DE112017000639B4

DE112017000639B4 - Positionskorrekturvorrichtung, Navigationssystem und automatisches Fahrsystem

Info

Publication number: DE112017000639B4
Application number: DE112017000639.2T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tsurumi; Takeshi Shikimachi; Tadashi Fujimura; Tomokazu Kobayashi; Yuya Hara
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2022-11-03
Anticipated expiration: 2037-02-04
Also published as: US20190120630A1; US10697780B2; DE112017000639T5; JP6424845B2; JP2017138196A; WO2017135431A1

Abstract

Positionskorrekturvorrichtung (11), die an einem Fahrzeug angebracht ist, mit:
einer Empfangseinheit (49), die eine als S1 definierte Positionsinformation von einer Navigationsvorrichtung (9) empfängt, wobei die Navigationsvorrichtung (9) an dem Fahrzeug angebracht ist und eine Funktion zum Erlangen der als S1 definierten Positionsinformation des Fahrzeuges aufweist,
einer Positionserlangungseinheit (51), die eine als S2 definierte Positionsinformation des Fahrzeuges mit höherer Genauigkeit als die Navigationsvorrichtung (9) erlangt,
einer Bestimmungseinheit (53), die bestimmt, ob eine Differenz zwischen der als S1 definierten Positionsinformation, die durch die Empfangseinheit (49) empfangen wird, und der als S2 definierten Positionsinformation, die durch die Positionserlangungseinheit (51) erlangt wird, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder eine Fahrroute, die durch die als S1 definierte Positionsinformation bestimmt ist, mit einer Fahrroute, die durch die als S2 definierte Positionsinformation bestimmt ist, zusammenpasst, und
einer Positionsinformations-Übertragungseinheit (55), die die als S2 definierte Positionsinformation, die durch die Positionserlangungseinheit (51) erlangt wird, an die Navigationsvorrichtung (9) überträgt, wenn die Bestimmungseinheit (53) bestimmt, dass die Differenz den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder, wenn die Bestimmungseinheit (53) bestimmt, dass die Fahrroute, die durch die als S1 definierte Positionsinformation bestimmt ist, nicht mit der Fahrroute, die durch die als S2 definierte Positionsinformation bestimmt ist, zusammenpasst.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der am 3. Februar 2016 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2016 - 19 190 ; auf den dortigen gesamten Inhalt wird hierin vollinhaltlich Bezug genommen.
TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positionskorrekturvorrichtung, ein Navigationssystem und ein automatisches Fahrsystem.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik ist eine Navigationsvorrichtung bekannt, die eine Position eines Eigenfahrzeuges erlangt und eine Route von der Position zu einem Ziel festlegt. Die JP 2011 - 511 281 A offenbart so eine Navigationsvorrichtung. Weiterer Stand der Technik ist zudem aus US 2011 / 0 118 979 A1 , US 2014 / 0 303 923 A1 , US 2009 / 0 228 204 A1 , US 2010 / 0 109 949 A1 , DE 10 2010 013 647 A1 , US 9 043 072 B1 und DE 10 2013 208 521 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine nachfolgende Schwierigkeit wurde von Erfindern bei einer detaillierten Untersuchung herausgefunden. Eine Genauigkeit, mit der die Navigationsvorrichtung eine Positionsinformation eines Eigenfahrzeuges erlangt, kann durchaus nicht hoch sein. Die Navigationsvorrichtung kann eine ungeeignete Route festlegen, wenn die Positionsinformation des Eigenfahrzeuges ungenau bzw. falsch ist. Beispielsweise bestimmt die Navigationsvorrichtung manchmal in einer Straße, die eine von der Hauptstraße abzweigende Seitenstraße aufweist, dass die Position des Eigenfahrzeuges auf der Seitenstraße ist, obwohl die Position des Eigenfahrzeuges tatsächlich auf der Hauptstraße ist. In diesem Fall kann die Navigationsvorrichtung eine ungeeignete Route von der Seitenstraße zum Ziel festlegen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positionskorrekturvorrichtung, ein Navigationssystem und ein automatisches Fahrsystem bereitzustellen, die es einer Navigationsvorrichtung ermöglichen, eine genaue Positionsinformation des Eigenfahrzeuges zu erlangen. Diese Aufgabe wird durch eine Positionskorrekturvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, ein Navigationssystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 4 und ein automatisches Fahrsystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine an ein Fahrzeug angebrachte Positionskorrekturvorrichtung auf: eine Empfangseinheit, die eine als S1 definierte Positionsinformation von einer am Fahrzeug angebrachten Navigationsvorrichtung empfängt und eine Funktion zum Erlangen der als S1 definierten Positionsinformation des Fahrzeuges aufweist, eine Positionserlangungseinheit, die eine als S2 definierte Positionsinformation des Fahrzeuges mit höherer Genauigkeit als die Navigationsvorrichtung erlangt, eine Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob eine Differenz zwischen der als S1 definierten Positionsinformation, die durch die Empfangseinheit empfangen wird, und der als S2 definierten Positionsinformation, die durch die Positionserlangungseinheit erlangt wird, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder eine Fahrroute bzw. Reiseroute, die durch die als S1 definierte Positionsinformation bestimmt ist, mit einer Fahrroute, die durch die als S2 definierte Positionsinformation bestimmt ist, zusammenpasst, und eine Positionsinformations-Übertragungseinheit, die die als S2 definierte Positionsinformation, die durch die Positionserlangungseinheit erlangt wird, an die Navigationsvorrichtung überträgt, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Differenz den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder die Fahrroute, die durch die als S1 definierte Positionsinformation bestimmt ist, nicht mit der Fahrroute, die durch die als S2 definierte Positionsinformation bestimmt ist, zusammenpasst.
Der Positionskorrekturvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Positionsinformation S2 zu erlangen, die genauer als die durch die Navigationsvorrichtung erlangte Positionsinformation S1 ist. Die Positionskorrekturvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung überträgt die Positionsinformation S2 an die Navigationsvorrichtung, wenn die Differenz zwischen der Positionsinformation S1 und der Positionsinformation S2 den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder die Fahrroute, die durch die Positionsinformation S1 bestimmt ist, nicht mit der Fahrroute, die durch die Positionsinformation S2 bestimmt ist, zusammenpasst. Dadurch ist es der Navigationsvorrichtung möglich, die genaue Positionsinformation des Fahrzeuges zu erlangen, sogar wenn die Positionsinformation S1 einen großen Fehler aufweist. Folglich ermöglicht es die Navigationsvorrichtung, eine Route zu generieren, die von der genauen Position des Fahrzeuges startet.
Figurenliste
Die obigen und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden, detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Figuren. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm, das Konfigurationen einer Positionskorrekturvorrichtung, eines Navigationssystems und eines automatischen Fahrsystems zeigt,
2 ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration einer Steuerung zeigt,
3 ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration einer Steuerung zeigt,
4 ein Ablaufdiagramm, das einen durch die Navigationsvorrichtung ausgeführten Prozess zeigt,
5 ein Ablaufdiagramm, das einen durch die Positionskorrekturvorrichtung ausgeführten Prozess zeigt,
6 ein Ablaufdiagramm, das einen durch die Navigationsvorrichtung ausgeführten Prozess zeigt, und
7 ein Ablaufdiagramm, das einen durch die Navigationsvorrichtung ausgeführten Prozess zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Figuren erklärt.
(Erste Ausführungsform)
1. Konfiguration eines automatischen Fahrsystems 1
Eine Konfiguration eines automatischen Fahrsystems 1 wird mit Bezug auf die 1 bis 3 erklärt. Das automatische Fahrsystem 1 ist ein bordeigenes bzw. fahrzeugeigenes System, das an einem Fahrzeug angebracht ist. Nachfolgend wird das Fahrzeug, an das das automatische Fahrsystem 1 angebracht ist, als ein Eigenfahrzeug bezeichnet. Das automatische Fahrsystem 1 weist ein Navigationssystem 3, eine Fahrspurmanagementvorrichtung 5 und eine Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7 auf. Das Navigationssystem 3 weist eine Navigationsvorrichtung 9 und eine Positionskorrekturvorrichtung 11 auf.
Die Navigationsvorrichtung 9 weist eine Steuerung 13, ein GPS 15, einen Gyrosensor 17, einen G-Sensor 19 und eine Speichervorrichtung 21 auf. Die Steuerung 13 ist im Wesentlichen durch einen bekannten Mikrocomputer gebildet, der eine CPU 23 und einen Halbleiterspeicher (nachfolgend als ein Speicher 25 bezeichnet), wie beispielsweise RAM, ROM oder einen Flashspeicher, aufweist. Die CPU 23 führt ein Programm aus, das in einem nichttransitorischen bzw. nichtflüchtigen dinghaften Speichermedium gespeichert ist, um dadurch Funktionen aller Art der Steuerung 13 bereitzustellen. Im Beispiel entspricht der Speicher 25 einem nichttransitorischen dinghaften Speichermedium, das das Programm speichert. Eine dem Programm entsprechende Methode wird durch das Ausführen des Programms ausgeführt. Die Anzahl an Mikrocomputern, die die Steuerung 13 bilden, kann größer gleich eins sein.
Wie in 2 gezeigt, weist die Steuerung 13 eine Positionserlangungseinheit 27, eine Positionsinformations-Übertragungseinheit 29, eine Empfangseinheit 31, eine Routengenerierungseinheit 33 und eine Routenübertragungseinheit 34 als Konfigurationen von Funktionen auf, die durch das Ausführen des Programms durch die CPU 23 bereitgestellt sind. Die Methode, die diese die Steuerung 13 bildenden Elemente implementiert, ist nicht auf Software begrenzt. All diese Elemente oder ein Teil davon können unter Verwendung einer Hardware, die durch Kombinieren eines Logikschaltkreises oder eines Analogschaltkreises oder dergleichen bereitgestellt ist, implementiert werden.
Das GPS 15 ist ein Positionsbestimmungssystem unter Verwendung eines künstlichen Satelliten. Der Gyrosensor 17 erfasst eine Winkelgeschwindigkeit des Eigenfahrzeuges. Der G-Sensor 19 erfasst eine Beschleunigung des Eigenfahrzeuges. Die Speichervorrichtung 21 speichert eine Information, die für einen durch die Navigationsvorrichtung 9 ausgeführten Prozess benötigt wird. Die Information weist Straßennetzinformation auf. Die Straßennetzinformation weist eine Karteninformation auf, die eine Straßenform, eine Straßenposition, eine Verbindung zwischen mehreren Straßen oder dergleichen zeigt. Die Straßennetzinformation weist keine Information bezogen auf den Fahrstreifen, der die Straße bildet, auf.
Die Positionskorrekturvorrichtung 11 weist eine Steuerung 35, ein GPS 37, einen Gyrosensor 39, einen G-Sensor 41 und eine Speichervorrichtung 43 auf. Die Steuerung 35 ist im Wesentlichen durch einen bekannten Mikrocomputer gebildet, der eine CPU 45 und den Halbleiterspeicher (nachfolgend als ein Speicher 47 bezeichnet), wie beispielsweise RAM, ROM oder einen Flashspeicher, aufweist. Die CPU 45 führt ein Programm aus, das in einem nichttransitorischen dinghaften Speichermedium gespeichert ist, um dadurch Funktionen aller Art der Steuerung 35 bereitzustellen. Im Beispiel entspricht der Speicher 47 einem nichttransitorischen dinghaften Speichermedium, das das Programm speichert. Eine dem Programm entsprechende Methode wird durch das Ausführen des Programms betrieben. Die Anzahl an Mikrocomputern, die die Steuerung 35 bilden, kann größer gleich eins sein.
Wie in 3 gezeigt, weist die Steuerung 35 eine Empfangseinheit 49, eine Positionserlangungseinheit 51, eine Bestimmungseinheit 53, eine Positionsinformations-Übertragungseinheit 55, eine Positionsbeziehungs-Erlangungseinheit 57, eine Signalübertragungseinheit 59, eine detaillierte Routengenerierungseinheit 61 und eine detaillierte Routenübertragungseinheit 62 als Konfigurationen von Funktionen auf, die durch das Ausführen des Programms durch die CPU 45 bereitgestellt sind. Die Methode, die diese die Steuerung 35 bildenden Elemente implementiert, ist nicht auf eine Software begrenzt. Alle diese Elemente oder ein Teil davon können unter Verwendung einer Hardware implementiert werden, die durch Kombinieren eines Logikschaltkreises oder eines Analogschaltkreises oder dergleichen bereitgestellt sind.
Das GPS 37 ist ein Positionsbestimmungssystem unter Verwendung des künstlichen Satelliten. Der Gyrosensor 39 erfasst eine Winkelgeschwindigkeit des Eigenfahrzeuges. Der G-Sensor 41 erfasst eine Beschleunigung des Eigenfahrzeuges. Der Gyrosensor 39 und der G-Sensor 41 sind mit Bezug auf einen Installationswinkel zu einer Fahrzeugkarosserie bzw. einem Fahrzeugkörper des Eigenfahrzeuges verglichen mit dem Gyrosensor 17 und dem G-Sensor 19 optimiert.
Die Speichervorrichtung 43 speichert eine notwendige Information für einen Prozess, der durch die Positionskorrekturvorrichtung 11 ausgeführt wird. Die Information weist die Straßennetzinformation und die detaillierte Karteninformation auf. Die Straßennetzinformation kann ähnlich der Routennetzinformation sein, die die Navigationsvorrichtung 9 aufweist, oder können mit Bezug auf einen vom Straßennetz unterschiedlichen Instandhaltungsstandard generiert werden, den die Navigationsvorrichtung 9 für den automatischen Betrieb aufweist.
Die detaillierte Karteninformation weist die Anzahl der Fahrstreifen, die die Straße bilden, eine Breite des Fahrstreifens, die Position und eine Art der weißen Spuren bzw. der Fahrbahnmarkierungen und eines Botts' Dots bzw. eines Markierungsknopfs, der die Fahrstreifen trennt, einen Anstieg oder Abfall der Fahrstreifen, eine Verbindungsbeziehung zwischen den Fahrstreifen, eine Erlaubnis bzw. Korrektheit der Fahrzeugbewegung zwischen den Fahrstreifen oder dergleichen auf. Die detaillierte Karteninformation weist eine Positionsinformation T eines Merkmals, einer Größe des Merkmals, eine Form des Merkmals und eine Art des Merkmals oder dergleichen auf. Das Merkmal zeigt etwas auf der Straße. Das Merkmal weist beispielsweise ein Gebäude, einen Zaun, einen Telegraphenmasten, eine Verkehrsinsel, einen Mittelstreifen bzw. einen Grünstreifen, einen Zebrastreifen, ein Verkehrszeichen bzw. Verkehrsschild, einen Kilometerpfahl bzw. eine Kilometrierung, eine Stopplinie bzw. eine Haltelinie, ein ETC-Tor, die Fahrbahnmarkierungen, eine Straßenbemalung, wie beispielsweise eine Geschwindigkeitsregelung, den Markierungsknopf, einen Straßenbaum, einen Untergrundventilator, eine Hinweistafel bzw. ein Verkehrsschild, einen Randstein, einen Bahnübergang, eine Ampel, eine Brücke, einen Tunnel, einen Schutz bzw. Unterstand, einen Berg, einen Fluss oder dergleichen auf. Die Positionsinformation T bestimmt die Position des Merkmals. Die Speichervorrichtung 43 entspricht der Merkmalsinformations-Speichervorrichtung. Die Positionsinformation T kann als eine Positionsinformation bezeichnet werden, die als T definiert ist.
Wie später beschrieben, generiert die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 bzw. Fahrstreckenmanagementvorrichtung eine Fahrspurinformation bzw. Fahrstreckeninformation, die die Fahrspur bzw. Fahrstrecke unter Verwendung der durch die Positionskorrekturvorrichtung 11 generierten detaillierten Route bestimmt, und überträgt die Fahrspur an die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7. Die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7 steuert das Eigenfahrzeug, so dass das Fahrzeug automatisch entlang der Fahrspur fährt.
Zusätzlich zum automatischen Fahrsystem 1 weist das Eigenfahrzeug eine GPS-Antenne 63 im Armaturenbrett (nachfolgend als GPS-Armaturenbrettantenne bezeichnet), eine GPS-Dachantenne 65, eine Kamera 67, ein Millimeterwellenradar 69 und ein Laserradar 71 und eine HMI-Anzeigevorrichtung 73 (human machine interface) auf.
Die GPS-Armaturenbrettantenne 63 empfängt eine Satelliteninformation und überträgt die Satelliteninformation an das GPS 15. Die GPS-Dachantenne 65 empfängt die Satelliteninformation und überträgt die Satelliteninformation an das GPS 37. Die Kamera 67 fotografiert die Peripherie des Eigenfahrzeuges. Das durch die Kamera 67 generierte Bild wird an die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 und die Positionskorrekturvorrichtung 11 übertragen. Das Millimeterwellenradar 69 und das Laserradar 71 erfassen die Position des Merkmals. Die Erfassungsergebnisse des Millimeterwellenradars 69 und des Laserradars 71 werden an die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 und die Positionskorrekturvorrichtung 11 übertragen.
Die HMI-Anzeigevorrichtung 73 empfängt einen Betrieb durch einen Insassen des Eigenfahrzeuges und überträgt ein dem Betrieb entsprechendes Signal an die Navigationsvorrichtung 9. Die HMI-Anzeigevorrichtung 73 antwortet auf eine Anweisung der Navigationsvorrichtung 9 und zeigt ein Bild an, gibt einen Ton aus oder dergleichen. Das angezeigte Bild weist ein Bild, das den Betrieb durch einen Insassen führt, ein durch die Navigationsvorrichtung 9 generiertes Bild einer Route oder dergleichen auf.
2. Prozess, der durch die Navigationsvorrichtung 9 ausgeführt wird
Ein Prozess, der wiederholt, zu einer vorgegebenen Zeit, durch die Navigationsvorrichtung 9 jeweils ausgeführt wird, wird mit Bezug auf 4 erklärt. In Schritt 1 bestimmt die Positionserlangungseinheit 27, ob ein Trigger bzw. Auslöser zum Generieren der Route von einer gegenwärtigen Position des Eigenfahrzeuges zum Ziel (nachfolgend wird dies lediglich als eine Route bezeichnet) vorhanden ist.
Der Trigger weist einen Fall, in dem eine Betriebsanweisung, eine Route zu generieren, an die HMI-Anzeigevorrichtung 73 durch den Insassen des Eigenfahrzeuges durchgeführt wird, einen Fall, in dem eine Abweichung des Eigenfahrzeuges von der vorhergehend generierten Route erfasst wird, einen Fall, in dem ein unterschiedlicher Straßenzustand verglichen mit dem Moment erfasst wird, an dem die Route vorhergehend generiert wird, oder dergleichen auf. Ein Auftreten einer Verkehrsüberlastung oder ein Auftreten einer blockierten bzw. gesperrten Straße oder dergleichen sind als der unterschiedliche Routenzustand gegeben. Wenn der Trigger vorhanden ist, geht der Prozess zu Schritt 2. Wenn kein Trigger vorhanden ist, endet der Prozess.
In Schritt 2 erlangt die Positionserlangungseinheit 27 eine Positionsinformation S1 des Eigenfahrzeuges in dem Moment durch Verwendung des GPS 15, des Gyrosensors 17 und des G-Sensors 19. Die Positionsinformation S1 ist eine Information, die die Position des Eigenfahrzeuges in dem Moment bestimmt und durch die Navigationsvorrichtung 9 generiert wird. Die Positionsinformation S1 kann als eine Positionsinformation bezeichnet werden, die als S1 definiert ist.
In Schritt 3 überträgt die Positionsinformations-Übertragungseinheit 29 die in Schritt 2 erlangte Positionsinformation S1 an die Positionskorrekturvorrichtung 11.
In Schritt 4 bestimmt die Empfangseinheit 31, ob sie eine Art einer Antwort von der Positionskorrekturvorrichtung 11 empfängt. Die Antwort ist entweder eine später beschriebene Positionsinformation S2 oder ein später beschriebenes, normales Signal. Wenn die Antwort empfangen wird, geht der Prozess zu Schritt 5. Wenn die Antwort noch nicht empfangen wurde, kehrt der Prozess zu Schritt 4 zurück. Die Positionsinformation S2 kann als eine Positionsinformation bezeichnet werden, die als S2 definiert ist.
In Schritt 5 bestimmt die Empfangseinheit 31, ob die empfangene Antwort die Positionsinformation S2 ist. Die Positionsinformation S2 bestimmt die Position des Eigenfahrzeuges in dem Moment und wird durch die Positionskorrekturvorrichtung 11 generiert. Wenn die empfangenen Antwort die Positionsinformation S2 ist, geht der Prozess zu Schritt 6. Wenn die empfangene Antwort nicht die Positionsinformation S2 ist, geht der Prozess zu Schritt 7.
In Schritt 6 wird die in Schritt 2 erlangte Positionsinformation S1 durch die Positionsinformation S2 ersetzt.
In Schritt 7 generiert die Routengenerierungseinheit 33 die Route unter Verwendung der Straßennetzinformation, die in der Speichervorrichtung 21 gespeichert ist. Wenn der Prozess in Schritt 6 ausgeführt wird, startet die Route an der Position des Eigenfahrzeuges, die durch die Positionsinformation S2 bestimmt wird. Wenn der Prozess in Schritt 6 nicht ausgeführt wird, startet die Route an der Position des Eigenfahrzeuges, die durch die Positionsinformation S1 bestimmt ist. Der Insasse des Eigenfahrzeuges gibt das Ziel der Route unter Verwendung der HMI-Anzeigevorrichtung 73 ein.
In Schritt 8 überträgt die Routenübertragungseinheit 34 die in Schritt 7 generierte Route an die Positionskorrekturvorrichtung 11.
3. Prozess, der durch die Positionskorrekturvorrichtung 11 ausgeführt wird
Ein Prozess, der wiederholt, jeweils zu einer vorgegebenen Zeit, durch die Positionskorrekturvorrichtung 11 ausgeführt wird, wird mit Bezug auf 5 erklärt. In Schritt 11 bestimmt die Empfangseinheit 49, ob sie die Positionsinformation S1 von der Navigationsvorrichtung 9 empfängt. Die Positionsinformation S1 wird durch die Navigationsvorrichtung 9 in Schritt 3 übertragen. Wenn die Positionsinformation S1 empfangen wird, geht der Prozess zu Schritt 12. Wenn die Positionsinformation S1 nicht empfangen wird, endet der Prozess.
In Schritt 12 erlangen die Positionserlangungseinheit 51 und die Positionsbeziehungserlangungseinheit 57 die Positionsinformation S2 wie folgt. Die Positionserlangungseinheit 51 bestimmt eine ungefähre Position des Eigenfahrzeuges auf der Fahrbahn bzw. Fahrstraße in dem Moment unter Verwendung des GPS 37, des Gyrosensors 39, des G-Sensors 41 und der Straßennetzinformation, die in der Speichervorrichtung 43 gespeichert ist. Als nächstes erfasst die Positionsbeziehungserlangungseinheit 57 das in der Peripherie des Eigenfahrzeuges vorhandene Merkmal unter Verwendung des Bildes der Kamera 67, einem Erfassungsergebnis des Millimeterwellenradars 69 und dem Erfassungsergebnis des Laserradars 71 und erlangt eine relative Positionsbeziehung zwischen dem erfassten Merkmal und dem Eigenfahrzeug.
Als nächstes vergleicht die Positionserlangungseinheit 51 die ungefähre Position des Eigenfahrzeuges auf der Fahrbahn, die Positionsinformation T des Merkmals, die in den detaillierten Karteninformation gespeichert ist, und die relative Positionsbeziehung zwischen dem erfassten Merkmal und dem Eigenfahrzeug und bestimmt welches der in der detaillierten Karteninformation gespeicherten Merkmale mit dem erfassten Merkmal wie oben beschrieben zusammenpasst. Außerdem bestimmt die Positionserlangungseinheit 51 genau die Position des Eigenfahrzeuges unter Verwendung der bestimmten Position des Merkmals und der relativen Positionsbeziehung des Eigenfahrzeuges zum Merkmal. Die Positionserlangungseinheit 51 legt die Information, die die genau erfasste Position des Eigenfahrzeuges zeigt, auf die Positionsinformation S2 fest.
Die Positionsinformation S2 ist genauer als die Positionsinformation S1. Ein Grund dafür ist, dass die Installationswinkel des Gyrosensors 39 und des G-Sensors 41 verglichen mit den Installationswinkeln des Gyrosensors 17 und des G-Sensors 19 optimiert sind. Ein anderen Grund dafür ist, dass die Positionsinformation S2 auf Grundlage der Positionsinformation T des Merkmals und der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Merkmal genau bestimmt wird.
In Schritt 13 bestimmt die Bestimmungseinheit 53, ob die Differenz zwischen der durch die Positionsinformation S1 bestimmten Position des Eigenfahrzeuges und der durch die Positionsinformation S2 bestimmten Position des Eigenfahrzeuges einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrbahn mit der durch die Positionsinformation S2 bestimmten Fahrbahn zusammenpasst. Wenn mindestens die Differenz den Schwellenwert überschreitet oder die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrbahn nicht mit der durch die Positionsinformation S2 bestimmte Fahrbahn zusammenpasst, geht der Prozess zu Schritt 14. Wenn die Differenz kleiner gleich dem Schwellenwert ist und auch, wenn die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrbahn mit der durch die Positionsinformation S2 bestimmten Fahrbahn zusammenpasst, geht der Prozess zu Schritt 15.
In Schritt 14 überträgt die Positionsinformations-Übertragungseinheit 55 die Positionsinformation S2 an die Navigationsvorrichtung 9. In Schritt 5 bestimmt die Navigationsvorrichtung 9, ob sie die Positionsinformation S2 in Schritt 14 empfängt.
In Schritt 15 überträgt die Signalübertragungseinheit 59 das normale Signal an die Navigationsvorrichtung 9.
In Schritt 16 bestimmt die Empfangseinheit 49, ob sie die Route von der Navigationsvorrichtung 9 empfängt. Die zu empfangende Route ist die Route, die durch die Navigationsvorrichtung 9 in Schritt 8 übertragen wird. Wenn die Route empfangen wird, geht der Prozess zu Schritt 17. Wenn die Route noch nicht empfangen wird, kehrt der Prozess zu Schritt 16 zurück.
In Schritt 17 generiert die Detaillierte-Route-Generierungseinheit 61 die detaillierte Route unter Verwendung der empfangenen Route, die in Schritt 16 bestimmt wird, und der detaillierten Karteninformation, die in der Speichervorrichtung 43 gespeichert ist. Die detaillierte Route entspricht einer Route, die das Eigenfahrzeug regelt. Die detaillierte Route entspricht der Route.
In Schritt 18 überträgt die detaillierte Routenübertragungseinheit 62 die in Schritt 17 generierte, detaillierte Route an die Fahrspurmanagementvorrichtung 5.
4. Prozess, der durch die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 und die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7 ausgeführt wird
Die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 empfängt die detaillierte Route von der Positionskorrekturvorrichtung 11. Die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 generiert die Fahrspurinformation unter Verwendung der empfangenen detaillierten Information wie folgt. Die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 wählt einen Bereich der detaillierten Route. Der Bereich ist so definiert, dass eine Distanz vom Eigenfahrzeug in dem Bereich nicht größer als ein vorgegebener Maximalwert ist. Als nächstes erfasst die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 einen peripheren, bewegten Körper als das Merkmal oder ein Hindernis unter Verwendung eines Bildes der Kamera 67, des erfassten Ergebnisses des Millimeterwellenradars 69 und des erfassten Ergebnisses des Laserradars 71. Der periphere, bewegte Körper ist tatsächlich auf der ausgewählten, detaillierten Route und in der Peripherie bzw. der näheren Umgebung der detaillierten Route vorhanden, wird aber nicht in der detaillierten Karteninformation beschrieben. Als nächstes korrigiert die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 die ausgewählte, detaillierte Route, so dass das Eigenfahrzeug das Merkmal unter den erfassten Merkmalen oder den peripheren bewegten Körper unter den erfassten bewegten Körpern vermeidet, die das Eigenfahrzeug vermeiden muss. Die korrigierte, detaillierte Route wird als die Fahrspur festgelegt. Die Fahrspur entspricht der Route. Die Fahrspurinformation bestimmt die Fahrspur. Die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 überträgt die Fahrspurinformation an die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7.
Die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7 empfängt die Fahrspurinformation von der Fahrspurmanagementvorrichtung 5. Die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7 steuert eine Lenkungseinheit, eine Energieeinheit und eine Bremseinheit des Eigenfahrzeuges, so dass das Eigenfahrzeug automatisch entlang einer Fahrspur fährt, die durch die empfangene Fahrspurinformation bestimmt wird.
5. Effekt, der durch das automatische Fahrsystem 1 und einem Teil des automatischen Fahrsystems 1 bereitgestellt ist
(1A) Der Positionskorrekturvorrichtung 11 ist es möglich, dass sie eine Positionsinformation S2 erlangt, die genauer als die durch die Navigationsvorrichtung 9 erlangte Positionsinformation S1 ist. Wenn mindestens eine Differenz zwischen der Positionsinformation S1 und der Positionsinformation S2 den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrbahn unterschiedlich von der durch Positionsinformation S2 bestimmten Fahrbahn ist, überträgt die Positionskorrekturvorrichtung 11 die Positionsinformation S2 an die Navigationsvorrichtung 9. Dadurch ist es der Navigationsvorrichtung 9 möglich, die Position des Fahrzeuges genau zu erlangen, sogar wenn die Positionsinformation S1 einen großen Fehler aufweist oder die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrroute inkorrekt ist. Folglich ist es der Navigationsvorrichtung 9 möglich, eine Route zu generieren, die an einer genauen Position des Eigenfahrzeuges startet.
(1B) Der Positionskorrekturvorrichtung 11 ist es möglich, die Positionsinformation S2 unter Verwendung der relativen Beziehung zwischen dem Merkmal und dem Eigenfahrzeug und der Positionsinformation T des Merkmals zu erlangen. Daher ist es möglich, die Positionsinformation S2 genauer zu erlangen.
(1C) Wenn die Differenz zwischen der Positionsinformation S1 und der Positionsinformation S2 kleiner gleich dem Schwellenwert ist und auch, wenn die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrbahn mit der durch die Positionsinformation S2 bestimmten Fahrbahn zusammenpasst, überträgt die Positionskorrekturvorrichtung 11 das normale Signal an die Navigationsvorrichtung 9. Dadurch ist es der Navigationsvorrichtung 9 möglich zu wissen, dass die Positionsinformation S1 einen kleinen Fehler aufweist und die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrbahn korrekt ist.
(1D) Wenn die Navigationsvorrichtung 9 die Route generiert, überträgt die Navigationsvorrichtung 9 die Positionsinformation S1 an die Positionskorrekturvorrichtung 11. Im Gegenzug überträgt die Positionskorrekturvorrichtung 11 die Positionsinformation S2 oder das normale Signal, wie oben beschrieben, an die Navigationsvorrichtung 9. Folglich ist es der Navigationsvorrichtung 9 möglich, die Route zu generieren, die an der genauen Position des Eigenfahrzeuges startet.
(1E) Das automatische Fahrsystem 1 steuert das Eigenfahrzeug so, dass das Eigenfahrzeug entlang der Fahrspur fährt. Da die Fahrspur mit Bezug auf die Route generiert wird, ist ein Startpunkt der Fahrspur exakt gleich dem Punkt der Fahrspur. Dem automatischen Fahrsystem 1 ist es möglich, automatisch entlang der Fahrspur zu fahren, die an der genauen Position des Eigenfahrzeuges startet.
(Zweite Ausführungsform)
1. Unterschied zur ersten Ausführungsform
Da eine Basiskonfiguration der zweiten Ausführungsform ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist, wird die Erklärung mit Bezug auf die gemeinsame Konfiguration weggelassen und ein Unterschied wird im Wesentlichen erklärt. Ein identisches Bezugszeichen im Vergleich zur ersten Ausführungsform zeigt die gleiche Konfiguration und bezieht sich auf eine vorhergehende Erklärung.
Die Navigationsvorrichtung 9 führt wiederholt den in 6 gezeigten Prozess jeweils zu einer vorgegeben Zeit aus. In Schritt 21 bestimmt die Positionserlangungseinheit 27, ob der Moment eine Positionsinformations-Übertragungszeit ist. Die Positionsinformations-Übertragungszeit ist eine Zeit, wenn das Eigenfahrzeug eine vorgegebene Distanz gefahren ist, nachdem die Positionsinformation zuletzt übertragen wurde. Wenn der Moment die Positionsinformations-Übertragungszeit ist, geht der Prozess zu Schritt 22. Wenn der Moment nicht die Positionsinformations-Übertragungszeit ist, endet der Prozess.
Die Schritte 22 bis 26 sind ähnlich zu den Schritten 2 bis 6 in der ersten Ausführungsform.
In Schritt 27 wird die Positionsinformation des Eigenfahrzeuges im Speicher 25 gespeichert. Wenn der Prozess von Schritt 26 ausgeführt wird, wird die gespeicherte Positionsinformation die Positionsinformation S2, die dazu bestimmt ist, in Schritt 25 empfangen zu werden. Wenn der Prozess in Schritt 6 nicht ausgeführt wird, wird die gespeicherte Positionsinformation die die in Schritt 22 erlangte Positionsinformation S1. Wenn die Positionsinformation bereits im Speicher 25 gespeichert ist, wird die Positionsinformation durch eine neu gespeicherte Positionsinformation überschrieben.
Die Navigationsvorrichtung 9 führt wiederholt, jeweils zu einer vorgegebenen Zeit, einen in 7 gezeigten Prozess getrennt vom in 6 gezeigten Prozess aus. In Schritt 31 von 7, ähnlich zu Schritt 1 in der ersten Ausführungsform, bestimmt die Positionserlangungseinheit 27, ob der Trigger zum Generieren der Route vorhanden ist. Wenn der Trigger vorhanden ist, geht der Prozess zu Schritt 32. Wenn der Trigger nicht vorhanden ist, endet der Prozess.
In Schritt 32 liest die Positionserlangungseinheit 27 die Positionsinformation des Eigenfahrzeuges vom Speicher 25 aus. Die ausgelesene Positionsinformation des Eigenfahrzeuges ist die Positionsinformation, die in Schritt 27 im Speicher 25 gespeichert wird.
In Schritt 33 generiert die Routengenerierungseinheit 33 die Route unter Verwendung der in der Speichervorrichtung 21 gespeicherten Routennetzinformation. Der Start der Route ist die Position des Eigenfahrzeuges, die durch die in Schritt 32 ausgelesene Positionsinformation des Eigenfahrzeuges bestimmt wird.
In Schritt 34 überträgt die Routenübertragungseinheit 34 die in Schritt 33 generierte Route an die Positionskorrekturvorrichtung 11.
2. Effekt, der durch das automatische Fahrsystem 1 und einem Teil des automatischen Fahrsystems 1 bereitgestellt ist
Gemäß der oben im Detail beschriebenen, zweiten Ausführungsform wird zusätzlich zu den Effekten (1A) bis (1C) und (1E) der vorhergehend beschriebenen, ersten Ausführungsform ein Effekt wie folgt bereitgestellt.
(2A) Die Navigationsvorrichtung 9 überträgt die Positionsinformation S1 an die Positionskorrekturvorrichtung 11 jeweils zu einer Zeit, wenn das Eigenfahrzeug eine vorgegebene Distanz fährt. Im Gegenzug überträgt die Positionskorrekturvorrichtung 11 die Positionsinformation S2 oder das normale Signal an die Navigationsvorrichtung 9. Folglich ist es der Navigationsvorrichtung 9 möglich, die genaue Positionsinformation des Eigenfahrzeuges mit hoher Frequenz zu erlangen.
(Andere Ausführungsformen)
Obenstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt und kann soweit erforderlich geändert werden. Es ist möglich die vorliegende Erfindung durch eine verifizierte Kombination durchzuführen.
(1) Die Positionskorrekturvorrichtung 11 kann die durch die Navigationsvorrichtung 9 generierte Route an die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 übertragen. Die Fahrspurmanagementvorrichtung 5 kann die durch die Navigationsvorrichtung 9 generierte Route an die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7 übertragen. Die Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung 7 kann das Eigenfahrzeug steuern, so dass das Eigenfahrzeug entlang der durch die Navigationsvorrichtung 9 generierten Route fährt.
(2) Die Positionsinformations-Übertragungszeit in Schritt 21 kann beispielsweise eine Zeit sein, wenn eine vorgegebene Zeit abläuft, nachdem die Positionsinformation zuletzt übertragen wurde.
(3) Die Positionskorrekturvorrichtung 11 kann die Positionsinformation S2 durch eine andere Methode erlangen. Beispielsweise kann die Positionskorrekturvorrichtung 11 die Positionsinformation S2 von einer Infrastruktur erlangen, die eine Funktion zum Übertragen der Positionsinformation aufweist.
(4) In Schritt 13 kann nur bestimmt werden, ob die Differenz zwischen der durch die Positionsinformation S1 bestimmte Position des Eigenfahrzeuges und der durch die Positionsinformation S2 bestimmten Position des Eigenfahrzeuges den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Im Fall, dass die Differenz den Schwellenwert überschreitet, geht der Prozess mit Schritt 14. Wenn die Differenz kleiner gleich dem Schwellenwert ist, geht der Prozess zu Schritt 15.
In Schritt 13 kann nur bestimmt werden, ob die durch die Positionsinformation S1 bestimmte Fahrbahn mit der durch die Positionsinformation S2 bestimmten Fahrbahn zusammenpasst. Im Fall, wenn es nicht zusammenpasst, geht der Prozess zu Schritt 14. Wenn es zusammenpasst, geht der Prozess zu Schritt 15.
(5) Gemäß der Ausführungsform können mehrere Funktionen, die ein funktionales Element aufweist, durch mehrere funktionale Elemente implementiert werden. Eine Funktion, die ein funktionales Element aufweist, kann durch mehrere funktionale Elemente implementiert werden. Mehrere Funktionen, die mehrere funktionale Elemente aufweisen, können durch ein funktionales Element implementiert werden. Eine Funktion, die durch mehrere funktionale Elemente implementiert ist, kann durch ein funktionales Element implementiert werden. Ein Teil der Konfiguration der Ausführungsform kann weggelassen werden. Mindestens ein Teil der Konfiguration der Ausführungsform kann weggelassen werden. Mindestens ein Teil der Konfiguration der Ausführungsform kann zu der Konfiguration der anderen Ausführungsform hinzugefügt oder darin ersetzt werden. Jeder Aspekt, der in technischen Ideen enthalten ist, die nur durch Text beschrieben werden, ist im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten und wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
(6) Mit Ausnahme der oben beschriebenen Positionskorrekturvorrichtung 11 können die verschiedenen Ausführungsformen aufweisen: das Programm, so dass der Computer als die Steuerung 13 funktioniert, das Programm, so dass der Computer als die Steuerung 35 funktioniert, das nichttransitorische dinghafte Speichermedium als der das Programm aufweisende Halbleiterspeicher, eine Positionskorrekturmethode und eine Routenberechnungsmethode oder dergleichen.

Claims

Positionskorrekturvorrichtung (11), die an einem Fahrzeug angebracht ist, mit: einer Empfangseinheit (49), die eine als S1 definierte Positionsinformation von einer Navigationsvorrichtung (9) empfängt, wobei die Navigationsvorrichtung (9) an dem Fahrzeug angebracht ist und eine Funktion zum Erlangen der als S1 definierten Positionsinformation des Fahrzeuges aufweist, einer Positionserlangungseinheit (51), die eine als S2 definierte Positionsinformation des Fahrzeuges mit höherer Genauigkeit als die Navigationsvorrichtung (9) erlangt, einer Bestimmungseinheit (53), die bestimmt, ob eine Differenz zwischen der als S1 definierten Positionsinformation, die durch die Empfangseinheit (49) empfangen wird, und der als S2 definierten Positionsinformation, die durch die Positionserlangungseinheit (51) erlangt wird, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder eine Fahrroute, die durch die als S1 definierte Positionsinformation bestimmt ist, mit einer Fahrroute, die durch die als S2 definierte Positionsinformation bestimmt ist, zusammenpasst, und einer Positionsinformations-Übertragungseinheit (55), die die als S2 definierte Positionsinformation, die durch die Positionserlangungseinheit (51) erlangt wird, an die Navigationsvorrichtung (9) überträgt, wenn die Bestimmungseinheit (53) bestimmt, dass die Differenz den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder, wenn die Bestimmungseinheit (53) bestimmt, dass die Fahrroute, die durch die als S1 definierte Positionsinformation bestimmt ist, nicht mit der Fahrroute, die durch die als S2 definierte Positionsinformation bestimmt ist, zusammenpasst.
Positionskorrekturvorrichtung (11) gemäß Anspruch 1 mit: einer Positionsbeziehungserlangungseinheit (57), die eine relative Positionsbeziehung zwischen einem Merkmal und dem Fahrzeug erlangt, und einer Merkmalsinformations-Speichervorrichtung (43), die eine als T definierte Positionsinformation des Merkmals speichert, wobei die Positionserlangungseinheit (51) die als S2 definierte Positionsinformation unter Verwendung der Positionsbeziehung, die durch die Positionsbeziehungserlangungseinheit (57) erlangt wird, und der als T definierten Positionsinformation, die in der Merkmalsinformations-Speichervorrichtung (43) gespeichert ist, erlangt.
Positionskorrekturvorrichtung (11) gemäß Anspruch 1 oder 2 mit: einer Signalübertragungseinheit (59), die jeweils ein Signal an die Navigationsvorrichtung (9) in einem Fall überträgt, wenn die Bestimmungseinheit (53) bestimmt, dass die Differenz nicht höher als der Schwellenwert ist oder, wenn die Bestimmungseinheit (53) bestimmt, dass die Fahrroute, die durch die als S1 definierte Positionsinformation bestimmt ist, mit der Fahrroute, die durch die als S2 definierte Positionsinformation bestimmt ist, zusammenpasst.
Navigationssystem (3) mit: einer Positionskorrekturvorrichtung (11), und einer Navigationsvorrichtung (9) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Navigationsvorrichtung (9) eine Routengenerierungseinheit (33) aufweist, die eine Route von einer Position, die durch die als S2 definierten Positionsinformation bestimmt ist und durch die Positionsinformations-Übertragungseinheit (55) übertragen wird, zu einem Ziel generiert.
Navigationssystem (3) gemäß Anspruch 4, wobei die Navigationsvorrichtung (9) die als S1 definierte Positionsinformation an die Positionskorrekturvorrichtung (11) überträgt, wenn die Route generiert wird.
Navigationssystem (3) gemäß Anspruch 4, wobei die Navigationsvorrichtung (9) die als S1 definierte Positionsinformation jedes Mal an die Positionskorrekturvorrichtung (11) überträgt, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene Distanz fährt.
Automatisches Fahrsystem (1) mit: einem Navigationssystem (3) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, und einer Fahrzeugbewegungs-Steuerungsvorrichtung (7), die das Fahrzeug so steuert, dass das Fahrzeug automatische entlang der Route fährt.