DE112017001438T5

DE112017001438T5 - Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung und Computerprogramm

Info

Publication number: DE112017001438T5
Application number: DE112017001438.7T
Authority: DE
Inventors: Masao MAURA
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: DE112017001438B4; CN109070886B; US20190084579A1; CN109070886A; US10858012B2; WO2017200003A1; JP6614025B2; JP2017206181A; DE112017001438B8

Abstract

Es werden eine autonome Fahrunterstützungsvorrichtung und ein Computerprogramm bereitgestellt, die eine Steuertrajektorie mit einer Form, die dem Typ einer autonomen Fahrunterstützung entspricht, erzeugen können. Genauer gesagt sind die autonome Fahrunterstützungsvorrichtung und das Computerprogramm ausgebildet zum Einstellen einer Zielfahrtrajektorie (50), die eine gerichtete Fahrtrajektorie für eine Straße, auf der ein Fahrzeug fährt, ist, Einstellen eines Steuerzielpunkts (52) auf eine Position, die sich auf der Zielfahrtrajektorie (50) und in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt (51) befindet, basierend auf dem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird, und Erzeugen einer Steuertrajektorie (60), der das Fahrzeug folgen soll, unter Verwendung einer Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt (51) zu dem Steuerzielpunkt (52).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft autonome Fahrunterstützungsvorrichtungen und Computerprogramme, die eine autonome Fahrunterstützung in Fahrzeugen ausführen.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren wurde zusätzlich zu einem manuellen Fahren, bei dem ein Fahrzeug basierend auf Fahrmanövern eines Benutzers fährt, ein neuer Fahrmodus im Hinblick auf autonome Fahrunterstützungssysteme vorgeschlagen, die den Benutzer beim Fahren eines Fahrzeugs unterstützen, indem sie einen Teil oder alle der Fahrmanöver des Benutzers durchführen. Beispielweise detektiert das autonome Fahrunterstützungssystem bei Bedarf die aktuelle Position des Fahrzeugs, die Spur des Fahrzeugs und die Position von anderen Verkehrsteilnehmern um das Fahrzeug und führt autonom eine Fahrzeugsteuerung, wie eine Steuerung eines Lenkens, einer Antriebsquelle und einer Bremse durch, so dass das Fahrzeug entlang einer voreingestellten Route fährt.
Im Rahmen einer autonomen Fahrunterstützung wird ein Fahrzeug im Grunde so gesteuert, dass es einer vorbestimmten Zielfahrtrajektorie (z.B. der Mittellinie einer Spur, in der das Fahrzeug fahren soll) folgt, soweit dies möglich ist. Beispielsweise schlägt die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2013-112067 ( JP 2013-112067 A ) eine Technik vor, bei der, wenn die Fahrposition eines Fahrzeugs von seiner Fahrroute, das heißt, von seiner Zielfahrtrajektorie, abweicht, ein Zielwegpunkt, der sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs um die aktuelle Position des Fahrzeugs befindet, von Zielwegpunkten, die bei vorbestimmten Intervallen auf dieser Fahrroute angeordnet sind, als ein fester Zielwegpunkt eingestellt wird und eine neue Fahrroute, die von der aktuellen Position des Fahrzeugs ausgeht und durch den festen Zielwegpunkt geht, erzeugt wird.
Stand der Technik
Patentdokumente
Patentdokument 1: veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2013 - 112067 ( JP 2013-112067 A ) (Seiten 8-9, 5)
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Es gibt verschiedene Typen von autonomer Fahrunterstützung, die in Fahrzeugen ausgeführt werden. Beispiele für eine solche autonome Fahrunterstützung beinhalten eine Spurhalteunterstützung zum Halten eines Fahrzeugs in derselben Spur und eine Spurwechselunterstützung zum Bewegen eines Fahrzeugs zu einer unterschiedlichen Spur. Gemäß der Technik des Patentdokuments 1 wird unabhängig von dem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird, ein Zielwegpunkt innerhalb des vorbestimmten Bereichs um die aktuelle Position des Fahrzeugs als ein fester Zielwegpunkt eingestellt.
Demzufolge kann gemäß der Technik des Patentdokuments 1 eine neue Fahrroute erzeugt werden, die nicht geeignet ist für den Typ der autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird. Wenn beispielsweise das Fahrzeug erheblich von einer voreingestellten Fahrroute abweicht, aus verschiedenen Gründen, beispielsweise aufgrund von Gegenverkehr oder einem oder mehreren Spurwechseln, kann eine neue Fahrroute, die eine oder mehrere enge Kurven enthält, erzeugt werden, um das Fahrzeug zu einer Zielfahrtrajektorie zurückzubringen. In solch einem Fall wird eine autonome Fahrunterstützung möglicherweise nicht ordnungsgemäß ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, das Problem des Stands der Technik zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine autonome Fahrunterstützungsvorrichtung und ein Computerprogramm bereitzustellen, die eine Steuertrajektorie mit einer Form, die dem Typ einer autonomen Fahrunterstützung entspricht, erzeugen können, wenn ein Fahrzeug mit autonomer Fahrunterstützung fährt, und die ordnungsgemäß und kontinuierlich eine autonome Fahrunterstützung ausführen können.
Mittel zur Lösung des Problems
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist eine autonome Fahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine autonome Fahrunterstützungsvorrichtung zum Erzeugen von Unterstützungsinformation, die bei einer autonomen Fahrunterstützung zu verwenden ist, die in einem Fahrzeug ausgeführt wird, mit: einem Fahrtrajektorieneinstellmittel zum Einstellen einer Zielfahrtrajektorie, die eine gerichtete Fahrtrajektorie für eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ist; einem Steuerzielpunkteinstellmittel zum Einstellen eines Steuerzielpunkts auf eine Position, die sich auf der Zielfahrtrajektorie und in einer Richtung, in der das Fahrzeug fährt, vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet, basierend auf einem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird; und ein Steuertrajektorienerzeugungsmittel zum Erzeugen einer Steuertrajektorie, der das Fahrzeug folgen soll, unter Verwendung einer Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt.
Der Ausdruck „autonome Fahrunterstützung“ bezeichnet eine Funktion zum Durchführen mindestens eines Teils von Fahrzeugmanövern eines Fahrens für den Fahrer oder zum Unterstützen des Fahrers mit mindestens einem Teil von Fahrmanövern des Fahrers.
Ein Computerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogramm zum Erzeugen von Unterstützungsinformation, die bei einer autonomen Fahrunterstützung zu verwenden ist, die in einem Fahrzeug ausgeführt wird. Genauer gesagt ermöglicht das Computerprogramm, dass ein Computer als ein Fahrtrajektorieneinstellmittel zum Einstellen einer Zielfahrtrajektorie, die eine gerichtete Fahrtrajektorie für eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ist, ein Steuerzielpunkteinstellmittel zum Einstellen eines Steuerzielpunkts auf eine Position, die sich auf der Zielfahrtrajektorie und in einer Richtung, in der das Fahrzeug fährt, vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet, basierend auf einem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird, und ein Steuertrajektorienerzeugungsmittel zum Erzeugen einer Steuertrajektorie, der das Fahrzeug folgen soll, unter Verwendung einer Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt funktionieren kann.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung und dem Computerprogramm der vorliegenden Erfindung mit der obigen Konfiguration kann in dem Fall, in dem ein Fahrzeug mit autonomer Fahrunterstützung fährt, eine Steuertrajektorie mit einer Form, die dem Typ der autonomen Fahrunterstützung entspricht, erzeugt werden. Beispielsweise wird eine Erzeugung einer Steuertrajektorie mit einem kleinen Kurvenradius während einer Ausführung einer autonomen Fahrunterstützung, bei der enge Kurven nicht angebracht sind, verhindert. Eine Erzeugung einer Steuertrajektorie, die häufige Änderungen einer Richtung des Fahrzeugs bewirkt, wird ebenfalls während einer Ausführung einer autonomen Fahrunterstützung, bei der häufige Änderungen des Winkels des Fahrzeugkörpers nicht angebracht sind, verhindert. Demzufolge kann eine autonome Fahrunterstützung kontinuierlich und ordnungsgemäß ausgeführt werden.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Blockdiagramm eines Navigationssystems gemäß einer Ausführungsform.
[2] 2 ist ein Flussdiagramm eines autonomen Fahrunterstützungsprogramms gemäß der Ausführungsform.
[3] 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Zielfahrtrajektorie, die für eine Straße, auf der ein Fahrzeug fährt, eingestellt wird, zeigt.
[4] 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Zielfahrtrajektorie, die für eine Straße, auf der ein Fahrzeug fährt, eingestellt wird, zeigt.
[5] 5 ist ein Flussdiagramm eines Unterverarbeitungsprogramms einer Steuertrajektorienerzeugungsverarbeitung.
[6] 6 ist ein Diagramm, das eine vorausgesagte Fahrzeugposition zeigt, wenn eine Fahrzeit t 100 ms beträgt.
[7] 7 ist ein Diagramm, das eine vorausgesagte Fahrzeugposition in dem Fall, in dem die Fahrzeit t 200 ms ist, zeigt.
[8] 8 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zum Erzeugen einer Steuertraj ektorie zeigt.
[9] 9 ist ein Flussdiagramm eines Unterverarbeitungsprogramms einer Steuerzielpunkteinstellverarbeitung.
[10] 10 ist ein Diagramm, das einen Ausschlussbereich, der eingestellt wird, wenn in einem Fahrzeug eine Spurhalteunterstützung ausgeführt wird, zeigt.
[11] 11 ist ein Diagramm, das Ausschlussbereiche, die eingestellt werden, wenn in einem Fahrzeug eine Spurwechselunterstützung ausgeführt wird, zeigt.
[12] 12 ist eine Tabelle, die ein spezifisches Beispiel eines Einstellens eines Ausschlussbereichs für verschiedene Fahrzeiten t zeigt.
[13] 13 ist ein Diagramm, das vorläufige Zielpositionen zeigt, die auf einer Zielfahrtraj ektorie eingestellt werden.
[14] 14 ist ein Diagramm, das ein Auswahlverfahren zum Auswählen eines Steuerzielpunkts aus vorläufigen Zielpositionen zeigt.

WEISEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine autonome Fahrunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden basierend auf einer Ausführungsform eines Navigationssystems unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zuerst wird die allgemeine Konfiguration eines Navigationssystems 1 gemäß einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm des Navigationssystems 1 gemäß der Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, weist das Navigationssystem 1 gemäß der Ausführungsform auf: eine aktuelle-Position-Detektionseinheit 11, die die aktuelle Position eines Fahrzeugs, das mit dem Navigationssystem 1 ausgestattet ist, detektiert; eine Datenaufzeichnungseinheit 12 mit verschiedenen darauf aufgezeichneten Daten; eine Navigations-ECU 13, die verschiedene Rechenoperationen basierend auf erhaltener Information durchführt; eine Betätigungseinheit 14, die Benutzerbetätigungen erhält; eine Flüssigkristallanzeige 15, die für den Benutzer eine Karte um das Fahrzeug, Information in Bezug auf eine Führungsroute, die durch das Navigationssystem 1 eingestellt wird (eine geplante Fahrroute, die von dem Fahrzeug zu nehmen ist), etc. anzeigt; einen Lautsprecher 16, der eine Sprachführung in Bezug auf die Route ausgibt; ein DVD-Laufwerk 17, das eine DVD, die als ein Aufzeichnungsmedium dient, liest; und ein Kommunikationsmodul 18, das mit einem Informationszentrum wie einem Sondierungszentrum oder einem Fahrzeuginformationskommunikationssystemzentrum (VICS-Zentrum (eingetragene Marke)) kommuniziert. Eine externe Kamera 19 und verschiedene Sensoren, die auf dem Fahrzeug, das mit dem Navigationssystem 1 ausgestattet ist, montiert sind, sind über ein fahrzeuginternes Netz, beispielsweise ein CAN, mit dem Navigationssystem 1 verbunden. Eine Fahrzeugsteuerungs-ECU 20, die verschiedene Steuerungen des Fahrzeugs, das mit dem Navigationssystems 1 ausgestattet ist, durchführt, ist ebenfalls mit dem Navigationssystem 1 verbunden, so dass das Navigationssystem 1 und die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 bidirektional miteinander kommunizieren können. Verschiedene Betätigungsknöpfe 21, die auf dem Fahrzeug montiert sind, beispielsweise ein Startknopf für autonomes Fahren, sind ebenfalls mit dem Navigationssystem 1 verbunden.
Die Komponenten des Navigationssystems 1 werden im Folgenden der Reihe nach beschrieben.
Die aktuelle-Position-Detektionseinheit 11 besteht aus einem GPS 22, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23, einem Lenksensor 24, einem Gyrosensor 25 etc. und kann die aktuelle Position und Richtung des Fahrzeugs, die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die aktuelle Zeit etc. detektieren. Insbesondere ist der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 ein Sensor, der die von dem Fahrzeug zurückgelegte Entfernung und die Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 erzeugt Pulse gemäß einer Drehung von Antriebsrädern des Fahrzeugs und gibt Pulssignale zu der Navigations-ECU 13 aus. Die Navigations-ECU 13 zählt die Anzahl von erzeugten Pulsen zum Berechnen der Drehzahl der Antriebsräder und der zurückgelegten Entfernung. Das Navigationssystem 1 muss nicht unbedingt alle dieser vier Sensoren aufweisen. Das Navigationssystem 1 kann lediglich einen oder mehrere dieser Sensoren aufweisen.
Die Datenaufzeichnungseinheit 12 weist eine Festplatte (nicht gezeigt), die als eine externe Speichervorrichtung und ein Aufzeichnungsmedium dient, und einen Aufzeichnungskopf (nicht gezeigt), der als ein Treiber zum Lesen einer Karteninformations-DB 31, einer Hindernisinformations-DB 32, von vorbestimmten Programmen etc., die auf der Festplatte aufgezeichnet sind, und Schreiben von vorbestimmten Daten auf die Festplatte dient. Die Datenaufzeichnungseinheit 12 kann einen Flashspeicher, eine Speicherkarte oder eine optische Platte wie eine CD oder eine DVD anstelle der Festplatte aufweisen. Die Karteninformations-DB 31 kann in einem externen Server gespeichert sein, und das Navigationssystem 1 kann Daten von der Karteninformations-DB 31 durch Kommunikation mit dem externen Server erhalten.
Die Karteninformations-DB 31 ist ein Speichermittel, auf dem z.B. Linkdaten 34 in Bezug auf Straßen (Links), Knotendaten 35 in Bezug auf Knotenpunkte, Suchdaten 36, die für eine Verarbeitung in Zusammenhang mit Routensuchen und Routenänderungen verwendet werden, Einrichtungsdaten in Bezug auf Einrichtungen, Kartenanzeigedaten zum Anzeigen einer Karte, Kreuzungsdaten in Bezug auf Kreuzungen, Suchdaten zum Suchen von Orten etc. gespeichert sind.
Die Linkdaten 34 beinhalten: in Bezug auf Links von Straßen, Daten, die die Breite, den Gradienten, die Überhöhung und das Quergefälle und eine Oberflächenbedingung der Straße, zu der der Link gehört, angeben, Forminterpolationspunktdaten zum Spezifizieren der Form des Links zwischen Knoten (z.B. die Form der Krümmung im Fall einer gekrümmten Straße) und Daten, die einen Zusammenführungsabschnitt, die Straßenstruktur, die Anzahl von Spuren der Straße, eine Position, an der die Anzahl von Spuren abnimmt, eine Position, an der die Straße schmaler wird, einen Bahnübergang, etc. angeben; in Bezug auf Ecken, Daten, die den Krümmungsradius, eine Kreuzung, eine T-Kreuzung, den Eingang und den Ausgang der Kurve etc. angeben; in Bezug auf Straßenattribute, Daten, die eine abschüssige Straße, eine ansteigende Straße etc. angeben; und in Bezug auf Straßentypen, Daten, die eine lokale Straße, beispielsweise eine nationale Straße, eine Bezirksstraße oder eine schmale Straße, und eine Mautstraße, wie eine nationale Autobahn, eine Stadtautobahn, eine Autobahn mit begrenztem Zugang, eine lokale Mautstraße oder eine Mautbrücke, angeben. Insbesondere enthalten bei der vorliegenden Ausführungsform die Linkdaten 34 ferner Information, die die Spurverwendung für jede Spur, das heißt in welcher Richtung das Fahrzeug in jeder Spur fahren muss, und Straßenverbindungen (genauer gesagt, welche Spur mit welcher Straße bei einer Abzweigung verbunden ist) zusätzlich zu der Anzahl von Spuren der Straße spezifiziert. Die Linkdaten 34 beinhalten ferner Geschwindigkeitsbegrenzungen, die für Straßen eingestellt sind.
Die Knotendaten 35 beinhalten Daten im Hinblick auf Koordinaten (Positionen) von Knotenpunkten, die bei Abzweigungen (einschließlich Kreuzungen, T-Kreuzungen etc.) von tatsächlichen Straßen eingestellt sind und die bei vorbestimmten Intervallen auf jeder Straße gemäß dem Kurvenradius etc. eingestellt sind, Knotenattribute, die angeben, ob der Knoten ein Knoten ist, der einer Kreuzung entspricht, oder nicht, etc., eine Verbindungslinkzahlliste, die eine Liste von Linkzahlen von Links ist, die mit dem Knoten verbunden sind, eine Nachbarknotenanzahlliste, die eine Liste von Knotenzahlen von Knoten ist, die mit einem Link zwischen denselben benachbart zu dem Knoten sind, die Höhe (über dem Meeresspiegel) jedes Knotenpunktes etc.
Die Suchdaten 36 beinhalten verschiedene Daten, die für eine Routensuchverarbeitung zum Suchen einer Route von einem Startpunkt (z.B. der aktuellen Position des Fahrzeugs) zu einem eingestellten Ziel zu verwenden sind. Genauer gesagt beinhalten die Suchdaten 36 Kostenberechnungsdaten, die zum Berechnen von Suchkosten zu verwenden sind, beispielsweise Kosten, die einen quantifizierten Grad einer Eignung einer Route im Hinblick auf eine Kreuzung (im Folgenden als Kreuzungskosten bezeichnet) und Kosten, die einen quantifizierten Grad einer Eignung einer Route im Hinblick auf jeden Link einer Straße (im Folgenden als Linkkosten bezeichnet) zeigen.
Die Hindernisinformations-DB 32 ist ein Speichermittel zum Speichern von Hindernisinformation in Bezug auf Hindernisse, die von einem externen Server gesendet wird. Die Hindernisinformations-DB 32 speichert ferner Hindernisinformation in Bezug auf ein beliebiges Hindernis um das Fahrzeug, das durch die externe Kamera 19 oder einen Sensor des Fahrzeugs detektiert wird. Hindernisse, deren Hindernisinformation in der Hindernisinformations-DB 32 gespeichert ist, sind Objekte (Faktoren), die eine autonome Fahrunterstützung beeinflussen, die auf eine im Folgenden beschriebene Weise in dem Fahrzeug ausgeführt wird. Beispiele für die Hindernisse beinhalten andere Verkehrsteilnehmer um das Fahrzeug, auf Straßen geparkte Fahrzeuge, Baustellen und Fahrzeuge in einem Stau. Beispielsweise enthält die Hindernisinformation den Typ eines Hindernisses, Positionskoordinaten des Hindernisses auf einer Karte (in dem Fall, in dem sich das Hindernis über einen Bereich erstreckt, Information, die den Bereich spezifiziert) und Information, die Details des Hindernisses spezifiziert. Die Navigations-ECU 13 führt eine autonome Fahrunterstützung unter Verwendung der Karteninformation, die in der Karteninformations-DB 31 gespeichert ist, und der Hindernisinformation, die in der Hindernisinformations-DB 32 gespeichert ist, aus, was im Folgenden beschrieben wird.
Fahrmodi des Fahrzeugs beinhalten ein unterstütztes Fahren mit autonomer Fahrunterstützung, bei dem das Fahrzeug autonom entlang einer voreingestellten Route oder entlang der Straße fährt, ohne dass ein Benutzer Fahrmanöver vornimmt, zusätzlich zu einem manuellen Fahren, bei dem das Fahrzeug basierend auf Fahrmanövern des Benutzers fährt. Beispielsweise werden im Rahmen einer Fahrzeugsteuerung zur autonomen Fahrunterstützung die aktuelle Position des Fahrzeugs, die Spur des Fahrzeugs und die Position eines Hindernisses um das Fahrzeug je nach Bedarf detektiert, und die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 führt autonom eine Fahrzeugsteuerung, wie eine Steuerung eines Lenkens, einer Antriebsquelle und einer Bremse durch, so dass das Fahrzeug entlang einer voreingestellten Route fährt. Beim unterstützten Fahren mit autonomer Fahrunterstützung der vorliegenden Ausführungsform werden Spurwechsel und ein Rechts- und Linksabbiegen ebenfalls durch autonome Fahrsteuerung durchgeführt. Es müssen jedoch nicht sowohl Spurwechsel als auch ein Rechts- und Linksabbiegen durch autonome Fahrsteuerung durchgeführt werden.
Genauer gesagt wird bei der vorliegenden Ausführungsform einer der folgenden zwei Typen von autonomer Fahrunterstützung ausgeführt, ausgenommen besondere Umstände wie ein Abbiegen nach rechts und links, Zusammenführungen und Aufteilungen.

(1) „Spurhaltefahrunterstützung“ ... Steuerung zum Halten des Fahrzeugs annähernd in der Mitte seiner Spur ohne Bewirken eines Verlassens der Spur (z.B. Spurhalteunterstützung).
(2) „Spurwechselunterstützung“ ... Steuerung zum Bewegen des Fahrzeugs von seiner aktuellen Spur zu einer unterschiedlichen Spur.

Welche der Unterstützungssteuerungen (1), (2) auszuführen ist, wird basierend auf einer Zielfahrtrajektorie, d.h. einer gerichteten Fahrtrajektorie, die für eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, eingestellt ist, bestimmt. Eine Steuerung zum Halten eines bestimmten Abstands (z.B. 10 m) zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, eine Steuerung zum Fahren mit konstanter Geschwindigkeit (z.B. 80 % einer Geschwindigkeitsbeschränkung) etc. wird parallel zu der Steuerung (1), (2) durchgeführt.
Eine autonome Fahrunterstützung kann entweder in allen Straßenabschnitten ausgeführt werden, oder sie kann lediglich ausgeführt werden, während das Fahrzeug auf einem bestimmten Straßenabschnitt (z.B. einer Autobahn mit Schranken (entweder bemannt oder unbemannt und entweder mit Maut oder ohne Maut) an Grenzen) ausgeführt werden. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass autonome Fahrabschnitte, in denen eine autonome Fahrunterstützung für das Fahrzeug ausgeführt wird, alle Straßenabschnitte sind, einschließlich lokaler Straßen und Autobahnen, und dass die obige autonome Übertragungsunterstützung im Wesentlichen ausgeführt wird, während das Fahrzeug auf einer Straße fährt. Eine autonome Fahrunterstützung muss jedoch nicht unbedingt ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug in einem autonomen Fahrabschnitt fährt, sondern wird lediglich dann ausgeführt, wenn eine Ausführung einer autonomen Fahrunterstützung durch den Benutzer ausgewählt wird (z.B. der Startknopf für autonomes Fahren eingeschaltet wird) und bestimmt wird, dass das Fahrzeug mit autonomer Fahrunterstützung fahren kann. Eine autonome Fahrunterstützung wird im Folgenden beschrieben.
Die Navigationselektroniksteuereinheit (Navigations-ECU) 13 ist eine Elektroniksteuereinheit, die allgemein das Navigationssystem 1 steuert. Die Navigations-ECU 13 weist auf: eine CPU 41, die als eine Recheneinheit und eine Steuereinheit dient; und interne Speichervorrichtungen wie ein RAM 42, das als ein Arbeitsspeicher verwendet wird, wenn die CPU 41 verschiedene Rechenoperationen durchführt, und das Routendaten etc. speichert, wenn eine Routensuche durchgeführt wird, ein ROM 43, auf dem ein autonomes Fahrunterstützungsprogramm (siehe 2), das im Folgenden beschrieben wird, etc. zusätzlich zu einem Steuerprogramm gespeichert ist, und einen Flashspeicher 44, der ein aus dem ROM 43 gelesenes Programm speichert. Die Navigations-ECU 13 weist verschiedene Mittel auf, die als Verarbeitungsalgorithmen dienen. Beispielsweise stellt ein Fahrtrajektorieneinstellmittel eine Zielfahrtrajektorie ein, die eine gerichtete Fahrtrajektorie für eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ist. Ein Steuerzielpunkteinstellmittel stellt einen Steuerzielpunkt auf eine Position ein, die sich auf der Zielfahrtrajektorie und in der Richtung, in der das Fahrzeug fährt, vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet, basierend auf dem Typ einer in dem Fahrzeug ausgeführten autonomen Fahrunterstützung. Ein Steuertrajektorienerzeugungsmittel erzeugt eine Steuertrajektorie, der das Fahrzeug folgen soll, unter Verwendung einer Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt.
Die Betätigungseinheit 14 wird zum Eingeben eines Startpunkts als einen Abfahrpunkt und eines Ziels als ein Endpunkt etc. betätigt und weist mehrere Betätigungsschalter (nicht gezeigt) wie verschiedene Tasten und Knöpfe auf. Die Navigations-ECU 13 führt eine Steuerung zum Ausführen verschiedener verbundener Operationen basierend auf Schaltersignalen, die ansprechend auf ein Drücken etc. der Schalter ausgegeben werden, durch. Die Betätigungseinheit 14 kann ein Touchpanel aufweisen, das auf der Vorderfläche der Flüssigkristallanzeige 15 vorgesehen ist. Alternativ dazu kann die Betätigungseinheit 14 ein Mikrofon und eine Spracherkennungsvorrichtung aufweisen.
Ein Kartenbild mit Straßen, Verkehrsinformation, eine Bedienführung, ein Bedienmenü, eine Tastenführung, Führungsinformation in Bezug auf eine Führungsroute, Nachrichten, eine Wettervorhersage, die Zeit, E-Mails, TV-Programme etc. werden auf der Flüssigkristallanzeige 15 angezeigt. Ein HUD oder ein HMD kann anstelle der Flüssigkristallanzeige 15 verwendet werden.
Der Lautsprecher 16 gibt eine Sprachführung für eine Fahrt entlang der Führungsroute und eine Führung im Hinblick auf Verkehrsinformation basierend auf einem Befehl von der Navigations-ECU 13 aus.
Das DVD-Laufwerk 17 ist ein Laufwerk, das Daten lesen kann, die auf einem Aufzeichnungsmedium wie einer DVD oder einer CD aufgezeichnet sind. Das DVD-Laufwerk 17 spielt Musik oder Videos ab, aktualisiert die Karteninformations-DB 31 etc., basierend auf den gelesenen Daten. Ein Kartenschlitz zum Lesen und Beschreiben einer Speicherkarte kann anstelle des DVD-Laufwerks 17 vorgesehen sein.
Das Kommunikationsmodul 18 ist eine Kommunikationsvorrichtung, die Verkehrsinformation, Sondierungsinformation, Wetterinformation etc., die von einem Verkehrsinformationszentrum wie z.B. einem VICS-Zentrum oder einem Sondierungszentrum übertragen werden, empfängt. Beispielsweise ist das Kommunikationsmodul 18 ein Mobiltelefon oder ein DCM. Andere Beispiele für das Kommunikationsmodul 18 beinhalten eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsvorrichtung zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen und eine Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikationsvorrichtung zur Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einer straßenseitigen Einheit.
Die externe Kamera 19 ist z.B. eine Kamera mit einem Festkörperbildgebungselement wie einem CCD. Die externe Kamera 19 ist über einer vorderen Stoßstange des Fahrzeugs angebracht und derart montiert, dass ihre optische Achse unter einem vorbestimmten Winkel bezüglich der horizontalen Richtung nach unten geneigt ist. Die externe Kamera 19 erfasst ein Bild der Straße in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug, wenn das Fahrzeug in einem autonomen Fahrabschnitt fährt. Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 verarbeitet das erfasste Bild zum Detektieren von Straßenmarkierungen auf der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, Hindernissen wie anderen Verkehrsteilnehmern um das Fahrzeug etc. und führt basierend auf dem Detektionsergebnis eine autonome Fahrunterstützung aus. Die externe Kamera 19 kann anstelle im vorderen Teil des Fahrzeugs im hinteren Teil oder im seitlichen Teil des Fahrzeugs platziert sein. Anstelle der Kamera kann ein Sensor wie ein Millimeterwellenradar oder ein Lasersensor, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder eine Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation zur Detektion von Hindernissen verwendet werden.
Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 ist eine Elektroniksteuereinheit, die das mit dem Navigationssystem 1 ausgestatte Fahrzeug steuert. Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 ist mit jedem Antriebsteil des Fahrzeugs verbunden, beispielsweise einer Lenkung, einer Bremse und einem Beschleunigungspedal. Bei der vorliegenden Ausführungsform führt die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 eine autonome Fahrunterstützung für das Fahrzeug aus, indem jeder Antriebsteil gesteuert wird, insbesondere nach Beginn einer autonomen Fahrunterstützung in dem Fahrzeug. Wenn der Benutzer während der autonomen Fahrunterstützung einen Override durchführt, detektiert die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 den Override.
Die Navigations-ECU 13 sendet Befehlssignale in Bezug auf eine autonome Fahrunterstützung zu der Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 über ein CAN, nachdem das Fahrzeug losgefahren ist. Ansprechend auf die empfangenen Befehlssignale führt die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 nach dem Losfahren des Fahrzeugs eine autonome Fahrunterstützung aus. Die Befehlssignale enthalten Information, die eine Trajektorie (Fahrlinie), der das Fahrzeug folgen soll, die Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug fahren soll, etc. angibt.
Das autonome Fahrunterstützungsprogramm, das durch die CPU 41 des Navigationssystems 1 der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird, das die obige Konfiguration aufweist, wird basierend auf 2 beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm des autonomen Fahrunterstützungsprogramms gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das autonome Fahrunterstützungsprogramm ist ein Programm, das ausgeführt wird, wenn nach Einschalten einer Hilfsleistungsversorgung (ACC-Leistungsversorgung) des Fahrzeugs ein Fahren mit autonomer Fahrunterstützung begonnen wird, und das eine autonome Fahrunterstützung für das Fahrzeug ausführt, so dass das Fahrzeug einer eingestellten Zielfahrtrajektorie folgt. Das durch die Flussdiagramme in 2, 5 und 9 gezeigte Programm, das im Folgenden beschrieben wird, ist in dem RAM 42 oder dem ROM 43 des Navigationssystems 1 gespeichert und wird durch die CPU 41 ausgeführt.
In dem autonomen Fahrunterstützungsprogramm erhält die CPU 41 zuerst in Schritt (im Folgenden als S abgekürzt) 1 eine geplante Route, die von dem Fahrzeug zu nehmen ist (im Folgenden als geplante Fahrroute bezeichnet). Wenn eine Führungsroute durch das Navigationssystem 1 eingestellt worden ist, ist die geplante Fahrroute, die von dem Fahrzeug zu nehmen ist, eine Route von der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem Ziel, die ein Teil der aktuell durch das Navigationssystem 1 eingestellten Führungsroute ist. Die Führungsroute ist eine empfohlene Route von dem Startpunkt zu dem durch das Navigationssystem 1 eingestellten Ziel und wird beispielsweise durch den bekannten Dijkstra-Algorithmus gefunden. Wenn keine Führungsroute durch das Navigationssystem 1 eingestellt worden ist, ist die geplante Fahrroute eine Route, die ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeugs entlang der Straße verläuft.
Als Nächstes erhält die CPU 41 in S2 aus der Karteninformations-DB 31 Spurinformation in Bezug auf Spuren der geplanten Fahrroute. Genauer gesagt erhält die CPU 41 Information, die die Anzahl von Spuren jeder Straße, die in der geplanten Fahrroute enthalten ist, und die Spurverwendung für jede Spur, das heißt, in welcher Richtung das Fahrzeug in jeder Spur fahren muss, und Straßenverbindungen (genauer gesagt, welche Spur bei einer Abzweigung mit welcher Straße verbunden ist) spezifiziert.
In S3 stellt die CPU 41 eine Zielfahrtrajektorie 50, das heißt, eine gerichtete Fahrtrajektorie, für eine Straße, auf der das Fahrzeug fahren soll, basierend auf der in S1 erhaltenen geplanten Fahrroute und der in S2 erhaltenen Spurinformation ein. Von den Spuren der Straße, die in der geplanten Fahrroute enthalten sind, wird im Grunde die Mittellinie der Spur, in der das Fahrzeug fahren soll, als die Zielfahrtrajektorie 50 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs eingestellt. Beispielsweise zeigt 3 ein Beispiel, bei dem das Fahrzeug entlang einer Straße mit zwei Spuren in jeder Richtung fährt. In diesem Fall wird die Mittellinie der linken Spur, das heißt die Spur, in der das Fahrzeug fahren soll, als die Zielfahrtrajektorie 50 eingestellt. 4 zeigt ein Beispiel, bei dem eine Spur auf der linken Seite hinzugefügt wird und das Fahrzeug nach links abbiegt oder sich links einordnet. In diesem Fall wird die Mittelinie der linken Spur bis zu dem Punkt, an dem die Spur hinzugefügt wird, als die Zielfahrtrajektorie 50 eingestellt, und die Mittelinie der hinzugefügten Spur wird nach dem Punkt, an dem die Spur hinzugefügt wird, als die Zielfahrtrajektorie 50 eingestellt. Die Zielfahrtrajektorie kann für die gesamte geplante Fahrroute eingestellt werden, oder sie kann lediglich für eine vorbestimmte Entfernung (z.B. 300 m) von der aktuellen Position des Fahrzeugs eingestellt werden. In letzterem Fall werden die Schritte S1 bis S3 jedes Mal dann wiederholt, wenn das Fahrzeug die vorbestimmte Entfernung zurückgelegt hat.
Anschließend stellt die CPU 41 in S4 einen Parameter X_n-1 , der eine vorherige Ausschlussbereichsentfernung angibt, auf einen Anfangswert ein. Der Anfangswert ist z.B. 5 m, kann jedoch bei Bedarf geändert werden. Der Anfangswert kann basierend auf dem Typ einer aktuell in dem Fahrzeug ausgeführten autonomen Fahrunterstützung geändert werden. Die Ausschlussbereichsentfernung ist ein Parameter, der zum Erzeugen einer Steuertrajektorie, der das Fahrzeug zu folgen hat, verwendet wird, was im Folgenden (S6) beschrieben wird. Einzelheiten werden später beschrieben. Der Parameter X_n-1 wird in dem RAM 42 etc. gespeichert.
Die folgenden Schritte S5 bis S9 werden bei vorbestimmten Intervallen (z.B. alle 100 ms) wiederholt durchgeführt, während die Hilfsleistungsversorgung (ACC-Leistungsversorgung) des Fahrzeugs eingeschaltet ist. Das autonome Fahrunterstützungsprogramm wird beendet, nachdem die ACC-Leistungsversorgung des Fahrzeugs ausgeschaltet worden ist.
Zuerst bestimmt die CPU 41 in S5, ob in dem aktuellen Fahrzeug eine autonome Fahrunterstützung ausgeführt wird. Beispielsweise kann die autonome Fahrunterstützung durch Betätigung des Startknopfs für autonomes Fahren durch den Benutzer etc. gestartet oder beendet werden. Eine autonome Fahrunterstützung kann beendet werden, wenn eine Situation auftritt, in der es schwierig ist, eine autonome Fahrunterstützung auszuführen (z.B. in einem Fall, in dem eine Spurmarkierung oder Spurmarkierungen der Spur des Fahrzeugs verschwinden, etc.).
Wenn bestimmt wird, dass die autonome Fahrunterstützung ausgeführt wird (S5: JA), schaltet die Routine zu S6 fort. Wenn bestimmt wird, dass die autonome Fahrunterstützung nicht ausgeführt wird (S5: NEIN), wird das autonome Fahrunterstützungsprogramm beendet, ohne dass eine Steuertrajektorie erzeugt wird und eine autonome Fahrunterstützung basierend auf der erzeugten Steuertrajektorie ausgeführt wird.
In S6 führt die CPU 41 eine im Folgenden beschriebene Steuertrajektorienerzeugungsverarbeitung (5) aus. Die Steuertrajektorienerzeugungsverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Erzeugen einer Steuertrajektorie, das heißt, einer Trajektorie, der das Fahrzeug folgen soll. Eine Steuertrajektorie wird für einen Abschnitt von der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einer Position, die in Fahrtrichtung eine Stoppentfernung (die Entfernung, die das Fahrzeug in der Zeit zurücklegt, die vergeht, wenn der Fahrer realisiert, dass er/sie bremsen muss, bis das Fahrzeug gestoppt ist) vor der aktuellen Position des Fahrzeugs liegt, was im Folgenden beschrieben wird. Die Steuertrajektorie ist eine Trajektorie, gemäß der das Fahrzeug der in S3 eingestellten Zielfahrtrajektorie soweit wie möglich folgt. Wenn beispielsweise die aktuelle Position des Fahrzeugs auf oder in der Nähe der Zielfahrtrajektorie liegt, ist die Steuertrajektorie eine Trajektorie, gemäß der das Fahrzeug in der Nähe der Zielfahrtrajektorie bleibt. Wenn die aktuelle Position des Fahrzeugs von der Zielfahrtrajektorie abweicht, ist die Steuertrajektorie eine Trajektorie, gemäß der das Fahrzeug zu der Zielfahrtrajektorie zurückgebracht wird.
Als Nächstes liest die CPU 41 in S7 den Parameter X_n-1 , der die vorherige Ausschlussbereichsentfernung angibt und in dem RAM 42 gespeichert ist, und ersetzt den Parameter X_n-1 durch die Ausschlussbereichsentfernung X_n , die von den Ausschlussbereichsentfernungen X_n , die zum Erzeugen der Steuertrajektorie in dem zuletzt durchgeführten Schritt S6 verwendet wurden, zuerst eingestellt wurde (Fahrzeit 0).
In S8 berechnet die CPU 41 Steuervariablen, die erlauben, dass das Fahrzeug der in S6 erzeugen Steuertrajektorie folgen kann. Genauer gesagt werden Variablen zum Steuern eines Beschleunigungspedals, einer Bremse, eines Getriebes und einer Lenkung berechnet.
Danach reflektiert die CPU 41 in S9 die in S8 berechneten Steuervariablen. Genauer gesagt überträgt die CPU 41 die berechneten Steuervariablen über das CAN zu der Fahrzeugsteuerungs-ECU 20. Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 führt basierend auf den empfangenen Steuervariablen eine Fahrzeugsteuerung durch, das heißt, eine Steuerung des Beschleunigungspedals, der Bremse, des Getriebes und der Lenkung. Eine Fahrunterstützungssteuerung kann somit derart durchgeführt werden, dass das Fahrzeug der erzeugten Steuertrajektorie folgt.
Eine optimale Steuertrajektorie, gemäß der das Fahrzeug einer Zielfahrtrajektorie folgt, kann anhand der zuletzt detektierten aktuellen Position und Richtung (Ausrichtung) des Fahrzeugs erzeugt werden, und eine autonome Fahrunterstützung für das Fahrzeug zum Fahren entlang der Steuertrajektorie kann ausgeführt werden, indem die Schritte S5 bis S9 bei regelmäßigen Intervallen (z.B. alle 100 ms) wiederholt durchgeführt werden.
Eine Unterverarbeitung der Steuertrajektorienerzeugungsverarbeitung, die in S6 ausgeführt wird, wird basierend auf 5 beschrieben. 5 ist ein Flussdiagramm eines Unterverarbeitungsprogramms der Steuertrajektorienerzeugungsverarbeitung.
Zuerst berechnet die CPU 41 in S11 die aktuelle „Stoppentfernung“ des Fahrzeugs anhand der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die „Stoppentfernung“ ist die Entfernung, die das Fahrzeug von dem Zeitpunkt, zu dem der Fahrer realisiert, dass er/sie bremsen muss, bis zu einem Stopp des Fahrzeugs zurücklegt, und ist die Summe aus der Denkentfernung und der Bremsentfernung zum Stoppen mit einer Verzögerung von 0,2 G. Da ein spezifisches Verfahren zum Berechnen der Stoppentfernung bekannt ist, wird eine detaillierte Beschreibung desselben weggelassen.
Als Nächstes stellt die CPU 41 in S12 eine Fahrzeit t, die ein Parameter ist, auf einen Anfangswert von 0 (0 bedeutet aktueller Zeitpunkt) ein. Die Fahrzeit t wird in dem RAM 42 etc. gespeichert.
Dann ersetzt die CPU 41 in S13 den Parameter X_n-1 , der die vorherige Ausschlussbereichsentfernung angibt, durch einen Parameter X_t-1 , der die letzte Ausschlussbereichsentfernung angibt. Der Parameter X_n-1 , der die vorherige Ausschlussbereichsentfernung angibt, wird in S4 oder S7 eingestellt. Der Parameter X_t-1 wird in dem RAM 42 etc. gespeichert.
Anschließend führt die CPU 41 in S14 eine Steuerzielpunkteinstellverarbeitung (9) aus, die im Folgenden beschrieben wird. Die Steuerzielpunkteinstellverarbeitung ist eine Verarbeitung zum Einstellen eines Steuerzielpunkts, das heißt, eines Zielpunkts, der zum Erzeugen einer Steuertrajektorie zu verwenden ist. Wie im Folgenden beschrieben, wird der Steuerzielpunkt auf eine Position eingestellt, die sich auf einer Zielfahrtrajektorie und in Fahrtrichtung des Fahrzeugs um die Entfernung vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet, basierend auf dem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird. Der Trajektorienerzeugungsstartpunkt ist eine vorausgesagte Position des Fahrzeugs zur aktuellen Fahrzeit t (eine Zeit t nach der aktuellen Zeit) und wird, wie im Folgenden beschrieben, in S17 spezifiziert. Insbesondere ist in dem Fall, in dem die Fahrzeit t einen Anfangswert von 0 hat, der Trajektorienerzeugungsstartpunkt die aktuelle Position des Fahrzeugs.
Danach erzeugt die CPU 41 in S15 eine Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem in S14 eingestellten Steuerzielpunkt (im Folgenden als die Fahrtrajektorie bezeichnet). Genauer gesagt erzeugt das Fahrzeug als eine Fahrtrajektorie eine Trajektorie, gemäß der das Fahrzeug mit einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und einem vorbestimmten Lenkwinkel oder einem kleineren Lenkwinkel von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt fährt. Der Trajektorienerzeugungsstartpunkt ist eine vorausgesagte Position des Fahrzeugs zur aktuellen Fahrzeit t (eine Zeit t nach der aktuellen Zeit). Die Richtung des Fahrzeugs an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt wird, wie im Folgenden beschrieben, in S17 spezifiziert.
Anschließend liest die CPU 41 in S16 die Fahrzeit t aus dem RAM 42 und erhöht die Fahrzeit t um 100 ms.
Dann sagt die CPU 41 in S17 die Position und Richtung des Fahrzeugs zur aktuellen Fahrzeit t (eine Zeit t nach der aktuellen Zeit) unter der Annahme, dass sich das Fahrzeug mit einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt der in S15 erzeugten Fahrtrajektorie entlang der Fahrtrajektorie bewegt, voraus. Genauer gesagt sagt die CPU 41 voraus, dass der Punkt, der sich in einer Entfernung, die zurückgelegt würde, wenn das Fahrzeug 100 ms lang mit einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit entlang der Fahrtraj ektorie, die in S15 erzeugt wird, fahren würde, vor dem Traj ektorienerzeugungsstartpunkt befindet, die Position des Fahrzeugs zur aktuellen Fahrzeit t (eine Zeit t nach der aktuellen Zeit) ist. Die CPU 41 sagt ferner voraus, dass die Richtung tangential zu der Fahrtrajektorie an der vorausgesagten Position des Fahrzeugs die Richtung des Fahrzeugs zur aktuellen Fahrzeit t (eine Zeit t nach der aktuellen Zeit) ist.
Danach berechnet die CPU 41 in S18 die Fahrentfernung des Fahrzeugs von der Fahrzeugposition zur Fahrzeit t = 0 (d.h. der aktuellen Zeit) zu der Fahrzeugposition zur aktuellen Fahrzeit t, das heißt, der in S17 vorausgesagten Fahrzeugposition. Die CPU 41 berechnet die Fahrentfernung unter der Annahme, dass das Fahrzeug einer Trajektorie folgt, die die Fahrzeugpositionen verbindet, die jeweils zur Fahrzeit t vorausgesagt wurden.
Als Nächstes bestimmt die CPU 41 in S19, ob die in S18 berechnete Fahrentfernung größer oder gleich der in S11 berechneten Stoppentfernung ist.
Wenn bestimmt wird, dass die in S18 berechnete Fahrentfernung kleiner als die in S11 berechnete Stoppentfernung ist (S19: NEIN), kehrt die Routine zu S14 zurück. Ein Einstellen eines Steuerzielpunkts und eine Erzeugung einer Fahrtrajektorie werden dann unter Verwendung der neuen vorausgesagten Position des Fahrzeugs zur Fahrzeit t, die in S16 erhöht wird (eine Zeit t nach der aktuellen Zeit), als einen Trajektorienerzeugungsstartpunkt erneut durchgeführt. Die Schritte S14 bis S18 werden wiederholt durchgeführt, wobei die Fahrzeit t in Inkrementen von 100 ms erhöht wird, bis bestimmt wird, dass die in S18 berechnete Fahrentfernung größer oder gleich der in S11 berechneten Stoppentfernung ist.
Beispielsweise wird, wie in 6 gezeigt, in dem Fall, in dem die Fahrzeit t ein Anfangswert von 0 ist (d.h. die aktuelle Zeit), ein Steuerzielpunkt 52 unter Verwendung der aktuellen Position des Fahrzeugs als einen Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 auf der Zielfahrtrajektorie 50 eingestellt. Eine Fahrtrajektorie 53 von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 zu dem Steuerzielpunkt 52 wird so erzeugt. Darüber hinaus wird eine Fahrzeugposition 54 nach 100 ms ausgehend von der aktuellen Zeit unter der Annahme vorausgesagt, dass das Fahrzeug 100 ms entlang der erzeugten Fahrtrajektorie 53 gefahren ist.
Als Nächstes wird, wie in 7 gezeigt, ein neuer Steuerzielpunkt 52 unter Verwendung der Fahrzeugposition 54 nach 100 ms (d.h. der vorausgesagten Position des Fahrzeugs, wenn die Fahrzeit t 100 ms beträgt) als einen neuen Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 auf der Zielfahrtrajektorie 50 eingestellt. Eine Fahrtrajektorie 53 von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 zu dem Steuerzielpunkt 52 wird so auf ähnliche Weise erzeugt. Darüber hinaus wird eine Fahrzeugposition 55 nach 200 ms ausgehend von der aktuellen Zeit unter der Annahme, dass das Fahrzeug 100 ms entlang der erzeugten Fahrtrajektorie 53 gefahren ist, vorausgesagt.
Eine Fahrzeugposition 300 ms nach der aktuellen Zeit, eine Fahrzeugposition 400 ms nach der aktuellen Zeit, ... werden auf ähnliche Weise vorausgesagt, bis bestimmt wird, dass die Fahrentfernung des Fahrzeugs größer oder gleich der Stoppentfernung ist.
Wenn bestimmt wird, dass die in S18 berechnete Fahrentfernung größer oder gleich der in S11 berechneten Stoppentfernung ist (S19: JA), schreitet die Routine zu S20 fort. In S20 erzeugt die CPU 41 eine Trajektorie, die die Fahrzeugpositionen zu jeweiligen Fahrzeiten t (t = 0, 100 ms, 200 ms, 300 ms, ...), die durch wiederholtes Durchführen der Schritte S14 bis S18 spezifiziert wurden, verbindet, als eine Steuertrajektorie. Die Richtungen des Fahrzeugs an jeweiligen Positionen werden ebenfalls in Betracht gezogen, wenn die Fahrzeugpositionen zu jeweiligen Fahrzeiten t verbunden werden. Die Richtungen des Fahrzeugs an jeweiligen Position wurden in S17 spezifiziert. Es ist wünschenswert, die Fahrzeugpositionen so zu verbinden, dass die Anzahl von Kurven klein ist und der Kurvenradius so groß wie möglich ist.
Beispielsweise wird, wie in 8 gezeigt, in dem Fall, in dem eine Fahrzeugposition 51 zur aktuellen Zeit (Fahrzeit t = 0), eine Fahrzeugposition 54 100 ms nach der aktuellen Zeit (Fahrzeit t = 100 ms), eine Fahrzeugposition 55 200 ms nach der aktuellen Zeit (Fahrzeit t = 200 ms) und eine Fahrzeugposition 56 300 ms nach der aktuellen Zeit (Fahrzeit t = 300 ms) für die Zielfahrtrajektorie 50 spezifiziert worden sind, eine Trajektorie, die die Fahrzeugpositionen 51, 54, 55, 56 verbindet, als eine Steuertrajektorie 60 erzeugt.
Die Steuertrajektorie 60 kann durch Verbinden eines Teils der Fahrtrajektorien 53, die in S15 erzeugt werden, erzeugt werden. Das heißt, eine Trajektorie, die die Fahrtrajektorie 53 von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 zu der vorausgesagten Fahrzeugposition 54, die in 6 gezeigt ist, verbindet, und die Fahrtrajektorie 53 von dem Fahrtrajektorienerzeugungsstartpunkt 51 zu der vorausgesagten Fahrzeugposition 55, die in 7 gezeigt ist, kann als eine Steuertrajektorie 60 erzeugt werden.
Eine Unterverarbeitung der Steuerzielpunkteinstellverarbeitung, die in S14 ausgeführt wird, wird basierend auf 9 beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm eines Unterverarbeitungsprogrammes der Steuerzielpunkteinstellverarbeitung.
Zuerst stellt die CPU 41 in S21 vorläufige Zielpositionen bei vorbestimmten Intervallen auf der in S3 eingestellten Zielfahrtrajektorie ein. Die vorläufigen Zielpositionen sind Kandidaten für einen Steuerzielpunkt. Ein optimalerer Steuerzielpunkt kann durch Einstellen einer großen Anzahl von vorläufigen Zielpunkten mit kürzeren Intervallen ausgewählt werden. Dies erhöht jedoch die Verarbeitungslast der CPU 41. Beispielsweise werden die vorläufigen Zielpositionen mit Intervallen von 1 m eingestellt. Die vorläufigen Zielpositionen können für die gesamte Zielfahrtrajektorie eingestellt werden, oder sie können lediglich für einen Teil der Zielfahrtrajektorie eingestellt werden, der sich im Umkreis der aktuellen Position des Fahrzeugs befindet.
Als Nächstes erhält die CPU 41 in S22 den Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der aktuell in dem Fahrzeug ausgeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird im Grunde entweder eine „Spurhalteunterstützung“ oder eine „Spurwechselunterstützung“ durchgeführt, ausgenommen besondere Umstände, beispielsweise ein Abbiegen nach rechts und links, ein Zusammenführen und ein Abzweigen, wie oben beschrieben.
In S23 liest die CPU 41 einen Parameter X_t-1 , der die letzte Ausschlussbereichsentfernung angibt und in dem RAM 42 gespeichert ist. Der Parameter X_t-1 , der die letzte Ausschlussbereichsentfernung angibt, wird in S13 oder S31 eingestellt, was im Folgenden beschrieben wird.
Danach bestimmt die CPU 41 in S24, ob der Typ der autonomen Fahrunterstützung, der aktuell in dem Fahrzeug ausgeführt wird, eine „Spurhalteunterstützung“ oder eine „Spurwechselunterstützung“ ist, basierend auf dem in S22 erhaltenen Resultat.
Wenn bestimmt, dass der Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der aktuell in dem Fahrzeug ausgeführt wird, eine „Spurhalteunterstützung“ ist (S24: JA), schreitet die Routine zu S25 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der aktuell in dem Fahrzeug ausgeführt wird, eine „Spurwechselunterstützung“ ist (S24: NEIN), schreitet die Routine zu S28 fort.
In S25 bestimmt die CPU 41, ob die letzte Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 , die in S23 erhalten wurde, größer als 5 m ist. Die letzte Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 ist insbesondere der Wert der Ausschlussbereichsentfernung, der in der letzten Steuerzielpunkteinstellverarbeitung (S14) der Steuerzielpunkteinstellverarbeitungen (S14), die zum Erzeugen einer aktuellen Steuertrajektorie ausgeführt wurden, eingestellt wurde. Wenn die Fahrzeit t 0 beträgt, das heißt, wenn die erste Steuerzielpunkteinstellverarbeitung zum Erzeugen einer aktuellen Steuertrajektorie ausgeführt wurde, ist die letzte Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 der Wert der Ausschlussbereichsentfernung, der zum Erzeugen der vorherigen Steuertrajektorie eingestellt wurde (S7, S13). Die Ausschlussbereichsentfernung ist die Entfernung, die das Ausmaß des Bereichs (im Folgenden als Ausschlussbereich bezeichnet) festlegt, der von einer Auswahl eines Steuerzielpunkts auszuschließen ist, wenn, wie im Folgenden beschrieben, ein Steuerzielpunkt aus den vorläufigen Zielpositionen ausgewählt wird. Genauer gesagt ist der Ausschlussbereich ein Bereich mit einem Radius der Ausschlussbereichsentfernung um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt.
Wenn bestimmt wird, dass die letzte Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 größer als 5 m ist (S25: JA), schreitet die Routine zu S27 fort. Wenn bestimmt wird, dass die letzte Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 kleiner oder gleich 5 m ist (S25: NEIN), schreitet die Routine zu S26 fort.
In S26 stellt die CPU 41 die aktuelle Ausschlussbereichsentfernung Xt auf 5 m ein. Die Routine schreitet dann zu S31 fort.
In S27 stellt die CPU 41 die aktuelle Ausschlussbereichsentfernung Xt entweder auf „X_t-1 - 1 m“ oder „5 m“ ein, je nachdem, was größer ist. Die Routine schreitet dann zu S31 fort.
In S28 bestimmt die CPU 41, ob die zuletzt in S23 erhaltene Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 größer als 10 m ist.
Wenn bestimmt wird, dass die letzte Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 größer als 10 m ist (S28: JA), schreitet die Routine zu S30 fort. Wenn bestimmt wird, dass die letzte Ausschlussbereichsentfernung X_t-1 kleiner oder gleich 10 m ist (S28: NEIN), schreitet die Routine zu S29 fort.
In S29 stellt die CPU 41 die aktuelle Ausschlussbereichsentfernung Xt auf 20 m ein. Die Routine schreitet dann zu S31 fort.
In S30 stellt die CPU 41 die aktuelle Ausschlussbereichsentfernung Xt entweder auf „X_t-1 - 1 m“ oder „10 m“ ein, je nachdem, was größer ist. Die Routine schreitet dann zu S31 fort.
Der Ausschlussbereich, das heißt, der Bereich, der von einer Auswahl eines Steuerzielpunkts auszuschließen ist, wenn ein Steuerzielpunkt aus mehreren vorläufigen Zielpositionen ausgewählt wird, wird durch Durchführen der Schritte S26, S27, S29, S30 durchgeführt. Wenn ein großer Ausschlussbereich eingestellt ist, dauert es, bis eine Trajektorie korrigiert ist, wenn die aktuelle Fahrzeugposition von der Zielfahrtrajektorie abweicht, die resultierende Steuertrajektorie weist jedoch sanftere Kurven bzw. Kurven mit einer geringeren Änderung einer Richtung des Fahrzeugs auf. Wenn jedoch ein kleiner Ausschlussbereich eingestellt ist, kann eine Trajektorie innerhalb kurzer Zeit korrigiert werden, wenn die aktuelle Fahrzeugposition von der Steuerzieltrajektorie abweicht, die resultierende Steuertrajektorie neigt jedoch dazu, enge Kurven aufzuweisen.
Wenn eine „Spurhalteunterstützung“ in dem Fahrzeug ausgeführt wird, wird im Grunde wie in 10 (S26) gezeigt ein kleiner Ausschlussbereich 61 (z.B. ein Beriech mit einem Radius von 5 m um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51) eingestellt. Wenn in dem Fahrzeug eine „Spurhalteunterstützung“ ausgeführt wird, ist es vorteilhafter, wenn die Fahrposition relativ rasch korrigiert werden kann, da es weniger wahrscheinlich ist, dass das Fahrzeug von der Mittelinie der Spur abweicht, und ein Hin- und Herfahren begrenzt wird. Wenn eine „Spurhalteunterstützung“ ausgeführt wird, ist es daher häufig vorteilhafter, einen Steuerzielpunkt auf eine relativ nahe Position einzustellen. Demensprechend wird ein kleiner Ausschlussbereich 61 eingestellt.
Wenn jedoch in dem Fahrzeug eine „Spurhalteunterstützung“ ausgeführt wird und ein großer Ausschlussbereich (z.B. eine Ausschlussbereichsentfernung > 5 m) in der Verarbeitung für die vorherige Fahrzeit t eingestellt wurde, wird der Ausschlussbereich nicht in einem Schritt zu einem kleinen Ausschlussbereich geändert, sondern in mehreren Schritten allmählich zu einem kleinen Ausschlussbereich geändert (S27). Genauer gesagt wird die Ausschlussbereichsentfernung jedes Mal, wenn die Fahrzeit t um 100 ms erhöht wird, um 1 m verringert (die minimale Ausschlussbereichsentfernung ist 5 m). Wenn der Steuerzielpunkt rasch von einer Position entfernt von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 zu einer Position in der Nähe des Traj ektorienerzeugungsstartpunkts 51 geändert wird, kann der Kurvenradius der resultierenden Steuertrajektorie rasch verringert werden (eine laterale Beschleunigung kann rasch zunehmen). Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dieses Problem gelöst, indem der Ausschlussbereich schrittweise verringert wird, wenn der Ausschlussbereich zu verringern ist. Wenn der Ausschlussbereich zu erhöhen ist, kann der Ausschlussbereich in einem Schritt anstatt in mehreren Schritten erhöht werden, da das obige Problem nicht auftritt.
Wenn in dem Fahrzeug eine „Spurwechselunterstützung“ ausgeführt wird, wird anfangs im Grunde, wie in 11 (S29) gezeigt, ein großer Ausschlussbereich (z.B. ein Bereich mit einem Radius von 20 m um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51) eingestellt. Danach wird die Ausschlussbereichsentfernung jedes Mal, wenn die Fahrzeit t um 100 ms erhöht wird, um 1 m verringert, so dass mit der „Spurwechselunterstützung“ fortgefahren wird (S30, die minimale Ausschlussbereichsentfernung ist 10 m). Wenn die „Spurwechselunterstützung“ in dem Fahrzeug ausgeführt wird, ist bevorzugt, sofern kein rascher Spurwechsel notwendig ist, die Fahrposition zum Bewegen des Fahrzeugs derart, dass der Fahrzeugkörper keinen zu großen Winkel bezüglich der Spur einnimmt, relativ allmählich zu ändern. Wenn die „Spurwechselunterstützung“ ausführt wird, ist es daher häufig vorteilhafter, einen Steuerzielpunkt bei einer Position, die relativ weit entfernt ist, einzustellen. Dementsprechend wird ein Ausschlussbereich 61, der größer als der für eine „Spurhalteunterstützung“ ist, eingestellt. Insbesondere wird beim Start einer Spurwechselsteuerung anfangs ein großer Ausschlussbereich eingestellt, wodurch eine Spurwechselsteuerung problemloser durchgeführt werden kann. Wenn der Ausschlussbereich ausgehend von dem Anfangsausschlussbereich zu verringern ist, wird der Ausschlussbereich wie in dem Fall, in dem die „Spurhalteunterstützung“ ausgeführt wird, schrittweise verringert, wodurch eine rasche Verringerung eines Kurvenradius der resultierenden Steuertrajektorie (eine rasche Zunahme einer lateralen Beschleunigung) verhindert wird.
12 ist eine Tabelle, die ein spezifisches Beispiel einer Einstellung eines Ausschlussbereichs für verschiedene Fahrzeiten t zeigt. In 12 wird ein Beispiel beschrieben, bei dem eine „Spurhalteunterstützung“ als eine autonome Fahrunterstützung für die Fahrzeit t zwischen 0 ms (aktuelle Zeit) und 100 ms ausgeführt wird, eine „Spurwechselunterstützung“ für die Fahrzeit t zwischen 200 ms und 1.400 ms ausgeführt wird, und eine „Spurhalteunterstützung“ erneut für die Fahrzeit t ab 1.500 ms ausgeführt wird.
Wie in 12 gezeigt, ist für die Fahrzeit t zwischen 0 ms und 100 ms, während der die „Spurhalteunterstützung“ als die autonome Fahrunterstützung ausgeführt wird, die Ausschlussbereichsentfernung 5 m, und der Ausschlussbereich wird auf einen Bereich mit einem Radius von 5 m um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 eingestellt (S26). Wenn der Typ der autonomen Fahrunterstützung zur Fahrzeit t von 200 ms von der „Spurhalteunterstützung“ zu der „Spurwechselsteuerung“ geändert wird, wird der Ausschlussbereich in einem Schritt von 5 m zu 20 m geändert, und der Ausschlussbereich wird auf einen Bereich mit einem Radius von 20 m um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 eingestellt (S29). Für die Fahrzeit t zwischen 200 ms und 1.400 ms wird eine „Linienhalteunterstützung“ kontinuierlich ausgeführt. Die Ausschlussbereichsentfernung wird daher allmählich ausgehend von 20 m verringert, und der Ausschlussbereich wird ebenfalls allmählich in Entsprechung dazu verringert (S30). Die untere Grenze der Ausschlussbereichsentfernung ist jedoch 10 m. Dementsprechend wird, wenn die Ausschlussbereichsentfernung auf 10 m verringert worden ist, die Ausschlussbereichsentfernung beibehalten, ohne dass sie weiter verringert wird. Wenn der Typ der autonomen Fahrunterstützung zur Fahrzeit t von 1.500 ms von der „Spurwechselsteuerung“ zu der „Spurhalteunterstützung“ geändert wird, wird die Ausschlussbereichsentfernung in mehreren Schritten allmählich von 10 m auf 5 m verringert. Genauer gesagt wird der Ausschlussbereich jedes Mal dann, wenn die Fahrzeit t um 100 ms erhöht wird, um 1 m verringert. Der Ausschlussbereich wird ebenfalls in Entsprechung dazu verringert (S27). Sobald die Ausschlussbereichsentfernung auf 5 m verringert worden ist, wird die Ausschlussbereichsentfernung beibehalten, ohne weiter verringert zu werden.
Danach liest die CPU 41 in S31 den Parameter X_t-1 , der die letzte Ausschlussbereichsentfernung angibt und in dem RAM 42 gespeichert ist, und ersetzt den Parameter X_t-1 durch die aktuelle Ausschlussbereichsentfernung X_t, die in einem der Schritte S26, S27, S29, S30 eingestellt wurde (aktualisiert den Parameter X_t-1 mit der aktuellen Ausschlussbereichsentfernung Xt).
Von den vorläufigen Zielpositionen, die in S21 eingestellt werden, werden die folgenden Schritte S32, S33 für jede der vorläufigen Zielpositionen, die Kandidaten für einen Steuerzielpunkt sind, in einer Reihenfolge von der nächsten zu der am weitesten entfernten von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt durchgeführt. Die vorläufigen Zielpositionen, die Kandidaten für einen Steuerzielpunkt sind, sind diejenigen vorläufigen Zielpositionen, die sich außerhalb des Ausschlussbereichs, der in S26, S27, S29, S30 eingestellt worden ist, und innerhalb einer vorbestimmten Entfernung (z.B. 300 m) von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 befinden. Beispielsweise wurden bei dem Beispiel in 13 vorläufige Zielpositionen 62 bei vorbestimmten Intervallen (z.B. Intervallen von 1 m) für die Zielfahrtrajektorie 50 eingestellt, diejenigen vorläufigen Zielpositionen 62, die sich innerhalb des Ausschlussbereichs 61 mit einem Radius der aktuellen Ausschlussbereichsentfernung Xt um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 befinden, werden jedoch als Kandidaten für einen Steuerzielpunkt ausgeschlossen. Die Schritte S32, S33 werden zuerst für den Punkt P1 der vorläufigen Zielposition 62 außerhalb des Ausschlussbereichs 61, der sich am nächsten zu dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 befindet, ausgeführt. Die Schritte S32, S33 werden danach in der Reihenfolge P2, P3, .... durchgeführt.
Zuerst erzeugt die CPU 41 in S32 eine Trajektorie, die von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu der zu verarbeitenden vorläufigen Zielposition führt (im Folgenden als die Führtrajektorie bezeichnet). Genauer gesagt erzeugt die CPU 41 als eine Führtrajektorie eine Trajektorie, die den Trajektorienerzeugungsstartpunkt und die zu verarbeitende vorläufige Zielposition mit dem größtmöglichen Kurvenradius verbindet. Darüber hinaus berechnet die CPU 41 in S32 den kleinsten Kurvenradius von Kurven, die in der erzeugten Führtrajektorie enthalten sind. Das heißt, der minimale Kurvenradius, der zum Fahren von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu der zu verarbeitenden vorläufigen Zielposition benötigt wird, wird in S32 berechnet. Der Trajektorienerzeugungsstartpunkt ist eine vorausgesagte Position des Fahrzeugs zur aktuellen Fahrzeit t (eine Zeit t nach einer aktuellen Zeit) und wird in S17 spezifiziert. Insbesondere ist der Traj ektorienerzeugungsstartpunkt in dem Fall, in dem die Fahrzeit t einen Anfangswert von 0 aufweist, die aktuelle Position des Fahrzeugs.
Als Nächstes bestimmt die CPU 41 in S33, ob der in S32 berechnete Kurvenradius größer oder gleich einer Schwelle ist. Die Schwelle ist der kleinste Kurvenradius, der eine Fahrsteuerung des fahrenden Fahrzeugs, bei dem die autonome Fahrunterstützung durchgeführt wird, ermöglicht und der eine Bedingung erfüllt, die den oder die Insassen des fahrenden Fahrzeugs nicht beeinträchtigt. Beispielsweise wird, wenn die Bedingung darin besteht, dass die laterale Beschleunigung 0,2 G oder weniger beträgt, die Schwelle durch den folgenden Ausdruck (1) berechnet. $Schwelle = {(Fahrzeuggeschwindigkeit)}^{2} / (0,2 G \times 9,80665)$
Wenn bestimmt wird, dass der in S32 berechnete Kurvenradius größer oder gleich der Schwelle ist (S33: JA), schreitet die Routine zu S34 fort. In S34 stellt die CPU 41 den Steuerzielpunkt auf die zu verarbeitende vorläufige Zielposition ein. Das heißt, die CPU 41 stellt bevorzugt die Steuerzielposition auf die vorläufige Zielposition ein, die sich außerhalb des Ausschlussbereichs befindet und näher an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt liegt. Wenn jedoch in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug ein Hindernis vorhanden ist, ist bevorzugt, dass eine vorläufige Zielposition, die eine Führtrajektorie erzeugt, die das Hindernis überlappt, aus einer Auswahl des Steuerzielpunkts ausgeschlossen wird. Information in Bezug auf Hindernisse wird aus der Hindernisinformations-DB 32 erhalten.
Wenn bestimmt wird, dass der Kurvenradius, der in S32 berechnet wird, kleiner als die Schwelle ist (S33: NEIN), ändert die CPU 41 die zu verarbeitende vorläufige Zielposition zu einer anderen vorläufigen Zielposition, die am zweitnächsten zu dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt ist, und führt danach den Schritt S32 erneut durch. Wenn als Ergebnis eines Durchführens der Schritte S32, S33 für alle zu verarbeitenden vorläufigen Zielpositionen keine vorläufige Zielposition vorhanden ist, für die der Kurvenradius größer oder gleich der Schwelle ist, schreitet die Routine zu S35 fort.
In S35 stellt die CPU 41 den Steuerzielpunkt auf die vorläufige Zielposition ein, für die der Kurvenradius, der in S32 berechnet wird, der größte der zu verarbeitenden vorläufigen Zielpositionen ist. Wenn mehrere vorläufige Zielpositionen vorhanden sind, für die der Kurvenradius der größte ist, stellt die CPU 41 den Steuerzielpunkt auf eine der mehreren vorläufigen Zielpositionen ein, die sich am nächsten an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet.
Wenn die vorläufigen Zielpositionen 62 bei vorbestimmten Intervallen für die Zielfahrtrajektorie 50 eingestellt worden sind, wie in 14 gezeigt, erzeugt die CPU 41 als Ergebnis der Schritte S32 bis S35 eine Führtrajektorie L1, die zu dem Punkt P1 führt, der sich von den vorläufigen Zielpositionen 62, die sich außerhalb des Ausschlussbereichs 51 befinden, am nächsten an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 61 befindet, und bestimmt, ob der Kurvenradius größer oder gleich der Schwelle ist. Wenn der Kurvenradius der Führtrajektorie L1 kleiner als die Schwelle ist, erzeugt die CPU 41 eine Führtrajektorie L2, die zu dem Punkt P2 führt, der am zweitnächsten an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 ist, und bestimmt, ob der Kurvenradius größer oder gleich der Schwelle ist. Wenn der Kurvenradius der Führtrajektorie L2 kleiner als die Schwelle ist, erzeugt die CPU 41 eine Führtrajektorie L3, die zu dem Punkt P3 führt, der am drittnächsten an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 ist, und bestimmt, ob der Kurvenradius größer oder gleich der Schwelle ist. Auf ähnliche Weise bestimmt die CPU 41 der Reihe nach für die Punkte in der Reihenfolge von dem am nächsten zu dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 zu dem am weitesten von diesem entfernten, ob der Kurvenradius einer Führtrajektorie, die zu jedem Punkt führt, größer oder gleich der Schwelle ist. Die CPU 41 stellt so den Steuerzielpunkt auf die vorläufige Zielposition 62 ein, für die der Kurvenradius größer oder gleich der Schwelle ist und die sich am nächsten an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 befindet. Wenn keine vorläufige Zielposition 62, für die der Kurvenradius größer oder gleich der Schwelle ist, vorhanden ist, stellt die CPU 41 den Steuerzielpunkt auf die vorläufige Zielposition 62 ein, für die der Kurvenradius von den vorläufigen Zielpositionen 62, die sich außerhalb des Ausschlussbereichs 61 befinden, am größten ist.
Wie oben im Detail beschrieben, wird bei dem Navigationssystem 1 und dem Computerprogramm, das von dem Navigationssystem 1 ausgeführt wird, gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zielfahrtrajektorie 50, das heißt, eine gerichtete Fahrtrajektorie für die Straße, auf der das Fahrzeug fährt eingestellt (S3), der Steuerzielpunkt 52 wird auf eine Position eingestellt, die sich auf der Zielfahrtrajektorie 50 und in Fahrtrichtung des Fahrzeugs die Entfernung vor dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 befindet, eingestellt, basierend auf dem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, die in dem Fahrzeug ausgeführt wird (S14), und die Steuertrajektorie 60, der das Fahrzeug folgen soll, wird unter Verwendung der Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt 51 zu dem Steuerzielpunkt 52 erzeugt (S20). Eine Steuertrajektorie mit einer Form, die dem Typ einer autonomen Fahrunterstützung entspricht, kann daher erzeugt werden, wenn das Fahrzeug mit einer autonomen Fahrunterstützung fährt. Beispielsweise wird so eine Erzeugung einer Steuertrajektorie mit einem kleinen Kurvenradius während einer Ausführung einer autonomen Fahrunterstützung, bei der ein Fahren mit engen Kurven nicht angebracht ist, verhindert. Eine Erzeugung einer Steuertrajektorie, die häufige Änderungen einer Richtung eines Fahrzeugs bewirkt, wird ebenfalls während einer Ausführung einer autonomen Fahrunterstützung, bei der häufige Änderungen einer Richtung des Fahrzeugkörpers nicht angebracht sind, verändert. Demzufolge kann eine autonome Fahrunterstützung kontinuierlich und ordnungsgemäß ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt ist und verschiedene Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise wurden bei der vorliegenden Ausführungsform eine „Spurhalteunterstützung“ und eine „Spurwechselunterstützung“ als besondere Beispiele für eine autonome Fahrunterstützung, die für das Fahrzeug ausgeführt wird, beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch ausgeführt werden, wenn andere Typen einer autonomen Fahrunterstützung ausgeführt werden. Beispiele für andere Typen einer autonomen Fahrunterstützung beinhalten eine autonome Fahrunterstützung, bei der das Fahrzeug so gesteuert wird, dass es eine vorbestimmte Entfernung (z.B. 10 m) zu einem vorausfahrenden Fahrzeug beibehält, und eine autonome Fahrunterstützung, bei der das Fahrzeug so gesteuert wird, dass es mit konstanter Geschwindigkeit (z.B. 80 % einer Geschwindigkeitsbeschränkung) fährt. Eine Steuertrajektorie mit einer Form, die dem Typ der autonomen Fahrunterstützung entspricht, kann durch Einstellen der Ausschlussbereichsentfernung auf geeignete Weise gemäß dem Typ der autonomen Fahrunterstützung erzeugt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Ausschlussbereichsentfernung im Grunde auf 5 m eingestellt, wenn eine „Spurhalteunterstützung“ ausgeführt wird, und die Ausschlussbereichsentfernung wird im Grunde auf 10 m bis 20 m eingestellt, wenn eine „Spurwechselunterstützung“ ausgeführt wird. Diese Entfernung kann jedoch geeignet geändert werden. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem sich ein Hindernis in der Nähe befindet, die Ausschlussbereichsentfernung auf eine kürzere Entfernung (z.B. 2,5 m) eingestellt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Fall, in dem die „Spurwechselunterstützung“ kontinuierlich ausgeführt wird, die Ausschlussbereichsentfernung so eingestellt, dass sie mit der Zeit allmählich abnimmt. Die Ausschlussbereichsentfernung kann jedoch ebenfalls so eingestellt werden, dass sie auch in dem Fall, in dem eine „Spurhalteunterstützung“ kontinuierlich ausgeführt wird, mit der Zeit abnimmt. Die Ausschlussbereichsentfernung muss nicht verringert werden, sondern kann eine festgelegte Entfernung sein, auch wenn eine „Spurwechselunterstützung“ kontinuierlich ausgeführt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde eine autonome Fahrunterstützung, die so ausgeführt wird, dass das Fahrzeug ohne Fahrmanöver eines Benutzers autonom fährt, derart beschrieben, dass die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 eine Beschleunigungspedalbetätigung, eine Bremsbetätigung und eine Lenkradbetätigung steuert, die Manöver in Bezug auf das Fahrzeugverhalten von Fahrzeugmanövern sind. Bei einer autonomen Fahrunterstützung kann jedoch die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 mindestens eine von der Beschleunigungspedalbetätigung, der Bremsbetätigung und der Lenkradbetätigung steuern, die die Manöver in Bezug auf das Fahrzeugverhalten der Fahrzeugmanöver sind. Ein manuelles Fahren basierend auf Fahrmanövern eines Benutzers ist hierin so beschrieben, dass der Benutzer alle Manöver, eine Beschleunigungspedalbetätigung, eine Bremsbetätigung und eine Lenkradbetätigung, die die Manöver in Bezug auf das Fahrzeugverhalten der Fahrzeugmanöver sind, durchführt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt das Navigationssystem 1 das autonome Fahrunterstützungsprogramm (2) aus. Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 kann jedoch das autonome Fahrunterstützungsprogramm ausführen. In diesem Fall erhält die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 die aktuelle Fahrzeugposition, Karteninformation etc. von dem Navigationssystem 1.
Die vorliegende Erfindung kann zusätzlich zu Navigationssystemen auf Vorrichtungen angewendet werden, die eine Routensuchfunktion aufweisen. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf Mobiltelefone, Smartphones, Tablets, Personal Computer etc. (im Folgenden als „mobile Endgeräte etc.“ bezeichnet) angewandt werden. Die vorliegende Erfindung kann ferner auf Systeme, die aus einem Server und einem mobilen Endgerät etc. bestehen, angewandt werden. In diesem Fall kann jeder Schritt des oben beschriebenen autonomen Fahrunterstützungsprogramms (siehe 2) entweder durch den Server oder das mobile Endgerät etc. durchgeführt werden. In dem Fall, in dem die vorliegende Erfindung auf ein mobiles Endgerät etc. angewandt wird, müssen ein Fahrzeug, das dazu in der Lage ist, eine autonome Fahrunterstützung auszuführen, und das mobile Endgerät etc. miteinander verbunden sein (entweder drahtgebunden oder drahtlos), so dass sie miteinander kommunizieren können.
Wenngleich im Vorherigen die Ausführungsform der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung beschrieben wurde, kann die autonome Fahrunterstützungsvorrichtung die folgenden Konfigurationen aufweisen. In diesem Fall weist die autonome Fahrunterstützungsvorrichtung die folgenden Wirkungen auf.
Beispielsweise ist eine erste Konfiguration wie folgt.
Eine autonome Fahrunterstützungsvorrichtung (1) zum Erzeugen von Unterstützungsinformation, die bei einer autonomen Fahrunterstützung, die in einem Fahrzeug ausgeführt wird, zu verwenden ist, weist auf: ein Fahrtrajektorieneinstellmittel (41) zum Einstellen einer Zielfahrtrajektorie (50), die eine gerichtete Fahrtrajektorie für eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ist; ein Steuerzielpunkteinstellmittel (41) zum Einstellen eines Steuerzielpunkts (52) auf eine Position, die sich auf der Zielfahrtrajektorie und in Fahrtrichtung des Fahrzeugs um die Entfernung vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt (51) befindet, basierend auf einem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, die in dem Fahrzeug ausgeführt wird; und ein Steuertrajektorienerzeugungsmittel (41) zum Erzeugen einer Steuertrajektorie (60), der das Fahrzeug folgen soll, unter Verwendung einer Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration kann in dem Fall, in dem ein Fahrzeug mit autonomer Fahrunterstützung fährt, eine Steuertrajektorie mit einer Form, die dem Typ der autonomen Fahrunterstützung entspricht, erzeugt werden. Beispielsweise wird so eine Erzeugung einer Steuertrajektorie mit einem kleinen Kurvenradius während einer Ausführung einer autonomen Fahrunterstützung, bei der ein Fahren mit engen Kurven nicht angebracht ist, verhindert. Eine Erzeugung einer Steuertrajektorie, die häufige Änderungen einer Richtung des Fahrzeugs bewirkt, wird ebenfalls während einer Ausführung einer autonomen Fahrunterstützung, bei der häufige Änderungen eines Winkels des Fahrzeugkörpers nicht angebracht sind, verhindert. Demzufolge kann eine autonome Fahrunterstützung kontinuierlich und ordnungsgemäß ausgeführt werden.
Eine zweite Konfiguration ist wie folgt.
Der Trajektorienerzeugungsstartpunkt (51) ist eine vorausgesagte Position des Fahrzeugs nach einer vorbestimmten Zeit, wobei die vorausgesagte Position unter der Annahme erhalten wird, dass das Fahrzeug einer Trajektorie von einer aktuellen Position des Fahrzeugs oder dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt (52) folgt.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration werden Trajektorien, die von der aktuellen Position des Fahrzeugs und von der Position des Fahrzeugs nach der vorbestimmten Zeit als einen Startpunkt zu der Zielfahrtrajektorie verlaufen, erzeugt, und eine endgültige Steuertrajektorie wird anhand der erzeugten Trajektorien erzeugt. Dementsprechend kann unter Verwendung der Positionsbeziehung zwischen der Fahrzeugposition, die sich mit der Zeit ändert, und der Zielfahrtrajektorie eine geeignetere Steuertrajektorie zum Bewegen des Fahrzeugs entlang der Zielfahrtrajektorie erzeugt werden.
Eine dritte Konfiguration ist wie folgt.
Das Steuertrajektorienerzeugungsmittel (41) erzeugt als die Steuertrajektorie eine Trajektorie, die den Trajektorienerzeugungsstartpunkt und die vorausgesagte Position des Fahrzeugs nach der vorbestimmten Zeit verbindet, wobei die vorausgesagte Position unter der Annahme erhalten wird, dass das Fahrzeug Trajektorien von der aktuellen Position des Fahrzeugs und dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt folgt.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration werden Trajektorien, die von der aktuellen Position des Fahrzeugs und der Position des Fahrzeugs nach der vorbestimmten Zeit als einem Startpunkt zu der Zielfahrtrajektorie verlaufen, erzeugt, und eine endgültige Steuertrajektorie wird durch Verbinden der erzeugten Trajektorien erzeugt. Dementsprechend kann unter Verwendung der Positionsbeziehung zwischen der Fahrzeugposition, die sich mit der Zeit ändert, und der Zielfahrtrajektorie eine geeignetere Steuertrajektorie zur Bewegung des Fahrzeugs entlang der Zielfahrtrajektorie erzeugt werden.
Eine vierte Konfiguration ist wie folgt:
Die autonome Fahrunterstützungsvorrichtung (1) weist ferner auf: ein Ausschlussbereichseinstellmittel (41) zum Einstellen eines Bereichs mit einem Radius einer Ausschlussbereichsentfernung um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt (51) als einen Ausschlussbereich (61), wobei die Ausschlussbereichsentfernung eine Entfernung ist, die basierend auf der in dem Fahrzeug ausgeführten autonomen Fahrunterstützung eingestellt wird. Das Steuerzielpunkteinstellmittel (41) stellt den Steuerzielpunkt (52) bevorzugt auf eine Position ein, die sich außerhalb des Ausschlussbereichs und näher an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt (51) befindet.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration wird der Steuerzielpunkt auf eine Position eingestellt, die sich in einer bestimmten Entfernung von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet. Ein Weglaufen der Steuerung wird so verhindert. Wenn beispielsweise der Steuerzielpunkt auf eine Position in der Nähe des Trajektorienerzeugungsstartpunkts eingestellt wird, entspricht eine Fahrzeugsteuerung, die tatsächlich durchgeführt wird, möglicherweise nicht der erzeugten Steuertrajektorie. Solch ein Problem wird jedoch durch eine autonome Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration gelöst. Da der Steuerzielpunkt auf eine Position eingestellt wird, die in einem Bereich, der ein Weglaufen der Steuerung verhindert, so nahe wie möglich an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt ist, kann eine Steuertrajektorie, die der Zielfahrtrajektorie soweit wie möglich folgt, erzeugt werden.
Eine fünfte Konfiguration ist wie folgt.
Das Steuerzielpunkteinstellmittel (41) stellt den Zielsteuerpunkt unter einer Bedingung, dass ein minimaler Kurvenradius der Trajektorie, die von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt (51) zu dem Steuerzielpunkt (52) führt, größer oder gleich einer Schwelle ist, ein.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration wird eine Fahrsteuerung des fahrenden Fahrzeugs, das die autonome Fahrunterstützung durchführt, geeignet durchgeführt, und eine Steuertrajektorie, die einen oder mehrere Insassen des fahrenden Fahrzeugs nicht belastet, wird erzeugt.
Eine sechste Konfiguration ist wie folgt.
Wenn der Typ der autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird, von der ersten Unterstützung zu der zweiten Unterstützung geändert wird, ändert das Ausschlussbereichseinstellmittel (41) die Ausschlussbereichsentfernung in mehreren Schritten von einer ersten Entfernung, die der ersten Unterstützung entspricht, zu einer zweiten Entfernung, die der zweiten Entfernung entspricht.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration wird eine rasche Änderung eines Krümmungsradius der erzeugten Steuertrajektorie verhindert, wenn der Typ der autonomen Fahrunterstützung, die in dem Fahrzeug ausgeführt wird, geändert wird.
Eine siebte Konfiguration ist wie folgt.
Das Ausschlussbereichseinstellmittel (41) ändert die Ausschlussbereichsentfernung von der ersten Entfernung zu der zweiten Entfernung in den mehreren Schritten, wenn die erste Entfernung größer als die zweite Entfernung ist, und ändert die Ausschlussbereichsentfernung von der ersten Entfernung zu der zweiten Entfernung in einem Schritt, wenn die zweite Entfernung kleiner als die erste Entfernung ist.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration wird eine rasche Verringerung eines Krümmungsradius der erzeugten Steuertrajektorie (eine rasche Erhöhung einer lateralen Beschleunigung) verhindert, wenn der Typ der autonomen Fahrunterstützung, die in dem Fahrzeug ausgeführt wird, geändert wird. Da eine Erhöhung eines Krümmungsradius der erzeugten Steuertrajektorie erlaubt ist, wird eine Steuertrajektorie mit einer Form, die dem geänderten Typ der autonomen Fahrunterstützung entspricht, rasch erzeugt.
Eine achte Konfiguration ist wie folgt.
Das Ausschlussbereichseinstellmittel (41) verringert die Ausschlussbereichsentfernung allmählich, wenn dieselbe autonome Fahrunterstützung kontinuierlich in dem Fahrzeug ausgeführt wird.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration wird, wenn die Spurwechselsteuerung durchgeführt wird, die Fahrposition anfangs relativ langsam geändert, und Steuervariablen werden langsam erhöht, so dass eine Spurwechselsteuerung problemloser durchgeführt wird.
Eine neunte Konfiguration ist wie folgt.
Die autonome Fahrunterstützung, die in dem Fahrzeug ausgeführt wird, beinhaltet eine Spurhalteunterstützung zum Halten des Fahrzeugs in derselben Spur und eine Spurwechselunterstützung zum Bewegen des Fahrzeugs zu einer unterschiedlichen Spur, und eine größere Ausschlussbereichsentfernung wird für die Spurwechselunterstützung als für die Spurhalteunterstützung eingestellt.
Gemäß der autonomen Fahrunterstützungsvorrichtung mit der obigen Konfiguration wird, wenn in dem Fahrzeug die Spurhalteunterstützung ausgeführt wird, der Zielsteuerpunkt auf eine Position in der Nähe eingestellt, damit die Fahrposition rasch korrigiert wird, so dass ein Abweichen von der Mittellinie der Spur und ein Hin- und Herfahren begrenzt werden. Wenn in dem Fahrzeug die Spurwechselunterstützung ausgeführt wird, wird der Steuerzielpunkt auf eine entfernte Position eingestellt, so dass die Fahrposition relativ langsam geändert wird, wodurch eine Steuertrajektorie erzeugt wird, die ermöglicht, dass das Fahrzeug derart fahren kann, das der Fahrzeugkörper keinen zu großen Winkel bezüglich der Spur aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Navigationssystem
13: Navigations-ECU
41: CPU
42: RAM
43: ROM
50: Zielfahrtrajektorie
51: Trajektorienerzeugungsstartpunkt
52: Steuerzielpunkt
53: Fahrtrajektorie
60: Steuertrajektorie
61: Ausschlussbereich
62: vorläufige Zielposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013112067 [0003]
JP 2013112067 A [0003, 0004]
JP 2013 [0004]
JP 112067 [0004]

Claims

Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung zum Erzeugen von Unterstützungsinformation, die bei einer autonomen Fahrunterstützung zu verwenden ist, die in einem Fahrzeug ausgeführt wird, mit: einem Fahrtrajektorieneinstellmittel zum Einstellen einer Zielfahrtrajektorie, die eine gerichtete Fahrtrajektorie für eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ist; einem Steuerzielpunkteinstellmittel zum Einstellen eines Steuerzielpunkts auf eine Position, die sich auf der Zielfahrtrajektorie und in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet, basierend auf einem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird; und einem Steuertrajektorienerzeugungsmittel zum Erzeugen einer Steuertrajektorie, der das Fahrzeug folgen soll, unter Verwendung einer Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Trajektorienerzeugungsstartpunkt eine vorausgesagte Position des Fahrzeugs nach einer vorbestimmten Zeit ist, wobei die vorausgesagte Position unter einer Annahme erhalten wird, dass das Fahrzeug einer Trajektorie von einer aktuellen Position des Fahrzeugs oder dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt folgt.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Steuertrajektorienerzeugungsmittel als die Steuertrajektorie eine Trajektorie erzeugt, die den Trajektorienerzeugungsstartpunkt und eine vorausgesagte Position des Fahrzeugs nach einer vorbestimmten Zeit verbindet, wobei die vorausgesagte Position unter einer Annahme erhalten wird, dass das Fahrzeug Trajektorien von einer aktuellen Position des Fahrzeugs und dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt folgt.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: einem Ausschlussbereichseinstellmittel zum Einstellen eines Bereichs mit einem Radius einer Ausschlussbereichsentfernung um den Trajektorienerzeugungsstartpunkt als einen Ausschlussbereich, wobei die Ausschlussbereichsentfernung eine Entfernung ist, die basierend auf dem Typ der autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird, eingestellt wird, bei der das Steuerzielpunkteinstellmittel bevorzugt den Steuerzielpunkt auf eine Position eingestellt, die sich außerhalb des Ausschlussbereichs und näher an dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die autonome Fahrunterstützung, die in dem Fahrzeug ausgeführt wird, eine Spurhalteunterstützung zum Halten des Fahrzeugs in derselben Spur und eine Spurwechselunterstützung zum Bewegen des Fahrzeugs zu einer unterschiedlichen Spur beinhaltet und eine größere Ausschlussbereichsentfernung für die Spurwechselunterstützung als für die Spurhalteunterstützung eingestellt wird.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Steuerzielpunkteinstellmittel den Steuerzielpunkt unter einer Bedingung, dass ein minimaler Kurvenradius der Trajektorie, die von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt führt, größer oder gleich einer Schwelle ist, einstellt.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der wenn der Typ der autonomen Fahrunterstützung, die in dem Fahrzeug ausgeführt wird, von einer ersten Unterstützung zu einer zweiten Unterstützung geändert wird, das Ausschlussbereichseinstellmittel die Ausschlussbereichsentfernung in mehreren Schritten von einer ersten Entfernung, die der ersten Unterstützung entspricht, zu einer zweiten Entfernung, die der zweiten Unterstützung entspricht, ändert.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Ausschlussbereichseinstellmittel die Ausschlussbereichsentfernung von der ersten Entfernung zu der zweiten Entfernung in den mehreren Schritten ändert, wenn die erste Entfernung größer als die zweite Entfernung ist, und die Ausschlussbereichsentfernung von der ersten Entfernung zu der zweiten Entfernung in einem Schritt ändert, wenn die zweite Entfernung kleiner als die erste Entfernung ist.
Autonome Fahrunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der das Ausschlussbereichseinstellmittel die Ausschlussbereichsentfernung in einem Fall, in dem die autonome Fahrunterstützung in dem Fahrzeug kontinuierlich ausgeführt wird, allmählich verringert.
Computerprogramm zum Erzeugen von Unterstützungsinformation, die im Rahmen einer autonomen Fahrunterstützung, die in einem Fahrzeug ausgeführt wird, zu verwenden ist, wobei das Computerprogramm einem Computer ermöglicht, als ein Fahrtrajektorieneinstellmittel zum Einstellen einer Zielfahrtrajektorie, die eine gerichtete Fahrtrajektorie für eine Straße, auf der das Fahrzeug fährt, ist, ein Steuerzielpunkteinstellmittel zum Einstellen eines Steuerzielpunkts auf eine Position, die sich auf der Zielfahrtrajektorie und in Fahrtrichtung vor einem Trajektorienerzeugungsstartpunkt befindet, basierend auf einem Typ einer autonomen Fahrunterstützung, der in dem Fahrzeug ausgeführt wird, und ein Steuertrajektorienerzeugungsmittel zum Erzeugen einer Steuertrajektorie, der das Fahrzeug folgen soll, unter Verwendung einer Trajektorie von dem Trajektorienerzeugungsstartpunkt zu dem Steuerzielpunkt zu arbeiten.