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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatisierte Fahrtechnik eines beweglichen Körpers, wie z.B. eines Fahrzeugs, insbesondere auf eine Fahrsteuervorrichtung, ein Fahrsteuerverfahren und ein Fahrsteuerprogramm.
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STAND DER TECHNIK
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Es wurden bereits Studien über eine automatisierte Fahrtechnik durchgeführt (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
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Ein automatisiert fahrendes Fahrzeug erkennt ein Hindernis und ein bewegliches Objekt, indem es die Umgebung des Fahrzeugs mit verschiedenen Arten von Sensoren, die am Fahrzeug angebracht sind, erkennt, und fährt durch die Betätigung eines Lenkrades usw., um einem Hindernis und einem beweglichen Objekt auszuweichen.
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Insbesondere sind beim automatisiert fahrenden Fahrzeug viele Sensoren, wie etwa eine Kamera, ein Laser und ein Radar am Fahrzeug montiert. Das automatisiert fahrende Fahrzeug detektiert die Umgebung des Fahrzeugs durch die voneinander unabhängigen Sensoren oder durch eine Kombination der Vielzahl von Sensoren und unterscheidet das Vorhandensein/Fehlen eines Hindernisses, wie z.B. eines anderen Fahrzeugs, einer Person und einer um das Fahrzeug herum vorhandenen Struktur, wobei das Fahrzeug als Zentrum genommen wird. Außerdem erkennt das automatisiert fahrende Fahrzeug eine Fahrposition des Fahrzeugs, indem es einen Fahrzeuggeschwindigkeitsimpuls und die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, ein GPS-Signal (Global Positioning System) und dreidimensionale Kartendaten abgleicht.
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Das automatisiert fahrende Fahrzeug gibt auch eine zukünftige Position des Fahrzeugs aus der gegenwärtigen Position, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrzeuggeschwindigkeitsimpuls an. Dann führt das automatisiert fahrende Fahrzeug ein automatisiertes Fahren gemäß einer Computerbeurteilung durch, wobei das Vorhandensein/Fehlen eines Hindernisses sowie die gegenwärtige und zukünftige Position des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
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STAND DER TECHNIK
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Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung
WO 2017/179 151 A1 -
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit der Erfindung zu lösende Probleme
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Ein automatisiert fahrendes Fahrzeug fährt gemäß einem Computerurteil. Ein Fahrer und ein Fahrgast, die an Bord eines automatisiert fahrendes Fahrzeugs sitzen, können ein merkwürdiges oder ängstliches Gefühl für das Verhalten des Fahrzeugs bekommen, wenn sich das Verhalten von dem Verhalten beim bemannten Fahren unterscheidet, das von einem Fahrer durchgeführt wird.
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Um mit den das Fahrzeug betreffenden Umständen, wie etwa Regen, Schnee und Nebel fertig zu werden, fährt ein Fahrer, indem er die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anpasst. Da das automatisiert fahrende Fahrzeug gemäß einem von einem Fahrzeugkonstrukteur festgelegten Zustand fährt, können sich der Fahrer und der Beifahrer seltsam fühlen und verängstigt sein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein ungutes Gefühl und Angst zu verringern, die ein Fahrer oder ein Beifahrer aufgrund des automatisierten Fahrens haben können.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Eine Fahrsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
- eine Modus-Erfassungseinheit zum Aufnehmen eines Fahr-Modus, der einem bestimmten
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Typ entspricht, der ein bestimmter Fahrer-Typ unter den gemäß der Fahrerfahrung klassifizierten Fahrer-Typen ist; und
eine Fahrsteuereinheit, um den beweglichen Körper zu veranlassen, ein automatisiertes Fahren gemäß einem durch den von der Modus-Erfassungseinheit aufgenommenen Fahr-Modus vorgegebenen Steuerverfahren durchzuführen.
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Effekt der Erfindung
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Bei der vorliegenden Erfindung führt ein beweglicher Körper ein automatisiertes Fahren gemäß einem Steuerverfahren durch, das durch einen Fahr-Modus definiert wird, der einem bestimmten Typ unter den gemäß der Fahrerfahrung bereitgestellten/klassifizierten Fahrer-Typen entspricht. Ein automatisiertes Fahren wird also gemäß einem Steuerverfahren durchgeführt, das einer Fahrerfahrung eines Fahrers oder dergleichen entspricht. Somit kann ein seltsames Gefühl und Erschrecken, das der Fahrer und der Beifahrer aufgrund des automatisierten Fahrens haben können, reduziert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1;
- 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
- 3 ist ein Diagramm, das eine Modus-Speichereinheit 31 gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
- 4 ist ein Blockdiagramm einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1;
- 5 ist ein erläuterndes Schema einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 2;
- 6 ist ein Blockdiagramm einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3;
- 7 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3 darstellt;
- 8 ist ein Blockdiagramm einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3;
- 9 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3 zeigt, und
- 10 ist ein Blockdiagramm einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 4.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform 1
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-Beschreibung der Konfiguration-
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Eine Konfiguration einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
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Die Fahrsteuervorrichtung 10 ist ein auf einem beweglichen Körper 100 montierter Computer. Bei der Ausführungsform 1 wird angenommen, dass der bewegliche Körper 100 ein Fahrzeug ist. Der bewegliche Körper 100 kann eine andere Art von Passagierfahrzeug sein, z.B. ein Schiff oder ein Flugzeug.
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Die Fahrsteuervorrichtung 10 kann untrennbar mit dem beweglichen Körper 100 integriert oder vom beweglichen Körper 100 trennbar sein.
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Die Fahrsteuervorrichtung 10 ist mit Hardware-Geräten ausgestattet, die einen Prozessor 11, einen Speicher 12, eine Speichereinrichtung 13 und eine Kommunikationsschnittstelle 14 aufweisen. Der Prozessor 11 ist über Signalleitungen mit den anderen Hardwaregeräten verbunden und steuert diese anderen Hardwaregeräte.
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Der Prozessor 11 ist ein integrierter Schaltkreis (IC), der die Verarbeitung durchführt. Spezifische Beispiele für den Prozessor 11 sind eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein digitaler Signalprozessor (DSP) und eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU).
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Der Speicher 12 ist eine Speichereinrichtung, die Daten temporär speichert. Spezifische Beispiele für den Speicher 12 sind ein statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Static Random Access Memory, SRAM) und ein dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Dynamic Random Access Memory, DRAM).
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Die Speichereinrichtung 13 ist eine Speichereinrichtung, die Daten speichert. Konkretes Beispiel für die Speichereinrichtung 13 ist ein Festplattenlaufwerk (HDD). Bei der Speichereinrichtung 13 kann es sich um ein tragbares Aufzeichnungsmedium, wie etwa eine SD-Speicherkarte (eingetragene Marke für Secure Digital), eine CompactFlash-Karte (eingetragene Marke; CF), einen NAND-Flash, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disk, eine Blu-ray-Disk (eingetragene Marke) und eine Digital Versatile Disk (DVD) handeln.
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Die Kommunikationsschnittstelle 14 ist eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem externen Gerät. Konkrete Beispiele für die Kommunikationsschnittstelle 14 sind ein Ethernet-Anschluss (eingetragene Marke), ein USB-Anschluss (Universal Serial Bus) und ein HDMI-Anschluss (eingetragene Marke für High-Definition Multimedia Interface).
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Die Fahrsteuervorrichtung 10 ist über die Kommunikationsschnittstelle 14 mit einem am beweglichen Körper 100 angebrachten Sensor 101 verbunden.
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Der Sensor 101 umfasst ein Millimeterwellenradar, ein LiDAR, eine Kamera, eine Positionsbestimmungseinrichtung usw. Basierend auf einem Positionsbestimmungssignal von einem GNSS-Satelliten (Global Navigation Satellite System), wie z.B. einem GPS-Satelliten und einem Quasi-Zenith-Satelliten, korrigiert die Positionsbestimmungsvorrichtung einen Fehler im Positionsbestimmungssignal durch Positionsverstärkungsinformationen, die vom Quasi-Zenith-Satelliten oder durch mobile Datenkommunikation erhalten werden, um dreidimensionale Selbstpositionsinformationen mit hoher Genauigkeit von 50 cm oder weniger zu messen.
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Das Positionsbestimmungsgerät kann einen Positionierungsfehler der Selbstpositionsgenauigkeit durch Inertial-Navigationssystem (INS)-kombinierte Verarbeitung reduzieren, bei der Beobachtungsinformationen der GNSS-Satellitenpositionierung eng mit Beobachtungsinformationen eines Kreisels, eines Beschleunigungssensors, eines Fahrzeug-Geschwindigkeitsimpulses oder ähnlichem gekoppelt sind.
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Die Fahrsteuervorrichtung 10 ist mit einer Modus-Erfassungseinheit 21 und einer Fahrsteuereinheit 22, als funktionsbildenden Elementen, versehen. Die Funktionen der funktionsbildenden Elemente der Fahrsteuervorrichtung 10 sind durch Software implementiert.
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In der Speichereinrichtung 13 sind ein Programm, das die Funktionen der funktionsbildenden Elemente der Fahrsteuervorrichtung 10 implementiert, sowie Daten zur Verwendung in der Fahrsteuerung gespeichert. Dieses Programm wird durch den Prozessor 11 in den Speicher 12 eingelesen und durch den Prozessor 11 ausgeführt. Damit sind die Funktionen der funktionsbildenden Elemente der Fahrsteuervorrichtung 10 implementiert.
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Außerdem implementiert die Speichereinrichtung 13 eine Funktion einer Modus-Speichereinheit 31.
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Die Daten der dreidimensionalen Karte 32, mit einer hohen Genauigkeit von 50 cm oder weniger, werden in der Speichereinrichtung 13 gespeichert.
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Die dreidimensionale Karte 32 speichert dynamische Kartendaten (DMD), d.h. Kartendaten zur Verwendung in automatisiertem Fahren eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs 200. DMD bestehen aus statischer Information, quasi-statischer Information, quasi-dynamischer Information und dynamischer Information. Bei den statischen Informationen des DMD handelt es sich um dreidimensionale Plattformkartendaten. Die statischen Informationen der AME bestehen aus Straßenoberflächeninformationen, Fahrspurinformationen und dreidimensionalen Positionskoordinaten und geraden Vektordaten, die ein Merkmal einschließlich einer dreidimensionalen Struktur usw. anzeigen.
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Die quasistatische Information, die quasidynamische Information und die dynamische Information sind dynamische Daten, die sich ständig ändern. Die quasistatische Information, die quasidynamische Information und die dynamische Information sind Daten, die der statischen Information auf der Grundlage einer Positionsbezugsplattform überlagert werden. Zu den quasi-statischen Informationen gehören Verkehrsregelinformationen, Straßenbauinformationen, weiträumige Wetterinformationen usw. Die quasi-statischen Informationen sind Daten, die den statischen Informationen überlagert werden.
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Die quasidynamischen Informationen beinhalten Verkehrsunfallinformationen, Stauinformationen, Weitraum-Wetterinformationen und so weiter. Zu den dynamischen Informationen gehören IVS-Informationen (Informationen über die Umgebung eines Fahrzeugs, Informationen über Fußgänger, Informationen über Ampeln usw.).
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Auch die dreidimensionale (hochpräzise) Karte 32 kann zusätzliche Informationen speichern, die den statischen Informationen der DMD entsprechen.
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In 1 ist nur ein Prozessor 11 dargestellt. Es können jedoch mehrere Prozessoren 11 vorgesehen werden. Die Mehrzahl von Prozessoren 11 kann miteinander kooperieren, um das Programm auszuführen, das die Funktionen implementiert.
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-Beschreibung des Betriebs -
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Der Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
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Der Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 entspricht einem Fahrsteuerverfahren gemäß Ausführungsform 1. Der Betrieb der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 entspricht ebenfalls einem Fahrsteuerprogramm gemäß Ausführungsform 1.
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Bei der Ausführungsform 1 wird die in 2 dargestellte Verarbeitung zu Beginn des automatisierten Fahrens usw. durchgeführt.
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Schritt S11 gemäß FIG. 2: Modus-Erfassungsprozess
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Die Modus-Erfassungseinheit 21 bekommt einen Fahr-Modus, der einem bestimmten Typ entspricht, der ein bestimmter Fahrer-Typ unter den gemäß der Fahrerfahrung zur Verfügung gestellten Fahrer-Typen ist.
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Konkret erfasst die Modus-Erfassungseinheit 21 einen bestimmten Typ, der von einem Eingabegerät eingegeben wird, das über die Kommunikationsschnittstelle 14 angeschlossen ist und von einem Fahrer o.ä. bedient wird. Die Modus-Erfassungseinheit 21 liest den dem vorgesehenen Typ entsprechenden Fahr-Modus aus der Modus-Speichereinheit 31 aus. Die Modus-Erfassungseinheit 21 schreibt den ausgelesenen Fahr-Modus in den Speicher 12.
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Wie in 3 dargestellt, speichert die Modus-Speichereinheit 31 verschiedene Fahr-Modi je nach Fahrer-Typ.
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Die Fahrer-Typen werden gemäß Fahrerfahrung, wie z.B. hoch, mittel und Anfänger angegeben. Die Fahrerfahrung bzw. Fahr-Charakteristik unterscheidet sich tendenziell je nachdem, ob es sich bei dem Fahrer um einen Senior handelt oder nicht, sowie je nach Geschlecht des Fahrers. Daher werden in 3 als Fahrer-Typen neben hoher und mittlerer Qualifikation und Anfänger auch Senioren und Frauen angegeben.
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Der Fahr-Modus drückt ein Steuerverfahren des automatisierten Fahrens entsprechend der Fahrerfahrung aus. In einem konkreten Beispiel drückt der Fahr-Modus ein Steuerverfahren für eine Geschwindigkeit in Bezug auf eine Geschwindigkeitsbegrenzung, das Abbiegen in eine Kurve usw. aus. Die Geschwindigkeit in Bezug auf eine Geschwindigkeitsbegrenzung bedeutet, wie schnell das Fahrzeug in Bezug auf die Geschwindigkeitsbegrenzung fahren wird.
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Zum Beispiel gibt die Geschwindigkeit in Bezug auf die Geschwindigkeitsbegrenzung an, ob der Fahrer-Typ hohe oder mittlere Geschicklichkeit hat und mit der Geschwindigkeitsbegrenzung fährt, und ob der Fahrer-Typ Anfänger ist und mit einer Geschwindigkeit fährt, die sich durch Multiplikation der Geschwindigkeitsbegrenzung mit 0,8 ergibt.
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Eine Kurve zu fahren bedeutet, dass die Geschwindigkeitskontrolle, die Lenkradkontrolle usw. am Kurvenfahren beteiligt ist. Zum Beispiel bedeutet das Fahren um die Kurve, dass bei einem Fahrertyp mit hoher Geschicklichkeit 10m vor der Kurve mit der Erniedrigung der Geschwindigkeit begonnen wird; bei einem Fahrertyp mit mittlerer Geschicklichkeit 15 m vor der Kurve mit der Erniedrigung der Geschwindigkeit begonnen wird; und bei einem Fahrertyp Anfänger 20 m vor der Kurve mit der Erniedrigung der Geschwindigkeit begonnen wird.
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Die Zusatzinformationen der dreidimensionalen Karte 32 können fahrzeugsteuernde Positionsinformationen enthalten, die dem Fahrertyp des Fahr-Modus entsprechen.
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Beispielsweise enthalten die Positionsinformationen zur Fahrsteuerung gemäß Fahrertyp Positionskoordinatendaten eines Punkts für eine ansteigende Straße, an dem der Neigungswinkel 0,5° oder mehr erreicht, und gemäß Fahrertyp Positionskoordinatendaten eines Punkts für eine abfallende Straße, an dem der Neigungswinkel 0,3° oder mehr erreicht.
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Die Positionsinformationen zur Fahrsteuerung enthalten je nach Fahrer-Typ Positionskoordinatendaten, die die Position eines Punktes zur Erniedrigung der Geschwindigkeit vor einer Kurve angeben, und je nach Fahrer-Typ Positions-koordinatendaten der Fahrbahn (Fahrlinie) entlang der Kurve.
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Diese Punkte der fahrtsteuernden Positionsinformationen werden auf der Grundlage der dreidimensionalen Koordinaten der statischen Informationen der dynamischen Karte festgelegt und z.B. als X Meter (m) in Fahrspurrichtung (eine Richtung entlang der Fahrspur) und Y Meter (m) in Fahrspurbreitenrichtung (eine Richtung senkrecht zur Fahrspur) von einer Positionsreferenz aus angegeben.
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Schritt S12 gemäß FIG. 2: Prozess der Fahrsteuerung
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Die Fahrsteuereinheit 22 veranlasst den beweglichen Körper 100, ein automatisiertes Fahren gemäß dem durch den im Schritt S11 aufgenommenen Fahr-Modus vorgegebenen Steuerverfahren durchzuführen.
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Konkret liest die Fahrsteuereinheit 22 den Fahr-Modus aus dem Speicher 12 aus. Dann veranlasst die Fahrsteuereinheit 22 den beweglichen Körper 100, ein automatisiertes Fahren durchzuführen, wobei eine vom Sensor erfasste Position eines Hindernisses, gegenwärtige und zukünftige Positionen des beweglichen Körpers 100, die aus einem GPA-Signal o.ä. identifiziert werden, und die Kartendaten gemäß dem durch den Fahr-Modus angegebenen Steuerverfahren verwendet werden, so dass sich der bewegliche Körper 100 entlang der geplanten Bewegungsstrecke vorwärts bewegt und dabei eine Kollision mit dem Hindernis verhindert wird. Kurzum, die Fahrsteuereinheit 22 bewirkt, dass der bewegliche Körper 100 ein automatisiertes Fahren ausführt, indem sie über die Kommunikationsschnittstelle 14 Apparate, wie etwa Gaspedal, Bremse, Lenkrad usw. des beweglichen Körpers 100 steuert.
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Bei dieser Gelegenheit führt die Fahrsteuereinheit 22 eine Steuerung durch, wie z.B. die Einstellung eines Drehmoments des Fahrzeugmotors, so dass bei einer ansteigenden Straße die Beschleunigung an einem Punkt beginnt, an dem der Neigungswinkel 0,5° oder mehr erreicht, und bei einer abfallenden Straße die Motorbremsung an einem Punkt erfolgt, an dem der Neigungswinkel 0,3° oder mehr erreicht. Außerdem führt die Fahrsteuereinheit 22 im Falle einer Kurve eine Steuerung, wie etwa das Lenken des Lenkrads durch, beginnend an einem Punkt, an dem die Straße beginnt, sich um 0,3° oder mehr gegenüber der Geraden zu krümmen, so dass sich der bewegliche Körper 100 auf der Innenseite der Mitte einer Fahrspur befindet, auf der der bewegliche Körper 100 fährt.
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Insbesondere führt die Fahrsteuereinheit 22 zusätzlich zu der oben beschriebenen Steuerung eine Steuerung gemäß dem durch den Fahr-Modus angegebenen Steuerverfahren durch. Wenn beispielsweise der bezeichnete Typ Anfänger ist, führt die Fahrsteuereinheit 22 die Steuerung so aus, dass das Fahrzeug z.B. mit einer Geschwindigkeit fährt, die sich aus der Multiplikation der Geschwindigkeitsbegrenzung mit 0,8 ergibt, und 20 m vor dem Beginn einer Kurve, deren Beginn ein Punkt ist, an dem die Straße beginnt, sich um 0,3° oder mehr gegenüber der Geraden zu verbiegen, die Geschwindigkeit verlangsamt.
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Ebenso kann die Fahrsteuereinheit 22 ein automatisiertes Fahren des beweglichen Körpers 100 durch ein je nach Fahrertyp unterschiedliches Fahrsteuerverfahren steuern, basierend auf der Korrespondenzbeziehung zwischen der vom Sensor 101 gemessenen Positionsinformation und der dem Fahrertyp des Fahr-Modus entsprechenden fahrsteuernden Positionsinformation in der Zusatzinformation der dreidimensionalen (hochpräzisen) Karte 32.
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Beispielsweise erhält die Fahrsteuereinheit 22 die Ist-Position aus den Messinformationen des Sensors 101 und verweist auf die der Ist-Position entsprechenden fahrtregelnden Positionsinformationen in den Zusatzinformationen der dreidimensionalen Karte 32. Dann führt die Fahrsteuereinheit 22 im Falle einer Kurve die Steuerung der Bremsung an einem Punkt durch, der dem Fahrertyp entspricht, wobei der Kurvenanfang ein Punkt ist, an dem die Straße beginnt, sich um 0,3° von der Geraden zu biegen.
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Bei einer Fahrbahnbreite von 6,5 m liegt der Bremspunkt bei hoher Geschicklichkeit des Fahrertyps 10m vor Kurvenbeginn und 5 m außerhalb der Straßenmittellinie. Bei mittlerer Fahrweise liegt der Bremspunkt 15 m vor Beginn der Kurve und 4 m außerhalb der Straßenmittellinie. Ist der Fahrer-Typ Anfänger, liegt der Bremspunkt 20 m vor Beginn der Kurve und 3 m außerhalb der Straßenmittellinie.
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Die Fahrsteuereinheit 22 vergleicht die durch den Sensor 101 gewonnene Positionsinformation des beweglichen Körpers 100 mit der durch die Zusatzinformation der dreidimensionalen Karte 32 definierten fahrzeugsteuernden Positionsinformation und stellt fest, ob die Positionsinformation des beweglichen Körpers 100 den durch die Zusatzinformation der dreidimensionalen Karte 32 definierten Bremspunkt erreicht oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass der Bremspunkt erreicht ist, aktiviert die Fahrsteuereinheit 22 die automatische Bremsung. Am Bremspunkt bremst die Fahrsteuereinheit 22 bei hoher Geschicklichkeit des Fahrertyps eher stark ab und führt einen Vorgang aus, bei dem das Lenkrad an einem Punkt gedreht wird, an dem die Geschwindigkeit auf eine vorgegebene Geschwindigkeit oder weniger gesunken ist.
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Bei mittlerem Fahrertyp bremst die Fahrsteuereinheit 22 mit einer mittleren Stärke und führt einen Vorgang des Lenkraddrehens an einem Punkt durch, an dem die Geschwindigkeit auf die vorgegebene Geschwindigkeit oder weniger zurückgegangen ist. Wenn der Fahrer-Typ Anfänger ist, bremst die Fahrsteuereinheit 22 mit einer geringeren Stärke als der mittleren Stärke und führt einen Vorgang des Drehens des Lenkrads an einem Punkt aus, an dem die Geschwindigkeit auf die vorbestimmte Geschwindigkeit oder weniger zurückgegangen ist.
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Somit kann die automatisierte Fahrsteuerung mit der statischen Information des dynamischen Kennfeldes durch ein je nach Fahrer-Typ des Fahr-Modus unterschiedliches Fahrsteuerverfahren verbunden werden.
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-Wirkung der Ausführungsform 1-
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Wie oben beschrieben, bewirkt die Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1, dass der bewegliche Körper 100 ein automatisiertes Fahren gemäß dem durch den Fahr-Modus, entsprechend dem vorgesehenen Typ, angegebenen Steuerverfahren durchführt.
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Es wird also grundsätzlich ein Fahren nahe einer Bedienung durch eine geübte Person durchgeführt, und während des komfortablen Fahrens wird bei Bedarf ein Fahren nahe der Fahrerfahrung von Fahrer und Beifahrer realisiert. Daher können ein unangenehmes Gefühl und Angst, die der Fahrer und der Beifahrer aufgrund des automatisierten Fahrens haben können, reduziert werden.
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Wenn dem Fahrer und dem Beifahrer Angst eingejagt wird, kann die Sicherheit beeinträchtigt werden. Beispielsweise werden sich Fahrer und Beifahrer, die sich vor der durch die Kurve erzeugten Fliehkraft erschrecken, im Fahrzeug auf die andere Seite oder so bewegen. Der Schwerpunkt des beweglichen Körpers 100 verschiebt sich entsprechend, und es wird eine Belastung auf die Steuerung des beweglichen Körpers 100 ausgeübt.
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Andere Konfigurationen
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Modifikation 1
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Bei der Ausführungsform 1 werden die funktionskonstituierenden Elemente durch Software implementiert. In der Ausführungsform 1 können die funktionskonstituierenden Elemente durch Hardware implementiert werden. Die Modifikation 1 wird hinsichtlich ihres Unterschieds zur Ausführungsform 1 beschrieben.
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Die Konfiguration einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Modifikation 1 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Wenn die funktionsbildenden Elemente durch Hardware implementiert sind, wird die Fahrsteuervorrichtung 10 anstelle eines Prozessors 11, eines Speichers 12 und einer Speichereinrichtung 13 mit einer elektronischen Schaltung 15 versehen. Die elektronische Schaltung 15 ist eine dedizierte Schaltung, die Funktionen der funktionskonstituierenden Elemente und Funktionen des Speichers 12 und der Speichereinrichtung 13 implementiert.
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Bei der elektronischen Schaltung 15 wird angenommen, dass es sich um eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, einen programmierten Prozessor, einen parallel programmierten Prozessor, einen Logik-IC, ein Gate-Array (GA), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein Field-Programmable Gate Array (FPGA) handelt.
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Die funktionskonstituierenden Elemente können durch eine elektronische Schaltung 15 oder durch mehrere elektronische Schaltungen 15 durch Verteilung implementiert werden.
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Modifikation 2
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Bei einer Modifikation 2 können einige funktionskonstituierende Elemente durch Hardware und die übrigen funktionskonstituierenden Elemente durch Software implementiert werden.
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Ein Prozessor 11, ein Speicher 12, eine Speichereinrichtung 13 und eine elektronische Schaltung 15 werden als Verarbeitungsschaltkreise bezeichnet. Das heißt, die Funktionen der funktionskonstituierenden Elemente werden durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert.
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Ausführungsform 2
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Ein Fahr-Modus wird anhand von Straßeninformationen einer geplanten Fahrstrecke bestimmt, d.h. einer Strecke, auf der sich ein beweglicher Körper 100 bewegen wird. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Ausführungsform 2 von der Ausführungsform 1. Zur Ausführungsform 2 werden Unterschiede beschrieben, und die Beschreibung von mit der Ausführungsform 1 übereinstimmenden Merkmalen wird weggelassen.
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Beschreibung des Betriebs
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Die Funktionsweise einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 2 wird unter Bezugnahme auf die 2 und 5 beschrieben.
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Die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 2 entspricht einem Fahrsteuerverfahren gemäß Ausführungsform 2. Die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 2 entspricht ebenfalls der Abwicklung eines Fahrsteuerprogramms gemäß Ausführungsform 2.
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In der Ausführungsform 2 wird die in 2 dargestellte Verarbeitung periodisch oder jedes Mal dann ausgeführt, wenn eine Bewegung über einen bestimmten Abstand durchgeführt wird.
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Schritt S11 gemäß FIG. 2: Modus-Erfassungsprozess
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Eine Modus-Erfassungseinheit 21 bekommt einen Fahr-Modus, der einem bestimmten Typ und den Straßeninformationen einer geplanten Fahrstrecke des beweglichen Körpers 100 entspricht.
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Konkret überträgt die Modus-Erfassungseinheit 21 den vorgesehenen Typ und die geplante Fahrstrecke des beweglichen Körpers 100 an ein straßenseitiges Gerät, das sich in der Umgebung des beweglichen Körpers 100 befindet. Dann sendet das straßenseitige Gerät einen Fahr-Modus, der dem bezeichneten Typ und den Straßeninformationen der geplanten Bewegungsstrecke des beweglichen Körpers 100 entspricht, an die Fahrsteuervorrichtung 10. Es wird angenommen, dass das fahrzeugseitige Gerät Straßeninformationen über die Straße in der Umgebung des fahrzeugseitigen Geräts enthält.
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Die Straßeninformationen zeigen zum Beispiel Folgendes an: den Straßenoberflächenzustand, wie z.B., ob die Straße trocken, nass oder gefroren ist; Wetter, wie z.B. schön, regnerisch und neblig; und einen Straßenzustand, wie z.B., ob die Straße gerade ist, eine mäßige Kurve bildet, eine scharfe Kurve bildet und so weiter. Die Modus-Erfassungseinheit 21 erfasst den von dem straßenseitigen Gerät übertragenen Fahr-Modus. Die Modus-Erfassungseinheit 21 schreibt den erfassten Fahr-Modus in einen Speicher 12.
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Die Modus-Erfassungseinheit 21 kann den Fahr-Modus von einem anderen Gerät, z.B. einem Server außerhalb des beweglichen Körpers 100, anstelle des straßenseitigen Geräts erfassen.
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Der Ablauf von Schritt S12 ist der gleiche wie bei der Ausführungsform 1.
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Der in 2 dargestellte Prozess wird periodisch oder jedes Mal, wenn die Bewegung über einen bestimmten Abstand durchgeführt wurde, ausgeführt. Daher besteht, wie in 5 dargestellt, die Möglichkeit, dass der Fahr-Modus je nach den Straßeninformationen des Segments, das einen Teil der geplanten Bewegungsstrecke darstellt, geändert wird. Zum Beispiel wird in den Segmenten 1 und 2 mit moderater Kurve das automatisierte Fahren in einem Anfänger-Modus durchgeführt. In den scharf gekrümmten Segmenten 1 und 2 wird das automatisierte Fahren in einem Modus für hohe Fertigkeiten durchgeführt.
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Wirkung der Ausführungsform 2
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Wie oben beschrieben, bestimmt die Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 2 den Fahr-Modus nicht nur gemäß dem vorgesehenen Typ, sondern auch gemäß den Straßeninformationen der geplanten Bewegungsstrecke des beweglichen Körpers 100. Als Ergebnis wird ein geeigneterer Fahr-Modus gewählt, so dass ein hochsicheres automatisiertes Fahren realisiert werden kann.
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Andere Konfigurationen
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Modifikation 3
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In der Ausführungsform 2 bestimmt das fahrzeugseitige Gerät den Fahr-Modus. Die Fahrsteuervorrichtung 10 kann jedoch auch Straßeninformationen erfassen, und die Fahrsteuervorrichtung 10 kann den Fahrmodus bestimmen.
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In diesem Fall wird, wie in 6 dargestellt, eine Fahrsteuervorrichtung 10 zusätzlich zu den in 1 dargestellten funktionsbildenden Elementen mit einer Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 versehen. Die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 ist wie die anderen funktionsbildenden Elemente durch Software oder Hardware implementiert.
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Die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Modifikation 3 wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
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Schritt S21 gemäß FIG. 7: Prozess der Straßeninformationsbeschaffung
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Die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 übermittelt eine geplante Fahrtroute eines beweglichen Körpers 100 an ein straßenseitiges Gerät. Anschließend überträgt das straßenseitige Gerät die Straßeninformation über die geplante Fahrtroute des beweglichen Körpers 100 an die Fahrsteuervorrichtung 10. Die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 erfasst die von dem fahrzeugseitigen Gerät übermittelten Straßeninformationen. Die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 schreibt die erfassten Straßeninformationen in einen Speicher 12.
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Die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 kann die Straßeninformationen von einem anderen Gerät, z.B. einem Server außerhalb des beweglichen Körpers 100, anstelle des straßenseitigen Geräts erfassen.
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Schritt S22 gemäß FIG. 7: Modus-Erfassungsprozess
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Eine Modus-Erfassungseinheit 21 liest die im Schritt S21 erfassten Straßeninformationen aus dem Speicher 12 aus. Die Modus-Erfassungseinheit 21 bekommt aus einer Modus-Speichereinheit 31 einen dem vorgesehenen Typ und den ausgelesenen Straßeninformationen entsprechenden Fahr-Modus. Die Modus-Speichereinheit 31 speichert die Fahr-Modi in Abhängigkeit vom Fahrer-Typ und von Straßeninformationen.
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Schritt S23 gemäß 7 ist gleich dem Schritt S12 gemäß 2.
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Ausführungsform 3
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Bemanntes Fahren durch einen Fahrer wird erlernt, und ein erlernter Datenmodus, in dem eine Steuerung, die dem bemannten Fahren nahekommt, kann als Fahr-Modus gewählt werden. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Ausführungsform 3 von den Ausführungsformen 1 und 2. Bei der Ausführungsform 3 wird dieser Unterschied beschrieben, wobei die Beschreibung eines Sachverhalts, der bei den Ausführungsformen 1 und 2 der gleiche ist, weggelassen wird.
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In der Ausführungsform 3 wird ein Fall beschrieben, in dem der Ausführungsform 1 eine Funktion hinzugefügt wird. Es ist jedoch auch möglich, der Ausführungsform 2 eine Funktion hinzuzufügen.
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Beschreibung der Konfiguration
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Die Konfiguration einer Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3 wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Die Fahrsteuervorrichtung 10 ist mit einer Lerneinheit 24 versehen. Insofern unterscheidet sich diese Fahrsteuervorrichtung 10 von der in 1 dargestellten Fahrsteuervorrichtung 10. Eine Speichereinrichtung 13 implementiert eine Funktion einer gelernte-Daten Speichereinheit 33. In dieser Hinsicht unterscheidet sich diese Fahrsteuervorrichtung 10 von der in 1 dargestellten Fahrsteuervorrichtung 10. Die Lerneinheit 24 ist, wie die anderen funktionsbildenden Elemente, durch Software oder Hardware implementiert.
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Beschreibung des Betriebs
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Die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3 wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3 entspricht einem Fahrsteuerverfahren gemäß Ausführungsform 3. Die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3 entspricht ebenfalls einem Fahrsteuerprogramm gemäß Ausführungsform 3.
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In der Ausführungsform 3 wird die in 9 dargestellte Verarbeitung periodisch oder jedes Mal dann durchgeführt, wenn eine Bewegung über eine bestimmte Entfernung durchgeführt wird.
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Schritt S31 gemäß FIG. 9: Steuerbestimmungsverfahren
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Die Lerneinheit 24 bestimmt, ob der bewegliche Körper 100 durch bemanntes Fahren von einem Fahrer oder durch ein automatisiertes Fahren gefahren wird. Konkret wählt der Fahrer entweder ein bemanntes Fahren oder ein automatisiertes Fahren. Die Lerneinheit 24 erhebt ausgewählte Informationen, um zu bestimmen, ob es sich um ein bemanntes Fahren oder ein automatisiertes Fahren handelt.
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Wenn bemanntes Fahren durchgeführt werden soll, geht die Lerneinheit 24 zum Schritt S32 über. Wenn ein automatisiertes Fahren durchgeführt werden soll, geht die Lerneinheit 24 bis zum Schritt S33 weiter.
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Schritt S32 gemäß FIG. 9: Lernprozess
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Die Lerneinheit 24 kumuliert das Verhalten des beweglichen Körpers 100 beim bemannten Fahren, in der gelernte-Daten Speichereinheit 33 als gelernte Daten.
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Konkret erfasst die Lerneinheit 24 Daten, wie etwa die Geschwindigkeit des beweglichen Körpers 100, die Beschleunigung beim Anfahren, das Timing zum Lenken des Lenkrads für eine Kurve usw. als gelernte Daten. Die Lerneinheit 24 sammelt die erfassten gelernten Daten in der gelernte-Daten Speichereinheit 33.
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Schritt S33 gemäß FIG. 9: Modus-Erfassungsprozess
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Eine Modus-Erfassungseinheit 21 erwirbt einen Fahr-Modus, der einem bestimmten Typ entspricht, der ein bestimmter Fahrer-Typ unter den gemäß der Fahrerfahrung zur Verfügung gestellten Fahrer-Typen ist, genau wie in Schritt S11 gemäß 2.
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Es sei angemerkt, dass es bei der Ausführungsform 3 einen Fall gibt, in dem ein Fahrer als Fahrer-Typ bezeichnet wird. Wenn der Fahrer als Fahrer-Typ bezeichnet wird, erwirbt die Modus-Erfassungseinheit 21 als Fahr-Modus einen gelernten Datenmodus, der ein aus den in Schritt S32 gesammelten gelernten Daten spezifiziertes Steuerverfahren angibt.
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Schritt S34 gemäß FIG. 9: Prozess der Fahrsteuerung
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Die Fahrsteuereinheit 22 bewirkt, dass der bewegliche Körper 100 ein automatisiertes Fahren gemäß dem durch den im Schritt S33 aufgenommenen Fahr-Modus angegebenen Steuerverfahren durchführt, ebenso wie im Schritt S12 gemäß 2.
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Wenn der erlernte Datenmodus im Schritt S33 erfasst wird, veranlasst die Fahrsteuereinheit 22 den beweglichen Körper, ein automatisiertes Fahren gemäß dem aus den erlernten Daten vorgegebenen Steuerverfahren durchzuführen. Konkret liest die Fahrsteuereinheit 22 die gelernten Daten aus der gelernte-Daten Speichereinrichtung 33 aus. Die Fahrsteuereinheit 22 steuert den beweglichen Körper 100 entsprechend der Geschwindigkeit, der Beschleunigung beim Anfahren, dem Zeitpunkt zum Lenken des Lenkrades usw., die durch die ausgelesenen gelernten Daten angezeigt werden.
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Wirkung der Ausführungsform 3
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Wie oben beschrieben, wird in der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Ausführungsform 3 das Verhalten des beweglichen Körpers 100 beim bemannten Fahren als erlernte Daten akkumuliert und in automatisiertem Fahren abgebildet. Somit kann ein automatisiertes Fahren, das dem bemannten Fahren durch einen Fahrer nahekommt, realisiert werden. Dadurch können ein seltsames Gefühl und die Angst, die der Fahrer und der Beifahrer aufgrund des automatisierten Fahrens haben können, reduziert werden.
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Andere Konfiguration
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Modifikation 4
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Bei der Ausführungsform 3 wird das Verhalten des beweglichen Körpers 100 beim bemannten Fahren einfach als gelernte Daten behandelt. Jedoch kann das Verhalten des beweglichen Körpers 100 für jede Straßeninformation, wie z.B. eine gerade Straße, eine mäßige Kurve und eine scharfe Kurve, als gelernte Daten behandelt werden. Dann kann ein automatisiertes Fahren, das dem bemannten Fahren durch einen Fahrer nahekommt, realisiert werden.
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In diesem Fall wird, wie in 10 dargestellt, eine Fahrsteuervorrichtung 10 zusätzlich zu den in 8 dargestellten funktionsbildenden Elementen mit einer Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 versehen. Die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 wird, wie die anderen funktionsbildenden Elemente, durch Software oder Hardware realisiert.
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Die Funktionsweise der Fahrsteuervorrichtung 10 gemäß Modifikation 4 wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Die Abläufe gemäß Schritt S31 und Schritt S33 in der 9 sind mit denen der Ausführungsform 3 identisch.
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Schritt S32 gemäß FIG. 9: Lernprozess
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Eine Lerneinheit 24 akkumuliert das Verhalten des beweglichen Körpers 100 beim bemannten Fahren in einer gelernte-Daten Speichereinheit 33 als gelernte Daten.
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Bei dieser Gelegenheit überträgt die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 eine geplante Fahrtroute des beweglichen Körpers 100 an ein straßenseitiges Gerät. Anschließend überträgt das straßenseitige Gerät Straßeninformationen über die geplante Fahrtroute des beweglichen Körpers 100 an die Fahrsteuervorrichtung 10. Die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 erfasst die von dem fahrzeugseitigen Gerät übermittelten Straßeninformationen. Die Lerneinheit 24 sammelt in der gelernte-Daten Speichereinheit 33 die bei der Bewegung entlang der Fahrstrecke gewonnenen gelernten Daten sowie die von der Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 erfassten Straßeninformationen der Fahrstrecke.
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Schritt S34 gemäß FIG. 9: Prozess der Fahrsteuerung
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Die Fahrsteuereinheit 22 veranlasst den beweglichen Körper 100, ein automatisiertes Fahren gemäß einem durch den im Schritt S33 aufgenommenen Fahr-Modus vorgegebenen Steuerverfahren durchzuführen.
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Wenn der erlernte Datenmodus im Schritt S33 erfasst wird, erfasst die Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 wie im Schritt S32 die Straßeninformationen der geplanten Fahrstrecke des beweglichen Körpers 100. Die Fahrsteuereinheit 22 veranlasst den beweglichen Körper 100, aus den gelernten Daten, die den von der Straßeninformations-Erfassungseinheit 23 erfassten Straßeninformationen entsprechen, unter den in der gelernte-Daten Speichereinheit 33 gesammelten Lerndaten ein automatisiertes Fahren gemäß dem vorgegebenen Steuerverfahren durchzuführen.
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Wenn die Straßeninformation beispielsweise anzeigt, dass die Fahrstrecke gerade ist, veranlasst die Fahrsteuereinheit 22 den beweglichen Körper 100, ein automatisiertes Fahren gemäß den gelernten Daten durchzuführen, die die Tatsache enthalten, dass die Fahrstrecke gerade ist, zusammen mit der Straßeninformation. Wenn die Straßeninformation anzeigt, dass die sich bewegende Strecke eine mäßige Kurve bildet, veranlasst die Fahrsteuereinheit 22 den beweglichen Körper 100, ein automatisiertes Fahren gemäß den gelernten Daten, die die Tatsache enthalten, dass die Fahrstrecke eine mäßige Kurve bildet, zusammen mit der Straßeninformation durchzuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrsteuervorrichtung
- 11
- Prozessor
- 12
- Speicher
- 13
- Speichereinrichtung
- 14
- Kommunikationsschnittstelle
- 15
- elektronische Schaltung
- 21
- Modus-Erfassungseinheit
- 22
- Fahrsteuereinheit
- 23
- Straßeninformations-Erfassungseinheit
- 24
- Lerneinheit
- 31
- Modus-Speichereinheit
- 100
- beweglicher Körper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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