DE112017007661T5

DE112017007661T5 - Wegabschätzungsvorrichtung und Wegabschätzungsverfahren

Info

Publication number: DE112017007661T5
Application number: DE112017007661.7T
Authority: DE
Inventors: Yuki TAKABAYASHI; Yasushi Obata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2020-04-23
Also published as: JPWO2018235159A1; CN110770809A; US20210163010A1; WO2018235159A1; US11332141B2; JP6636218B2; CN110770809B

Abstract

Eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen (301) für ein Fahrzeug (100) zum Fahren zu einem Zwischenziel (300), während ein bei einer Abschätzungszeit vorhandenes sich bewegendes Objekt vermieden wird, wird in Abhängigkeit von Kosteninformation von Spuren (200, 201) erzeugt und ein abgeschätzter Weg, der aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen (301) ausgewählt ist, wird als ein Weg des Fahrzeugs (100) für jede Abschätzungszeit eingestellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wegabschätzungsvorrichtung und ein Wegabschätzungsverfahren zum Abschätzen eines Wegs, der von einem Fahrzeug zu befahren ist.
Stand der Technik
In den vergangenen Jahren wurde eine Technik zum Abschätzen eines Wegs zum Vermeiden einer Kollision von Fahrzeugen auf dem Gebiet von Fahrassistenzsystemen für Fahrzeuge gefordert. Beispielsweise gibt es eine Technik zum Verhindern einer Kollision zwischen einem Hindernis und einem Fahrzeug durch Detektieren der Position eines Hindernisses, das um das Fahrzeug vorhanden ist, unter Verwendung eines an dem Fahrzeug angebrachten Sensors und Steuern des Fahrzeugs auf der Basis des relativen Abstands oder einer relativen Geschwindigkeit des Hindernisses und des Fahrzeugs. Ebenso ist eine Technik vorgeschlagen, um ein Fahrzeug dazu zu veranlassen, entlang eines Wegs zu einem Ziel zu fahren, durch Erkennen der Umgebung um das Fahrzeug durch an dem Fahrzeug angebrachte Sensoren und automatisches Ausführen einer Lenkradbedienung oder einer Bremsbedienung, ohne Eingreifen durch den Fahrer.
Als ein Algorithmus zum Abschätzen eines Wegs für ein Fahrzeug wurde ein schnell erkundender zufälliger Baum (Rapidly-exploring Random Tree (RRT)) vorgeschlagen. Der RRT entwickelt Kandidatenwege, einen sogenannten Baum, der sich schnell im freien Raum entwickelt, wodurch ein zu einem Ziel führender Weg erzeugt wird.
Darüber hinaus kann in RRT ein Weg effizient durch vorzugsweise Entwickeln eines Baums mit niedrigen Kosten erzeugt werden. Ein Einstellen von hohen Kosten für die Position eines Hindernisses, welches um ein Fahrzeug vorhanden ist, führt wahrscheinlich zu einer Erzeugung eines Wegs zum Vermeiden des Hindernisses.
Auf diese Weise wird bei konventionellen Wegplanungsalgorithmen, dargestellt durch den RRT, ein Ziel eingestellt eine Vielzahl von Kandidatenwegen berechnet, die zu dem Ziel führen können, während ein Hindernis vermieden wird, und wird ein Kandidat mit den geringsten Kosten als ein Reiseweg des Fahrzeugs ausgewählt.
Falls der RRT Algorithmus bei einem automatisch fahrenden Fahrzeug verwendet wird, wird eine Position, bei der das Fahrzeug wenige Sekunden später ankommt, als das Ziel eingestellt und werden Kandidatenwege sequenziell erzeugt, um einen Weg zu dem endgültigen Ziel zu bestimmen. Allerdings gibt es eine Wahrscheinlichkeit, dass, wenn ein Ändern von Spuren (Spurwechsel) ausgeführt wird, um das Ziel wenige Sekunden später zu erreichen, können Verkehrsregeln oder strukturelle Einschränkungen der Straße verhindern, dass das Fahrzeug zurück auf die zu der endgültigen zielführenden Spur zurückkehrt.
Beispielsweise wird ein Wechseln von Spuren ausgeführt, wenn eine Position, die auf einer benachbarten Spur voraus liegt, als das Ziel für das Fahrzeug ausgewählt wird, um mehrere Sekunden später erreicht zu werden, selbst wenn der in der Spur vorausfahrenden Verkehr, auf welchem das Fahrzeug fährt, stark befahren ist, im Vergleich zu dem in der benachbarten Spur vorausfahrenden Verkehr. In diesem Fall, da der in der ursprünglichen Spur vorausfahrende Verkehr dicht ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug nicht auf die ursprüngliche Spur zurückkehren kann. Zusätzlich, wenn eine Position bei einer Abzweigung als das Ziel für das Fahrzeug ausgewählt wird, um wenige Sekunden später erreicht zu werden, verändert das Fahrzeug dessen Kurs zu der Abzweigung und kann somit nicht mehr zu der ursprünglichen Spur zurückkehren.
Falls der Fahrer das Fahrzeug manuell fährt, wenn der in der Spur vorausfahrende Verkehr dicht ist, bestimmt der Fahrer, dass ein Wechseln von Spuren zum Überholen eines vorausfahrenden Verkehrs es schwierig machen wird, zu der ursprünglichen Spur zurückzukehren, selbst wenn die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs gering ist, und somit fährt der Fahrer, um dem vorausfahrenden Fahrzeug nachzufolgen, ohne die Spur zu wechseln.
Bei einem konventionellen Wegplanungsalgorithmus, wenn die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs gering ist, ist es wahrscheinlich, dass ein Weg zum Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs ausgewählt wird.
Zusätzlich, durch Erweitern der Zeit für eine Ankunft bei dem vorausliegenden endgültigen Ziel, ist es möglich die Kosten für Kandidatenwege zu vergleichen, die Abzweigungen umfassen, um einen Weg auszuwählen; allerdings erzeugt dies eine große Anzahl von Kandidatenwegen, was die Rechenlast nachteilig erhöht.
Indessen beschreibt beispielsweise Patentliteratur 1 eine Vorrichtung, die als einen Überholpunkt einen Kandidatenüberholpunkt mit einem Abstand zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug nach einer abgeschätzten Ankunftszeit, die größer oder gleich einem eingestellten Abstand ist, aus einer Vielzahl von Kandidatenüberholpunkten auswählt, die für einen Zielweg eingestellt sind. Da ein Kandidatenüberholpunkt ein Ziel ist, bei welchem das Fahrzeug mehrere Sekunden später ankommt, wird die Position mit einem Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug nach der abgeschätzten Ankunftszeit, die größer oder gleich als der eingestellte Abstand ist, als das Ziel in der in Patentliteratur 1 beschriebenen Vorrichtung ausgewählt. Im Ergebnis, falls der in der Spur vorausfahrende Verkehr stark ist, wird kein Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs ausgeführt.
Literaturliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2016-38717 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Vorrichtung wird die Position zum Ausführen eines Überholvorgangs auf der Basis der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs und eines Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug in der Spur, in welcher das Fahrzeug fährt, bestimmt.
Allerdings kann in der Praxis ein Weg, auf welchem das Fahrzeug fahren soll, nicht geeignet ausgewählt werden, es sei denn nicht nur die Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, sondern auch die Situation um das Fahrzeug, umfassend Abzweigungen und benachbarte Spuren, wird berücksichtigt.
Beispielsweise kann ein Wechseln von Spuren zum Überholen nicht ausgeführt werden, wenn der Verkehr in einer benachbarten Spur nach einer abgeschätzten Ankunftszeit stark ist, selbst wenn die Position mit einem Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug nach einer abgeschätzten Ankunftszeit, die größer oder gleich einem eingestellten Abstand ist, als der Überholpunkt eingestellt wird.
Darüber hinaus, da der Weg unter Berücksichtigung nur davon ausgewählt wird, ob das vorausfahrende Fahrzeug überholt werden kann, in der in Patentliteratur 1 beschriebenen Vorrichtung, kann ein Fahrt des Fahrzeugs nicht geeignet ausgewählt werden, wenn ein Überholen nicht ausgeführt werden kann.
Diese Erfindung löst die obigen Nachteile und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wegabschätzungsvorrichtung und ein Wegabschätzungsverfahren zu erhalten, die zum Abschätzen eines Wegs eines Fahrzeugs geeignet sind, in Abhängigkeit von der Situation um das Fahrzeug.
Lösung der Aufgabe
Eine Wegabschätzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Abschätzungsverarbeitungseinheit, eine erste Berechnungseinheit, eine zweite Berechnungseinheit, eine Bestimmungseinheit und eine Abschätzungswegeinstelleinheit. Die Abschätzungsverarbeitungseinheit berechnet eine abgeschätzte Position eines sich bewegenden Objekts für jeden Zeitschritt bis zu einer Abschätzungszeit, die von der aktuellen Zeit sequenziell eingestellt ist, auf der Basis einer Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts, das um das Fahrzeug vorhanden ist. Die erste Berechnungseinheit berechnet die Zeitspanne dafür, dass das Fahrzeug auf einem Zielweg zum Überholen eines vorausfahrenden Fahrzeugs fährt, auf der Basis einer Information über den Zustand des Fahrzeugs, einer Zielweginformation zu dem endgültigen Ziel und der Information über den Zustand eines jeden vorausfahrenden Fahrzeugs und eines Fahrzeugs vor dem vorausfahrenden Fahrzeug. Die zweite Berechnungseinheit berechnet eine Gewichtung für die Kosten einer jeden Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, und einer benachbarten Spur und führt eine Gewichtung in Abhängigkeit von der Länge des Zeitraums aus, der durch die erste Berechnungseinheit berechnet ist. Die Bestimmungseinheit bestimmt ein Zwischenziel, welches die Position des Fahrzeugs zu einer Abschätzungszeit ist, für jede Abschätzungszeit. Die Abschätzungswegeinstelleinheit erzeugt eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen, die das Fahrzeug zu dem Zwischenziel führen, während sich bewegende Objekte vermieden werden, die während der Abschätzungszeit vorhanden sind, in Abhängigkeit von Kosteninformation über Spuren, auf der Basis von Kosteninformation der Spuren, die durch die zweite Berechnungseinheit gewichtet sind, einer Positionsinformation des Zwischenziels, bestimmt durch die Bestimmungseinheit, und einer Abschätzungspositionsinformation des sich bewegenden Objekts, berechnet durch die Abschätzungsverarbeitungseinheit, und Einstellen eines abgeschätzten Wegs, der aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen ausgewählt ist, als ein Weg des Fahrzeugs für jede Abschätzungszeit.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen, auf welchen ein Fahrzeug zu einem Zwischenziel fährt, in Abhängigkeit von der Gewichtung der Kosten von Spuren erzeugt, während ein sich bewegendes Objekt, das während der Abschätzungszeit vorhanden ist, vermieden wird, und ein abgeschätzter Weg, der aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen ausgewählt ist, wird als ein Weg des Fahrzeugs für jede Abschätzungszeit eingestellt. Im Ergebnis kann der Weg des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Situation um das Fahrzeug abgeschätzt werden.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, dass eine Hardwarekonfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, dass eine funktionale Konfiguration einer Wegabschätzungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Flussdiagramm, dass ein Wegabschätzungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.

4 ist ein Diagramm, dass die Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug, einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug darstellt, die auf einer Straße mit einer Abzweigung fahren.
5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Gewichtung für die Kosten einer Spur und des Zeitraums zum Überholen darstellt.
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn dieselben Kosten für eine Spur, auf welcher ein Fahrzeug fährt, und einer benachbarten Spur eingestellt sind.
7 ist ein Graph, der Beziehung zwischen dem Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn höhere Kosten für eine benachbarte Spur als für eine Spur eingestellt sind, auf welcher ein Fahrzeug fährt.
8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn die höchsten Kosten für eine benachbarte Spur eingestellt sind.
9 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn niedrigere Kosten für eine benachbarte Spur als für eine Spur eingestellt sind, auf welcher das Fahrzeug fährt.
10 ist ein Diagramm, das Kandidatenabschätzungswege eines Fahrzeugs darstellt.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Abschätzungswegeinstelleinheit gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
12 ist ein Diagramm, das einen Umriss einer Erzeugungsverarbeitung eines Kandidatenabschätzungswegs darstellt.
13 ist ein Diagramm, dass eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen darstellt, die von einem Knoten abzweigen, bei einem ausgewählten Zeitschritt.
14 ist ein Diagramm, dass eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen, die von einem Knoten abzweigen, bei jedem von mehreren ausgewählten Zeitschritten darstellt.
15 ist ein Blockdiagramm, dass eine funktionale Konfiguration einer Wegabschätzungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
16 ist ein Diagramm, dass die Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug, einem vorausfahrenden Fahrzeug, und dem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug und einem Fahrzeug auf einer benachbarten Spur darstellt, die auf einer Straße mit einer Abzweigung fahren.

Beschreibung von Ausführungsformen
Um die vorliegende Erfindung genauer zu beschreiben, werden Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung nachstehend mit Bezug zu den beiliegenden Figuren beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, dass eine Hardwarekonfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein Fahrzeug in der ersten Ausführungsform umfasst beispielsweise eine Gruppe von Sensoren 1, umfassend verschiedene Sensoren, eine Steuer-Elektroniksteuereinheit (ECU) 2, eine Wegabschätzungsvorrichtung 300 eine Drahtloskommunikationsvorrichtung 4, wie in 1 dargestellt. Die Steuer-ECU 2 ist zum Steuern einer Hardware als ein Steuerziel innerhalb des Fahrzeugs auf der Basis von durch die Gruppe von Sensoren 1 detektierter Information geeignet.
Die Gruppe von Sensoren 1 umfasst einen Sensor, der eine Information betreffend den Zustand eines sich bewegenden Objekts wie beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Fußgängers, der um das Fahrzeug vorhanden ist, detektiert, und einen Sensor, der eine Information betreffend den Zustand des Fahrzeugs detektiert. Die Gruppe von Sensoren 1 umfasst einen Geschwindigkeitssensor 1a, einen Lenkwinkelsensor 1b, einen Beschleunigerpedalsensor 1c, einen Bremssensor 1b, einen Beschleunigungssensor 1b, einen Winkelgeschwindigkeitssensor 1f, eine Global-Positionierungssystem (GPS) Vorrichtung 1g, eine externe Kamera 1h und einen externen Sensor 1i.
Es wird drauf hingewiesen, dass die Information über den Zustand eines Detektionsziels zumindest die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit des Detektionsziels umfasst, und, falls das Detektionsziel ein Fahrzeug ist, eine Information wie beispielsweise die Beschleunigung, den Bedienbetrag des Lenkrads, den Bedienbetrag des Beschleunigerpedals und den Bedienbetrag der Bremse, umfasst sein kann.
Der Geschwindigkeitssensor 1a detektiert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und gibt ein elektrisches Signal (Geschwindigkeitsimpuls) an die Steuer-ECU 2 aus, das zu der Radgeschwindigkeit gehört.
Der Lenkwinkelsensor 1b detektiert den Lenkwinkel des Fahrzeugs und gibt ein elektrisches Signal, das zu dem Lenkwinkel gehört, an die Steuer-ECU 2 aus.
Der Beschleunigungssensor 1c detektiert den Beschleunigerpedalpositionssensor Winkel eines Fahrzeugs, das heißt den Betätigungsbetrag des Beschleunigerpedals. Die Betätigungsbetragsinformation des Beschleunigerpedals wird von dem Beschleunigerpedalsensor 1c an die Steuer-ECU 2 ausgegeben.
Der Bremssensor 1d detektiert den Betätigungsbetrag des Bremspedals und gibt die Betätigungsbetragsinformation des Bremspedals an die Steuer-ECU 2 aus.
Der Beschleunigersensor 1e detektiert die Beschleunigung des Fahrzeugs und umfasst beispielsweise einen Dreiachsen-Beschleunigungssensor. Die Beschleunigungsinformation des Fahrzeugs, detektiert durch den Beschleunigungssensor 1e, wird an die Steuer-ECU 2 ausgegeben.
Der Winkelgeschwindigkeitssensor 1f detektiert eine Winkelgeschwindigkeit (Gyroskop) des Fahrzeugs.
Die Winkelgeschwindigkeitsinformation, detektiert durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 1f wird an die Steuer-ECU 2 ausgegeben.
Die Steuer-ECU 2 ist dazu geeignet, die Abbiegegeschwindigkeit des Fahrzeugs auf Basis der durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 1f detektierten Winkelgeschwindigkeitsinformation zu detektieren.
Die GPS Vorrichtung 1g detektiert die Position des Fahrzeugs unter Verwendung von Funkwellen, die durch GPS Satelliten übertragen werden.
Die Positionskoordinaten (Längengrad und Breitengrad) des Fahrzeugs, detektiert durch die GPS Vorrichtung 1g, werden an die Steuer-ECU 2 ausgegeben. Die GPS Vorrichtung 1g kann weiter mit beispielsweise einer Inertialmesseinheit (IMU) kombiniert werden. Die Position des Fahrzeugs wird durch die GPS Vorrichtung 1g detektiert und die Stellung und die Neigung des Fahrzeugs werden durch die IMU detektiert.
Die externe Kamera 1a fotografiert die Umgebung des Fahrzeugs und wird beispielsweise durch eine optische Kamera oder eine Infrarotkamera umgesetzt. Das durch die externe Kamera 1a fotografierte Fotobild wird an die Steuer-ECU 2 ausgegeben. Die Steuer-ECU 2 führt eine Detektion einer Erkennung eines Detektionsziellichts wie beispielsweise eines Fußgängers, eines Fahrzeugs oder eines Hindernisses um das Fahrzeug auf der Basis des von der externen Kammer 1a eingegebenen Fotobilds aus.
Die Steuer-ECU 2 ist dazu geeignet, eine weiße Linie der Straße, auf welcher das Fahrzeug fährt, aus dem Fotobild der externen Kammer 1a zu erkennen.
Der externen Sensor 1i detektiert die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts wie beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Fußgängers, die sich um das Fahrzeug herum befinden, und kann beispielsweise durch ein Millimeterwellenradar oder ein Laserradar umgesetzt werden. Der externe Sender 1i gibt eine Detektionsinformation über ein sich bewegendes Objekt an die Steuer-ECU 2 aus.
Die Steuer-ECU 2 detektiert die Position des sich bewegenden Objekts und den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem sich bewegenden Objekt auf der Basis der Detektionsinformation des sich bewegenden Objekts, eingegeben von dem externen Sensor 1i. Eine Detektion des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem sich bewegenden Objekt um das Fahrzeug und die Position des sich bewegenden Objekts kann durch die Steuer-ECU 2 ausgeführt werden oder kann durch den externen Sensor 1i selbst ausgeführt werden, wobei ein dadurch erhaltenes Detektionsergebnis an die Steuer-ECU 2 ausgegeben wird. Alternativ kann die Detektion durch die Wegabschätzungsvorrichtung 3 ausgeführt werden.
Die Steuer-ECU 2 weist eine Funktion zum Steuern des gesamten Fahrzeugs auf. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Steuer-ECU 2 einen Prozessor 2a, einen Nurlesespeicher (ROM) 2b und einen Arbeitsspeicher (RAM) 2c.
Der Prozessor 2a ist ein Berechnungsverarbeitungsschaltkreis, der verschiedene Arten von Berechnungsverarbeitungen der Steuer-ECU 2 ausführt, und ist ein Gerät, dass ein Prozessor, ein Berechnungsverarbeitungsschaltkreis, ein elektrischer Schaltkreis, eine Steuereinheit und etwas Ähnliches genannt wird. Der Prozessor 2a umfasst einen Satz von einem oder mehreren Berechnungsverarbeitungsschaltkreisen. Der Prozessor 2a ist dazu geeignet, ein Programm aus dem ROM 2b auszulesen und das Programm auf dem RAM 2c zu verwenden, um eine Berechnungsverarbeitung auszuführen.
Der ROM 2b ist eine nicht flüchtige Speichervorrichtung zum Speichern von einem oder mehreren Programmen.
Der RAM 2c ist eine flüchtige Speichervorrichtung, die den Prozessor 2a verwendet als einen Verwendungsbereich für Programme und verschiedene Typen von Information.
Der ROM 2b und der RAM 2c umfassen beispielsweise eine Halbleiterspeichervorrichtung und können ebenso ein Speicher genannt werden.
Obwohl der ROM 2b als eine beispielhafte Speichervorrichtung dargestellt ist, die durch den Prozessor 2a auszuführende Programme speichert, ist die Speichervorrichtung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Speichervorrichtung eine nicht flüchtige Speichervorrichtung einer großen Kapazität sogenannte Speichereinheit wie beispielsweise eine Festplatte (HDD) oder eine Festkörper-Festplatte (SSD) sein.
Die Speichervorrichtungen und die Speichereinheit werden gesammelt ein Speicher genannt.
Dies gilt ebenso für die später beschriebene Wegabschätzungsvorrichtung 3.
Ein Motor 2b ist eine Antriebsquelle zum Antreiben des Fahrzeugs und erzeugt Leistung zum Drehen der Räder. Der Motor 2,b kann ebenso durch einen Befehl von der Steuer-ECU 2 betrieben werden.
Ein Getriebe 2c überträgt die in dem Motor 2,b erzeugte Leistung an die Räder.
Das Getriebe 2e ist dazu geeignet, das an die Räder übertragene Drehmoment zu verändern, durch Verändern von Gängen, auf einen Befehl von der Steuer-ECU 2.
Ein Bremsstellmotor 2f ist eine Vorrichtung zum Betreiben der Bremse (Abbremsungseinheit) des Fahrzeugs und dazu geeignet, die Bremse entsprechend einem Befehl von der Steuer-ECU 2 zu betreiben, um das Fahrzeug abzubremsen.
Der Lenkstellmotor 2g ist eine Vorrichtung zum Betreiben der Lenkung (Lenkvorrichtung) des Fahrzeugs und dazu geeignet die Lenkung entsprechend einem Befehl durch die Steuer-ECU 2 zu betreiben, um die Fahrrichtung des Fahrzeugs zu steuern.
Die Wegabschätzungsvorrichtung 3 ist an einem Fahrzeug angebracht und schätzt einen Weg, auf dem das Fahrzeug fahren wird, für jede Abschätzungszeit mehrere Sekunden voraus sequenziell ab. Die Wegabschätzungsvorrichtung 3 umfasst ebenso einen Prozessor 3a, einen ROM 3b und einen RAM 3c wie die Steuer-ECU 2.
Der Prozessor 3a ist ein Berechnungsverarbeitungsschaltkreis, der verschiedene Arten von Berechnungsverarbeitungen der Wegabschätzungsvorrichtung 3 ausführt, und ist ein Gerät, dass ein Prozessor, ein Berechnungsverarbeitungsschaltkreis, ein elektrischer Schaltkreis oder eine Steuereinheit genannt wird. Der Prozessor 3a umfasst einen Satz von einem oder mehreren Berechnungsverarbeitungsschaltkreisen. Der Prozessor 3a ist dazu geeignet, ein Programm aus dem ROM 3b auszulesen und das Programm auf dem RAM 3c zu verwenden, um eine Berechnungsverarbeitung auszuführen.
Die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 kommuniziert mit einer externen Vorrichtung drahtlos. Die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 führt eine Zwischenfahrzeugkommunikation, eine Straße-zu-Fahrzeug Kommunikation oder eine Kommunikation mit einem mobilen Kommunikationsendgerät, dargestellt durch Smartphones, aus. In der Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 überträgt eine Übertragungseinheit 4b ein Funksignal an eine externe Vorrichtung über eine Antenne 4a und eine Empfangseinheit 4c empfängt ein Funksignal von einer externen Vorrichtung über die Antenne 4a.
Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl die einem Fahrzeug angebrachte Wegabschätzungsvorrichtung 3 in 1 dargestellt ist, die erste Ausführungsform nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist.
Beispielsweise kann die Wegabschätzungsvorrichtung 3 eine Komponente sein, die in einer Servervorrichtungen umfasst ist, die zum drahtlosen Kommunizieren mit der Steuer-ECU 2 des Fahrzeugs über die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 geeignet ist.
In diesem Fall wird eine Information, die für die Wegabschätzung des Fahrzeugs notwendig ist, von dem Fahrzeug an eine Servervorrichtung über die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 übertragen und die in der Servervorrichtung umfasste Wegabschätzungsvorrichtung 3 bestimmt einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs auf der Basis der von dem Fahrzeug empfangenen Information.
Die Abschätzungsweginformation des Fahrzeugs wird von der Servervorrichtung an das Fahrzeug übertragen und die Steuer-ECU 2 des Fahrzeugs stellt den Weg, der durch die von der Servervorrichtung empfangenen Abschätzungsweginformation angegeben ist, als den Weg des Fahrzeugs ein.
2 ist ein Blockdiagramm, dass eine funktionale Konfiguration der Wegabschätzungsvorrichtung 3 darstellt. Wie in 2 dargestellt, umfasst die Wegabschätzungsvorrichtung 3 eine erste Informationserfassungseinheit 30, eine zweite Informationserfassungseinheit 31, eine Detektionseinheit 32, eine Abschätzungsverarbeitungseinheit 33, eine Zielwegeinstelleinheit 34, eine Kartendatenbank (nachfolgend als Karten DB bezeichnet) 35, eine erste Berechnungseinheit 36, eine zweite Berechnungseinheit 37, eine Bestimmungseinheit 38 und eine Abschätzungswegeinstelleinheit 39.
Die erste Informationserfassungseinheit 30 erfasst eine Information über den Zustand eines sich bewegenden Objekts, dass um das Fahrzeug herum vorhanden ist. Die Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts umfasst die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs oder eines Fußgängers, die um das Fahrzeug herum vorhanden sind, und wird von beispielsweise der Steuer-ECU 2 erfasst.
Es wird drauf hingewiesen, dass die erste Informationserfassungseinheit 30 von der Gruppe von Sensoren 1 eine Information über den Zustand des sich bewegenden Fahrzeugs, dass um das Fahrzeug vorhanden ist, direkt erfassen kann.
Die zweite Informationserfassungseinheit 31 erfasst eine Information über den Zustand des Fahrzeugs.
Die Information über den Zustand des Fahrzeugs umfasst die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und wird beispielsweise von der Steuer-ECU 2 erfasst.
Es wird drauf hingewiesen, dass die zweite Informationserfassungseinheit 31 eine Information über den Zustand des Fahrzeugs von der Gruppe von Sensoren 1 direkt erfassen kann.
Die Detektionseinheit 32 detektiert eine Information über den Zustand jeweils eines vorausfahrenden Fahrzeugs des Fahrzeugs und eines vor dem vorausfahrenden Fahrzeug fahrenden Fahrzeug, die auf einem Zielweg fahren, auf der Basis der Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts, erfasst durch die erste Informationserfassungseinheit 30, und der Zielweginformation, eingestellt durch die Zielwegeinstelleinheit 34.
Beispielsweise erkennt die Detektionseinheit 32 das vorausfahrende Fahrzeug aus sich bewegenden Objekten, die um das Fahrzeug herum vorhanden sind, und detektiert eine Information über den Zustand des erkannten vorausfahrenden Fahrzeugs aus der Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts.
In einer ähnlichen Weise erkennt die Detektionseinheit 32 das vor dem vorausfahrenden fahrzeugfahrende Fahrzeug aus den sich bewegenden Objekten, die um das Fahrzeug herum vorhanden sind, und detektiert eine Information über den Zustand des erkannten Fahrzeugs, das vor dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt, aus der Information über die sich bewegenden Objekte.
Die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33 berechnet eine Abschätzungspositionsinformation über ein sich bewegendes Objekts bei jedem Zeitschritt bei einer Abschätzungszeit auf der Basis der Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts, erfasst durch die erste Informationserfassungseinheit.
Eine Abschätzungszeit wird sequenziell von der aktuellen Zeit eingestellt und ist beispielsweise von der aktuellen Zeit bei bestimmten Zeitintervallen sequenziell eingestellt.
Die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33 berechnet eine abgeschätzte Position des sich bewegenden Objekts bei jedem Zeitschritt bis zu der Abschätzungszeit der Basis der Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts.
Beispielsweise berechnet unter der Annahme, dass das sich bewegende Objekt eine gleichförmige lineare Bewegung ausführt, die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33 die abgeschätzte Position des sich bewegenden Objekts auf der Basis der Position und der Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts zur aktuellen Zeit ab.
Die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33 kann die abgeschätzte Position des sich bewegenden Objekts auf der Basis der Position, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung des sich bewegenden Objekts zur aktuellen Zeit berechnen.
Darüber hinaus kann die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33 die abgeschätzte Position von sich bewegenden Objekten für jede Spur einer Straße berechnen, auf welcher das Fahrzeug fährt, auf der Basis von aus der Karten DB 35 ausgelesene Straßeninformation.
Die Zielwegeinstelleinheit 34 stellt einen Zielweg zu dem endgültigen Ziel des Fahrzeugs auf der Basis der Information über den Zustand des Fahrzeugs, erfasst durch die zweite Informationserfassungseinheit 31, und der Karteninformation ein.
Beispielsweise sucht die Zielwegeinstelleinheit 34 nach dem Zielweg von der aktuellen Position des Fahrzeugs zu dem endgültigen Ziel auf der Basis der aktuellen Position des Fahrzeugs, umfasst in der Information über den Zustand des Fahrzeugs, einer diese Position umfassenden Karteninformation und einem vorab eingestellten endgültigen Ziel und stellt die Zielweginformation bei der Steuer-ECU 2 ein.
Die Zielweginformation wird weiter von der Zielwegeinstelleinheit 34 an die Detektionseinheit 32 und die erste Berechnungseinheit 36 ausgegeben. Zusätzlich zu dem Weg von der aktuellen Position des Fahrzeugs zu dem endgültigen Ziel umfasst die Zielweginformation eine empfohlene Geschwindigkeit für jede Spur auf der Straße und den Abstand von einem Führungspunkte zu der Abzweigung, falls eine Abzweigung umfasst ist (nachfolgend als ein Abzweigungsankunftsabstand bezeichnet).
Die Karten DB 35 ist eine Datenbank, bei welcher eine Karteninformation registriert ist. Die Karteninformation umfasst beispielsweise die Anzahl von Spuren einer Straße, die Positionsinformation von Spuren, die Struktur von Straßen und die empfohlene Geschwindigkeit für jede Spur.
Die Positionsinformation über eine Spur umfasst absolute Koordinatenwerte (beispielsweise Breitengrade und Längengrad) für jeden einer Gruppe von in der Mittellinie der Spur umfassten Punkten. Die Struktur einer Straße ist eine Information, die die Position einer Kurve, die Position einer Haltelinie und die Position einer Ampel angibt.
Die erste Berechnungseinheit 36 berechnet eine Zeitspanne, wenn ein auf dem Zielweg fahrendes Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug überholt, auf der Basis einer Information über den Zustand des Fahrzeugs, erfasst durch die zweite Informationserfassungseinheit 31, der Zielweginformation, eingestellt durch die Zielwegeinstelleinheit 34, und der Information über den Zustand des vorausfahrenden Fahrzeugs und des vor dem Fahrzeug fahrenden Fahrzeugs, erfasst durch die Detektionseinheit 32.
Beispielsweise falls der Zielweg eine Abzweigung umfasst, bestimmt die erste Berechnungseinheit 36, als einen oberen Grenzwert, die kürzere einer Abzweigungsankunftszeit für das Fahrzeug, um bei der Abzweigung anzukommen, und einer Lückensicherungszeit, während welcher eine Lücke, die es dem Fahrzeug ermöglicht zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug einzusperren, sichergestellt ist.
Als Nächstes bestimmt die erste Berechnungseinheit 36, als einen unteren Grenzwert, eine Zeit, die benötigt wird, dass das Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug überholt und in die Lücke zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert.
Dann berechnet die erste Berechnungseinheit 36 eine Differenz zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert, bestimmt auf diese Weise, als eine Zeitspanne für das Fahrzeug, um das vorausfahrende Fahrzeug zu überholen.
Die zweite Berechnungseinheit 37 berechnet eine Gewichtung für die Kosten jeder Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, und einer benachbarten Spur und eine Gewichtung in Abhängigkeit von der Länge der Zeitspanne aus.
Beispielsweise, falls die zweite Berechnungseinheit 37 die Standardzeit, die für das Fahrzeug, um ein vorausfahrendes Fahrzeug zu überholen, benötigt wird, mit der Zeitspanne vergleicht und die beiden miteinander übereinstimmen, wird eine Gewichtung für die beiden berechnet und eine Gewichtung wird derart ausgeführt, dass die Kosten der Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, gleich den Kosten der benachbarten Spur werden.
Falls die Zeitspanne kürzer als die Standardzeit ist, berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtung der beiden und führt eine Gewichtung derart aus, dass die Kosten der Spur, welcher das Fahrzeug fährt, geringer als die Kosten der benachbarten Spur werden.
Falls die Zeitspanne länger als die Standardzeit ist, berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtung für die beiden und führt eine Gewichtung derart aus, dass die Kosten für die Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, größer als die Kosten für die benachbarte Spur werden.
Die Bestimmungseinheit 38 bestimmt ein Zwischenziel, welches die Position des Fahrzeugs bei einer Abschätzungszeit ist, für jede Abschätzungszeit beispielsweise bestimmt die Bestimmungseinheit 38 die Positionsinformation über ein Zwischenziel für jede Abschätzungszeit die sequenziell von der aktuellen Zeit eingestellt ist, unter der Annahme, dass das Fahrzeug bei einer konstanten Geschwindigkeit bis zu der Abschätzungszeit fährt, auf der Basis der Position der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, erfasst durch die zweite Informationserfassungseinheit 31, und der Karteninformation.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 erzeugt eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen in Abhängigkeit von Kosteninformation über Spuren auf der Basis von Kosteninformation über die Spuren, gewichtet durch die zweite Berechnungseinheit 37, der Positionsinformation über Zwischenziele, bestimmt durch die Bestimmungseinheit 38, und der Abschätzungspositionsinformation der sich bewegenden Objekte, berechnet durch die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33.
Beispielsweise stellt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eine Information über den Zustand des Fahrzeugs (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Lenkwinkel) zu dem Zeitpunkt ein, wenn die Zeit bis zu der die Abschätzungszeit zu laufen beginnt, als eine Information des Anfangszustand.
Folglich stellt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 Positionen ein, die das Fahrzeug von der aktuellen Zeit bis zu einem nachfolgenden Zeitschritt erreichen kann, als Kandidatenabschätzungspositionen des Fahrzeugs bei dem nachfolgenden Zeitschritt, auf der Basis der Information über den Anfangszustand. Zu diesem Zeitpunkt behandelt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eine Position auf einer Spur mit Priorität, welcher geringe Kosten eingestellt sind, aus den Positionen, die das Fahrzeug von der aktuellen Zeit bis zu dem nachfolgenden Zeitschritt erreichen kann, und stellt die Position als eine Kandidatenabschätzungsposition ein.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 schätzt die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und den Lenkwinkel des Fahrzeugs für jede Kandidatenabschätzungsposition bei dem nachfolgenden Zeitschritt ein und stellt die Abschätzungsergebnisse als den Zustand des Fahrzeugs bei jedem der Kandidatenabschätzungspositionen ein.
Folglich stellt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 Positionen ein, die das Fahrzeug von dem nachfolgenden Zeitschritt zu einem Zeitschritt nach dem nachfolgenden Zeitschritt erreichen kann, als Kandidatenabschätzungsposition des Fahrzeugs des nachfolgenden Zeitschritts auf der Basis der Information über den Zustand des Fahrzeugs bei dem nachfolgenden Zeitschritt.
Dann schätzt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und den Lenkwinkel des Fahrzeugs für jede Kandidatenabschätzungsposition bei dem Zeitschritt vor dem nachfolgenden Zeitschritt ein und stellt das Abschätzungsergebnis als den Zustand des Fahrzeugs bei jeder Kandidatenabschätzungsposition ein.
Durch Wiederholen einer solchen Verarbeitung erzeugt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen, auf welchen das Fahrzeug zu dem Zwischenziel fährt, während vorhandene sich bewegende Objekte vermieden werden, über die Abschätzungszeit.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 stellt einen abgeschätzten Weg ein, der aus einer Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen ausgewählt ist, als ein Weg des Fahrzeugs für jede Abschätzungszeit. Beispielsweise wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs einen Kandidatenabschätzungsweg ein, der die kleinste Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aufweist.
Die Abschätzungsweginformation, ausgewählt durch die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 für jede Abschätzungszeit, wird an die Steuer-ECU 2 ausgegeben. Die Steuer-ECU 2 steuert den Betrieb des Fahrzeugs entsprechend der von der Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eingegebenen Abschätzungsweginformation, um das Fahrzeug dazu zu veranlassen, entlang dem abgeschätzten Weg zu fahren.
Es wird drauf hingewiesen, dass, obwohl 2 darstellt, dass die Wegabschätzungsvorrichtung 3 die erste Informationserfassungseinheit 30, die zweite Informationserfassungseinheit 31, die Detektionseinheit 32, die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33, die Zielwegeinstelleinheit 34, die Karten DB 35, die erste Berechnungseinheit 36, die zweite Berechnungseinheit 37, die Bestimmungseinheit 38 und die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 umfasst, die erste Ausführungsform nicht auf diese Konfiguration beschränkt ist.
Beispielsweise können die Zielwegeinstelleinheit 34 und die Karten DB 35 Komponenten sein, die in einer externen Vorrichtung umfasst sind, die zum Kommunizieren über die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 geeignet ist und die erste Informationserfassungseinheit 30, die zweite Informationserfassungseinheit 31 und die Detektionseinheit 32 können Komponenten sein, wie in der Steuer-ECU 2 umfasst sind.
In diesem Fall empfängt die Wegabschätzungsvorrichtung 3 eine Karteninformation und eine Ziel Karteninformation von der externen Vorrichtung über die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 und eine Information über den Zustand um das Fahrzeug, eine Information über den Zustand des Fahrzeugs, eine Information über den Zustand des vorausfahrenden Fahrzeugs und eine Information über den Zustand des Fahrzeugs vor dem vorausfahrenden Fahrzeug werden von der Steuer-ECU 2 erfasst.
Das heißt, in der ersten Ausführungsform, kann die Wegabschätzungsvorrichtung 3 die erste Informationserfassungseinheit 30, die zweite Informationserfassungseinheit 31, die Detektionseinheit 32, die Zielwegeinstelleinheit 34 und die Karten DB 35 nicht umfassen.
Als Nächstes wird der Betrieb beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, dass ein Wegabschätzungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Zuerst erfasst die erste Informationserfassungseinheit 30 eine Information über den Zustand der sich bewegenden Objekte, die um das Fahrzeug herum vorhanden sind (Schritt ST1). Die Information über den Zustand der sich bewegenden Objekte umfasst die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs oder eines Fußgängers, die um das Fahrzeug herum vorhanden sind.
Beispielsweise, wenn unterschiedliche Zustände durch Sensoren in der Gruppe von Sensoren 1 für ein sich bewegendes Objekt detektiert werden, erfasst die erste Informationserfassungseinheit 30 eine Information über die Zustände der sich bewegenden Objekte, detektiert durch die einzelnen Sensoren.
Wenn die Zustände desselben sich bewegenden Objekts wiederholt durch die Vielzahl von Sensoren in der Gruppe von Sensoren 1 detektiert werden, für die erste Informationserfassungseinheit 30 eine gewichtete Mittelung unter Berücksichtigung der Genauigkeit dieser Sensoren aus und kombiniert die Teile von Detektionsinformation in eine, um die endgültige Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts zu erhalten.
Im Ergebnis kann eine hochgenaue Detektionsinformation für die Zustände des sich bewegenden Objekts erhalten werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebene gewichtete Mittelung der Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts durch die Steuer-ECU 2 bei einer Nachfolgeverarbeitung des sich bewegenden Objekts um das Fahrzeug ausgeführt wird. In diesem Fall kann die erste Informationserfassungseinheit 30 den durch die Steuer-ECU 2 berechneten gewichteten Mittelwert als eine Information über den Zustand des sich bewegenden Objekts erfassen.
Als Nächstes erfasst die zweite Informationserfassungseinheit 31 eine Information über den Zustand des Fahrzeugs (Schritt ST2). Die Information über den Zustand des Fahrzeugs umfasst die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
Beispielsweise, wenn unterschiedliche Zustände durch Sensoren in der Gruppe von Sensoren 1 für das Fahrzeug detektiert werden, erfasst die erste Informationserfassungseinheit 30 eine Information über die Zustände des Fahrzeugs, detektiert durch die einzelnen Sensoren. Wenn die Zustände des Fahrzeugs durch die Vielzahl von Sensoren in der Gruppe von Sensoren 1 wiederholt detektiert werden, führt die zweite Informationserfassungseinheit 31 ein gewichtetes Mitteln unter Berücksichtigung der Genauigkeit dieser Sensoren aus und kombiniert diese Teile von Detektionsinformation in eine, um die endgültige Information über den Zustand des Fahrzeugs zu erhalten. Im Ergebnis kann eine hochgenaue Detektionsinformation für den Zustand des Fahrzeugs erhalten werden.
Die Zielwegeinstelleinheit 34 stellt einen Zielweg bei dem endgültigen Ziel des Fahrzeugs ein (Schritt ST3). Beispielsweise sucht die Zielwegeinstelleinheit 34 für einen Zielweg von der aktuellen Position des Fahrzeugs zu dem endgültigen Ziel auf der Basis der aktuellen Position des Fahrzeugs, umfasst in der Information über den Zustand des Fahrzeugs, einer Karteninformation, umfassend die aktuelle Position des Fahrzeugs, die von der Karten DB 35 ausgelesen ist, und einem vorab eingestellten endgültigen Ziel.
Die Zielweginformation des Suchergebnisses wird an die Detektionseinheit 32 und die erste Berechnungseinheit 36 ausgegeben und wird weiter in der Steuer-ECU 2 eingestellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass jeder Schritt der Verarbeitung von dem Schritt ST1 bis zu dem Schritt ST3 in einer unterschiedlichen Reihenfolge sein kann, oder gleichzeitig ausgeführt werden kann.
Die Detektionseinheit 32 detektiert eine Information über den Zustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs und eines Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug, die auf dem Zielweg fahren (Schritt ST4).
Beispielsweise erkennt die Detektionseinheit 32, als ein vorausfahrenden Fahrzeug, ein sich bewegendes Objekt, dass vorab auf dem Zielweg positioniert ist und bei einer Position fährt, die nahe dem Fahrzeug ist, aus den sich bewegenden Objekten, die um das Fahrzeug herum vorhanden sind.
Die Detektionseinheit 32 detektiert aus der Information über den Zustand der sich bewegenden Objekte, erfasst durch die erste Informationserfassungseinheit 30, eine Information über den Zustand des erkannten vorausfahrenden Fahrzeugs.
Die Information über den Zustand des vorausfahrenden Fahrzeugs umfasst die aktuelle Position die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs (Geschwindigkeit in einer Richtung entlang dem Zielweg).
Ähnlich erkennt die Detektionseinheit 32 als ein vor dem vorausfahrenden Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug ein sich bewegendes Objekt, das vorab auf dem Zielweg positioniert ist und bei einer Position fährt, die am zweiten nächsten zu dem Fahrzeug ist, aus den sich bewegenden Objekten, die um das Fahrzeug herum vorhanden sind.
Die Detektionseinheit 32 detektiert aus der Information über den Zustand der sich bewegenden Objekte, erfasst durch die erste Informationserfassungseinheit 30, eine Information über den Zustand des erkannten vor dem vorausfahrenden Fahrzeug fahrenden Fahrzeug.
Das sich bewegende Objekt, das vorab auf dem Zielweg positioniert ist und bei einer Position fährt, die am zweiten nächsten zu dem Fahrzeug ist, ist ebenso vor dem vorausfahrenden Fahrzeug positioniert und fährt bei einer Position, die dem vorausfahrenden Fahrzeug am nächsten ist.
Die Information über den Zustand des Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeugs umfasst die aktuelle Position und die Geschwindigkeit des Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeugs (Geschwindigkeit in einer Richtung entlang dem Zielweg).
Als Nächstes berechnet die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33 eine Abschätzungspositionsinformation eines sich bewegenden Objekts bei jedem Zeitschritt bis zu einer Abschätzungszeit der Basis der Information über die sich bewegenden Objekte, erfasst durch die erste Informationserfassungseinheit (Schritt ST5). Eine Abschätzungszeit von der aktuellen Zeit sequenziell eingestellt und ist beispielsweise von der aktuellen Zeit bei bestimmten Zeitintervallen von ungefähr mehreren Sekunden sequenziell eingestellt.
Beispielsweise berechnet unter der Annahme, dass das sich bewegende Objekt eine gleichmäßige lineare Bewegung bis zu der Abschätzungszeit ausführt, die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33 eine abgeschätzte Position des sich bewegenden Objekts auf der Basis der Position der Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts zu der aktuellen Zeit.
Als Nächstes berechnet die erste Berechnungseinheit 36 einen Zeitraum für das Fahrzeug, um das vorausfahrende Fahrzeug zu überholen (Schritt ST6). Danach wird ein Fall als ein Beispiel beschrieben, bei welchen der Zielweg eine Abzweigung umfasst.
4 ist ein Diagramm, dass die Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug 100, einem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und einem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug, die auf einer Straße mit einer Abzweigung fahren, darstellt.
In 4 umfasst das Fahrzeug 100 die in 1 dargestellten Komponenten und daran ist die Wegabschätzungsvorrichtung 3 angebracht. Eine Spur 200, auf welcher das Fahrzeug 100 fährt, ist eine Spur, die zu einem endgültigen Ziel führt, und eine benachbarte Spur 201 ist eine Spur, die zu der Abzweigung führt. Das vorausfahrende Fahrzeug 101 fährt vor dem Fahrzeug 100 auf der Spur 200 und das Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt vor dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 auf der Spur 200.
Die erste Berechnungseinheit 36 ersetzt einen Abzweigungsankunftsabstand Rb, umfasst in der Zielweginformation, und eine Geschwindigkeit V_ego des Fahrzeugs 100, umfassende Information über den Zustand des Fahrzeugs 100, in die nachstehende Gleichung (1), um die Abzweigungsankunftszeit T_lim , welches die Zeit ist, die benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 die Abzweigung erreicht.
Die erste Berechnungseinheit 36 ersetzt einen Zwischenfahrzeugabstand R1 zwischen dem Fahrzeug 100 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 101, einen Trennungsabstand THR1 des Fahrzeugs 100 von dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und die Geschwindigkeit Vp1 des vorausfahrenden Fahrzeugs 101 in die nachstehende Gleichung (2), um die Zeit zu berechnen, die benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 ein Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs 101 abschließt.
Die obige Zeit, berechnet unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (2), ist die Zeit, die benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 ein Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs 101 abschließt, das heißt, die Zeit, die benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholen und zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert.
In der ersten Ausführungsform wird diese Zeit als ein unterer Grenzwert T_lower angenommen.
Es wird drauf hingewiesen, dass der Trennungsabstand THR1 von dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 der Abstand ist, bei welchem das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 maximal erreichen kann, wenn das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt wird, was ein experimentell erfasster Wert ist.
Die Geschwindigkeit V_ego ist eine Geschwindigkeit in einer Richtung entlang dem Zielweg des Fahrzeugs 100. Die Geschwindigkeit Vp1 ist eine Geschwindigkeit in einer Richtung entlang dem Zielweg des vorausfahrenden Fahrzeugs 101. $T_{lim} = \frac{R_{b}}{V_{e g o}}$
$T_{l o w e r} = \frac{(R_{1} + T H_{R 1})}{(V_{e g o} - V_{p 1})}$
Die erste Berechnungseinheit 36 berechnet eine Lückensicherungszeit T_space durch Einsetzen eines Zwischenfahrzeugabstands R2 zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug, einen Zwischenfahrzeugabstand THR2 zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug, die Geschwindigkeit Vp1 des vorausfahrenden Fahrzeugs 101 und einer Geschwindigkeit Vp2 des Fahrzeugs 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug in die nachstehende Gleichung (3).
Hierbei ist der Zwischenfahrzeugabstand THR2 einen Zwischenfahrzeugabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug, der notwendig ist, damit das Fahrzeug 100, dass das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt hat, zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug einstehen kann. Der Zwischenfahrzeugabstand THR2 ist beispielsweise ein Wert, welcher durch Addieren einer zulässigen Länge zu der Gesamtlänge des Fahrzeugs 101 erhalten ist, was ein Wert ist, der experimentell erhalten ist.
Die Lückensicherungszeit T_space ist eine Zeit, die benötigt wird, um eine Lücke zu sichern, die zulässt, dass das Fahrzeug 100 zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug ein fährt. $T_{s p a c e} = {\begin{array}{l} \frac{(R_{2} - T H_{R 2})}{V_{p 1} - V_{p 2}} & (f a l l s V_{p 1} > V_{p 2}) \\ \infty & (f a l l s V_{p 1} \leq V_{p 2}) \end{array}$
Die erste Berechnungseinheit 36 bestimmt die kürzere Zeit der Abzweigungsankunftszeit T_lim und der Lückensicherungszeit T_space als einen oberen Grenzwert T_upper entsprechend der nachstehenden Gleichung (4).
Wenn der untere Grenzwert T_lower und der obere Grenzwert T_upper auf diese Weise bestimmt werden, berechnet die erste Berechnungseinheit 36 die Differenz zwischen dem oberen Grenzwert T_upper und dem unteren Grenzwert T_lower als eine Zeitspanne T_mrg für das Fahrzeug 100, um das vorausfahrende Fahrzeug 101 zu überholen, entsprechend der nachstehenden Gleichung (5).
Da die erste Berechnungseinheit 36 die Zeitspanne T_mrg unter der Annahme berechnet, dass das Fahrzeug 100 bei einer konstanten Geschwindigkeit V_ego fährt, kann die Zeitspanne T_mrg für das Fahrzeug 100, um das vorausfahrende Fahrzeug 101 zu überholen, durch eine einfache Berechnung erhalten werden. $T_{u p p e r} = min (T_{lim}, T_{s p a c e})$
$T_{m r g n} = T_{u p p e r} - T_{l o w e r}$
Als Nächstes berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtungsinformation über die Kosten einer jeden Spur, auf der das Fahrzeug 100 fährt, und der benachbarten Spur in Abhängigkeit von der Länge der Zeitspanne T_mrg (Schritt ST7).
5 ist ein Graph, der Beziehung zwischen der Gewichtung W für Kosten einer Spur und der Zeitspanne T_mrg zum Überholen darstellt. In 5 ist eine Gewichtung W_upper der maximale Wert einer Gewichtung, die den Kosten der Spur zugewiesen ist, und eine Gewichtung W_lower ist der minimale Wert der Gewichtung, die den Kosten der Spur zugewiesen ist. Die Standardzeit T_ot ist eine Zeit, die normalerweise benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt. Beispielsweise können 8 Sekunden eingestellt werden unter der Annahme, dass nachdem das Fahrzeug 100 die Spur zu der benachbarten Spur 201 wechselt und das vorausfahrende Fahrzeug 101 in 4 Sekunden überholt und zu der Spur 200 in 4 Sekunden zurückkehrt.
Beispielsweise vergleicht die zweite Berechnungseinheit 37 die Standardzeit T_ot und die Zeitspanne T_mrg und, falls die beiden miteinander übereinstimmen, wird eine Gewichtung für die beiden berechnet und eine Gewichtung derart ausgeführt, dass die Kosten der Spur 200, auf welcher das Fahrzeug 100 fährt, gleich den Kosten der benachbarten Spur 201 werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass, da dieselben Standardkosten ursprünglich bei der Spur 200 und der benachbarten Spur 201 in dem in 5 dargestellten Beispiel eingestellt sind, W = 1 als eine Gewichtung für beide eingestellt wird.
Falls die Zeitspanne T_mrg kürzer als die Standardzeit T_ot ist, berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtung W für die Spur 200 eine Gewichtung derart, dass die Kosten der Spur 200, auf welcher das Fahrzeug 100 fährt, geringer als die Kosten der benachbarten Spur 201 werden.
Beispielsweise, falls die Zeitspanne T_mrg gleich 0 oder ein negativer Wert ist, kann die zweite Berechnungseinheit 37 einen unendlichen Wert oder einen extrem großen Wert als W_upper einstellen, deren Kosten der benachbarten Spur 200 zugewiesen werden soll, sodass ein abgeschätzter Weg, auf welchem das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt, nicht ausgewählt wird.
Falls die Zeitspanne T_mrg länger als die Standardzeit T_ot ist, berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtung W der 2 und führt eine Gewichtung derart aus, dass die Kosten der Spur 200, welcher das Fahrzeug 100 fährt, größer als die Kosten der benachbarten Spur 201 werden.
Beispielsweise, falls die Zeitspanne T_mrg ausreichend länger als die Standardzeit T_ot ist, vergibt die zweite Berechnung sein 37 eine Gewichtung W_lower an die Kosten der benachbarten Spur 201, sodass ein abgeschätzter Weg, auf welchem das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 nach einem Spurwechsel auf die benachbarte Spur 201 überholt, wahrscheinlich ausgewählt wird. In 5 können die Gewichtung W_upper und die Gewichtung W_lower geeignet durch einen Anwender eingestellt werden.
6 ist ein Graph, der Beziehung zwischen dem Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn dieselben Kosten für die Spur 200, welcher das Fahrzeug 100 fährt, und der benachbarten Spur 201 eingestellt sind. In 6 ist derselbe Wert wie Standardkosten für jeweils die Kosten der Mittellinie a der Spur 200, welcher das Fahrzeug 100 fährt, und die Mittellinie b der benachbarten Spur 201 eingestellt.
Die Kosten der Spur 200 werden durch Aufaddieren der Kosten erhalten, die zu einem euklidischen Abstands zwischen einem Knoten 302 und der Mittellinie a der Spur 200 gehören, mit Bezug zu den Standardkosten, die für die Mittellinie a der Spur 200 eingestellt sind.
Ähnlich werden die Kosten der benachbarten Spur 201 durch Aufaddieren der Kosten erhalten, die zu einem euklidischen Abstands zwischen dem Knoten 302 und der Mittellinie B der benachbarten Spur 201 gehören, mit Bezug zu den Standard Kosten, die für die Mittellinie b der benachbarten Spur 201 eingestellt sind.
Die zweite Berechnungseinheit 37 stellt eine Gewichtung W = 1 bei den Kosten der Spur 200 und den Kosten der benachbarten Spur 201 ein.
Im Ergebnis werden die Kosten bei der Mittellinie einer jeden Spurlisten, während die Kosten sich mit einem Abstand weg von der Mittellinie einer Spur erhöhen, und somit wird ein Kandidatenabschätzungsweg, der von der Mittellinie einer Spur abweicht, nicht wahrscheinlich ausgewählt. Indessen, da der maximale Wert der Kosten außerhalb der Straße eingestellt ist, wie in 6 dargestellt, wird ein Kandidatenabschätzungsweg Weg 301, auf welchem das Fahrzeug 100 außerhalb der Straße fährt, nicht ausgewählt.
7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn für die benachbarte Spur 201 größere Kosten als für die Spur 200, welcher das Fahrzeug 100 fährt, eingestellt sind. In 7 ist eine Teilungslinie c einen Rand zwischen der Spur 200 und der benachbarten Spur 201.
Falls die Zeitspanne T_mrg kürzer als die Standardzeit T_ot ist, berechnet die zweite Berechnung einer 37 eine Gewichtung der 2 und führt eine Gewichtung derart aus, dass die Kosten der Spur 200 kleiner als die Kosten der benachbarten Spur 201 werden. Zu diesem Zeitpunkt, da die Gewichtung zu den Kosten der benachbarten Spur 200 über die Teilungslinien c hinzugefügt ist, werden die Kosten der benachbarten Spur 201 relativ größer als die der Spur 200, wie in 7 dargestellt. Im Ergebnis wird der Kandidatenabschätzungsweg 301, entlang dem das Fahrzeug 100 auf der benachbarten Spur 201 fährt, weniger wahrscheinlich ausgewählt.
8 ist ein Graph, der Beziehung zwischen dem Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn die höchsten Kosten bei der benachbarten Spur 201 eingestellt sind. In 8 ist eine Teilungslinie c ein Rand zwischen der Spur 200 und der benachbarten Spur 201, wie in 7.
Falls die Zeitspanne T_mrg gleich 0 oder ein negativer Wert ist, fügt die zweite Berechnungseinheit 37 den maximalen Wert einer Gewichtung W_upper zu den Kosten der benachbarten Spur 201 derart hinzu, sodass ein abgeschätzter Weg, auf welchem das Fahrzeug 100 die Spur zu der benachbarten Spur 201 wechselt, nicht ausgewählt wird. Im Ergebnis, da der maximale Wert der Kosten der benachbarten Spur 201 wie außerhalb der Straße eingestellt ist, wird ein Kandidatenabschätzungsweg 301, entlang dem das Fahrzeug 100 auf der benachbarten Spur 201 fährt, nicht ausgewählt.
9 ist ein Graph, der Beziehung zwischen den Bereich in der Straßenbreitenrichtung und den Kosten darstellt, wenn geringere Kosten für die benachbarte Spur 201 als die der Spur 200, welcher das Fahrzeug 100 fährt, eingestellt sind. In 9 ist eine Teilungslinie c ein Rand zwischen der Spur 200 und der benachbarten Spur 201, wie in 7.
Falls die Zeitspanne T_mrg länger als die Standardzeit T_ot ist, fügt die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtung W_lower zu den Kosten der benachbarten Spur 201 derart hinzu, dass ein abgeschätzter Weg, auf welchem das Fahrzeug 100 die Spur zu der benachbarten Spur 201 wechselt, wahrscheinlich ausgewählt.
Im Ergebnis fallen die Kosten der benachbarten Spur 200 eine relativ zu der Spur 200, wie in 9 dargestellt, und ein Kandidatenabschätzungsweg 300, entlang dem das Fahrzeug 100 auf der benachbarten Spur 201 fährt, wird wahrscheinlicher ausgewählt.
Alternativ kann die zweite Berechnungseinheit 37 die Kosten für eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs zu jedem Zeitschritt, abgeschätzt durch die Abschätzungswegeinstelleinheit 39, berechnen.
10 ist ein Diagramm, das Kandidatenabschätzungsweg Wege des Fahrzeugs 100 darstellt und eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen darstellt, die aus der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 zu einem Zwischenziel 300 durch die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 erzeugt sind. 10 stellt, als Kandidatenabschätzungsweg 301,
Kandidatenabschätzungsweg Wege dar, die einem vorausfahrenden Fahrzeug 101 nachfolgen, und Kandidatenabschätzungsweg 301, die zu dem Zwischenziel 300 führen, während Fahrzeuge 103 und 104 vermieden werden, die auf einer benachbarten Spur 201 fahren.
Wie in 10 dargestellt wird ein Kandidatenabschätzungsweg 301 durch Verbinden, durch eine Verbindung, eines jeden Knotens 302, der bei einer abgeschätzten Position des Fahrzeugs 100 eingestellt ist, bei jedem Zeitschritt, gebildet.
Darüber hinaus ist eine Information des Zustands über das Fahrzeug 100 für jede abgeschätzte Position in einem Knoten 302 eingestellt. Nachfolgend wird eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs 100 als ein Knoten 302 zur Vereinfachung bezeichnet.
Die zweite Berechnungseinheit 37 kann geringere Kosten einstellen, wenn ein Knoten 302 an dem Ende eines Wegs oder ein Knoten 302 am nächsten zu dem Zwischenziel 300 in der Vielzahl der Kandidatenabschätzungsweg 301 sich dem Zwischenziel 300 annähert.
Zusätzlich kann die zweite Berechnungseinheit 37 geringere Kosten einstellen, wenn ein Knoten 302 in der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 sich der Mittellinie einer Spur annähert.
Durch Einstellen von Kosten bei dem Knoten 302 auf diese Weise und bevorzugtes Auswählen eines Kandidatenabschätzungsweg Wegs 301 mit einer geringen Gesamtsumme der Kosten aller Knoten 302, wird ein Kandidatenabschätzungsweg 301, der nicht von der Spur abweicht, wahrscheinlicher ausgewählt.
Die zweite Berechnungseinheit 37 kann geringere Kosten einstellen, wenn eine abgeschätzte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, umfasst in jedem Knoten 302 eines Kandidatenabschätzungswegs 301, sich einer empfohlenen Geschwindigkeit annähert.
Doch Einstellen von Kosten bei den Knoten 302 und bevorzugtes Auswählen eines Kandidatenabschätzungsweg Wegs 301 mit einer geringen Gesamtsumme der Kosten aller Knoten 302 auf diese Weise, wird ein Kandidatenabschätzungsweg 301 mit geringer Schwankung in der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 wahrscheinlicher ausgewählt.
Zusätzlich kann die zweite Berechnungseinheit 37 höhere Kosten einstellen, wenn ein Knoten 302 sich einer abgeschätzten Position eines sich bewegenden Objekts annähert.
Durch Einstellen der Kosten bei den Knoten 302 und bevorzugtes Auswählen eines Kandidatenabschätzungswegs 301 mit einer geringen Gesamtsumme der Kosten aller Knoten 302 auf diese Weise, wird ein Kandidatenabschätzungsweg 301, bei welchem das Fahrzeug 100 das sich bewegende Objekt vermeidet, wahrscheinlicher ausgewählt.
Die zweite Berechnungseinheit 37 kann die Kosteneinstellungen für einen Knoten 302 kombinieren.
Beispielsweise stellt die zweite Berechnungseinheit 37 geringere Kosten bei dem Knoten 302 ein, der näher an der Mittellinie einer Spur liegt, aus einer Vielzahl von Knoten 302, umfasst in einem Kandidatenabschätzungsweg 301, stellt geringere Kosten werden Knoten 302 ein, bei welchem eine abgeschätzte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 nahe an einer empfohlenen Geschwindigkeit liegt, und stellt höhere Kosten für einen Knoten 302 einen, der nahe an einer abgeschätzten Position des sich bewegenden Objekts liegt.
Nun zurück zu der Erläuterung von 3.
Im Schritt ST8 bestimmt die Bestimmungseinheit 38 ein Zwischenziel 300.
Beispielsweise bestimmt unter der Annahme, dass das Fahrzeug 100 mit einer konstanten Geschwindigkeit bis zu einer Abschätzung zeitversetzt, die Bestimmungseinheit 38 eine Positionsinformation des Zwischenziel 300 für jede Abschätzungszeit T_pre, die sequenziell von der aktuellen Zeit t auf der Basis der Position der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 Karteninformation eingestellt ist.
Im Schritt ST9 erzeugt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungsweg in 301, auf welchen das Fahrzeug 100 zu dem Zwischenziel 300 fährt, während die sich bewegenden Objekte vermieden werden, die zu der Abschätzungszeit vorhanden sind, in Abhängigkeit von der Kosteninformation der Spuren. Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 stellt einen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 ausgewählten abgeschätzten Weg als den Weg des Fahrzeugs 100 für jede Abschätzungszeit ein.
Beispielsweise stellt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 in der Steuer-ECU 2 eine Abschätzungsweginformation ein, die für jede Abschätzungszeit ausgewählt ist. Die Steuer-ECU 2 steuert den Betrieb des Fahrzeugs 100 entsprechend der Abschätzungsweginformation, die von der Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eingestellt ist, und veranlasst dadurch, dass das Fahrzeug 100 entlang dem abgeschätzten Weg fährt.
Als Nächstes werden Details einer Verarbeitung zum Einstellen eines abgeschätzten Wegs beschrieben.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Abschätzungswegeinstelleinheit 39 darstellt und eine detaillierte Verarbeitung des Schritts ST9 aus 3 darstellt.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 stellt den Anfangszustand des Fahrzeugs 101 (Schritt ST1a).
Der Anfangszustand des Fahrzeugs 100 ist der Zustand (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Lenkwinkel des Fahrzeugs 100 zu dem Startzeitpunkt der Zeitname der Abschätzungszeit.
12 ist ein Diagramm, dass ein Umriss einer Erzeugungsverarbeitung eines Kandidatenabschätzungswegs 301 darstellt und der Kandidaten Abschätzungsschritt 301 des Fahrzeugs 100 wird von der aktuellen Zeit t zu einer Abschätzungszeit T + Tpre dargestellt. Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 stellt eine Anfangszustand als den Zustand des Fahrzeugs 100 zu einer Zeit t ein.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 führt eine Verarbeitung einer Abschätzungszeit Schleife aus (Schritt ST2a) .
In der Abschätzungszeitschleife wird der Zustand des Fahrzeugs 100 bei jedem Zeitschritt von der aktuellen Zeit t zu der Abschätzungszeit T + Tpre abgeschätzt (Schritt ST2a-1) .
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 stellt eine Position ein, die das Fahrzeug 100 von einem vorherigen Zeitschritt T_p, _k-1 bis zu einem nachfolgenden Zeitschritt T_p, _k erreichen kann, als eine Kandidatenabschätzungsposition des Fahrzeugs 100 bei dem nachfolgenden Zeitschritt T_p, _k. Zu diesem Zeitpunkt behandelt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eine Position in einer Spur mit Priorität, welche geringer Kosten eingestellt sind, aus Positionen, die das Fahrzeug 100 bis zu dem Zeitschritt T_p, _k erreichen kann, als eine Kandidatenabschätzungsposition.
Beispielsweise, wie in 12 dargestellt, stellt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Fahrzeugsteuerwert für den Zustand des Fahrzeugs 100 bei dem vorherigen Zeitschritt T_p, _k-1 ein, um den Zustand des Fahrzeugs 100 einem nachfolgenden Zeitschritt T_p, _k zu berechnen.
Unter der Annahme, dass der Fahrzeugsteuerwert die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 ist und dass die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 einer Gaußverteilung mit einem Durchschnittswerts µ_in und einer Standardabweichung σ_in nachfolgt, berechnet die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 bei dem nachfolgenden Zeitschritt T_p, _k aus zufälligen Werten der Gaußverteilung.
Für den Durchschnittswert µ_in kann die Beschleunigung des Fahrzeugs 100 bei den vorherigen Schritten T_p, _k-1 oder 0 eingestellt werden. Für die Standardabweichung σ_in, kann ein Standardwert basierend auf der Fahrzeugleistung als ein Parameter eingestellt werden.
Ein Fahrzeugsteuerwert kann ein Lenkwinkel oder eine Änderungsrate des Lenkwinkels außer der Beschleunigung des Fahrzeugs 100 sein und kann für jeden Zeitschritt in derselben Weise eingestellt werden, wie oben beschrieben.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 führt die Verarbeitung des Schritts ST2a für jeden Zeitschritt wiederholt aus. Somit wird der Zustand des Fahrzeugs 100 bei jedem Zeitschrift berechnet und der Weg wird erzeugt, wie in 12 dargestellt. Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 fügt den Weg, der für jede Abschätzungszeit Schleife erzeugt ist, zu Kandidatenabschätzungswegen 301 hinzu (Schritt ST3a).
Nachfolgend wird in manchen Fällen ein Kandidatenabschätzungsweg 301 als ein Baum bezeichnet und wird eine Abschätzungsposition des Fahrzeugs 100 bei jedem Zeitschrift als ein Knoten zur Vereinfachung bezeichnet.
Alternativ kann die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 N von Zuständen (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkwinkel, usw.) des Fahrzeugs 100 bei jedem Zeitschritt T_p, _k einstellen und N Knoten für jeden Zeitschritt T_p, _k auf der Basis dieser Zustände einstellen. Wie oben beschrieben, werden Kosten für jeden der N Knoten 302 durch die zweite Berechnungseinheit 37 eingestellt.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 kann die Wahrscheinlichkeit des Knotens 302 auf der Basis der Kosten berechnen, die für die Knoten 302 eingestellt sind, gemäß der nachstehenden Gleichung (6). Damit kann die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Knoten 302 mit einer hohen Wahrscheinlichkeit L_i(k) aus den N Knoten 302 bei dem vorherigen Zeitschritt T_p, _k-1 bestimmen und einen Knoten 302 bei den nachfolgenden Zeitschritten T_p, _k aus dem bestimmten Knoten 302 erzeugen.
In der nachstehenden Gleichung (6) ist die Wahrscheinlichkeit L_i(k) ein Wert, der durch Normalisieren eines Umkehrwerts der Kosten Kosten(i) erhalten wird, die für einen der N Knoten 302 eingestellt sind, durch die Summe der N Umkehrwert seit der Kosten Kosten(i). $L_{i} (k) = \frac{\frac{1}{C o s t (i)}}{\sum_{i = 1}^{N} \frac{1}{C o s t (i)}}$
Alternativ kann die Wahrscheinlichkeit L_i(k) eines Knotens 302 wie folgt berechnet werden. Unter der Annahme, dass ein Fehler jedes der m Kosten einer Gaußverteilung folgt, kann ein Fehler q unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (7) berechnet werden. In der nachstehenden Gleichung (7) bezeichnet s einen Vektor, der durch die entsprechenden Kosten gebildet wird, und stellt Summenzeichen eine Provarianz Matrix der Fehler dar. $q = \frac{1}{{(\sqrt{2 π})}^{m} \sqrt{| Σ |}} exp (- \frac{1}{2} s^{T} Σ^{- 1} s)$
beispielsweise werden Kosten angenommen, die zu dem Abstand zwischen dem Knoten 302 und der Mittellinie einer Spur gehören, Kosten, die zu dem Abstand zwischen dem Knoten 302 und einem sich bewegenden Objekt, das um das Fahrzeug herum vorhanden ist, gehören, und Kosten, die zu einem Differenzialwert zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 empfohlenen Geschwindigkeit, die bei dem Knoten 302 eingestellt ist, gehören.
Ein Vektor s, der aus diesen Kosten besteht, kann durch die nachstehende Gleichung (8) dargestellt werden und die Fehlercodevarianz Matrixsummen Zeichen kann durch die nachstehende Gleichung (9) dargestellt werden. Die Wahrscheinlichkeit L_i(k) des Knotens 302 kann unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (10) berechnet werden.
In der nachstehenden Gleichung (8) bezeichnet W einen Gewichtungskoeffizienten für bei einer Spur eingestellte Kosten.
Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn der Knoten 302 nahe der Spur 200 ist, gilt W = 1.
Wobei, Δd_lane den Abstand zwischen dem Knoten 302 und der Mittellinie einer Spur bezeichnet, Δd_obstacle den Abstand zwischen dem Knoten 302 und einem sich bewegenden Objekt bezeichnet, das um das Fahrzeug herum vorhanden ist, und ΔV_nom einen Differenzialwert zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101 empfohlenen Geschwindigkeit bezeichnet, die bei dem Knoten 302 eingestellt ist.
In der nachstehenden Gleichung (9) bezeichnet σego² eine Fehlervarianz der Position des Fahrzeugs 100.
σobstacle² bezeichnet eine Fehlervarianz der Position eines sich bewegenden Objekts, das um das Fahrzeug herum vorhanden ist.
σv² bezeichnet eine Fehlervarianz der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100.
Es wird drauf hingewiesen, dass, obwohl die nicht Diagonalelemente der Fehlercovarianzmatrix Σ auch 0 zur Vereinfachung in der nachstehenden Gleichung (9) eingestellt sind, kann eine Korrelationskomponente berechnet werden und bei den nicht Diagonalelementen eingestellt werden.
Der Wert eines jeden Elements der Fehlercode Varianzmatrix Σ kann auf der Basis der Genauigkeit von Sensoren eingestellt werden, die die Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und die Position und Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts, dass um das Fahrzeug herum vorhanden ist, detektieren. $s = [\begin{matrix} W \cdot Δ d_{l a n e} & Δ d_{o b s t a c l e} & Δ V_{n o m} \end{matrix}]$
$Σ= [\begin{matrix} σ_{e g o}^{2} \\ σ_{e g o}^{2} + σ_{o b s t a c l e}^{2} \\ σ_{V}^{2} \end{matrix}]$
$L_{i} (k) = \frac{q_{i}}{\sum_{i = 1}^{N} q_{i}}$
Durch Widerspiegeln einer Kosteninformation einer Spur in der Wahrscheinlichkeit des Knotens 302, wenn eine Zeitspanne T_mrg lang ist, erhöht sich die Anzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301, entlang welcher das Fahrzeug 100 auf der benachbarten Spur 201 fährt, und wird schließlich wahrscheinlicher ausgewählt, da die Anzahl von Knoten 302, die in der benachbarten Spur 201 erzeugt werden, zunimmt.
Wenn die Zeitspanne T_mrg kurz ist, erhöht sich die Anzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301, entlang welchen das Fahrzeug 100 auf der Spur 200 fährt, und wird schließlich wahrscheinlicher ausgewählt, da die Anzahl von Knoten 302, die in der Spur 200 erzeugt sind, auf welcher das Fahrzeug 100 aktuell fährt, zunimmt.
Nun zurück zu der Beschreibung von 11.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 bestätigt, ob es einen Kandidatenabschätzungsweg gibt, bei welchem ein Knoten 302 bei dem Ende des Wegs innerhalb eines bestimmten Bereichs von dem Zwischenziel 300 eingestellt ist, aus einer Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 (Schritt ST4a).
Falls der Knoten 302 bei dem Ende des Wegs innerhalb des bestimmten Bereichs von dem Zwischenziel 300 ist (Schritt ST4a: ja), wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen abgeschätzten Weg aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 aus (Schritt ST5a).
Beispielsweise wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 als den abgeschätzten Weg 301 aus, der die größte Summe der Wahrscheinlichkeiten der Knoten 302 aufweist, aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301.
Alternativ kann die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Kandidatenabschätzungsweg 301 einstellen, der die geringste Summe der Kosten aufweist, die für Knoten 302 eingestellt sind, aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301.
Weiterhin kann die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 die N Kandidatenabschätzungswege 301 in einen Kandidatenabschätzungsweg 301 integrieren, durch Ausführen einer gewichteten Mittelung an dem Zustand des Fahrzeugs 100, eingestellt bei den Knoten 302, für jeden Zeitschritt in den N Kandidatenabschätzungswegen 301 durch die Wahrscheinlichkeit der Knoten 302.
Die Steuer-ECU 2 steuert den Betrieb des Fahrzeugs 100 entsprechend der Abschätzungsweginformation, die von der Abschätzungswegeinstelleinheit 39 eingestellt ist, und veranlasst dadurch, dass das Fahrzeug 100 entlang dem abgeschätzten Weg fährt.
Falls der Knoten 302 bei dem Ende des Wegs den bestimmten Bereich von dem Zwischenziel 300 nicht erreicht hat (Schritt ST4a: Nein), wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Zeitschritt aus (Schritt ST6a). 13 ist ein Diagramm, dass eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 darstellt, die von einem Knoten 302 abzuweichen, zu einem ausgewählten Zeitschritt t p, klein I.
Im Schritt ST6a wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Kandidatenabschätzungsweg 301 aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 in einer ähnlichen Weise wie der obigen aus.
Dann wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Knoten 302 von dem ausgewählten Kandidaten Abschätzungsschritt 301 aus und wählt einen Zeitschritt t_p,i des ausgewählten Knotens 302.
Beispielsweise kann ein Knoten 302 mit einer höheren Wahrscheinlichkeit als ein bestimmter Schwellenwert ausgewählt werden, ein Knoten 302 mit Kosten, die geringer als ein bestimmter Schwellenwert sind, kann ausgewählt werden oder ein Knoten 302 kann zufällig ausgewählt werden, unter Verwendung von gleichförmigen Zufallszahl.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 kehrt zu der Verarbeitung von Schritt ST1a nach dem auswählen des Zeitschritts t _p, _i zurück. Hierbei führt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 die Verarbeitung von dem Schritt ST1a zu ST3a aus, wobei der Knoten 302 bei dem Zeitschritt t_p, _i als ein Knoten 302 in dem Anfangszustand des Fahrzeugs 100 angenommen wird.
Im Ergebnis werden Knoten 302 für entsprechende Zeitschritte bis zu einer Abschätzungszeit Delta Zeichen C Pro, klein I, dargestellt durch die nachstehende Gleichung (11), erzeugt und wird ein zusätzlicher Baum 301 A erzeugt, der durch diese Knoten 302 ausgebildet ist. Ein Knoten 302 am Ende des zusätzlichen Baums 301 A ist der Knoten 302 zu einer Zeit t + T_pre. $Δ T_{p r e, i} = t + T_{p r e} - t_{p, i}$
Nach einem erzeugen eines Kandidatenabschätzungswegs 301, der mit dem zusätzlichen Baum 301A bei dem Knoten 302 zu dem Zeitschritt t_p, _i verbunden ist, wiederholt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 die obige Verarbeitung bis ein Knoten 302 am Ende des Kandidatenabschätzungswegs 301 den bestimmten Bereich von dem Zwischenziel 300 erreicht.
Beispielsweise, falls die Gesamtanzahl von Knoten 302 in dem Kandidaten Abschätzungsschritt Fahrt 301 vor einem abzweigen P1 ist, die Gesamtanzahl von Knoten 302 in dem zusätzlichen Baum 301A gleich P2 ist, wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Knoten 302 von (T1 + T2) Knoten 302 aus und wiederholt die obige Verarbeitung.
14 ist ein Diagramm, dass eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 darstellt, die von Knoten abzweigen, bei ausgewählten mehreren Zeitschriften. In dem Beispiel aus 14 hat die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 Kandidatenabschätzungswege 301 erzeugt, die mit jedem zusätzlichen Baum 301A und einem anderen zusätzlichen Baum 301A-1 verbunden sind. Wenn eine Knoten 302 am Ende einen bestimmten Bereich 400 von dem Zwischenziel 300 erreicht, fährt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 mit der Verarbeitung des Schritts ST5a aus 11 fort.
Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 wählt einen abgeschätzten Weg aus der abgezweigten Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 aus. Beispielsweise wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 einen Weg aus, bei welchem ein Knoten 302 an Ende dem Zwischenziel 300 am nächsten ist, aus der abgezweigten Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301
Darüber hinaus kann die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 die Kosten eines jeden abgezweigten Wegs berechnen und einen abgezweigten Weg mit den geringsten Kosten als den abgeschätzten Weg auswählen, aus der abgezweigten Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301.
Die Kosten eines abgezweigten Wegs können die Summe der Kosten sein, die für alle Knoten 302 eingestellt sind, die in dem abgezweigten Weg umfasst sind.
Beispielsweise kann ein j-ter Knoten 302 in einem abgezweigten Weg aus der nachstehenden Gleichung (12) berechnet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass Alphazeichen i (i = 1, 2, 3) ein Parameter zum Bestimmen der Gewichtung für Kosten eines jeden abgezweigten Pfahls ist, welche durch einen Anwender wie gewünscht eingestellt werden kann. $C o s t (j) = α_{1} \cdot W \cdot Δ d_{l a n e} + α_{2} \cdot Δ d_{o b s t a c l e} + α_{3} \cdot Δ V_{n o m}$
obwohl ein Beispiel einer Erzeugungsverarbeitung von Kandidatenabschätzungswegen 301 beschrieben wurde, kann ein allgemeines Wegerzeugungsverfahren wie beispielsweise der Dijkstra Algorithmus oder der A* Algorithmus zur Erzeugung von Kandidatenabschätzungswegen 301 verwendet werden.
Darüber hinaus kann, obwohl eine Erzeugung eines Kandidatenabschätzungswegs 301 beendet wird, wenn ein Knoten 302 am Ende den bestimmten Bereich 400 von dem Zwischenziel 300 erreicht, eine Erzeugung von einem Kandidaten Abschätzungsschritt 301 wiederholt werden, solange die Verarbeitungskapazität des Prozessors 3a der Wegabschätzungsvorrichtung 3 dies erlaubt.
Das Zwischenziel 300 kann eingestellt werden, um dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 nachzufolgen, falls die Zeitspanne T_mrg kurz ist und das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 nicht überholen kann.
Beispielsweise berechnet die erste Berechnungseinheit 36 die Zeitspanne T_mrg unter Verwendung der obigen Gleichung (5) und gibt ein nicht-überholen-Kennzeichen an die Bestimmungseinheit 38 aus, wenn die Zeitspanne T_mrg gleich 0 oder negativ ist.
Wenn erkannt wurde, dass das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 nicht überholen kann, aus dem Wert des nicht-überholen-Kennzeichens, stellt die Bestimmungseinheit 38 ein Zwischenziel 300 bei einer Position ein, die auf der Spur 200 liegt, auf der das Fahrzeug 100 fährt, und die es ermöglicht, dass das Fahrzeug 100 dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 ohne überholen nachfolgt.
Durch verändern des Zwischenziels 300 auf eine Position, um dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 auf diese Weise nachzufolgen, werden keine unnötigen Kandidatenabschätzungswege 301 zum Überholen erzeugt, wodurch die Rechenlast für die Wegabschätzungsvorrichtung 3 reduziert wird.
Ein Ansatz zum Berechnen einer Zeitspanne T_mrg , falls das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 mit einer konstanten Beschleunigung überholt, wird beschrieben.
Die erste Berechnungseinheit 36 berechnet eine Abzweigungsankunftszeit T_lim unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (13).
Als Nächstes verwendet die erste Berechnungseinheit 36 die nachstehende Gleichung (14) um einen unteren Grenzwert T_lower zu berechnen, der die Zeit ist, die benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 bei einer konstanten Beschleunigung fährt und das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt, um zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug einzusperren.
Folglich berechnet die Berechnungseinheit 36 eine Zeitspanne T_mrg zum Überholen entsprechend den obigen Gleichungen (3) bis (5) unter Verwendung der Abzweigungsankunftszeit T_lim und dem unteren Grenzwert T_lower .
In den nachstehenden Gleichungen (13) und 14) bezeichnet eine Verzeichnungsego die Beschleunigung (Constant) des Fahrzeugs 100, bezeichnet V_ego die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und bezeichnet V Limit ein Geschwindigkeitslimit einer Straße, auf der das Fahrzeug 100 fährt. Auf diese Weise, selbst wenn das Fahrzeug 100 beschleunigt, um das vorausfahrende Fahrzeug 101 zu überholen, ist es möglich die Zeitspanne T_mrg zum Überholen zu berechnen. $T_{l i m} = {\begin{array}{l} \frac{\sqrt{V_{e g o}^{2} + 2 a_{e g o} R_{b}} - V_{e g o}}{a_{e g o}} & (\begin{matrix} f a l l s & T_{l i m} \leq \frac{V_{l i m} - V_{e g o}}{a_{e g o}} \end{matrix}) \\ \frac{2 a_{e g o} R_{b} + V_{l i m}^{2} - V_{e g o}^{2}}{2 a_{e g o} (V_{l i m} + V_{e g o})} & (\begin{matrix} f a l l s & T_{l i m} > \frac{V_{l i m} - V_{e g o}}{a_{e g o}} \end{matrix}) \end{array}$
$\begin{array}{l} T_{l o w e r} \\ = {\begin{matrix} \frac{\sqrt{{(V_{e g o} - V_{p 1})}^{2} + 2 a_{e g o} (R_{1} + T H_{R 1})} - (V_{e g o} - V_{p 1})}{a_{e g o}} & (\begin{matrix} f a l l s & T_{l o w e r} \leq \frac{V_{l i m} - V_{e g o}}{a_{e g o}} \end{matrix}) \\ \frac{2 a_{e g o} (R_{1} + T H_{R 1}) + (3 V_{e g o} - V_{l i m}) (V_{l i m} - V_{e g o})}{2 a_{e g o} (V_{l i m} + V_{e g o} - V_{p 1})} & (\begin{matrix} f a l l s & T_{l o w e r} > \frac{V_{l i m} - V_{e g o}}{a_{e g o}} \end{matrix}) \end{matrix} \end{array}$
Wie oben beschrieben, wird in der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform eine Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301, auf welcher das Fahrzeug 100 zu dem Zwischenziel 300 fährt, während ein sich bewegendes Objekt bei einer Abschätzungszeit vermieden wird, in Abhängigkeit von Kosteninformation der Spuren erzeugt und wird ein aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 ausgewählter abgeschätzter Weg als ein Weg des Fahrzeugs für jede Abschätzungszeit eingestellt.
Mit dieser Konfiguration kann ein Weg des Fahrzeugs 100 in Erblichkeit von der Situation um das Fahrzeug abgeschätzt werden. Beispielsweise, wenn es eine Spanne gibt, wenn das Fahrzeug 100 das Fahrzeug 101 überholt, werden eine Anzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 in der benachbarten Spur 201 erzeugt, wohingegen, wenn es keine Spanne zum Überholen gibt, werden eine Anzahl von Kandidaten Abschätzungsschritt 301 in der Spur 200 erzeugt. Im Ergebnis kann ein abgeschätzter Weg effizient in Abhängigkeit von der Situation um das Fahrzeug ausgewählt werden.
Darüber hinaus stellt in der Wegabschätzungsschritt 3 gemäß der ersten Ausführungsform die erste Berechnungseinheit 36 eine kürzere Zeit der Abzweigungsankunftszeit T_lim und der Lückenversicherungszeit C Lücke als einen oberen Grenzwert T_upper ein und wird die Zeit, die benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt und zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug ein fährt, als ein unterer Grenzwert T_lower eingestellt. Die erste Berechnungseinheit 36 berechnete Differenz zwischen dem oberen Grenzwert T_upper und dem unteren Grenzwert T_lower als die Zeitspanne T_mrg . Dies ermöglicht es, dass die Zeitspanne T_mrg durch eine einfache Berechnung erhalten wird.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform vergleicht die zweite Berechnungseinheit 37 die Standardzeit tot mit der Zeitspanne T_mrg und, falls die 2 übereinstimmen, werden Gewichtungen für die 2 berechnet und eine Gewichtung wird derart ausgeführt, dass die Kosten der Spur, auf welcher das Fahrzeug 100 fährt, und die Kosten der benachbarten Spur gleich werden. Falls die Zeitspanne T_mrg kürzer als die Standardzeit tot ist, berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtung der 2 und führt eine Gewichtung derart aus, dass die Kosten der Spur, auf welcher das Fahrzeug 100 fährt, geringer als die Kosten der benachbarten Spur werden. Falls die Zeitspanne T_mrg länger als die Standardzeit tot ist, berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 eine Gewichtung der 200 eine Gewichtung derart aus, dass die Kosten der Spur, auf welcher das Fahrzeug 100 fährt, größer als die Kosten der benachbarten Spur werden. Dies ermöglicht eine Steuerung der Wahrscheinlichkeit für einen Kandidaten Abschätzungsschritt 301 ausgewählt zu werden, in Abhängigkeit von der Länge der Zeitspanne T_mrg .
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die erste Berechnungseinheit 36 die Zeitspanne T_mrg unter der Annahme, dass das Fahrzeug 100 bei einer konstanten Geschwindigkeit oder einer konstanten Beschleunigung fährt.
Mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, die konstant ist, kann die Zeitspanne T_mrg durch eine einfache Berechnung erhalten werden.
Ebenso, falls das Fahrzeug 100 beschleunigt, um das vorausfahrende Fahrzeug 101 zu überholen, kann die Zeitspanne T_mrg zum Überholen berechnet werden.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform bestimmt die Bestimmungseinheit 38 das Zwischenziel 300, damit dieses bei einer Position hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 positioniert ist, sodass das Fahrzeug 100 dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 nachfolgt, wenn die Zeitspanne 0 oder negativ ist.
Es werden keine unnötigen Kandidaten Abschätzungsschritt 301 zum Überholen erzeugt, da das Zwischenziel 300 zu einer Position verändert ist, um dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 nachzufolgen, wenn das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 nicht überholen kann, und somit kann die Rechenlast der Wegabschätzungsvorrichtung 3 reduziert werden.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 Kandidatenabschätzungswege 301 durch wiederholtes Berechnen für jeden Zeitschritt bis zu einer Abschätzungszeit des Zustands des Fahrzeugs 100 bei einem nachfolgenden Zeitschritt durch Einstellen eines Fahrzeugsteuerwerts bei dem Zustand des Fahrzeugs 100 bei einem vorherigen Zeitschritt. Im Ergebnis kann ein Kandidaten Abschätzungsschritt 301 effizient unter Verwendung des Zustands des Fahrzeugs 100 bei dem vorherigen Zeitschritt erzeugt werden.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die zweite Berechnungseinheit 37 die Kosten für eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs 100 bei jedem durch die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 abgeschätzten Zeitschritt. Die Abschätzungsweg Einstellen einer 39 erzeugt einen Kandidatenabschätzungsweg, der von einer abgeschätzten Position mit geringen Kosten, berechnet durch die zweite Berechnungseinheit 37, aus abgeschätzten Positionen des Vaters 100 bei einem vorherigen Zeitschritt zu einer abgeschätzten Position des Fahrzeugs 100 bei einem nachfolgenden Zeitschritt verbunden ist. Im Ergebnis kann ein Kandidaten Abschätzungsschritt 301 erzeugt werden, der zu der Situation um das Fahrzeug gehört.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 Kandidatenabschätzungswege durch wiederholtes Berechnen für jeden Zeitschritt bis zu einer Abschätzungszeit von einem ausgewählten Zeitschritt den Zustand des Fahrzeugs 100 einem nachfolgenden Zeitschritt doch Einstellen eines Fahrzeugsteuerwerts bei dem Zustand des Fahrzeugs 100 bei einem vorherigen Zeitschritt. Im Ergebnis kann ein Kandidatenabschätzungsweg 301 erzeugt werden, der zu der Situation um das Fahrzeug gehört.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform wählt die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs 100 einen Kandidatenabschätzungsweg 301 mit der kleinsten Gesamtsumme der Kosten aller Knoten 302 (abgeschätzte Positionen) aus einer Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 300 aus. Dies ermöglicht eine Steuerung der Wahrscheinlichkeit für einen Kandidaten Abschätzungsschritt 301 ausgewählt zu werden, in Abhängigkeit von den Kosten des Knotens 302.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform steht die zweite Berechnungseinheit 37 geringere Kosten ein, wenn eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs 100 am Ende eines Fahrens oder eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs 100 am nächsten zu dem Zwischenziel 300 aus einer Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 näher an dem Zwischenziel 300 ist. Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 stellt als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs 100 einen Kandidaten Abschätzungsschritt 301 mit der kleinsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 aus.
Dies erleichtert eine Auswahl eines Kandidatenabschätzungsweg 301, der nicht von der Spur abweicht.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform steht die zweite Berechnungseinheit 37 geringere Kosten ein, wenn die abgeschätzte Position des Fahrzeugs 100 näher an der Mittellinie der Spur in der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 ist. Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 gewählt als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs 100 einen Kandidatenabschätzungsweg 301 mit der kleinsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 aus. Dies ermöglicht eine Auswahl eines Kandidaten Abschätzungsschritt X 301, der nicht von der Spur abweicht.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform stellt die zweite Berechnungseinheit 37 geringere Kosten ein, wenn eine abgeschätzte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 bei einer abgeschätzten Position des Fahrzeugs 100 auf einem Kandidatenabschätzungsweg 301 näher an einer empfohlenen Geschwindigkeit ist. Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 wählt, als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs 100, einen Kandidaten Abschätzungsschritt 301 mit der kleinsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 aus. Dies ermöglicht eine Auswahl eines Kandidatenabschätzung X 301, der eine geringe Schwankung in der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 aufweist.
In der Wegabschätzungsvorrichtung 3 gemäß der ersten Ausführungsform steht die zweite Berechnungseinheit 37 größere Kosten ein, wenn eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs 100 näher an einer abgeschätzten Position eines sich bewegenden Objekts liegt. Die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 wählt als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs 100 einen Kandidatenabschätzungsweg 301 mit der geringsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen 301 aus. Dies ermöglicht eine Auswahl eines Kandidatenabschätzungswegs 301, bei welchem das Fahrzeug 100 das sich bewegende Objekt vermeidet.
Zweite Ausführungsform
15 ist ein Blockdiagramm, dass eine funktionale Konfiguration einer Wegabschätzungsvorrichtungen 3A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In 15 sind dieselben Komponenten wie die in 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und wird eine Beschreibung davon ausgelassen. Die Wegabschätzungsvorrichtungen 3A ist an einem Fahrzeug angebracht und schätzt einen Weg des Fahrzeugs, auf dem zu fahren ist, für jede Abschätzungszeit mehrere Sekunden voraus ab. Wie in 15 dargestellt, umfasst die Wegabschätzungsvorrichtung 3A eine erste Informationserfassungseinheit 30, eine zweite Informationserfassungseinheit 31, eine Detektionseinheit 32, eine Abschätzungsverarbeitungseinheit 33, eine Zielwegeinstelleinheit 34, eine Karten DB 35, eine erste Berechnungseinheit 36 A, eine zweite Berechnungseinheit 37, eine Bestimmungseinheit 38 und eine Abschätzungswegeinstelleinheit 39.
Die erste Berechnungseinheit 36 A erfasst eine Information über den Zustand des Fahrzeugs, erfasst durch die zweite Informationserfassungseinheit 31, eine Information über den Zustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs, detektiert durch die Detektionseinheit 32, eine Information über den Zustand eines Fahrzeugs vor dem vorausfahrenden Fahrzeug und eine Information über den Zustand eines Fahrzeugs auf einer benachbarten Spur. Ein Fahrzeug auf einer benachbarten Spur bezeichnet ein Fahrzeug, das auf einer benachbarten Spur vor dem Fahrzeug fährt und dem Fahrzeug am nächsten ist.
Die erste Berechnungseinheit 36A berechnet eine Zeitspanne T_mrg für das Fahrzeug, um das vorausfahrende Fahrzeug zu überholen, auf der Basis der Information der Zuständen des Fahrzeugs, des vorausfahrenden Fahrzeugs, des Fahrzeugs vor dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug auf der benachbarten Spur.
Es wird drauf hingewiesen, dass die Zustände dieser Fahrzeuge die aktuelle Position und Geschwindigkeit der Fahrzeuge (Geschwindigkeit in Richtung entlang einem Zielweg) umfassen.
16 ist ein Diagramm, dass die Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug 100, einem vorausfahrenden Fahrzeug 101, eine Farce 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug und einem Fahrzeug 105 einer benachbarten Spur, die auf einer Straße mit einer Abzweigung fahren, darstellt.
In 16 umfasst das Fahrzeug 100 die in 1 dargestellten Komponenten und ist mit der Wegabschätzungsvorrichtungen 3A versehen. Eine Spur 200, welcher das Fahrzeug 100 fährt, ist eine Spur, die zu dem endgültigen Ziel führt, und eine benachbarte Spur 201 ist eine Spur, die zu der Abzweigung führt. Das vorausfahrende Fahrzeug 101 fährt vor dem Fahrzeug 100 auf der Spur 200 und das Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt vor dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 auf der Spur 200. Das Fahrzeug 105 der benachbarten Spur fährt auf der benachbarten Spur 201 vor dem Fahrzeug 100 und ist dem Fahrzeug 100 am nächsten.
Die erste Berechnungseinheit 36 A setzt einen Abzweigungsankunftsabstand Rb, umfasst in der Zielweginformation, und eine Geschwindigkeit V_ego des Fahrzeugs 100, umfasst in einer Information über den Zustand des Fahrzeugs 100, in die obige Gleichung (1) ein, um eine Abzweigungsankunftszeit T_lim zu berechnen, welches die Zeit ist, die benötigt wird, damit das Fahrzeug 100 die Abzweigung erreicht.
Als Nächstes setzt die erste Berechnungseinheit 36 A einen Zwischenfahrzeugabstand R 1 zwischen dem Fahrzeug 100 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 101, einen Trennungsabstand THR1 des Fahrzeugs 100 von dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und die Geschwindigkeit Vp1 des vorausfahrenden Fahrzeugs 101 in die obige Gleichung (2) ein, um die Zeit zu berechnen, die dafür benötigt wird, dass das Fahrzeug 100 einen überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs 101 abschließt. Diese Zeit wird der untere Grenzwert T_lower ebenso in der zweiten Ausführungsform.
Die erste Berechnungseinheit 36 A berechnet eine Lückensicherungszeit C Lücke durch Einsetzen eines Zwischenfahrzeugabstands R2 zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug, einen Zwischenfahrzeugabstand THR2 zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug, die Geschwindigkeit Vp1 des vorausfahrenden Fahrzeugs 101 und eine Geschwindigkeit Vp2 des Fahrzeugs 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug in die obige Gleichung (3) ein.
Als Nächstes berechnet die erste Berechnungseinheit 36 A eine Zeit C Nächstes (nachfolgend als eine Nachbarfahrzeug Ankunftszeit), die dafür benötigt wird, dass das Fahrzeug 100 mit dem Nachbarspurfahrzeug 105 aufgeholt, aus der nachstehenden Gleichung (15).
In der nachstehenden Gleichung (15) bezeichnet RV den Zwischenfahrzeugabstand zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Nachbarspurfahrzeug 105, bezeichnet V_ego die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und bezeichnet Vpn die Geschwindigkeit des Nachbarspurfahrzeugs 105. Diese Geschwindigkeiten sind Geschwindigkeit in einer Richtung entlang einem Zielweg.
Ein Trennungsabstand THRV zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Nachbarspurfahrzeug 105 ist ein Abstand, um den sich die 2 Fahrzeuge am nächsten kommen, wenn 100 die Spur zu der benachbarten Spur 201 wechselt, um das vorausfahrende Fahrzeug 101 zu überholen, und ist ein experimentell erfasster Wert.
Folglich bestimmt die Berechnungseinheit 36 A die kürzere Zeit der Abzweigungsankunftszeit T_lim , der Lückensicherungszeit C Lücke und der Nachbar Fahrzeug Ankunftszeit C Nächstes als den oberen Grenzwert T_upper entsprechend der nachstehenden Gleichung (16). $T_{n e x t} = \frac{(R_{v} - T H_{R v})}{(V_{e g o} - V_{n})}$
$T_{u p p e r} = min (T_{min}, T_{space}, T_{n e x t})$
Wenn der untere Grenzwert T_lower und der obere Grenzwert T_upper bestimmt sind, berechnet die erste Berechnungseinheit 36 A die Differenz zwischen dem oberen Grenzwert T_upper und dem unteren Grenzwert T_lower als die Zeitspanne T_mrg für das Fahrzeug 100, um das vorausfahrende Fahrzeug 101 zu überholen, entsprechend der obigen Gleichung (5) .
Die obige Zeitspanne T_mrg ist eine Zeitspanne dafür, dass das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt, während ein Abstand von dem Nachbarspurfahrzeug 105 eingehalten wird.
Es wird drauf hingewiesen, dass die erste Berechnungseinheit 36A die Abzweigungsankunftszeit T_lim und den unteren Grenzwert T_lower unter Verwendung der obigen Gleichungen (13) und (14) zum Berechnen der Zeitspanne T_mrg berechnen kann, falls das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 mit einer konstanten Beschleunigung überholt, während das Fahrzeug 100 einen Abstand zu dem Nachbarspurfahrzeug 105 einhält.
Obwohl die Wegabschätzungsvorrichtungen 3A, angebracht an dem Fahrzeug 100, in 15 dargestellt ist, ist die zweite Ausführungsform nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
Beispielsweise kann die Wegabschätzungsvorrichtungen 3A eine Komponente sein, die in einer Servervorrichtungen umfasst ist, die zum drahtlosen Kommunizieren mit der Steuer-ECU 2 des Fahrzeugs 100 über die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 geeignet ist.
In diesem Fall wird eine Information, die für die Wegabschätzung des Fahrzeugs 100 notwendig ist, von dem Fahrzeug 100 an die Servervorrichtungen über die Drahtloskommunikation Vorrichtung 4 übertragen und die Wegabschätzungsvorrichtungen 3A, die in der Servervorrichtungen umfasst ist, bestimmt einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs 100 auf der Basis der von dem Fahrzeug 100 empfangenen Information.
Die Abschätzungsmittel Information des Fahrzeugs 100 wird von der Servervorrichtungen das Fahrzeug 100 übertragen und die Steuer-ECU 2 des Fahrzeugs 100 stellt den Weg ein, der durch die von der Servervorrichtung empfangenen Abschätzungsmittel Information angegeben ist, als den Weg des Fahrzeugs 101.
obwohl 15 darstellt, dass die Wegabschätzungsvorrichtungen 3A die erste Informationserfassungseinheit 30, die zweite Informationserfassungseinheit 31, die Detektionseinheit 32, die Abschätzungsverarbeitungseinheit 33, die Zielwegeinstelleinheit 34, die Karten DB 35, die erste Berechnungseinheit 36 A, die zweite Berechnungseinheit 37, die Bestimmungseinheit 38 und die Abschätzungswegeinstelleinheit 39 umfasst, ist die zweite Ausführungsform nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
Beispielsweise können die Zielwegeinstelleinheit 34 und die Karten DB 35 Komponenten sein, die in einer externen Vorrichtung umfasst sind, die zum Kommunizieren über die Drahtloskommunikationsvorrichtung 4 geeignet ist, und können die erste Information-Erfassungseinheit 30, die zweite Informationserfassungseinheit 31 und Detektionseinheit 32 in der Steuer-ECU 2 umfasst sein
In diesem Fall empfängt die Wegabschätzungsvorrichtungen 3A eine Karteninformation und eine Zielweginformation von der externen Vorrichtung über die Drahtloskommunikation Vorrichtung 4 und erfasst eine Information des Zustands um das Fahrzeug, eine Information des Zustands des Fahrzeugs 100, eine Information des Zustands des vorausfahrenden Fahrzeugs 101, eine Information des Zustands des Fahrzeugs 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug und eine Information des Zustands des Nachbarspurfahrzeugs 105 von der Steuer-ECU 2.
Das heißt, in der zweiten Ausführungsform, kann die Wegabschätzungsvorrichtung 3 Arm die erste Information Erfassungseinheit 30, die zweite Information-Erfassungseinheit 31, die Detektionseinheit 32, die Zielwegeinstelleinheit 34 und die Karten DB 35 nicht umfassen.
Wie oben beschrieben berechnet in der Wegabschätzungsvorrichtungen 3A gemäß der zweiten Ausführungsform die erste Berechnungseinheit 36 A die Zeitspanne T_mrg auf der Basis der Information der Zustände des Fahrzeugs 100, des vorausfahrenden Fahrzeugs 101, des Fahrzeugs 102 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug und des Nachbarspurfahrzeugs 105
Dies ermöglicht eine Berechnung der Zeitspanne T_mrg , falls das Fahrzeug 100 das vorausfahrende Fahrzeug 101 überholt, während ein Abstand von dem Nachbarspurfahrzeug 105 eingehalten wird.
Es wird drauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist und die vorliegende Erfindung eine flexible Kombination der einzelnen Ausführungsformen, eine Modifikation einer beliebigen Komponente der einzelnen Ausführungsformen oder eine Auslassungen einer beliebigen Komponente in den einzelnen Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung umfassen kann.
Industrielle Anwendbarkeit
Eine Wegabschätzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu geeignet, einen Weg für ein Fahrzeug in Abhängigkeit von der Situation um das Fahrzeug abzuschätzen, und somit ist diese für automatisch fahrende Fahrzeuge beispielsweise geeignet
Bezugszeichenliste

1: Gruppe von Sensoren
1a: Geschwindigkeitssensor
1b: Lenkwinkelsensor
1c: Beschleunigerpedalsensor
1d: Bremssensor
1e: Beschleunigungssensor
1f: Winkelgeschwindigkeitssensor
1g: GPS Vorrichtung
1h: Externe Kamera
1i: Externer Sensor
2: Steuer-ECU
2a, 3a: Prozessor
2b, 3b: ROM
2c, 3c: RAM
2d: Motor
2e: Getriebe
2f: Bremsstellmotor
2g: Lenkstellmotor
3, 3A: Wegabschätzungsvorrichtung
4: Drahtloskommunikationsvorrichtung
4a: Antenne
4b: Übertragungseinheit
4c: Empfangseinheit
30: erste Informationserfassungseinheit
31: zweite Informationserfassungseinheit
32: Detektionseinheit
33: Abschätzungsverarbeitungseinheit
34: Zielwegeinstelleinheit
35: Karten DB
36, 36A: erste Berechnungseinheit
37: zweite Berechnungseinheit
38: Bestimmungseinheit
39: Abschätzungswegeinstelleinheit
100, 103, 104: Fahrzeug
101: vorausfahrendes Fahrzeug
102: Fahrzeug vor einem vorausfahrenden Fahrzeug
105: Nachbarspurfahrzeug
200: Spur
201: benachbarte Spur
300: Zwischenziel
301: Kandidatenabschätzungsweg
301A, 301A-1: zusätzlicher Baum
302: Knoten
400: bestimmter Bereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016038717 A [0012]

Claims

Eine Wegabschätzungsvorrichtung, umfassend: eine Abschätzungsverarbeitungseinheit zum Berechnen einer abgeschätzten Position eines sich bewegenden Objekts bei jedem Zeitschritt bis zu einer Abschätzungszeit, die sequenziell eingestellt ist, von einer aktuellen Zeit, auf einer Basis einer Information eines Zustands des sich bewegenden Objekts, das um ein Fahrzeug vorhanden ist; eine erste Berechnungseinheit zum Berechnen einer Zeitspanne für das auf einem Zielweg fahrende Fahrzeug, um ein dem Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug zu überholen, auf der Basis einer Information über einen Zustand des Fahrzeugs, einer Zielweginformation zu einem endgültigen Ziel und einer Information über einen Zustand jeweils des vorausfahrenden Fahrzeugs und eines Fahrzeugs vor dem vorausfahrenden Fahrzeug; eine zweite Berechnungseinheit zum Berechnen einer Gewichtung für Kosten jeweils einer Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, und einer benachbarten Spur und zum Ausführen einer Gewichtung in Abhängigkeit von einer Länge der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Zeitspanne; eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen eines Zwischenziels, welches eine Position des Fahrzeugs bei der Abschätzungszeit ist, für jede Abschätzungszeit; und eine Abschätzungswegeinstelleinheit zum Erzeugen einer Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen, die das Fahrzeug zu dem Zwischenziel führen, während das bei der Abschätzungszeit vorhandene sich bewegende Fahrzeug vermieden wird, in Abhängigkeit einer Kosteninformation von Spuren auf einer Basis einer durch die zweite Berechnungseinheit gewichteten Kosteninformation der Spuren, einer durch die Bestimmungseinheit bestimmten Positionsinformation des Zwischenziels, und einer durch die Abschätzungsverarbeitungseinheit berechneten Abschätzungspositionsinformation des sich bewegenden Objekts und zum Einstellen eines abgeschätzten Wegs, der aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen ausgewählt ist, als einen Weg für das Fahrzeug für jede Abschätzungszeit.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Berechnungseinheit als einen oberen Grenzwert eine kürzere Zeit der Abzweigungsankunftszeit für das Fahrzeug zum Ankommen bei einer Abzweigung auf dem Zielweg und einer Lückensicherungszeit, während welcher eine Lücke, die zulässt, dass das Fahrzeug zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert, sichergestellt ist, einstellt und als einen unteren Grenzwert eine Zeit einstellt, die dafür benötigt wird, dass das Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug überholt und zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Fahrzeug vor dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert, und eine Differenz zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert als die Zeitspanne berechnet.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Berechnungseinheit eine Standardzeit, die dafür benötigt wird, dass das Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug überholt, mit der Zeitspanne vergleicht, falls die beiden übereinstimmen, die zweite Berechnungseinheit eine Gewichtung derart ausführt, dass Kosten der Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, gleich den Kosten der benachbarten Spur sind, falls die Zeitspanne kürzer als die Standardzeit ist, die zweite Berechnungseinheit eine Gewichtung derart ausführt, dass die Kosten der Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, geringer als die Kosten der benachbarten Spur werden, und, falls die Zeitspanne länger als die Standardzeit ist, die zweite Berechnungseinheit eine Gewichtung derart ausführt, dass die Kosten der Spur, auf welcher das Fahrzeug fährt, größer als die Kosten der benachbarten Spur werden.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Berechnungseinheit die Zeitspanne unter der Annahme berechnet, dass das Fahrzeug bei einer konstanten Geschwindigkeit oder einer konstanten Beschleunigung fährt.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Berechnungseinheit die Zeitspanne berechnet, auf einer Basis der Information des Zustands des Fahrzeugs, der Information des Zustands des vorausfahrenden Fahrzeugs, der Information des Zustands des Fahrzeugs vor dem vorausfahrenden Fahrzeug und einer Information eines Zustands eines Fahrzeugs in einer benachbarten Spur, welches vor dem Fahrzeug auf der benachbarten Spur fährt und dem Fahrzeug am nächsten ist.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinheit das Zwischenziel bei einer Position hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug derart bestimmt, dass das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgt, falls die Zeitspanne gleich 0 oder negativ ist.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Abschätzungswegeinstelleinheit jede der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen durch wiederholtes Berechnen, für jeden Zeitschritt bis zu der Abschätzungszeit, eines Zustands des Fahrzeugs bei einem nachfolgenden Zeitschritt durch Einstellen eines Fahrzeugsteuerwerts bei einem Zustand des Fahrzeugs bei einem vorhergehenden Zeitschritt erzeugt.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die zweite Berechnungseinheit Kosten für eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs für jeden Zeitschritt berechnet, der durch die Abschätzungswegeinstelleinheit abgeschätzt ist, und die Abschätzungswegeinstelleinheit einen Kandidatenabschätzungsweg erzeugt, der eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs bei einem nachfolgenden Zeitschritt von einer abgeschätzten Position verbindet, mit niedrigen Kosten, die durch die zweite Berechnungseinheit berechnet sind, aus abgeschätzten Positionen des Fahrzeugs bei vorhergehenden Zeitschritten.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Abschätzungswegeinstelleinheit jeweils die Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen durch wiederholtes Berechnen für jeden Zeitschritt bis zu der Abschätzungszeit von einem ausgewählten Zeitschritt, einen Zustand des Fahrzeugs bei einem nachfolgenden Zeitschritt durch Einstellen eines Fahrzeugsteuerwerts bei einem Zustand des Fahrzeugs bei einem vorherigen Zeitschritt erzeugt.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Abschätzungswegeinstelleinheit als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs einen Kandidatenabschätzungsweg mit einer kleinsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen auswählt.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Berechnungseinheit geringere Kosten einstellt, wenn eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs einem Ende eines Wegs oder eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs am nächsten zu dem Zwischenziel näher an dem Zwischenziel ist, in der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen, und die Abschätzungswegeinstelleinheit als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs einen Kandidatenabschätzungsweg mit einer geringsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen auswählt, aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Berechnungseinheit geringere Kosten einstellt, wenn eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs näher an einer Mittellinie einer Spur ist, in der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen und die Abschätzungswegeinstelleinheit als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs einen Kandidatenabschätzungsweg mit einer kleinsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen auswählt.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Berechnungseinheit geringere Kosten einstellt, wenn eine abgeschätzte Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei einer abgeschätzten Position des Fahrzeugs auf einem Kandidatenabschätzungsweg näher an einer empfohlenen Geschwindigkeit liegt, und die Abschätzungswegeinstelleinheit als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs einen Kandidatenabschätzungsweg mit einer kleinsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen auswählt.
Wegabschätzungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Berechnungseinheit größere Kosten einstellt, wenn eine abgeschätzte Position des Fahrzeugs näher an einer abgeschätzten Position des sich bewegenden Objekts liegt, und die Abschätzungswegeinstelleinheit als einen abgeschätzten Weg des Fahrzeugs einen Kandidatenabschätzungsweg mit einer geringsten Gesamtsumme der Kosten aller abgeschätzten Positionen aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen auswählt
Ein Wegabschätzungsverfahren umfassend die Schritte: Berechnen, durch eine Abschätzungsverarbeitungseinheit, einer abgeschätzten Position eines sich bewegenden Objekts bei jedem Zeitschritt bis zu einer Abschätzungszeit, die sequenziell eingestellt ist, von einer aktuellen Zeit, auf Basis einer Information eines Zustand des sich bewegenden Objekts, das um ein Fahrzeug vorhanden ist; Berechnen, durch eine erste Berechnungseinheit, einer Zeitspanne für das Fahrzeug, das auf einem Zielweg fährt, um ein dem Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug zu überholen, auf einer Basis einer Information über einen Zustand des Fahrzeugs, eine Zielweginformation zu einem endgültigen Ziel, und eine Information über einen Zustand jeweils des vorausfahrenden Fahrzeugs und eines Fahrzeugs vor dem vorausfahrenden Fahrzeug; Berechnen, durch eine zweite Berechnungseinheit, einer Gewichtung für Kosten jeweils einer Spur, auf der das Fahrzeug fährt, und einer benachbarten Spur und Ausführen einer Gewichtung in Abhängigkeit von einer Länge der durch die erste Berechnungseinheit berechneten Zeitspanne; Bestimmen, durch eine Bestimmungseinheit, eines Zwischenziels, welches eine Position des Fahrzeugs bei der Abschätzungszeit ist, für jede Abschätzungszeit; und Erzeugen, durch eine Abschätzungswegeinstelleinheit, einer Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen, die das Fahrzeug zu dem Zwischenziel führen, während das bei der Abschätzungszeit vorhandene sich bewegende Objekt vermieden wird, in Abhängigkeit einer Kosteninformation der Spuren auf Basis einer durch die zweite Berechnungseinheit gewichteten Kosteninformation der Spuren, einer durch die Bestimmungseinheit bestimmten Positionsinformation des Zwischenziels, und einer durch die Abschätzungsverarbeitungseinheit berechneten Abschätzungspositionsinformation des sich bewegenden Objekts, und Einstellen eines abgeschätzten Wegs, der aus der Vielzahl von Kandidatenabschätzungswegen ausgewählt ist, als einen Weg des Fahrzeugs für jede Abschätzungszeit.