausgedrückt und ein Wert n (N > n > 1), der die Ungleichung (4) erfüllt, gibt die Spur an, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt. $$\left(\text{n}-1\right)\cdot \text{L1}<\text{d}\le \text{n}\cdot \text{L1}$$

  
• In diesem Fall, wenn die Ungleichung „d ≤ 0“ oder „d > N · L1“ erfüllt ist, fährt das Subjektfahrzeug außerhalb der Spur.
• Die Distanz dn zwischen der linken weißen Linien der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und dem Zentrum des Subjektfahrzeug, wenn die Spurbreite jeder Spur L1 ist, wird durch die nachfolgende Gleichung (5) ausgedrückt. $$\text{Dn}=\text{d}-\left(\text{n}-1\right)\cdot \text{L1}$$

  
• Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 kann die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur in der oben erwähnten Weise abschätzen.
• Wenn das Subjektfahrzeug auf der Spur L1 fährt, wie in 7 illustriert, wird die Lateralposition des Subjektfahrzeugs als die Distanz d zwischen dem Zentrum der Fahrbahnaußenlinie, die links des Subjektfahrzeugs in der Fahrtrichtung lokalisiert ist, und dem Zentrum des Subjektfahrzeugs ausgedrückt. Die Lateralposition jedoch kann in verschiedener Weise abhängig von der Position eines Startpunktes, ab welchem die Lateralposition gemessen wird, definiert werden. Beispielsweise kann die Lateralposition als die Distanz zwischen dem Zentrum der Fahrbahn-Mittellinie und dem Zentrum des Subjektfahrzeugs, die Distanz zwischen dem Zentrum der Spurbegrenzungslinie und dem Zentrum des Subjektfahrzeugs oder dergleichen definiert sein. Da die Spuren üblicherweise ausgelegt sind, dieselbe Spurbreite aufzuweisen, gilt üblicherweise eine Ungleichung „L1 = L2“ in 7.
• Beispielsweise wie in 7 illustriert, wenn Da die Breite des Subjektfahrzeugs bezeichnet, bezeichnet DL die Distanz zwischen einer linken Seite des Subjektfahrzeugs und dem Zentrum der linken Linie (Fahrbahnaußenlinie im Beispiel von 7) und bezeichnet DR die Distanz zwischen der rechten Seite des Subjektfahrzeugs und der rechten Linie (der Spurbegrenzungslinie von 7), werden die in den folgenden Gleichungen (6) und (7) gezeigten Beziehungen erfüllt. $$\text{DL}=\text{d}-\text{Da/2}$$

  

  $$\text{DR}=\text{L1}-\left(\text{d}+\text{Da/2}\right)$$

  
• Beispielsweise wird im LKAS das Fahren des Subjektfahrzeugs so gesteuert, dass DL und DR beide gleich oder kleiner als eine gewisse Distanz sind. Im LDWS wird ein Spurabweichungsalarm gegeben, wenn DL und DR gleich oder kleiner einer gewissen Distanz sind, und das Subjektfahrzeug in eine Spurverlassungsrichtung weist.
• Rückbezug auf 5 nehmend, trifft in Schritt S13 die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 eine Endbestimmung der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur.
• Im Schritt S14 gibt die Informationsausgabeeinheit 5 an die Fahrassistenzvorrichtung 9 Information zur Spur aus, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und Information zur Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur.
• 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Operation der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 zeigt. 8 zeigt Details der Verarbeitung in Schritt S13 von 5.
• Im Schritt S21 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4, ob die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur abgeschätzt hat, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur. Wenn die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur abgeschätzt hat, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S22 fort. Wenn andererseits die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht abgeschätzt hat, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S23 fort. Ein Beispiel des Falls, bei dem die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht abgeschätzt hat, beinhaltet einen Fall, bei dem die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 gescheitert ist, irgendwelche Straßenstrukturen zu detektieren.
• Im Schritt S22 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 als die Ergebnisse der Endbestimmung die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, abgeschätzt durch die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3.
• In Schritt S23 schätzt die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur durch Koppelung, basierend auf der Straßenform (Straßeninformation), die in der Karten-DB 6 gespeichert ist, und einer Bewegungsrichtung des Subjektfahrzeugs (Information zum Verhalten des Subjektfahrzeugs), welche aus dem Sensorsignal ermittelt wird, ab. Die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 bestimmt als Ergebnisse der Endbestimmung die Resultate zum Abschätzen durch die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3.
• Wenn beispielsweise eine Negativbestimmung nach konsekutiven affirmativen Bestimmungen im Schritt S21 getroffen wird, führt die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 eine Koppelung unter Verwendung, als einem Startpunkt der Spur durch, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur in der letzten affirmativen Bestimmung im Schritt S21.
• Die Spurerkennungsvorrichtung 1 kann die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur in der oben erwähnten Weise genau erkennen.
• <Modifikation>
• Modifikationen (Modifikationen 1 bis 11) der Spurerkennungsvorrichtung 1 werden als Nächstes beschrieben.
• <Modifikation 1>
• Obwohl der Fall, bei dem die Informationsausgabeeinheit 5 an Fahrerassistenzvorrichtung 9 die Information zur Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Information zur Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur ausgibt, in Schritt S14 von 5 beschrieben ist, ist die Ausgabe-Information nicht auf die in diesem Fall beschränkt und kann die Informationsausgabeeinheit 5 an die Fahrerassistenzvorrichtung 9 nur die Information zur Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, ausgeben.
• Wenn beispielsweise die Fahrerassistenzvorrichtung 9 ein Navigationssystem ist, welches Routenführung für jede Spur bereitstellt, erfordert das Navigationssystem nur die Information zur Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt. Somit kann in diesem Fall die Informationsausgabeeinheit 5 an die Fahrerassistenzvorrichtung 9 nur die Information zur Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, ausgeben. Das heißt, dass die Informationsausgabeeinheit 5 Information, die die Fahrerassistenzvorrichtung 9 erfordert, ausgeben kann.
• <Modifikation 2>
• Obwohl der Fall, wo die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 die Spur abschätzt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur durch Koppelungsnavigation, basierend auf der in der Karten-DB 6 gespeicherten Straßenform und der Bewegungsrichtung des Subjektfahrzeugs, welche aus dem Sensorsignal ermittelt wird, wenn die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur nicht abgeschätzt hat, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, in 8 beschrieben ist, ist die Verarbeitung nicht auf diesen Fall beschränkt.
• Wenn beispielsweise die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht abgeschätzt hat, kann die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 bestimmen, dass „Detektion der Subjektfahrzeug-Position nicht möglich ist“. In diesem Fall kann die Informationsausgabeeinheit 5 Information, die angibt, dass „Detektion der Subjektfahrzeug-Position nicht möglich ist“ an die Fahrerassistenzvorrichtung 9 ausgeben. Beim Empfang der Information, welche angibt, dass „Detektion der Subjektfahrzeug-Position nicht möglich ist“ aus der Informationsausgabeeinheit 5, kann die Fahrerassistenzvorrichtung 9 den Fahrer beispielsweise informieren, dass „Fahrerassistenz suspendiert ist“.
• Die Fahrerassistenzvorrichtung 9 kann ein geeignetes Fahrunterstützungsverfahren in der oben beschriebenen Weise auswählen.
• <Modifikation 3>
• Zusätzlich zur Information über die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Information zur Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, kann die Informationsausgabeeinheit 5 an die Fahrerassistenzvorrichtung 9 Information über eine Absolutposition des Subjektfahrzeugs, Information über die Straßenform vor dem Subjektfahrzeug und dergleichen ausgeben. Die Information über die Absolutposition des Subjektfahrzeugs ist hier Information über die Subjektfahrzeug-Position, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechnet ist, und die Information über die Straßenform vor dem Subjektfahrzeug ist hier Information über die aus der Karten-DB 6 erfasste Straßenform, basierend auf der Subjektfahrzeug-Position, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechnet ist.
• Die Fahrerassistenzvorrichtung 9 kann ein so hohes Niveau an Fahrunterstützung bereitstellen, da die Fahrerassistenzvorrichtung 9 mit einer Breitenvarietät von Information in der oben erwähnten Weise versehen ist. Beispielsweise kann die Fahrerassistenzvorrichtung 9 ein hohes Niveau an halbautomatischer Fahrsteuerung in Übereinstimmung mit einer Kurve oder einem Straßengradienten durchführen. Die Fahrerassistenzvorrichtung 9 kann für den Fahrer nützliche Information (z.B. Information, die „Kurve voraus“ aussagt) anzeigen.
• <Modifikation 4>
• Die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 kann aus der Straßenstruktur-DB 8 Straßeninformation entsprechend der durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechneten Subjektfahrzeug-Position erfassen. Mit einer solchen Konfiguration kann die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 jegliche Straßenstruktur kennen, welche an der Subjektfahrzeug-Position zu detektieren ist, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechnet wird oder den Merkmalen der Straßenstruktur, was zu einer Verbesserung bei der Genauigkeit der Detektion der Straßenstruktur führt.
• <Modifikation 5>
• Wie oben beschrieben, speichert die Straßenstruktur-DB 8 als die Straßeninformation die Distanz zwischen der Fahrbahnaußenlinie und dem Bürgersteig, die Höhe des Bürgersteigs, die Distanz zwischen der Fahrbahnaußenlinie und der Seitenwand, die Höhe der Seitenwand, die Distanz zwischen der Fahrbahnaußenlinie und dem Teilungsstreifen, die Höhe des Teilungsstreifens und dergleichen. Die Straßenstruktur-DB 8 speichert Information nicht nur zu einer kontinuierlich hohen Straßenstruktur, wie etwa einer Seitenwand, sondern auch zu einer kontinuierlich niedrigen Straßenstruktur, wie etwa einem Bürgersteig, wie oben beschrieben, und somit können die Details der Straßenstrukturen bekannt sein. Wenn eine Vielzahl von Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 unterschiedlicher Schemata im Subjektfahrzeug installiert werden, kann eine der für die Detektion an spezifischen Straßenstrukturen geeigneten Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 ausgewählt werden. Beispielsweise kann ein Ultraschallsensor zur Detektion einer großen Straßenstruktur wie etwa einer Seitenwand ausgewählt werden, kann ein Laserradar zur Detektion einer Straßenstruktur ausgewählt werden, die Auflösung verlangt und kann ein Millimeterwellenradar zur Detektion einer etwas Breitbereichs-Straßenstruktur ausgewählt werden.
• <Modifikation 6>
• Die Straßenstruktur-DB 8 kann Information über ein Installationsmuster und einen Installationsbereich von Straßenstrukturen, wie etwa Leitplanken und Reflektoren, die wiederholt in gleichmäßigen Intervallen installiert sind, speichern. Die Information über das Installationsmuster ist hier beispielsweise Information, die Intervalle in Metern angibt, in welchen die Straßenstrukturen installiert sind, und die Information über den Installationsbereich ist hier Information, welche ein Bereich angibt, über welchen die Straßenstrukturen installiert sind. Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 schätzt die Spur ab, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Information über das Installationsmuster und den Installationsbereich der Straßenstrukturen.
• Wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 die wiederholt in regelmäßigen Intervallen installierten Straßenstrukturen detektiert, variieren Perioden, in welchen die Straßenstrukturen detektiert werden, abhängig von der Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs. Die Detektionsgenauigkeit der Straßenstrukturen kann somit durch Kollatieren von Detektionsperioden der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 verbessert werden, welche aus dem Installationsmuster der Straßenstrukturen und der Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs, theoretischen Detektionsperioden, die durch Dividieren der regelmäßigen Intervalle, in welchen die Straßenstrukturen angeordnet sind, ermittelt sind, durch die Geschwindigkeit des Subjektfahrzeugs erhalten werden, und tatsächlichen Detektionsperioden der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7.
• <Modifikation 7>
• Die Straßenstruktur-DB 8 kann als Sensorreferenzinformation Information über die Intensität oder ein Detektionsmuster eines Detektionssignals speichern, von dem erwartet wird, dass es durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 detektiert wird, basierend auf dem Material, der Form und der Farbe der Straßenstruktur. Wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 der Laserradar ist, erfasst beispielsweise die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 die Umgebungen durch Emittieren von Licht und Detektieren von Reflektion des emittierten Lichtes und die Intensität der Reflektion des Lichts wird referenziert, um Information über die Position der Straßenstruktur zu wissen, wenn sie abhängig vom Material der Straßenstruktur variiert.
• Dasselbe gilt für die Reflektion einer Funkwelle, wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 das Millimeterwellenradar ist und für die Reflektion einer Schallwelle, wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 der Ultraschallsensor ist.
• Die Intensität des Detektionsmusters des durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 detektierten Detektionssignals variiert abhängig von Wetter oder Zeit, und somit kann die Straßenstruktur-DB 8 die SensorReferenzinformation gemäß dem Wetter oder der Zeit speichern.
• Wie beispielsweise in 9 illustriert, ändert sich die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Seitenwand an Punkten B und C, und somit ändert sich die Distanz zwischen dem Subjektfahrzeug und der Seitenwand stark an den Punkten B und C. Das heißt, dass sich die Detektionsergebnisse durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 an den Punkten B und C stark ändern. Wie oben beschrieben, kann die Genauigkeit der Subjektfahrzeug-Position durch Korrigieren der Subjektfahrzeug-Position unter Bezugnahme auf den Punkt (die Punkte B und C in den Beispiel von 9), an welchen sich die Detektionsergebnisse durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 stark ändern, und der in der Straßenstruktur-DB 8 gespeicherten Straßeninformation verbessert werden. Die Genauigkeit der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur werden somit verbessert.
• Wie beispielsweise in 10 illustriert, wenn eine Seitenwand A und eine Seitenwand B sich in der Reflektanz aufgrund einer Differenz bei ihren Materialien unterscheiden, ändert sich die Distanz zwischen dem Subjektfahrzeug und der Seitenwand nicht, aber ändert sich die Menge an reflektiertem Licht, das von den Seitenwänden A und B reflektiert wird, am Punkt B. Die Genauigkeit der Subjektfahrzeug-Position kann durch Korrigieren der Subjektfahrzeug-Position unter Bezugnahme auf den Punkt (den Punkt B im Beispiel von 10) der Änderung und der in der Straßenstruktur-DB 8 gespeicherten Straßeninformation verbessert werden. Die Genauigkeit der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur wird somit verbessert.
• <Modifikation 8>
• Eine Vielzahl von Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 kann im Subjektfahrzeug installiert sein. Wenn die Genauigkeit der Detektion der Straßenstrukturen reduziert wird, wenn eine der Vielzahl von Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 verwendet wird, kann die Vielzahl von Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 verwendet werden, um die Straßenstrukturen zu detektieren. Beispielsweise weist der Ultraschallsensor eine reduzierte Detektionsgenauigkeit unter windigen Bedingungen auf und weist der Laserradar eine reduzierte Detektionsgenauigkeit unter nebeligen Bedingungen auf, und in solchen Fällen wird die Genauigkeit der Detektion der Straßenstrukturen durch Durchführen einer Detektion unter Verwendung der anderen Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 verbessert.
• <Modifikation 9>
• Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 kann feststellen, dass „Detektion nicht möglich ist“, wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 ein bewegtes Objekt oder ein Hindernis um das Subjektfahrzeug herum detektiert, und kann keine Straßenstruktur aufgrund der Anwesenheit des sich bewegenden Objekts oder der Hindernisses detektieren. Die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 kann bestimmen, dass „Detektion nicht möglich ist“ und die Information, dass „Detektion nicht möglich ist“, an die Fahrerassistenzvorrichtung 9 ausgeben.
• Wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 intermittent die Straßenstrukturen detektiert, kann die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 die Park, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf chronologischer Information, zu vergangenen Ergebnissen der Detektion durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7, der Information zum Verhalten des Subjektfahrzeugs und der in der Straßenstruktur-DB 8 gespeicherten Straßeninformation abschätzen.
• <Modifikation 10>
• Die Straßenstruktur-DB 8 kann in der Karten-DB 6 gespeicherte Kartendaten speichern. Dies bedeutet, dass die Straßenstruktur-DB 8 und die Karten-DB 6 integral gebildet sein können.
• <Ausführungsform 2>
• Die Konfiguration der Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird zuerst beschrieben.
• 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung 12 gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
• Wie in 11 gezeigt, sind die Merkmale der Spurerkennungsvorrichtung 12 die, dass die Spurerkennungsvorrichtung 12 eine Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 beinhaltet. Die anderen Komponenten und die Basisoperation ähneln jenen in Ausführungsform 1 und somit wird deren Beschreibung hier weggelassen.
• Die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 (eine Planarmuster-bezogene Fahrspur-Schätzeinheit) schätzt die Spur ab, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Erkennungsergebnissen durch die Bilderkennungsvorrichtung 14.
• Die Bilderkennungsvorrichtung 14 (eine Bilderkennungseinheit) erkennt weiße Linien auf einer Straße durch Bildverarbeitung, basierend auf einem durch eine in dem Subjektfahrzeug installierte Kamera aufgenommenen Bild. Die Kamera ist wünschenswerter Weise so installiert, dass sie in der Lage ist, ein Bild einer Straße vor dem Subjektfahrzeug aufzunehmen, aber die weißen Linien können basierend auf einem Bild einer Straße hinter dem Subjektfahrzeug erkannt werden. Die weißen Linien können unter Verwendung sowohl des Bildes der Straße vor dem Subjektfahrzeug als auch des Bildes der Straße hinter dem Subjektfahrzeug erkannt werden. Das Erkennen der weißen Linien vor und hinter dem Subjektfahrzeug kann eine Reduktion bei der Detektionsgenauigkeit verhindern, welche durch die Anwesenheit von Nicht-Subjektfahrzeugen, das Verschwimmen der weißen Linien oder dergleichen verursacht werden. Obwohl die Bilderkennungsvorrichtung 14 außerhalb der Spurerkennungsvorrichtung 12 in 11 ist, kann die Bilderkennungsvorrichtung 14 in der Spurerkennungsvorrichtung 12 enthalten sein.
• Die Funktion der Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13, die in der Spurerkennungsvorrichtung 12 enthalten ist, wird durch eine Verarbeitungsschaltung erreicht. Das heißt, dass die Spurerkennungsvorrichtung 12 die Verarbeitungsschaltung zum Abschätzen der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf den Ergebnissen der Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 beinhaltet. Die Verarbeitungsschaltung ist der Prozessor 10 zum Ausführen des im Speicher 11 gespeicherten Programms (siehe 4).
• Die Funktion der auf der Spurerkennungsvorrichtung 12 enthaltenen Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 wird durch Software, Firmware oder eine Kombination der Software und der Firmware erzielt. Die Software oder die Firmware wird als das Programm geschrieben und im Speicher 11 gespeichert. Die Verarbeitungsschaltung erzielt die Funktion jeder Einheit durch Einlesen und Ausführen des im Speicher 11 gespeicherten Programms. Das heißt, dass die Spurerkennungsvorrichtung 12 den Speicher 11 beinhaltet, um das Programm zu speichern, das zur Durchführung eines Schrittes des Abschätzens der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf den Ergebnissen der Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14, führt. Es kann gesagt werden, dass das Programm einen Computer dazu bringt, Prozeduren oder Verfahren der Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 auszuführen. Der Speicher entspricht hierin beispielsweise einem nicht-flüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie etwa RAM, Flash-Speicher, EPROM und EEPROM, einer MagnetDisk, einer flexiblen Disk, einer optischen Disk, einer Compactdisk, einer Minidisk, einer DVD und dergleichen.
• Der Betrieb der Spurerkennungsvorrichtung 12 wird als Nächstes beschrieben.
• 12 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Spurerkennungsvorrichtung 12 zeigt. Schritte S31, S33 und S35 von 12 entsprechen jeweils Schritten S11, S12 und S14 von 5 und somit wird die Beschreibung derselben hier weggelassen.
• Im Schritt S32 schätzt die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur ab, basierend auf den Ergebnissen der Erkennung der weißen Linien durch die Bilderkennungsvorrichtung 14. In diesem Fall erkennt die Bilderkennungsvorrichtung 14 die weißen Linien auf der Straße vor dem Subjektfahrzeug und gibt die Erkennungsergebnisse (Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation) an die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 aus.
• Im Schritt S34 trifft die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 eine Endbestimmung der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur.
• 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 zeigt. 13 zeigt Details der Verarbeitung im Schritt S34 von 12. Schritte S43, S44 und S45 von 13 sind jeweils ähnlich zu Schritten S21, S22 und S23 von 8 und somit wird deren Beschreibung hier weggelassen.
• Im Schritt S41 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4, ob die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur abgeschätzt hat, basierend auf den durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 erkannten weißen Linien. Wenn die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur abgeschätzt hat, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S42 fort. Wenn andererseits die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht abgeschätzt hat, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S43 fort. Ein Beispiel des Falls, bei dem die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht abgeschätzt hat, beinhaltet ein Fall, bei dem die Bilderkennungsvorrichtung 14 gescheitert ist, irgendwelche weißen Linien zu erkennen.
• Im Schritt S42 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 als die Ergebnisse der Endbestimmung die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, welche durch die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 abgeschätzt wird.
• Die Spurerkennungsvorrichtung 12 kann die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur genauer erkennen als die Spurerkennungsvorrichtung 1 in Ausführungsform 1 in der oben erwähnten Weise.
• <Modifikation>
• Eine Modifikation (Modifikation 1) der Spurerkennungsvorrichtung 12 wird als nächstes beschrieben.
• <Modifikation 1>
• Eine Beleuchtungsvorrichtung, wie etwa ein Scheinwerfer, der die Umgebungen des Subjektfahrzeugs beleuchtet, kann im Subjektfahrzeug installiert sein. Die Spurerkennungsvorrichtung 12 kann die Genauigkeit der Bilderkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 durch Steuern der Beleuchtungsvorrichtung verbessern.
• Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine Beleuchtungsvorrichtung vom nahen Infrarot sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann Licht bei einer Wellenlänge emittieren, bei welcher die Genauigkeit der Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 am meisten sich verbessert.
• <Ausführungsform 3>
• Die Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung wird zuerst beschrieben.
• 14 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
• Wie in 14 gezeigt, sind die Merkmale der Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 der Spurerkennungsvorrichtung 15, dass die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur unter Verwendung von in der Straßenmarkierungs-DB 16 gespeicherten Straßenmarkierungen abschätzt. Die anderen Komponenten und der Basisbetrieb ähneln jenen in Ausführungsform 2 und somit wird deren Beschreibung hier weggelassen.
• Die Straßenmarkierungs-DB 16 (ein planarer Musterspeicher) speichert Straßenmarkierungen (Planarmuster), die Verkehrsbeschränkungen und dergleichen angeben, die auf einer Straße unter Verwendung von Zeichen, Figuren, Symbolen oder Linien und auf den Spuren in Assoziierung miteinander markiert sind. Beispiele der Straßenmarkierungen beinhalten weiße Linien, Geschwindigkeitsbeschränkungszeichen, Parkverbot/Halteverbot-Zeichen, Übergänge, Spurwechsel-Verbotszeichen, Verkehrsinsel-Zeichen und dergleichen. Die Straßenmarkierungs-DB 16 beinhaltet eine Speichervorrichtung wie etwa ein Festplattenlaufwerk und Halbleiterspeicher. Obwohl die Straßenmarkierungs-DB 16 außerhalb der Spurerkennungsvorrichtung 15 in 4 liegt, kann die Straßenmarkierungs-DB 16 auf der Spurerkennungsvorrichtung 15 enthalten sein. Der Betrieb der Spurerkennungsvorrichtung 15 wird als Nächstes beschrieben.
• 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Spurerkennungsvorrichtung 15 zeigt. Die Schritte S51, S53 und S55 von 15 entsprechen jeweils Schritten S31, S33 und S35 von 12 und somit wird deren Beschreibung hier weggelassen.
• Im Schritt S52 schätzt die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur basierend auf der Subjektfahrzeug-Position, den Ergebnissen der Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 und aus der Straßenmarkierungs-DB 16 erfassten Straßenmarkierungen ab. Spezifisch erfasst die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 aus der Straßenmarkierungs-DB 16 Straßenmarkierungen (Straßeninformation) entsprechend der durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechneten Subjektfahrzeug-Position. Die Bilderkennungsvorrichtung 14 erkennt die Straßenmarkierungen an der durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechneten Subjektfahrzeug-Position und gibt die Erkennungsergebnisse (Subjektfahrzeugumgebungs-Information) an die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 aus. Die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 schätzt die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur basierend auf den Ergebnissen der Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 und den aus der Straßenmarkierungs-DB 16 erfassten Straßenmarkierungen ab.
• Im Schritt S54 trifft die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 eine Endbestimmung der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur.
• 16 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 zeigt. 16 zeigt Details der Verarbeitung im Schritt S54 von 15. Schritte S62, S63, S64 und S65 von 16 sind jeweils ähnlich Schritten S42, S43, S44 und S45 von 13 und somit wird die Beschreibung derselben hier weggelassen.
• Im Schritt S61 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4, ob die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur basierend auf den durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 erkannten Straßenmarkierungen abgeschätzt hat. Wenn die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur abgeschätzt hat, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S62 fort. Wenn andererseits die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, in welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht abgeschätzt hat, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S63 fort. Ein Beispiel des Falls, bei dem die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur nicht abgeschätzt hat, beinhaltet einen Fall, bei dem die Bilderkennungsvorrichtung 14 gescheitert ist, jegliche Straßenmarkierungen zu erkennen.
• Die Spurerkennungsvorrichtung 15 kann die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur genauer erkennen als die Spurerkennungsvorrichtung 12 in Ausführungsform 2 in der oben erwähnten Weise. Die Bilderkennungsvorrichtung 14 kann die Distanz zwischen dem Subjektfahrzeug und jeder der Straßenmarkierungen erkennen, was zu einer Verbesserung bei der Genauigkeit der Position des Subjektfahrzeugs in der Fahrtrichtung führt.
• <Modifikationen>
• Modifikationen <Modifikation 1 bis 4> der Spurerkennungsvorrichtung 15 werden als Nächstes beschrieben.
• <Modifikation 1>
• Die Beleuchtungsvorrichtung, wie etwa ein Scheinwerfer, der die Umgebungen des Subjektfahrzeugs beleuchtet, kann im Subjektfahrzeug installiert sein. Die Spurerkennungsvorrichtung 15 kann die Genauigkeit der Bilderkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 durch Steuern der Beleuchtungsvorrichtung verbessern.
• Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine Nah-Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann Licht bei einer Wellenlänge emittieren, bei der die Genauigkeit der Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 sich am meisten verbessert.
• <Modifikation 2>
• Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 kann bestimmen, dass „Detektion nicht möglich ist“, oder „Erkennung nicht möglich ist“, wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 der Bilderkennungsvorrichtung 14 ein sich bewegendes Objekt oder ein Hindernis um das Subjektfahrzeug herum detektiert und kann keine Straßenstrukturen oder jegliche Straßenmarkierungen detektieren oder erkennen bei Anwesenheit des sich bewegenden Objektes oder Hindernisses. Die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 kann bestimmen, dass „Detektion nicht möglich ist“, oder „Erkennung nicht möglich ist“ und die Information, die angibt, dass „Detektion nicht möglich ist“ oder „Erkennung nicht möglich ist“, an die Fahrerassistenzvorrichtung 9 ausgeben.
• Wenn die Bilderkennungsvorrichtung 14 intermittent die Straßenmarkierungen erkennt, kann die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 die Spur abschätzen, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf chronologischer Information der vergangenen Ergebnisse von Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14, der Information über das Verhalten des Subjektfahrzeugs und der in der Straßenstruktur-DB 8 gespeicherten Straßeninformation.
• <Modifikation 3>
• Die Bilderkennungsvorrichtung 14 kann aus der Straßenmarkierungs-DB 14 Straßenmarkierungen erfassen, entsprechend der durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechneten Subjektfahrzeug-Position. Bei einer solchen Konfiguration kann die Bilderkennungsvorrichtung 14 jegliche Straßenmarkierung, die an der Subjektfahrzeug-Position zu erkennen ist, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2 berechnet ist, oder die Merkmale der Straßenmarkierung kennen, was zu einer Verbesserung bei der Genauigkeit der Erkennung der Straßenmarkierung führt.
• <Modifikation 4>
• Die Straßenmarkierungs-DB 16 kann die in der Karten-DB 6 gespeicherten Kartendaten speichern. Dies bedeutet, dass die Straßenmarkierungs-DB 16 und die Karten-DB 6 integral gebildet sein können. Alternativ können die Karten-DB 6, die Straßenstruktur-DB 8 und die Straßenmarkierungs-DB 16 integral gebildet sein.
• <Ausführungsform 4>
• Die Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung wird zuerst beschrieben.
• 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Spurerkennungsvorrichtung 17 gemäß Ausführungsform 4 zeigt.
• Wie in 17 gezeigt, sind die Merkmale der Spurerkennungsvorrichtung 17, dass die Spurerkennungsvorrichtung 17 einen ersten Zuverlässigkeitsspeicher 18 und einen zweiten Zuverlässigkeitsspeicher 19 beinhaltet. Die anderen Komponenten und die Basisoperation ähneln jener in Ausführungsform 3 und somit wird deren Beschreibung hier weggelassen.
• Der erste Zuverlässigkeitsspeicher 18 enthält eine Speichervorrichtung, wie etwa ein Festplattenlaufwerk und Halbleiterspeicher und speichert eine erste Zuverlässigkeit, welche durch die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 berechnet ist. Die erste Zuverlässigkeit wird unten beschrieben.
• Der zweite Zuverlässigkeitsspeicher 19 beinhaltet eine Speichervorrichtung, wie etwa ein Festplattenlaufwerk und einen Halbleiterspeicher und speichert eine zweite Zuverlässigkeit, welche durch die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 berechnet ist. Die zweite Zuverlässigkeit wird unten beschrieben.
• Der Betrieb der Spurerkennungsvorrichtung 17 wird als Nächstes beschrieben.
• 18 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Spurerkennungsvorrichtung 17 zeigt. Schritt S71 von 18 entspricht Schritt S51 von 15, und somit wird die Beschreibung derselben hier weggelassen.
• Im Schritt S72 führt die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 eine ähnliche Verarbeitung wie die in Schritt S52 von 15 durchgeführte Verarbeitung durch, um die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur abzuschätzen. Die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 berechnet auch die zweite Zuverlässigkeit. Die durch die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 berechnete zweite Zuverlässigkeit wird im zweiten Zuverlässigkeitsspeicher 19 gespeichert.
• Im Schritt S73 führt die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 eine ähnliche Verarbeitung zu der in Schritt S53 von 15 durchgeführten Verarbeitung durch, um die Spur abzuschätzen, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur. Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 berechnet auch die erste Zuverlässigkeit. Die durch die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 berechnete erste Zuverlässigkeit wird im ersten Zuverlässigkeitsspeicher 18 gespeichert.
• Im Schritt S74 trifft die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 eine Endbestimmung der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur und der Zuverlässigkeit, basierend auf der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, abgeschätzt durch die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 (nachfolgend auch als ein zweiter Schätzwert D2 bezeichnet), die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der durch die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 abgeschätzten Spur (nachfolgend auch als erster Schätzwert D1 bezeichnet), die in dem ersten Zuverlässigkeitsspeicher 18 gespeicherte erste Zuverlässigkeit (nachfolgend auch als eine erste Zuverlässigkeit P1 bezeichnet), die in dem zweiten Zuverlässigkeitsspeicher 19 gespeicherte zweite Zuverlässigkeit (nachfolgend auch als zweite Zuverlässigkeit P2 bezeichnet) und die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur, welche durch Koppelungsnavigation in der Vergangenheit abgeschätzt ist (nachfolgend auch als ein Schätzwertverlauf D3 bezeichnet).
• Im Schritt S75 gibt die Informationsausgabeeinheit 5 an die Fahrerassistenzvorrichtung 9 die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur und die Zuverlässigkeit aus.
• Ein Parameter, der verwendet wird, wenn die Zuverlässigkeit berechnet wird, wird hier beschrieben.
• 19 zeigt Beispiele des Parameters, der verwendet wird, wenn die Zuverlässigkeit berechnet wird.
• In 19 ist ein Parameter P1e ein aus der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 ausgegebener Parameter und gibt die Zuverlässigkeit der Detektionsergebnisse durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 an.
• Ein Parameter Pld ist ein Parameter, der in der Straßenstruktur-DB 8 gespeichert ist und Zuverlässigkeit (Detektionsleichtigkeit) angibt, wenn die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 die Straßenstrukturen detektiert. Wenn beispielsweise die Anzahl von Straßenstrukturen an einem gewissen Punkt klein ist, ist ein Wert des Parameters Pld klein. Der Wert des Parameters Pld steigt mit steigender Anzahl von Straßenstrukturen. Die Zuverlässigkeit der Detektion variiert abhängig von der Größe jeder Straßenstruktur. Beispielsweise ist die DetektionsZuverlässigkeit einer planaren großen Straßenstruktur, wie etwa einer Seitenwand, hoch und ist die Zuverlässigkeit der Detektion einer kleinen, niedrigen Straßenstruktur niedrig.
• Ein Parameter P2e ist ein Parameter, der aus der Bilderkennungsvorrichtung 14 ausgegeben wird, und die Zuverlässigkeit von Erkennungsergebnissen durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 angibt.
• Ein Parameter P2d ist ein Parameter, der in der Straßenmarkierungs-DB 16 gespeichert ist und Zuverlässigkeit (Erkennungsleichtigkeit) angibt, wenn die Bilderkennungsvorrichtung 14 die Straßenmarkierungen erkennt. Wenn beispielsweise die weißen Linien verschwommen sind, ist ein Wert des Parameters P2d klein. Information über den Zustand der Straßenmarkierungen, wie etwa Verschwimmen der weißen Linien, wird extern über Kommunikation erfasst.
• Ein Parameter DIS1d ist ein Parameter, welcher aus der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 ausgegeben wird und einen Wert aufweist, der angibt, dass die Detektionszuverlässigkeit durch einen Faktor reduziert ist, wie etwa ein anderes sich bewegendes Objekt oder ein Hindernis um das Subjektfahrzeug herum, welches die Detektion durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 hemmt. Beispielsweise wie in 20 und 21 gezeigt, wird der Wert des Parameters DIS1d mit steigender Wahrscheinlichkeit (Frequenz), dass die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 die Umgebungsumwelt detektieren kann, ohne durch ein anderes sich bewegendes Objekt beeinträchtigt zu sein, eine Hindernis oder dergleichen, gesenkt. Der Wert des Parameters DIS1d wird auch mit steigender Anzahl von detektierbaren Straßenstrukturen in der Umgebungsumwelt gesenkt. Mit anderen Worten, wenn die Detektionsgenauigkeit der Straßenstrukturen durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 niedrig ist, sinkt der Wert des Parameters DIS1d mit sinkender Genauigkeit.
• Ein Parameter DIS2d ist ein Parameter, der aus der Bilderkennungsvorrichtung 14 ausgegeben wird und einen Wert aufweist, der angibt, dass die Erkennungszuverlässigkeit um einen Faktor reduziert ist, wie etwa ein anderes sich bewegendes Objekt oder ein Hindernis um das Subjektfahrzeug herum, und Wetter, Hemmen der Erkennung durch die Bilderkennungsvorrichtung 14. Beispielsweise sinkt wie in 20 und 21 der Wert des Parameters DIS2d mit steigender Wahrscheinlichkeit, dass die Bilderkennungsvorrichtung 14 die Straßenmarkierungen erkennen kann, ohne durch ein anderes sich bewegendes Objekt, ein Hindernis, Wetter oder dergleichen beeinträchtigt zu sein. Mit anderen Worten, wenn die Erkennungsgenauigkeit der Straßenmarkierungen durch die Bilderkennungsvorrichtung 14 niedrig ist, steigt der Wert des Parameters DIS2d mit sinkender Genauigkeit.
• Obwohl ein Fall, wo der Parameter P2e einen höheren Maximalwert als der Parameter P1e aufweist, in 19 beschrieben ist, sind die Maximalwerte der Parameter nicht auf die Werte in diesem Fall beschränkt. Beispielsweise können die Parameter P1e und P2e denselben Maximalwert aufweisen.
• Die Berechnung der Zuverlässigkeit wird hier beschrieben.
• Die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3 berechnet die erste Zuverlässigkeit P1 unter Verwendung beispielsweise der folgenden Gleichung (8). $$\text{P}1=\text{MAX}\left\{\left(\text{P1e}\times \text{P1d-DIS1d}\right)\text{,0}\right\}$$

  
• Die Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 13 berechnet die zweite Zuverlässigkeit P2 unter Verwendung beispielsweise der nachfolgenden Gleichung (9). $$\text{P2}=\text{MAX}\left\{\left(\text{P}2\text{e}\times \text{P}2\text{d}-\text{DIS2d}\right)\mathrm{,0}\right\}$$

  
• Der Betrieb der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 wird als Nächstes beschrieben.
• 22 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs der Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 zeigt.
• Im Schritt S81 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4, ob entweder die erste Zuverlässigkeit P1 oder die zweite Zuverlässigkeit P2 eine hohe Zuverlässigkeit ist. Spezifisch bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4, ob eine Ungleichung MAX(P1,P2) ≥ Pth_h erfüllt ist. Pth_h gibt hier einen Schwellenwert für die hohe Zuverlässigkeit an und eine Zuverlässigkeit mit einem größeren Wert als der Schwellenwert gibt an, dass die Ergebnisse unbedingt zuverlässig sind. Wenn die Ungleichung MAX(P1, P2) ≥ Pth_h erfüllt ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S82 fort. Wenn andererseits die Ungleichung MAX(P1, P2) ≥ Pth_h nicht erfüllt ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S83 fort.
• Im Schritt S82 verwendet die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 als die Endbestimmung entweder die erste Zuverlässigkeit P1 oder die zweite Zuverlässigkeit P2, die einen größeren Wert aufweist, und einen geschätzten Wert. In einem Fall, bei dem die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 bestimmt, dass die Ungleichung MAX(P1, P2) ≥ Pth_h erfüllt ist, gilt eine Gleichung D = D1 und gilt P1, wenn eine Ungleichung P1 > P2 erfüllt ist, und gilt eine Gleichung D = D2 und P2, wenn eine Ungleichung P1 ≤ P2 erfüllt ist. D gibt hier die Ergebnisse der Endbestimmung an.
• In Schritt S83 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4, ob entweder die erste Zuverlässigkeit P1 oder die zweite Zuverlässigkeit P2 mittlere Zuverlässigkeit ist. Spezifisch bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4, ob eine Ungleichung Pth_h ≥ MAX(P1, P2) ≥ Pth_1 erfüllt ist. Pth_1 gibt hier einen Schwellenwert für die Grenze der Zuverlässigkeit an und eine Zuverlässigkeit mit einem kleineren Wert als dem Schwellenwert gibt an, dass die Ergebnisse nicht zuverlässig sind. Wenn die Ungleichung Pth_h > MAX(P1, P2) ≥ Pth_1 erfüllt ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S84 fort. Wenn andererseits die Ungleichung Pth_h > MAX(P1, P2) ≥ Pth_1 nicht erfüllt ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S89 fort.
• In Schritt S84 verwendet die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 als die Endbestimmung entweder die erste Zuverlässigkeit P1 oder die zweite Zuverlässigkeit P2 mit einem größeren Wert und einem Schätzwert.
• Im Schritt S85 werden der erste Schätzwert D1 und der zweite Schätzwert D2 mit dem Schätzwertverlauf D3 verglichen. Wenn der erste Schätzwert D1, der zweite Schätzwert D2 und der dritte Schätzwert D3 gleich sind, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S86 fort. Wenn entweder der erste Schätzwert D1 oder der zweite Schätzwert D2 der gleiche ist wie der Schätzwertverlauf D3, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S87 fort. Wenn der erste Schätzwert D1 und der zweite Schätzwert D2 gleich sind, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S88 fort. Die Verarbeitung endet in den anderen Fällen.
• Im Schritt S86 modifiziert die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 die Zuverlässigkeit zu einer hohen Zuverlässigkeit.
• Im Schritt S87 modifiziert die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 den Schätzwert zu dem Schätzwertverlauf D3 und erhöht etwas die Zuverlässigkeit.
• Im Schritt S88 steigert die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 etwas die Zuverlässigkeit.
• Wenn die oben erwähnte Operation in Schritten S84 bis S88 zusammengefasst wird, in einem Fall, in dem die Ungleichung Pth_h > MAX(P1, P2) ≥ Pth_1 erfüllt ist, gilt die Gleichung D = D1 und P1, wenn die Ungleichung P1 > P2 erfüllt ist, und die Gleichung D = D2, und gilt P2, wenn die Ungleichung P1 ≥ P2 erfüllt ist. Wenn die Werte D1, D2 und D3 die gleichen sind, ist eine Gleichung MAX(P1, P2) = Pth_h erfüllt (Schritt S86). Wenn eine der Werte D1 und D2 der gleiche wie der Wert D3 ist, gilt eine Gleichung D = D3 und ist eine Ungleichung MAX(P1, P2) × α1 < Pth_h erfüllt (Schritt S87). Wenn die Werte D1 und D2 gleich sind, ist eine Ungleichung MAX(P1, P2) × α2 < Pth_h erfüllt (Schritt S88).
• Im Schritt S89 bestimmt die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 den Schätzwertverlauf D3 als den Schätzwert und bestimmt entweder die erste Zuverlässigkeit P1 oder die zweite Zuverlässigkeit P2 mit einem kleineren Wert als die Zuverlässigkeit. Spezifisch, wenn eine Ungleichung MAX(P1, P2) < Pth_1 erfüllt ist, gilt eine Gleichung D = D3 und Min(P1, P2).
• Die Spurerkennungsvorrichtung 17 kann die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Lateralposition des Subjektfahrzeugs auf der Spur durch Verwenden der Zuverlässigkeit in der oben erwähnten Weise genau erkennen.
• Ein Fall, bei dem die Konfiguration der Konfiguration der Spurerkennungsvorrichtung 15 gemäß Ausführungsform 3 ähnelt, ist oben beschrieben, die oben erwähnte Zuverlässigkeit ist auf die Spurerkennungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 und die Spurerkennungsvorrichtung 12 gemäß Ausführungsform 2 anwendbar.
• Ein Fall, bei dem die Zuverlässigkeit unter Verwendung einer Vielzahl von Parametern berechnet wird, ist oben beschrieben, aber die Anzahl von Parametern, die zur Berechnung der Zuverlässigkeit verwendet werden, kann Eins betragen.
• Ein Fall, bei dem eine Vielzahl von Typen von Zuverlässigkeit verwendet werden, ist oben beschrieben, aber die Anzahl von Typen von Zuverlässigkeit kann Eins sein.
• <Modifikationen>
• Modifikationen (Modifikation 1 bis 3) der Spurerkennungsvorrichtung 17 werden als Nächstes beschrieben.
• <Modifikation 1>
• Obwohl Parameter, welche gestatten, dass die erste Zuverlässigkeit P1 und die zweite Zuverlässigkeit P2 einen maximalen Wert gleich oder größer als Eins aufweisen, die in 19 gezeigt sind, sind die Parameter nicht auf die Parameter in diesem Fall beschränkt. Beispielsweise kann der Wert jedes der Parameter P1e und P2e auf Null bis Eins eingestellt werden und in diesem Fall wird der Wert jedes der Parameter DIS1d und DIS2d auf Null bis Eins eingestellt.
• Obwohl jeder der Parameter Pld und P2d mit einem Koeffizienten in 19 ausgedrückt ist, können die Parameter Pld und P2d Konstanten sein, welche die Maximalwerte der Zuverlässigkeit P1 und der Zuverlässigkeit P2 angeben, wie in den folgenden Gleichungen (10) und (11) gezeigt. $$\text{P1}=\text{MAX}\left[\text{MIN}\left\{\left(\text{P}1\text{e}-\text{DIS1d}\right)\text{,P1d}\right\}\text{,0}\right]$$

  

  $$\text{P2}=\text{MAX}\left[\text{MIN}\left\{\left(\text{P2e}-\text{DIS2d}\right)\text{,P2d}\right\}\text{,0}\right]$$

  
• Obwohl jeder der Parameter Pld und P2d mit einem Koeffizienten in 19 ausgedrückt ist, kann ein Zwischenwert zwischen den Parametern P1e und Pld als die erste Zuverlässigkeit P1 bestimmt werden und kann ein Zwischenwert zwischen den Parametern P2e und P2d als die zweite Zuverlässigkeit P2 bestimmt werden, wie in den nachfolgenden Gleichungen (12) und (13) gezeigt. $$\text{P1}=\text{MAX}\left[\left\{\left(\text{P}1\text{e}-\text{DIS1d}\right)+\text{P1d}\right\}\text{/2}\text{,0}\right]$$

  

  $$\text{P2}=\text{MAX}\left[\left\{\left(\text{P2e}-\text{DIS2d}\right)+\text{P2d}\right\}\text{/2}\text{,0}\right]$$

  
• Der Parameter P2e kann über den Parameter P1e Priorität erhalten, wie in den nachfolgenden Gleichungen (14) und (15) oder in den folgenden Gleichungen (16) und (17) gezeigt. $$\text{P1}=\text{MAX}\left[\left\{\left(\text{P1e}-\text{DIS1d}\right)+2\cdot \text{P}1\text{d}\right\}\text{/3}\text{,0}\right]$$

  

  $$\text{P2}=\text{MAX}\left[\left\{2\cdot \left(\text{P2e}-\text{DIS2d}\right)+\text{P2d}\right\}\text{/3}\text{,0}\right]$$

  

  $$\text{P1}=\text{MAX}\left[\text{MIN}\left\{\left(\text{P1e}-\text{DIS1d}\right)\text{,P1d}\right\}\text{,0}\right]$$

  

  $$\text{P2}=\text{MAX}\left[\left\{\left(\text{P2e}-\text{DIS2d}\right)+\text{P}2\text{d}\right\}\text{/}\mathrm{2,}\text{0}\right]$$

  
• Hinsichtlich der oben erwähnten Gleichungen (8) bis (17) sind geeignete Gleichungen in Übereinstimmung mit der Leistungsfähigkeit oder dem Typ der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und der Bilderkennungsvorrichtung 14 einzustellen. Ähnlich sind bezüglich der Werte der in 19 gezeigten Parameter angemessene Werte in Übereinstimmung mit der Leistung oder dem Typ der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und der Bilderkennungsvorrichtung 14 einzustellen.
• <Modifikation 2>
• Obwohl ein Fall, bei dem die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und die Bilderkennungsvorrichtung 14 die gleiche Zuverlässigkeit aufweisen, wie in 22 beschrieben ist, ist die Zuverlässigkeit nicht auf die Zuverlässigkeit in diesem Fall beschränkt. Beispielsweise können die Ergebnisse der Bilderkennungsvorrichtung 14 Priorität erhalten.
• Spezifisch, in einem Fall wo eine Ungleichung MIN(P1, P2) ≥ Pth_h erfüllt ist, das heißt in einem Fall, bei dem die erste Zuverlässigkeit P1 und die zweite Zuverlässigkeit P2 die hohe Zuverlässigkeit ist, die Gleichung D = D2 und gilt P2.
• In einem Fall, bei dem die Ungleichung MAX(P1, P2) ≥ Pth_h und eine Ungleichung MIN(P1, P2) < Pth_h erfüllt sind, das heißt in einem Fall, bei dem entweder die erste Zuverlässigkeit P1 oder die zweite Zuverlässigkeit P2 die hohe Zuverlässigkeit ist, gilt die Gleichung D = D1 und P1, wenn die Ungleichung P1 > P2 erfüllt ist, und gilt die Ungleichung D = D2 und P2, wenn die Ungleichung P1 ≤ P2 erfüllt ist.
• In einem Fall, bei dem die Ungleichung Pth_h > MAX(P1, P2) ≥ Pth_1 erfüllt ist, das heißt in einem Fall, bei dem sowohl die erste Zuverlässigkeit P1 als auch die zweite Zuverlässigkeit P2 die mittlere Zuverlässigkeit ist, gilt die Gleichung D = P2 und P2. Wenn der zweite Schätzwert D2 und der Schätzwertverlauf D3 gleich sind, gilt jedoch eine Gleichung D = D2 und ist eine Ungleichung P2 × α1 < Pth_h erfüllt.
• In einem Fall, bei dem eine Ungleichung MAX(P1, P2) ≥ Pth_1 und eine Ungleichung MIN(P1, P2) < Pth_1 erfüllt sind, das heißt in einem Fall, bei dem entweder die erste Zuverlässigkeit P1 oder die zweite Zuverlässigkeit P2 die mittlere Zuverlässigkeit ist, gilt die Gleichung D = D1 und P1, wenn die Ungleichung P1 > P2 erfüllt ist, und gilt die Ungleichung D = D2 und P2, wenn die Ungleichung P1 ≤ P2 erfüllt ist.
• In einem Fall, bei dem die Ungleichung MAX(P1, P2) < Pth_1 erfüllt ist, das heißt in einem Fall, bei dem sowohl die erste Zuverlässigkeit P1 als auch die zweite Zuverlässigkeit P2 niedrige Zuverlässigkeit ist, eine Gleichung D = D3 und gilt P2.
• <Modifikation 3>
• Eine Vielzahl von Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 kann im Subjektfahrzeug installiert sein. Wenn die Genauigkeit der Detektion der Straßenstruktur reduziert ist, wenn eine der Vielzahl von Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 verwendet wird, kann die Vielzahl von Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 verwendet werden, um die Straßenstrukturen zu detektieren. In diesem Fall können aus den Detektionsergebnissen durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 die Detektionsergebnisse mit der höchsten Zuverlässigkeit verwendet werden.
• Information über die Detektionsgenauigkeit kann in der Straßenstruktur-DB 8 für jede der Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtungen 7 gespeichert werden, und kann als die Zuverlässigkeit der Detektionsergebnisse durch die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 verwendet werden.
• Die oben beschriebene Spurerkennungsvorrichtung ist nicht nur auf ein Fahrzeugnavigationssystem anwendbar, das heißt ein Autonavigationssystem, sondern auch auf eine tragbare Navigationsvorrichtung (PND, portable navigation device), die in einem Fahrzeug und einem Mobilkommunikationsendgerät (z.B. einem Mobiltelefon, einem Smartphone oder einem Tablet-Endgerät) montiert werden kann, wie auch ein Navigationssystem oder ein anderes System als das Navigationssystem, das als ein System konstruiert ist, das einen Server und dergleichen geeigneter Weise kombiniert. In diesem Fall werden die Funktionen oder die Komponenten der Spurerkennungsvorrichtung auf die Funktionen verteilt, welche das oben erwähnte System aufbauen.
• Spezifisch können die Funktionen der Spurerkennungsvorrichtung beispielsweise im Server lokalisiert sein. Beispielsweise wie in 23 gezeigt, kann das Spurerkennungssystem so aufgebaut sein, dass ein Fahrzeug die Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung 7 und die Fahrerassistenzvorrichtung 9 beinhaltet und ein Server 20 die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit 2, die Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit 3, die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit 4 und die Informationsausgabeeinheit 5 beinhaltet. Die Karten-DB 6 und die Straßenstruktur-DB 8 können in entweder dem Fahrzeug oder dem Server 20 enthalten sein oder können unabhängig vom Fahrzeug und dem Server 20 vorgesehen sein. Die im Server 20 enthaltenen Komponenten können auf den Server 20 und das Fahrzeug geeigneter Weise verteilt werden. Dasselbe gilt für die in 11, 14 und 17 gezeigten Spurerkennungsvorrichtungen.
• Zu den in den oben erwähnten Ausführungsformen erhaltenen Effekten ähnliche Effekte können durch die oben erwähnte Konfiguration erhalten werden.
• Software (ein Spurerkennungsverfahren), welches den Betrieb der oben erwähnten Ausführungsformen durchführt, kann beispielsweise in den Server oder das Mobilkommunikationsendgerät inkorporiert werden.
• Spezifisch beinhaltet das oben erwähnte Spurerkennungsverfahren: Berechnen einer Istposition eines Subjektfahrzeugs; Abschätzen einer Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und einer Position in einer Richtung rechtwinklig zu einer Fahrtrichtung des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der berechneten Istposition des Subjektfahrzeugs, Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation, die eine Positionsbeziehung zwischen einer Straßenstruktur, die eine dreidimensionale Struktur ist, die in Relation zu einer Straße existiert, oder einem planaren Muster, das ein zweidimensionales sichtbares Muster ist, das in Relation zu einer Straße existiert, und dem Subjektfahrzeug, und Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit einer Spur einer Straße im Hinblick auf ein Positionsbeziehung dazwischen assoziiert, angibt; und Bestimmen der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und der Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend beispielsweise auf den Schätzergebnissen.
• Zu den in den oben erwähnten Ausführungsformen erhaltenen Effekte ähnliche Effekte können erhalten werden durch Inkorporieren, für den Betrieb, von Software, welche die Operation in den oben erwähnten Ausführungsformen durchführt, in den Server oder das Mobilkommunikationsendgerät in der oben beschriebenen Weise.
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können geeigneter Weise innerhalb des Schutzumfangs modifiziert oder weggelassen werden.
• Während die Erfindung im Detail beschrieben worden ist, ist die vorstehende Beschreibung in allen Aspekten illustrativ und beschränkt die vorliegende Erfindung nicht. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen, die nicht im Beispiel dargestellt worden sind, erdacht werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
• Bezugszeichenliste
• 1 Spurerkennungsvorrichtung, 2 Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit, 3 Umgebungsumweltkorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit, 4 Fahrspur-End-Bestimmungseinheit, 5 Informationsausgabeeinheit, 6 Karten-DB, 7 Umgebungsumwelt-Detektionsvorrichtung, 8 Straßenstruktur-DB 8, 9 Fahrerassistenzvorrichtung, 10 Prozessor, 11 Speicher, 12 Spurerkennungsvorrichtung, 13 Straßenmarkierungskorrespondenz-Fahrspur-Schätzeinheit, 14 Bilderkennungsvorrichtung, 15 Spurerkennungsvorrichtung, 16 Straßenmarkierungs-DB, 17 Spurerkennungsvorrichtung, 18 erster Zuverlässigkeitsspeicher, 19 zweiter Zuverlässigkeitsspeicher, 20 Server.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• WO 2012/081096 [0005]

Claims (21)

1. Spurerkennungsvorrichtung, umfassend: eine Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit, die eine Istposition eines Subjektfahrzeugs berechnet; eine Fahrspur-Schätzeinheit, die eine Spur abschätzt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und eine Position des Subjektfahrzeugs in einer Richtung rechtwinklig zu einer Fahrrichtung auf der Spur, basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs, welche durch die Subjektfahrzeugpositions-Recheneinheit berechnet ist, Subjektfahrzeugumgebungs-Information, welche eine Positionsbeziehung zwischen einer Straßenstruktur oder einem planaren Muster und dem Subjektfahrzeug angibt, und Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit einer Spur einer Straße im Hinblick auf eine Positionsbeziehung dazwischen assoziiert, wobei die Straßenstruktur eine dreidimensionale, in Relation zu einer Straße existierende Struktur ist, wobei das planare Muster ein zweidimensionales sichtbares Muster ist, das in Relation auf eine Straße existiert; und eine Fahrspur-End-Bestimmungseinheit, welche die Spur bestimmt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Abschätzungsergebnissen durch die Fahrspur-Schätzeinheit.
2. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Fahrspur-Schätzeinheit beinhaltet eine Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit, welche die Fahrspur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Fahrspur, basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs abschätzt, wobei die Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation die Positionsbeziehung zwischen der Straßenstruktur und dem Subjektfahrzeug angibt, und die Straßeninformation die Straßenstruktur mit der Spur der Straße im Hinblick auf die Positionsbeziehung dazwischen assoziiert, und die Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit die Straßeninformation aus einem externen Straßenstrukturspeicher erfasst, der die Straßeninformation speichert, welche die Straßenstruktur mit einer, die Spur definierenden Linie assoziiert, und die Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation aus einer externen Umgebungsumwelt-Detektionseinheit erfasst, welche ein, die Straßenstruktur um das Subjektfahrzeug herum beinhaltendes Objekt detektiert.
3. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation eine Distanz zwischen der Straßenstruktur und dem Subjektfahrzeug beinhaltet, und die Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs, der Distanz und der Straßeninformation, welche die Straßenstruktur mit der die Spur definierenden Linie assoziiert, abschätzt.
4. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation als das planare Muster die Linie, welche die Spur oder eine Straßenmarkierung definiert, beinhaltet, die Fahrspur-Schätzeinheit beinhaltet eine Planarmuster-Bezugsfahrspur-Schätzeinheit, selche die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs und der die Spur oder die Straßenmarkierung definierenden Linie abschätzt, die Fahrspur-Endbestimmungseinheit die Spur bestimmt, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Schätzergebnissen durch die Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit und die Planarmusterbezugsfahrspur-Schätzeinheit, und die Planarmusterbezugsfahrspur-Schätzeinheit die Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation aus einer externen Bilderkennungseinheit erfasst, welche das planare Muster durch Bildverarbeitung erkennt.
5. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Planarmusterbezugsfahrspur-Schätzeinheit die Straßeninformation aus einem externen Planarmusterspeicher erfasst, welcher die Straßeninformation speichert, die das planare Muster mit der die Spur definierenden Linie assoziiert.
6. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Straßenstruktur einen Bürgersteig, eine Seitenwand oder/und einen Mittelstreifen enthält, und die Straßeninformation eine Distanz von einer Fahrbahnaußenlinie bis zum Bürgersteig, eine Höhe des Bürgersteigs, eine Distanz von der Fahrbahnaußenlinie bis zur Seitenwand, eine Höhe der Seitenwand, eine Distanz von der Fahrbahnaußenlinie bis zum Mittelstreifen oder/und eine Höhe des Mittelstreifens beinhaltet.
7. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Straßeninformation ein Installationsmuster und einen Installationsbereich der Straßenstruktur, die wiederholt in regelmäßigen Intervallen installiert ist, enthält.
8. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei Die Straßeninformation eine Sensor-Referenzinformation enthält, von der erwartet wird, dass sie durch die Umgebungsumwelt-Detektionseinheit detektiert wird, basierend auf einem Material, einer Form oder einer Farbe der Straßenstruktur.
9. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Sensor-Referenzinformation Intensität oder ein Detektionsmuster eines Detektionssignals repräsentiert, welches durch die Umgebungsumwelt-Detektionseinheit detektiert wird.
10. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, weiter umfassend eine Beleuchtungsvorrichtung, welche Umgebungen des Subjektfahrzeugs beleuchtet, wobei die Beleuchtungsvorrichtung die Umgebungen des Subjektfahrzeugs beleuchtet, wenn die Genauigkeit der Erkennung des planaren Musters durch die Bilderkennungseinheit reduziert ist.
11. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei wenn die Umgebungsumwelt-Detektionseinheit nicht in der Lage ist, die Straßenstruktur zu detektieren, die Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur basierend auf der Straßeninformation und Information über das Verhalten des Subjektfahrzeugs abschätzt.
12. Fahrspurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei wenn die Bilderkennungseinheit nicht in der Lage ist, das planare Muster zu erkennen, die Planarmusterbezugsfahrspur-Schätzeinheit die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der Straßeninformation und Information über das Verhalten des Subjektfahrzeugs, abschätzt.
13. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf der ersten Zuverlässigkeit oder/und der zweiten Zuverlässigkeit bestimmt, wobei die erste Zuverlässigkeit die Zuverlässigkeit der Schätzergebnisse durch die Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit ist, die zweite Zuverlässigkeit die Zuverlässigkeit der Schätzergebnisse durch die Planarmusterbezugsfahrspur-Schätzeinheit ist.
14. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Straßeninformation als einen Parameter, der verwendet wird, wenn die erste Zuverlässigkeit berechnet wird, die Detektionsleichtigkeit der Straßenstruktur durch die Umgebungsumwelt-Detektionseinheit beinhaltet.
15. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Straßeninformation als einen Parameter, der verwendet wird, wenn die zweite Zuverlässigkeit berechnet wird, die Erkennungsleichtigkeit des planaren Musters durch die Bilderkennungseinheit beinhaltet.
16. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit die erste Zuverlässigkeit bei steigender Frequenz, mit welcher die Umgebungsumwelt-Detektionseinheit das andere Objekt als die Straßenstruktur detektiert, senkt.
17. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei wenn die Genauigkeit der Detektion der Straßenstruktur durch die Umgebungsumwelt-Detektionseinheit niedrig ist, die Straßenstrukturbezugsfahrspur-Schätzeinheit die erste Zuverlässigkeit mit sinkender Genauigkeit senkt.
18. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei wenn die Genauigkeit der Erkennung des planaren Musters durch die Bilderkennungseinheit niedrig ist, die Planarmusterbezugsfahrspur-Schätzeinheit die zweite Zuverlässigkeit mit sinkender Genauigkeit senkt.
19. Spurerkennungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend eine Ausgabeeinheit, welche die Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und die Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, welche durch die Fahrspur-End-Bestimmungseinheit bestimmt ist, ausgibt.
20. Spurerkennungsverfahren, umfassend: Berechnen einer Istposition eines Subjektfahrzeugs; Abschätzen einer Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt und einer Position des Subjektfahrzeugs in einer Richtung rechtwinklig zu einer Fahrtrichtung, auf der Spur, basierend auf der berechneten Istposition des Subjektfahrzeugs, Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation, die eine Positionsbeziehung zwischen einer Straßenstruktur oder einem planaren Muster und dem Subjektfahrzeug angibt, und Straßeninformation, welche die Straßenstruktur oder das planare Muster mit einer Spur einer Straße im Hinblick auf eine Positionsbeziehung dazwischen assoziiert, wobei die Straßenstruktur eine dreidimensionale Struktur ist, die in Relation zu einer Straße existiert, wobei das planare Muster ein zweidimensionales sichtbares Muster ist, das in Relation zu einer Straße existiert; und Bestimmen der Spur, auf welcher das Subjektfahrzeug fährt, und der Position des Subjektfahrzeugs auf der Spur, basierend auf Ergebnissen der Abschätzung.
21. Spurerkennungsverfahren gemäß Anspruch 20, wobei die Abschätzung die Abschätzung basierend auf der Istposition des Subjektfahrzeugs, der die Positionsbeziehung zwischen der Straßenstruktur und dem Subjektfahrzeug angebende Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation und der, die Straßenstruktur mit der Spur der Straße im Hinblick auf die Positionsbeziehung dazwischen assoziierenden Straßeninformation beinhaltet, und bei der Abschätzung die Straßeninformation aus einem externen Straßenstrukturspeicher erfasst wird, der die Straßeninformation speichert, welche die Straßenstruktur mit einer, die Spur definierenden Linie assoziiert und die Subjektfahrzeug-Umgebungsinformation aus einer externen Umgebungsumwelt-Detektionseinheit erfasst wird, die ein Objekt detektiert, welches die Straßenstruktur um das Subjektfahrzeug herum beinhaltet.

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