DE112021003371T5

DE112021003371T5 - Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung und Fahrpositionsschätzverfahren

Info

Publication number: DE112021003371T5
Application number: DE112021003371.9T
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Ishimaru; Shunya Kumano; Yuusuke MATSUMOTO
Original assignee: Denso Corp; Soken Inc
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2023-05-25
Also published as: US11928871B2; CN115702450A; US20230122011A1; DE112021003371T8; JP7260064B2; WO2021261304A1; JPWO2021261304A1

Abstract

Eine Positionsschätzeinrichtung (20) bezieht relative Positionsinformationen einer Straßenkante und einer Fahrspurgrenzlinie, die von einer Frontkamera erfasst werden, in Bezug auf ein Eigenfahrzeug. Ein Abstand zwischen der Straßenkante und einer äußersten Erfassungslinie, welche die äußerste (nahe der Straßenkante) Fahrspurgrenzlinie ist, die von der Frontkamera erfasst wird, wird vorläufig als eine Straßenrandbereichsbreite berechnet. Wenn die berechnete Straßenrandbereichsbreite kleiner als eine minimale Fahrspurbreite ist oder, wenn klar ist, dass zwischen der äußersten Erfassungslinie und der Straßenkante keine nicht erfasste Fahrspurgrenzlinie vorhanden ist, wird der Bereich zwischen der äußersten Erfassungslinie und der Straßenkante als der Straßenrandbereich bestimmt. Eine Position einer ersten Fahrspur wird in Bezug auf die Straßenkante durch Verwendung der Straßenrandbereichsbreite bestimmt, und eine Fahrspur des Eigenfahrzeugs wird bestimmt.

Description

Verweis zu in Beziehung stehender Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020 - 107959 , eingereicht am 23. Juni 2020; auf den dortigen Offenbarungsgehalt wird hier vollinhaltlich Bezug genommen.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Technologie, die eine Fahrposition eines Eigenfahrzeugs auf einer Straße spezifiziert.
Stand der Technik
Patentliteratur 1 offenbart ein Verfahren zum Spezifizieren einer Spur bzw. Fahrspur, auf der ein Eigenfahrzeug fährt (im Folgenden als eine Fahrspur bezeichnet), wenn von einer linken oder rechten Kante einer Straße gezählt wird, basierend auf einer Art von Fahrspurgrenzlinie, die auf der rechten oder linken Seite des Eigenfahrzeugs vorhanden ist. Patentliteratur 2 offenbart eine Konfiguration zum Spezifizieren einer Fahrspur eines Eigenfahrzeugs durch Verwendung von Trajektorieinformationen anderer Fahrzeuge, die um das Eigenfahrzeug herum fahren.
Literatur des Standes der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2013-242670 A
Patentliteratur 2: JP 2019-91412 A

Zusammenfassung der Erfindung
Wenn in Patentliteratur 1 die Straße mehrere Fahrspuren hat, wie beispielsweise vier oder mehr Fahrspuren, und die Art der Fahrspurgrenzlinie auf der linken Seite des Eigenfahrzeugs die gleiche ist wie die Art der Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des Eigenfahrzeugs, ist es schwierig, die Fahrspur des Eigenfahrzeugs zu spezifizieren. Innerhalb eines Abschnitts, in dem die Fahrspurgrenzlinie verschwommen ist, ist die Art der Fahrspurgrenzlinie schwierig zu spezifizieren. Wenn zum Beispiel die Fahrspurgrenzlinie, die ursprünglich als eine durchgezogene Linie aufgemalt ist, aufgrund von Lichtschwäche oder Schmutz als unterbrochene Linie erkannt wird, kann die Fahrspur des Eigenfahrzeugs falsch angegeben werden.
Gemäß der in Patentliteratur 2 offenbarten Technologie wird erwartet, dass die Fahrspur sogar in einer Umgebung spezifiziert werden kann, in der die in Patentliteratur 1 offenbarte Konfiguration die Fahrspur nicht spezifiziert. Bei der in Patentliteratur 2 offenbarten Konfiguration besteht jedoch die Schwierigkeit, dass die Fahrspur nicht spezifiziert werden kann, wenn kein anderes Fahrzeug um das Eigenfahrzeug herum vorhanden ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung und ein Fahrpositionsschätzverfahren bereitzustellen, die jeweils eine Fahrspur eines Eigenfahrzeugs spezifizieren können, selbst wenn kein anderes Fahrzeug um das Eigenfahrzeug herum vorhanden ist.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält eine Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung eine Straßenkanteninformationsbezugseinheit, eine Kartenbezugseinheit und eine Fahrspurspezifizierungseinheit. Die Straßenkanteninformationsbezugseinheit bezieht Positionsinformationen einer Straßenkante relativ zu einem Eigenfahrzeug durch Verwendung von zumindest einer der Komponenten, eine Bildgebungsvorrichtung oder ein Abstandsmesssensor. Die Bildgebungsvorrichtung nimmt Bilder von einem vorgegebenen Bereich um das Eigenfahrzeug herum auf, und der Abstandsmesssensor erfasst durch Übertragen einer Sondenwelle oder eines Laserstrahls ein Objekt, das in einer vorgegebenen Richtung relativ zu dem Eigenfahrzeug vorhanden ist. Die Kartenbezugseinheit bezieht Karteninformationen einschließlich einer Fahrspuranzahl einer Fahrstraße des Eigenfahrzeugs aus einem Kartenspeicher, der innerhalb oder außerhalb des Eigenfahrzeugs angeordnet ist. Die Fahrspurspezifizierungseinheit spezifiziert eine Fahrspur des Eigenfahrzeugs, auf der das Eigenfahrzeug fährt, basierend auf (i) den Positionsinformationen der Straßenkante, die von der Straßenkanteninformationsbezugseinheit bezogen werden, und (ii) der Fahrspuranzahl, die in den Karteninformationen enthalten ist, die von der Kartenbezugseinheit bezogen werden.
Die vorherige Konfiguration bezieht die Fahrspuranzahl, die auf der Karte gezeigt ist, und die Positionsinformationen des Straßenrands in Bezug auf das Eigenfahrzeug. Die Positionsinformationen der Straßenkante relativ zu dem Eigenfahrzeug können Abstandsinformationen enthalten, die einen Abstand von dem Eigenfahrzeug zu der Straßenkante angeben. Üblicherweise ist eine Breite einer Fahrspur durch Gesetze oder dergleichen definiert. Somit ist es möglich, wenn der Abstand von der Straßenkante zu dem Eigenfahrzeug bekannt ist, die Fahrspur zu spezifizieren, auf der das Eigenfahrzeug fährt. Wenn die in der Straße enthaltene Fahrspuranzahl bekannt ist, ist es möglich, eine Breite eines Straßenkantenbereichs zu schätzen, der ein anderer Bereich als die auf der Straße definierten Fahrspuren ist. Gemäß der vorherigen Konfiguration ist es möglich, die Fahrspur des Eigenfahrzeugs unter Berücksichtigung der Breite des Straßenkantenbereichs zu spezifizieren. In der vorherigen Konfiguration sind der Typ der Fahrspurgrenzlinie und die Trajektorieinformationen des Fahrzeugs in der Umgebung beim Spezifizieren der Fahrspur des Eigenfahrzeugs nicht erforderlich. In einem Fall, in dem die Straße mehrere Fahrspuren hat, wie beispielsweise vier oder mehr Fahrspuren, kann die Fahrspur des Eigenfahrzeugs spezifiziert werden, selbst wenn kein Eigenfahrzeug um das Eigenfahrzeug herum vorhanden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Fahrpositionsschätzverfahren bereitgestellt, das von zumindest einem Prozessor ausgeführt wird, zum Spezifizieren einer Fahrspur, auf der ein Eigenfahrzeug fährt. Das Fahrpositionsschätzverfahren enthält: Beziehen von Positionsinformationen einer Straßenkante relativ zu einem Eigenfahrzeug durch Verwendung von zumindest einer der Komponenten, eine Bildgebungsvorrichtung oder ein Abstandsmesssensor, wobei die Bildgebungsvorrichtung Bilder von einem vorgegebenen Bereich um das Eigenfahrzeug herum aufnimmt, wobei der Abstandsmesssensor ein Objekt erfasst, das in einer vorgegebenen Richtung relativ zu dem Eigenfahrzeug vorhanden ist, durch Übertragen einer Sondenwelle oder eines Laserstrahls; Beziehen von Karteninformationen einschließlich einer Fahrspuranzahl einer Fahrstraße des Eigenfahrzeugs aus einem Kartenspeicher, der innerhalb oder außerhalb des Eigenfahrzeugs angeordnet ist; und Spezifizieren einer Fahrspur des Eigenfahrzeugs, auf der das Eigenfahrzeug fährt, basierend auf (i) den bezogenen Positionsinformationen der Straßenkante und (ii) der Fahrspuranzahl, die in den bezogenen Karteninformationen enthalten ist.
Gemäß dem vorherigen Verfahren ist es ähnlich wie bei der vorherigen beschriebenen Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung möglich, die Fahrspur des Eigenfahrzeugs zu spezifizieren, selbst wenn kein anderes Fahrzeug um das Eigenfahrzeugs zu herum vorhanden ist.
Jedes in den Ansprüchen beschriebene Bezugszeichen mit Klammern gibt eine Korrespondenzbeziehung zwischen einer in den Ansprüchen beschriebenen Konfiguration und einer in den Ausführungsbeispielen der Offenbarung beschriebenen beispielhaften Konfiguration an. Es sei angemerkt, dass jedes in den Ansprüchen beschriebene Bezugszeichen mit Klammern einen technischen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die beispielhafte Konfiguration beschränkt, die in den Ausführungsbeispielen der Offenbarung beschrieben ist.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Fahrassistenzsystems 1 zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Frontkamera 11 zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Positionsschätzeinrichtung 20 zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Fahrspurspezifizierungsprozess zeigt, der von der Positionsschätzeinrichtung 20 ausgeführt wird.
5 ist ein Diagramm, das eine Positionskorrektur eines erfassten Straßenobjekts durch Verwendung einer Gierrate zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Neigung einer Straßenkantenregressionslinie in einem Bild zeigt, wenn die Straßenkantenregressionslinie korrekt berechnet ist.
7 ist ein Diagramm, das eine Neigung einer linken Straßenkantenregressionslinie in einem Bild zeigt, wenn die linke Straßenkantenregressionslinie fehlerhaft berechnet ist.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Straßenkantenneigungsbestimmungsprozess zeigt
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess zeigt.
10 ist ein Diagramm, das einen Vorgang des Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess zeigt.
11 ist ein Diagramm, das einen Vorgang des Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess zeigt.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess zeigt
13 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Straßenkantengültigkeitsbestimmungsprozess zeigt.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Kartenkonsistenzbestimmungsprozess zeigt.
15 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess zum Spezifizieren einer individuellen Fahrspurposition zeigt.
16 ist ein Diagramm, das konzeptionell ein System zeigt, das eine Karte basierend auf Daten über die Straßenrandbereichsbreite erzeugt, die von einem Fahrzeug berechnet werden.
17 ist ein Diagramm, das eine Struktur eines Straßenabschnitts zeigt, die als die Straßenkante erfasst ist.
18 ist ein Diagramm, das eine Abwandlung einer Systemkonfiguration zeigt.
19 ist ein Diagramm, das eine Abwandlung einer Systemkonfiguration zeigt.
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Vorrichtung zeigt, die zur Stra-ßenkantenerfassung verwendet werden kann.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrassistenzsystems 1 zeigt, auf das eine Positionsschätzeinrichtung der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
(Überblick über die Gesamtkonfiguration)
Wie in 1 gezeigt, enthält das Fahrassistenzsystem 1 eine Frontkamera 11, einen Trägheitssensor 12, einen GNSS-Empfänger 13, eine V2X-Bordvorrichtung 14, einen Kartenspeicher 15, ein HMI-System 16, eine Positionsschätzeinrichtung 20, eine Fahrassistenz-ECU 30 und eine Fahraufzeichnungsvorrichtung 50. Die in den zuvor beschriebenen Namen verwendete ECU ist eine Abkürzung für „Electronic Control Unit“ (elektronische Steuereinheit) und bezeichnet eine elektronische Steuervorrichtung. Das HMI ist eine Abkürzung für „Human Machine Interface“ (Mensch-Maschine-Schnittstelle). Das V2X ist eine Abkürzung für „Vehicle to X“ (Fahrzeuge-zu-alles) und bezeichnet eine Kommunikationstechnologie, die verschiedene Dinge mit einem Fahrzeug verbindet.
Die verschiedenen Vorrichtungen oder Sensoren, die in dem Fahrassistenzsystem 1 enthalten sind, sind als Knoten mit einem fahrzeuginternen Netzwerk Nw verbunden. Das fahrzeuginterne Netzwerk ist ein in das Fahrzeug eingebautes Kommunikationsnetzwerk. Die mit dem fahrzeuginternen Netzwerk Nw verbundenen Knoten können miteinander kommunizieren. Spezifische Vorrichtungen können so konfiguriert sein, um in der Lage zu sein, direkt miteinander zu kommunizieren, ohne über das fahrzeuginterne Netzwerk Nw zu kommunizieren. Zum Beispiel kann die Positionsschätzeinrichtung 20 auf direkte Weise durch eine dedizierte Leitung mit der Fahrassistenz-ECU 30 elektrisch verbunden sein. Obwohl das fahrzeuginterne Netzwerk Nw als ein Bustyp konfiguriert ist, wie in 1 gezeigt, ist die Konfiguration des fahrzeuginternen Netzwerks nicht auf die beispielhafte Konfiguration beschränkt, die in 1 gezeigt ist. Eine Netzwerktopologie des fahrzeuginternen Netzwerks kann ein Maschentyp, ein Sterntyp, ein Ringtyp oder dergleichen sein. Eine Netzwerkform kann nach Bedarf geändert werden. Das fahrzeuginterne Netzwerk Nw kann verschiedene Netzwerkstandards annehmen, wie beispielsweise Controller Area Network (im Folgenden als CAN bezeichnet, eingetragenes Warenzeichen), Ethernet (eingetragenes Warenzeichen), FlexRay (eingetragenes Warenzeichen).
Im Folgenden wird ein Fahrzeug, an dem das Fahrassistenzsystem 1 montiert ist, auch als Eigenfahrzeug beschrieben, und ein Insasse, der auf einem Fahrersitz des Eigenfahrzeugs sitzt (d.h. ein Insasse auf dem Fahrersitz), wird auch als Benutzer beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden eine Vorne-Hinten-Richtung, eine Seitenrichtung und eine Oben-Unten-Richtung in Bezug auf das Eigenfahrzeug definiert. Die Vorne-Hinten-Richtung entspricht einer Längsrichtung des Eigenfahrzeugs. Die Seitenrichtung entspricht einer Breitenrichtung des Eigenfahrzeugs. Die Oben-Unten-Richtung entspricht einer Fahrzeughöhenrichtung. Aus einem anderen Blickwinkel entspricht die Oben-Unten-Richtung einer Richtung senkrecht zu einer Ebene parallel zu sowohl der Vorne-Hinten-Richtung als auch der Seitenrichtung.
(Übersicht über jede Komponente)
Die Frontkamera 11a nimmt Bilder eines Frontbereichs des Fahrzeugs in einem vorgegebenen Blickwinkel auf. Die Frontkamera 11a ist zum Beispiel an einem oberen Endabschnitt einer Windschutzscheibe in einem Fahrzeugraum, einem Kühlergrill oder einem Dach angeordnet. Wie in 2 gezeigt, enthält die Frontkamera 11 eine Kamerahaupteinheit 40, die ein Einzelbild erzeugt, und eine ECU (im Folgenden als Kamera-ECU bezeichnet) 41, die ein vorgegebenes Erfassungsziel durch Durchführen eines Erkennungsprozesses an dem Einzelbild erfasst. Die Kamerahaupteinheit 40 enthält zumindest einen Bildgebungssensor und eine Linse bzw. Objektiv und erzeugt aufgenommene Bilddaten mit einer vorgegebenen Bildfrequenz bzw. Framerate (zum Beispiel 60 fps) und gibt diese aus. Die Kamera-ECU 41 wird durch einen Bildverarbeitungschip implementiert. Der Bildverarbeitungschip kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen enthalten. Die Kamera-ECU 41 enthält einen Identifizierer G1 als einen Funktionsblock. Der Identifizierer G1 identifiziert einen Typ eines aufgenommenen Objekts basierend auf einem Merkmalsmengenvektor des Bilds, das von der Kamerahaupteinheit 40 erzeugt wird. Der Identifizierer G1 kann ein Objekt identifizieren, indem zum Beispiel ein Convolutional Neural Network bzw. faltendes neuronales Netzwerk (CNN) oder ein Deep Neural Network bzw. tiefes neuronales Netzwerk (DNN) verwendet wird, auf die jeweils Deep Learning bzw. tiefes Lernen angewendet wird.
Ein Erfassungsobjekt der Frontkamera 11 kann zum Beispiel ein sich bewegendes Objekt, wie beispielsweise Fußgänger oder andere Fahrzeuge, enthalten. Das andere Fahrzeug kann ein Fahrrad, ein motorisiertes Fahrrad oder ein Motorrad enthalten. Die Frontkamera 11 ist konfiguriert, um ein vorgegebenes Straßenobjekt zu erfassen. Das von der Frontkamera 11 zu erfassende Straßenobjekt kann eine Straßenkante, eine Straßenmarkierung und eine entlang der Straßenseite installierte Struktur enthalten. Die Straßenmarkierung ist eine Markierung, die zum Zwecke der Verkehrssteuerung und Verkehrsregelung auf eine Straßenoberfläche gemalt wird. Zum Beispiel kann die Straßenmarkierung eine Fahrspurgrenzlinie (auch als Fahrspurmarkierung bekannt) enthalten, die eine Fahrspurgrenze, einen Fußgängerüberweg, eine Haltelinie, eine Pufferzone, eine Sicherheitszone und einen regulatorischen Pfeil angibt. Die Fahrspurgrenzlinie kann Straßenmarkierungen, wie beispielsweise Ratterbalken und Botts-Punkte, enthalten. Die an der Straßenkante installierte Struktur kann Leitplanken, Bordsteine, Bäume, Strommasten, Verkehrszeichen oder Ampeln enthalten. Die Kamera-ECU 41 extrahiert separat aus dem aufgenommenen Bild einen Hintergrund und Erfassungsobjekte basierend auf Bildinformationen, einschließlich Informationen über Farbe, Helligkeit, Kontrast in Bezug auf Farbe und Helligkeit und dergleichen.
Die Kamera-ECU 41 berechnet durch Durchführen einer Struktur aus Bewegung (SfM) eine relative Position in Bezug auf das Straßenobjekt und eine Fahrgeschwindigkeit aus dem aufgenommenen Bild. Das Straßenobjekt kann die Fahrspurgrenzlinie, die Straßenkante oder dergleichen enthalten. Die relative Position kann einen relativen Abstand von dem Straßenobjekt und eine Richtung relativ zu dem Straßenobjekt enthalten. Die relative Position des Straßenobjekts in Bezug auf das Eigenfahrzeug kann basierend auf einer Größe und einer Neigung bzw. Steigung des Straßenobjekts in dem Bild spezifiziert werden. Des Weiteren erzeugt die Kamera-ECU 41 Fahrstraßendaten, die eine Straßenform angeben, wie beispielsweise eine Straßenkrümmung, eine Straßenbreite oder dergleichen, basierend auf den Positionen und Formen der Fahrspurgrenzlinien und Straßenkanten.
Die Kamera-ECU 41 berechnet Regressionsgleichungen für die rechte Straßenkante und die linke Straßenkante durch Verwendung eines Satzes von Punkten, die den Straßenkanten in einem Bildkoordinatensystem als eine Population entsprechen. Die Regressionsgleichung ist eine Funktion, die einer geraden Linie oder einer Kurvenlinie entspricht, die ungefähr die Verteilung von Erfassungspunkten darstellt. Die Regressionsgleichung kann zum Beispiel nach der Methode der kleinsten Quadrate berechnet werden. Zum Beispiel kann das Bildkoordinatensystem mit einem Pixel an einer oberen linken Ecke des Bildes als ein Ursprung, mit einer Richtung des Bildes nach rechts als eine positive Richtung der X-Achse, und einer Richtung nach unten des Bildes als eine positive Richtung der Y-Achse definiert werden. Zum Beispiel kann in dem Bildkoordinatensystem jedes Pixelzentrum so definiert werden, um ganzzahlige Koordinatenwerte aufzuweisen.
Die Regressionsgleichung für jede Straßenkante kann durch eine quadratische Funktion mit einer Y-Koordinate als Variable ausgedrückt werden. Koeffizientenparameter, die in der Regressionsgleichung enthalten sind, können basierend auf dem Bilderkennungsergebnis der Straßenkante sequentiell angepasst bzw. eingestellt werden. Die Anzahl der Dimensionen der Regressionsgleichung kann nach Bedarf geändert werden, und die Regressionsgleichung kann eine lineare Funktion oder eine andere kubische Funktion als eine quadratische Funktion sein. Die Kamera-ECU 41 kann die Regressionsgleichung der Fahrspurgrenzlinie anstelle der Straßenkante berechnen. Nachfolgend kann die gerade Linie oder die gekrümmte Linie auf dem Bildkoordinatensystem, die durch die Regressionsgleichung dargestellt wird, als eine Regressionslinie bezeichnet werden. Nachfolgend werden die Regressionsgleichung und die dem Straßenrand entsprechende Regressionslinie als ein Beispiel beschrieben.
Die Kamera-ECU 41 berechnet eine Gierrate (Drehwinkelgeschwindigkeit) des Eigenfahrzeugs basierend auf der SfM. Die Kamera-ECU 41 versorgt die Positionsschätzeinrichtung 20, die Fahrassistenz-ECU 30 und die Fahraufzeichnungsvorrichtung 50 sequentiell mit Erfassungsergebnisdaten, die Straßenkantenregressionsgleichungsparameter enthalten, wie beispielsweise relative Position und Art des erfassten Objekts, über das fahrzeuginterne Netzwerk Nw.
Die Frontkamera 11 kann konfiguriert sein, um als Beobachtungsdaten für Objekterkennungszwecke Einzelbilder an die Fahrassistenz-ECU 30 über das fahrzeuginterne Netzwerk Nw bereitzustellen. Die Beobachtungsdaten sind unverarbeitete Daten, die von dem Sensor beobachtet werden, oder Daten, bevor der Erkennungsprozess ausgeführt wird. Der Objekterkennungsprozess kann basierend auf den Beobachtungsdaten zum Beispiel durch eine andere externe ECU als eine eingebaute ECU des Sensors, wie beispielsweise die Fahrassistenz-ECU 30, ausgeführt werden. Die Positionsschätzeinrichtung 20 kann konfiguriert sein, um die relative Position der Fahrspurgrenzlinie zu berechnen. Ein Teil der Funktionen der Kamera-ECU 41 (hauptsächlich die Objekterkennungsfunktion) kann durch die Positionsschätzeinrichtung 20 oder die Fahrassistenz-ECU 30 bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Frontkamera 11 als Beobachtungsdaten die Bilddaten an die Positionsschätzeinrichtung 20 oder die Fahrassistenz-ECU 30 bereitstellen.
Der Trägheitssensor 12 erfasst eine spezifische physikalische Zustandsgröße, wie beispielsweise eine Beschleunigung. Der Trägheitssensor 12 kann eine Sensorgruppe sein, die einen dreiachsigen Kreiselsensor und einen dreiachsigen Beschleunigungssensor enthält. Das Fahrassistenzsystem 1 kann einen Magnetsensor als den Trägheitssensor 12 enthalten. Das Fahrassistenzsystem 1 kann einen Atmosphärendrucksensor und einen Temperatursensor als die Trägheitssensoren 12 enthalten. Der Atmosphärendrucksensor und der Temperatursensor können auch zum Korrigieren von Ausgabewerten anderer Sensoren verwendet werden. Der Trägheitssensor 12 kann als eine Trägheitsmesseinheit (IMU) verpackt sein.
Der Trägheitssensor 12 gibt Daten, die einen aktuellen Wert der zu erfassenden physikalischen Zustandsgröße (d.h. ein Erfassungsergebnis) angeben, an das fahrzeuginterne Netzwerk Nw aus. Die Positionsschätzeinrichtung 20 bezieht die Ausgabedaten, die von dem Trägheitssensor 12 über das fahrzeuginterne Netzwerk Nw ausgegeben werden. Ein Sensortyp, der von dem Fahrassistenzsystem 1 als Trägheitssensor 12 verwendet wird, kann entsprechend ausgelegt sein, und es ist nicht notwendig, verschiedene zuvor beschriebene Sensortypen einzubeziehen.
Der GNSS-Empfänger 13 ist eine Vorrichtung, die sequentiell (zum Beispiel alle 100 Millisekunden) eine aktuelle Position des GNSS-Empfängers 13 erfasst, durch Empfangen eines Navigationssignals, das von einem Positionierungssatelliten übertragen wird, der in einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) enthalten ist. Als GNSS können ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS), ein GLONASS, ein Galileo, ein IRNSS, ein QZSS, ein Beidou und dergleichen verwendet werden.
Die V2X-Bordvorrichtung 14 ermöglicht es dem Eigenfahrzeug, eine drahtlose Kommunikation mit einem anderen Vorrichtung durchzuführen. Das „V“ von V2X bezieht sich auf ein Automobil als das Eigenfahrzeug, und das „X“ bezieht sich auf verschiedene Objekte außer dem Eigenfahrzeug, wie beispielsweise einen Fußgänger, ein anderes Fahrzeug, eine Straßeneinrichtung, ein Netzwerk oder einen Server. Die V2X-Bordvorrichtung 14 enthält eine Weitverkehrskommunikationseinheit und eine Nahbereichskommunikationseinheit als Kommunikationsmodule. Die Weitverkehrskommunikationseinheit ist ein Kommunikationsmodul zum Ausführen einer drahtlosen Kommunikation, die mit einem vorgegebenen Standard für drahtlose Weitverkehrskommunikation konform ist. Als drahtloser Weitverkehrskommunikationsstandard können hier verschiedene Standards, wie beispielsweise Long Term Evolution (LTE), 4G oder 5G übernommen werden. Die Weitverkehrskommunikationseinheit kann konfiguriert sein, um zusätzlich zu einer Kommunikation über eine Drahtlosbasisstation eine drahtlose Kommunikation direkt mit anderen Vorrichtungen auszuführen, ohne eine Basisstation zu durchlaufen, durch Verwendung eines Kommunikationsverfahrens, das mit dem drahtlosen Weitverkehrskommunikationsstandard konform ist. Das heißt, die Weitverkehrskommunikationseinheit kann zum Ausführen von zellularem V2X konfiguriert sein. Das Eigenfahrzeug kann ein verbundenes Auto sein, das durch Montieren der V2X-Bordvorrichtung 14 mit dem Internet verbunden werden kann. Zum Beispiel kann die Positionsschätzeinrichtung 20 neueste hochgenaue Kartendaten von einem vorgegebenen Server in Zusammenarbeit mit der V2X-Bordvorrichtung 14 herunterladen und die in dem Kartenspeicher 15 gespeicherten Kartendaten aktualisieren.
Die Nahbereichskommunikationseinheit, die in der V2X-Bordvorrichtung 14 enthalten ist, ist ein Kommunikationsmodul, das eine drahtlose Kommunikation direkt mit anderen sich bewegenden Objekten oder einer um das Eigenfahrzeug herum vorhandenen Straßenrandvorrichtung unter einem Nahbereichskommunikationsstandard ausführt, der eine Kommunikationsreichweite von mehreren hundert von Metern hat. Die anderen sich bewegenden Objekte sind nicht auf die Fahrzeuge beschränkt und können den Fußgänger, das Fahrrad oder dergleichen umfassen. Als Nahbereichskommunikationsstandard kann zum Beispiel ein unter IEEE1609 definierter Wireless Access in Vehicle Environment (WAVE)-Standard oder ein dedizierter Nahbereichskommunikations(DSRC)-Standard übernommen werden.
Der Kartenspeicher 15 ist ein nichtflüchtiger Speicher, der hochgenaue Kartendaten speichert. Die hochgenauen Kartendaten entsprechen Kartendaten, die eine Stra-ßenstruktur, eine Positionskoordinate eines entlang der Straße angeordneten Straßenobjekts und dergleichen mit einer Genauigkeit angeben, die beim autonomen Fahren verwendet werden kann. Die Genauigkeit, die beim autonomen Fahren verwendet werden kann, entspricht zum Beispiel einem Niveau, bei dem ein Fehler zwischen einer tatsächlichen Position jedes Kartenelements und einer Position, die auf der Karte registriert ist, innerhalb eines Bereichs von 10 cm bis 20 cm oder weniger unterbunden wird. Zum Beispiel enthalten die hochgenauen Kartendaten dreidimensionale Formdaten der Straße, Fahrspurdaten oder Straßenobjektdaten. Zum Beispiel können die zuvor beschriebenen dreidimensionalen Formdaten der Straße Knotendaten enthalten, die sich auf einen Punkt (im Folgenden als Knoten bezeichnet) beziehen, an dem sich mehrere Straßen kreuzen, zusammenlaufen oder verzweigen, sowie Verknüpfungsdaten, die sich auf eine Straße beziehen, welche die Punkte verbindet (im Folgenden als Verknüpfung bezeichnet).
Die Verknüpfungsdaten geben Straßenkanteninformationen an, die Positionskoordinaten der Straßenkante, die Breite der Straße oder dergleichen angeben. Die Verknüpfungsdaten können auch Daten enthalten, die einen Straßentyp angeben, wie beispielsweise, ob die Straße eine Autobahn oder eine allgemeine Straße ist. Die Autobahn bezieht sich hier auf eine Straße, auf der das Betreten des Fußgängers oder des Fahrrads verboten ist, wie beispielsweise eine mautpflichtige Straße oder eine Schnellstraße. Die Verknüpfungsdaten können Attributinformationen enthalten, die angeben, ob autonomes Fahren auf der Straße erlaubt ist.
Die Fahrspurdaten geben die Fahrspuranzahl, Installationspositionsinformationen von Fahrspurgrenzlinien jeder Fahrspur, Fahrtrichtungen jeder Fahrspur und Verzweigungs- oder Vereinigungspunkte jeder Fahrspur an. Die Fahrspurdaten können zum Beispiel Informationen enthalten, die angeben, ob die Fahrspurgrenzlinie durch eine durchgezogene Linie, eine unterbrochene Linie oder Botts-Punkte bereitgestellt wird. Die Positionsinformationen der Fahrspurgrenzlinie und der Straßenkante (im Folgenden als Fahrspurgrenzlinie und dergleichen bezeichnet) werden als eine Koordinatengruppe von Punkten (d.h. eine Punktgruppe) ausgedrückt, wo die Fahrspurgrenze positioniert ist. Als weiteres Beispiel können die Positionsinformationen der Fahrspurgrenzlinie und dergleichen durch einen Polynomausdruck ausgedrückt werden. Die Positionsinformationen der Fahrspurgrenzlinie und dergleichen können ein Satz von Liniensegmenten (d.h. eine Liniensegmentgruppe) sein, die durch einen Polynomausdruck ausgedrückt werden.
Die Straßenobjektdaten können Positions- und Typinformationen einer Straßenoberflächenanzeige wie beispielsweise einer Haltelinie enthalten. Die Straßenobjektdaten können auch Positions-, Form- und Typinformationen eines Orientierungspunktes enthalten. Der Orientierungspunkt kann eine dreidimensionale Struktur enthalten, die entlang der Straßenkante installiert ist, wie z.B. das Verkehrsschild, die Ampel, ein Pfosten oder ein kommerzielles Schild. Der Kartenspeicher 15 kann die hochgenauen Kartendaten innerhalb eines vorgegebenen Abstands von dem Eigenfahrzeug vorübergehend speichern. Die in dem Kartenspeicher 15 gespeicherten Kartendaten können Navigationskartendaten für Navigationszwecke sein. Die Navigationskartendaten haben eine geringere Genauigkeit als die zuvor beschriebenen hochgenauen Kartendaten.
Das HMI-System 16 hat eine Eingabeschnittstellenfunktion zum Empfangen einer Benutzeroperation und eine Ausgabeschnittstellenfunktion zum Präsentieren von Informationen für den Benutzer. Das HMI-System 16 enthält eine Anzeige 161 und eine HMI-Steuereinheit (HCU) 162. Das HMI-System 16 enthält zusätzlich zu der Anzeige 161 als eine Vorrichtung zum Präsentieren von Informationen für den Benutzer einen Lautsprecher, einen Vibrator, eine Beleuchtungsvorrichtung (zum Beispiel eine LED) oder dergleichen.
Die Anzeige 161 ist konfiguriert, um Bilder anzuzeigen. Zum Beispiel kann die Anzeige 161 durch eine mittlere Anzeige angezeigt werden, die an einem obersten Abschnitt einer Instrumententafel bzw. Armaturenbrett in einer Mitte der Fahrzeugbreitenrichtung vorgesehen ist. Die Anzeige 161 entspricht einer mittleren Anzeige. Die Anzeige 161 ist in der Lage, Vollfarbbilder anzuzeigen, und kann durch eine Flüssigkristallanzeige, eine Anzeige mit organischen Leuchtdioden (OLED), eine Plasmaanzeige oder dergleichen implementiert werden. Zum Beispiel kann das HMI-System 16 ein Head-up-Display als das Display 161 enthalten, das ein virtuelles Bild auf einen Teil der Windschutzscheibe auf der Vorderseite des Fahrersitzes projiziert. Zum Beispiel kann die Anzeige 161 durch eine Instrumentenanzeige vorgesehen sein, die an der Vorderseite des Fahrersitzes in der Instrumententafel bzw. Armaturenbrett angeordnet ist.
Die HCU 162 steuert integral die Informationsdarstellung für den Benutzer. Zum Beispiel kann die HCU 162 einen Prozessor wie beispielsweise eine CPU oder eine GPU, einen RAM und einen Flash-Speicher enthalten. Die HCU 162 steuert einen Anzeigebildschirm der Anzeige 161 basierend auf Informationen, die von der Fahrassistenz-ECU 30 bereitgestellt werden, und Signale von einer Eingabevorrichtung (nicht gezeigt). Zum Beispiel zeigt die HCU 162 ein Routenführungsbild auf der Anzeige 161 gemäß einer Anforderungsausgabe von der Navigationsvorrichtung an. Das Routenführungsbild enthält ein Abbiegebild, das eine Fahrtrichtung oder eine empfohlene Fahrspur an einer Kreuzung, einer Einmündung oder einem Ort angibt, an dem die Fahrspuren erweitert werden.
Die Positionsschätzeinrichtung 20 spezifiziert die aktuelle Position des Eigenfahrzeugs. Die Positionsschätzeinrichtung 20 entspricht einer Eigenfahrzeug-Positionsschätzvorrichtung. Die Positionsschätzeinrichtung 20 wird später im Detail beschrieben. Die Positionsschätzeinrichtung 20 enthält hauptsächlich einen Computer, und der Computer kann eine Verarbeitungseinheit 21, einen RAM 22, einen Speicher 23, eine Kommunikationsschnittstelle 24 und einen Bus umfassen, der diese Komponenten verbindet. Die Verarbeitungseinheit 21 wird durch eine Hardwareschaltung bereitgestellt und führt einen Berechnungsprozess zusammen mit dem RAM 22 aus. Die Verarbeitungseinheit 21 entspricht einem Prozessor. Die Verarbeitungseinheit 21 enthält zumindest einen arithmetischen Kern, wie beispielsweise eine CPU. Die Verarbeitungseinheit 21 führt verschiedene Prozesse durch Zugreifen auf den RAM 22 aus. Der Speicher 23 enthält ein nichtflüchtiges Speichermedium, wie beispielsweise einen Flash-Speicher. Der Speicher 23 speichert ein Positionsschätzprogramm, das ein von der Verarbeitungseinheit 21 auszuführendes Programm ist. Das Ausführen des Positionsschätzprogramms durch die Verarbeitungseinheit 21 entspricht dem Ausführen eines Verfahrens (d.h. eines Fahrpositionsschätzverfahrens) entsprechend dem Positionsschätzprogramm. Die Kommunikationsschnittstelle 24 kommuniziert mit anderen Vorrichtungen über das fahrzeuginterne Netzwerk Nw. Die Kommunikationsschnittstelle 24 kann durch ein analoges Schaltungselement, einen IC oder dergleichen implementiert werden. Die Positionsschätzeinrichtung 20 kann sequentiell an das fahrzeuginterne Netzwerk Nw die Fahrspur-ID (d.h. Fahrspurnummer) der Fahrspur ausgeben, auf der das Eigenfahrzeug fährt. Die Positionsschätzeinrichtung 20 kann auch Berechnungsergebnisse einer Breite des Straßenrandbereichs, eines Typs des Straßenobjekts, das verwendet wird, um die Position des Eigenfahrzeugs zu bestimmen, oder dergleichen an das fahrzeuginterne Netzwerk Nw ausgeben.
Die Fahrassistenz-ECU 30 führt anstelle des Insassen auf dem Fahrersitz eine Teil- oder Gesamtsteuerung des Fahrbetriebs durch Steuern eines Fahraktuators 18 basierend auf den Erfassungsergebnissen der Frontkamera 11 und den Schätzergebnissen der Positionsschätzeinrichtung 20 aus. Die Fahrassistenz-ECU 30 kann eine Funktion als eine autonome Fahrvorrichtung haben, die das Fahrzeug steuert, um ein autonomes Fahren durchzuführen. Der Fahraktuator 18 betrifft Aktuatoren, die für Fahrzwecke verwendet werden. Der Fahraktuator 18 kann mechanische Elemente zur Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeugverzögerung und Lenkung des Fahrzeugs enthalten. Zum Beispiel kann der Fahraktuator 18 eine Bremsvorrichtung, eine elektronische Drossel, einen Lenkaktuator oder dergleichen enthalten. Zum Beispiel kann die Bremsvorrichtung durch einen Bremsaktuator bereitgestellt werden.
Die Fahrassistenz-ECU 30 enthält eine Fahrspurverfolgungssteuer(LTC)-Einheit H1, die eine Fahrspurverfolgungssteuerfunktion als eine der Fahrzeugsteuerfunktionen bereitstellt. Die LTC-Funktion steuert das Eigenfahrzeug so, dass es innerhalb einer aktuell befahrenen Fahrspur des Eigenfahrzeugs entlang der aktuell befahrenen Fahrspur fährt. Die LTC-Einheit H1 erzeugt eine geplante Fahrlinie entlang der aktuell befahrenen Fahrspur des Eigenfahrzeugs und steuert über den Lenkaktuator einen Lenkwinkel, so dass das Eigenfahrzeug der geplanten Fahrlinie folgt. Zum Beispiel steuert die LTC-Einheit H1 das Eigenfahrzeug derart, um entlang einer Mitte der Fahrspur zu fahren, durch Erzeugen einer Lenkkraft in der Richtung hin zu der Mitte der Fahrspur.
Ähnlich wie die Positionsschätzeinrichtung 20 enthält die Fahrassistenz-ECU 30 hauptsächlich einen Computer, und der Computer kann eine Verarbeitungseinheit, einen RAM, einen Speicher, eine Kommunikationsschnittstelle und einen Bus enthalten, der diese Komponenten verbindet. Zur Vereinfachung wird die Darstellung jeder Komponente weggelassen. Die Fahrassistenz-ECU 30 enthält einen Speicher, und der Speicher speichert ein Fahrassistenzprogramm, das von der Verarbeitungseinheit auszuführen ist. Das Ausführen des Fahrassistenzprogramms durch die Verarbeitungseinheit entspricht dem Ausführen eines Verfahrens, das einem Fahrassistenzprogramm entspricht.
Die Fahraufzeichnungsvorrichtung 50 zeichnet Daten auf, die verschiedene Zustände in dem Fahrzeug und verschiedene Zustände außerhalb des Fahrzeugs im Fahrzustand des Fahrzeugs angeben. Die Bedingungen in dem Fahrzeug während des Fahrzustands des Fahrzeugs können einen Betriebszustand der Positionsschätzeinrichtung 20, einen Betriebszustand der Fahrassistenz-ECU 30 und einen Zustand des Insassen auf dem Fahrersitz enthalten. Die Daten, die den Betriebszustand der Positionsschätzeinrichtung 20 angeben, können einen Straßenkantenerkennungszustand, eine Regressionsgleichung, welche die Straßenkante angibt, einen Berechnungswert der Straßenrandbereichsbreite, einen Typ des Straßenobjekts, das zum Bestimmen der Fahrzeugposition verwendet wird, oder dergleichen enthalten. Die Daten, die den Betriebszustand der Fahrassistenz-ECU 30 angeben, können ein Erkennungsergebnis einer peripheren Umgebung, die von der Fahrassistenz-ECU 30 erkannt wird, einen Fahrplan, ein Berechnungsergebnis eines Sollsteuerbetrags jedes Fahraktuators oder dergleichen enthalten. Die aufzuzeichnenden Daten werden über das fahrzeuginterne Netzwerk Nw von den in dem Fahrzeug installierten ECUs und Sensoren bezogen, wie beispielsweise der Positionsschätzeinrichtung 20, der Fahrassistenz-ECU 30, Umgebungsüberwachungssensoren einschließlich der Frontkamera oder dergleichen. Wenn zum Beispiel ein vorgegebenes Aufzeichnungsereignis auftritt, speichert die Fahraufzeichnungsvorrichtung 50 Daten eines Aufzeichnungszielelements in einem nichtflüchtigen Speichermedium. Zum Beispiel kann das Speicherziel der Daten, die von der Fahrtaufzeichnungsvorrichtung 50 aufzuzeichnen sind, von einem externen Server bereitgestellt werden.
(Funktion der Positionsschätzeinrichtung 20)
Im Folgenden werden Funktionen und ein Betrieb der Positionsschätzeinrichtung 20 in Bezug auf 3 beschrieben. Die Positionsschätzeinrichtung 20 stellt Funktionen bereit, die verschiedenen in 3 gezeigten Funktionsblöcken entsprechen, durch Ausführen des Positionsschätzprogramms, das in dem Speicher 23 gespeichert ist. Das heißt, die Positionsschätzeinrichtung 20 enthält als Funktionsblöcke eine Vorläufige-Position-Schätzeinheit F1, eine Kartenbezugseinheit F2, eine Fahrstraßeninformationsbezugseinheit F3, eine Fahrspurspezifizierungseinheit F4 und eine Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5.
Die Vorläufige-Position-Schätzeinheit F1 spezifiziert sequentiell die Position des Eigenfahrzeugs durch Kombinieren eines Positionsbestimmungsergebnisses des GNSS-Empfängers 13 und eines Messergebnisses des Trägheitssensors 12. Zum Beispiel kann die Vorläufige-Position-Schätzeinheit F1 eine Koppelnavigation (autonome Navigation) durch Verwendung der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit durchführen, wenn die Positionsbestimmungsergebnisse von dem GNSS nicht erhalten werden können, wie beispielsweise in einem Tunnel. Die bei der Koppelnavigation verwendete Gierrate kann eine Gierrate sein, die von der Kamera-ECU 41 durch Verwendung der SfM-Technologie erkannt wird, oder kann eine Gierrate sein, die von dem Gierratensensor erfasst wird.
Die Kartenbezugseinheit F2 liest aus dem Kartenspeicher 15 Kartendaten (Karteninformationen) innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, der basierend auf der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs bestimmt wird. Die Vorläufige-Position-Schätzeinheit F1 kann die aktuelle Position spezifizieren, die als Kartenreferenz verwendet wird, oder die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 kann die aktuelle Position spezifizieren, die als Kartenreferenz verwendet wird. Wenn zum Beispiel die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 die aktuelle Position berechnen kann, werden die Kartendaten durch Verwendung der Positionsinformationen bezogen, die durch die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit berechnet wird. Wenn die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 die aktuelle Position nicht berechnen kann, werden die Kartendaten durch Verwendung der Positionskoordinaten bezogen, die von der Vorläufige-Position-Schätzeinheit F1 berechnet werden. Unmittelbar nach dem Einschalten eines Zündschalters des Fahrzeugs wird der Kartenbezugsbereich basierend auf dem vorherigen Positionsberechnungsergebnis bestimmt, das in dem Speicher gespeichert ist. Dies liegt daran, dass das vorherigen Positionsberechnungsergebnis, das in dem Speicher gespeichert ist, einem Endpunkt der vorherigen Fahrt entspricht, d.h. einer Parkposition. Die Kartenbezugseinheit F2 kann die hochauflösenden Kartendaten um das Eigenfahrzeug herum sequenziell von einem externen Server oder dergleichen über die V2X-Bordvorrichtung 14 herunterladen. Der Kartenspeicher 15 kann außerhalb des Fahrzeugs vorgesehen sein.
Die Fahrstraßeninformationsbezugseinheit F3 bezieht Fahrstraßendaten von der Kamera-ECU 41, die in der Frontkamera 11 enthalten ist. Die Fahrstraßeninformationsbezugseinheit F3 bezieht die relative Position der Fahrspurgrenzlinie und der Straßenkante (im Folgenden als Fahrspurgrenzlinie und dergleichen bezeichnet) und den Regressionslinienparameter der Straßenkante, die von der Frontkamera 11 erkannt werden. In der Fahrstraßeninformationsbezugseinheit entspricht eine Konfiguration, die relative Positionsinformationen der Straßenkante bezieht, einer Straßenkanteninformationsbezugseinheit F31. In der Fahrstraßeninformationsbezugseinheit entspricht eine Konfiguration, die relative Positionsinformationen einer Fahrspurgrenzlinie und dergleichen bezieht, einer Grenzlinieninformationsbezugseinheit F32.
Eine Position wie beispielsweise eine Straßenkante wird durch ein Fahrzeugkoordinatensystem dargestellt, das ein XY-Koordinatensystem mit einem Bezugspunkt zum Beispiel des Eigenfahrzeugs als Ursprung ist. Eine X-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems ist so festgelegt, um parallel zu einer Seitenrichtung des Fahrzeugs zu sein, und eine positive Richtung der X-Achse kann auf eine Rechtsrichtung entlang der Seitenrichtung des Fahrzeugs festgelegt sein. Eine Y-Achse des Fahrzeugkoordinatensystems ist so festgelegt, um parallel zu einer Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs zu sein, und eine positive Richtung der Y-Achse kann auf eine Vorwärtsrichtung entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs festgelegt sein.
Das Koordinatensystem, das die Position der Straßenkante darstellt, kann verschiedene Typen von Koordinatensystemen annehmen. Wenn zum Beispiel eine Bilderkennungssoftware der Kamera-ECU 41 konfiguriert ist, um eine Position eines erfassten Objekts durch Verwendung eines Weltkoordinatensystems (WCS) oder eines Programmkoordinatensystems (PCS), das in CAD verwendet wird, darzustellen, kann die relative Position der Straßenkante durch das WCS oder das PCS ausgedrückt werden. Das Fahrzeugkoordinatensystem kann auch derart konfiguriert sein, dass die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs als die positive Richtung der X-Achse festgelegt ist und die Linksrichtung des Fahrzeugs als die positive Richtung der Y-Achse festgelegt ist. Die Fahrstraßeninformationsbezugseinheit F3 kann Daten beziehen, welche die Position der Straßenkante und dergleichen in dem Bildkoordinatensystem darstellen.
Des Weiteren kann die Fahrstraßeninformationsbezugseinheit F3 die relativen Positionskoordinaten der Fahrspurgrenzlinie und dergleichen, die von der Kamera-ECU 41 bezogen werden, in Positionskoordinaten (im Folgenden auch als Beobachtungskoordinaten bezeichnet) in dem globalen Koordinatensystem umwandeln. Die Beobachtungskoordinaten oder die Fahrspurgrenzlinie und dergleichen können berechnet werden, indem die aktuellen Positionskoordinaten des Eigenfahrzeugs und relative Positionsinformationen der Fahrspurgrenzlinie und dergleichen in Bezug auf das Eigenfahrzeug kombiniert werden. Wenn die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 die aktuelle Position berechnen kann, können die von der Detaillierte-Position-Berechnungseinheit berechneten Positionsinformationen als die aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs verwendet werden, die verwendet werden, um die Beobachtungskoordinaten der Fahrspurgrenzlinie und dergleichen zu berechnen. Wenn die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 die aktuelle Position nicht berechnen kann, können die von der Vorläufige-Position-Schätzeinheit F1 berechneten Positionskoordinaten als die aktuellen Positionskoordinaten des Fahrzeugs verwendet werden. Die Kamera-ECU 41 kann die Beobachtungskoordinaten der Fahrspurgrenzlinie und dergleichen durch Verwendung der aktuellen Positionskoordinaten des Eigenfahrzeugs berechnen. Nachfolgend wird die von der Frontkamera 11 erfasste Fahrspurgrenzlinie auch als erfasste Grenzlinie bezeichnet. Die von der Frontkamera 11 erfasste Straßenkante wird auch als erfasste Straßenkante bezeichnet.
Die Fahrspurspezifizierungseinheit F4 ist konfiguriert, um die Fahrspur zu spezifizieren, auf der das Eigenfahrzeug fährt, basierend auf den relativen Positionsinformationen der Straßenkante und der Fahrspurgrenzlinie, die von der Fahrstraßeninformationsbezugseinheit F3 bezogen werden. Die Fahrspurspezifizierungseinheit F4 enthält eine Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit F41, die eine Breite des Straßenrandbereichs berechnet, der in der Straße enthalten ist, auf der das Eigenfahrzeug fährt. Details der Fahrspurspezifizierungseinheit F4 und der Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit F41 werden später beschrieben. Die Fahrspurspezifizierungseinheit F4 kann konfiguriert sein, um die Fahrspur und die Fahrposition durch Verwendung der relativen Positionsinformationen von Orientierungspunkten, wie beispielsweise Wegweisertafeln, zu spezifizieren. Die Fahrspurspezifizierungseinheit F4 entspricht einer Fahrspurspezifizierungseinheit.
Die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 spezifiziert die detaillierte Position des Eigenfahrzeugs innerhalb der Fahrspur basierend auf dem Spezifizierungsergebnis der Fahrspurspezifizierungseinheit F4 und den Daten, die von der Fahrstra-ßeninformationsbezugseinheit F3 bezogen werden. Insbesondere berechnet die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 basierend auf dem Abstand zu der linken Grenzlinie der Fahrspur und dem Abstand zu der rechten Grenzlinie der Fahrspur einen Versatzbetrag in Seitenrichtung von der Mitte der Fahrspur. Durch Kombinieren der Fahrspurinformationen, die von der Fahrspurspezifizierungseinheit F4 spezifiziert werden, und des Versatzbetrags von der Mitte der Fahrspur, wird eine Seitenposition des Eigenfahrzeugs auf der Fahrstraße spezifiziert. Zum Beispiel verwendet die LTC-Einheit H1 den Versatzbetrag von der Mitte der Fahrspur, der von der Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 spezifiziert wird.
Zusätzlich kann die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 die detaillierte Fahrzeugposition auf der Karte basierend auf dem Spezifikationsergebnis der Fahrspurspezifizierungseinheit F4 und den durch die Frontkamera 11 erfassten Orientierungspunktinformationen spezifizieren. Wenn zum Beispiel ein Abstand von der linken Straßenkante zu der Fahrzeugmitte als 1,75 Meter als ein Bildanalyseergebnis spezifiziert wird, wird bestimmt, dass sich das Eigefahrzeug an einer Position befindet, die um 1,75 Meter nach rechts von den Koordinaten der linken Straßenkante verschoben ist, die auf der Karte angegeben ist. Wenn zum Beispiel ein Abstand von dem Eigenfahrzeug zu einer vor dem Eigenfahrzeug angeordneten Wegweisertafel als 100 Meter als ein Bildanalyseergebnis spezifiziert wird, wird bestimmt, dass sich das Eigenfahrzeug an einer Position befindet, die um 100 Meter in einer Orientierungsrichtung der Wegweisertafel von den Positionskoordinaten der Wegweisertafel verschoben ist, die in den Kartendaten registriert sind. Die Orientierungsrichtung der Wegweisertafel entspricht einer Richtung entgegengesetzt zu der Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs. Wenn das Eigenfahrzeug vorwärtsfährt, entspricht die Orientierungsrichtung der Wegweisertafel der Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs.
Der von der Frontkamera 11 erfasste Orientierungspunkt kann mit dem auf der Karte registrierten Orientierungspunkt korreliert werden, indem zum Beispiel die Beobachtungskoordinaten des Orientierungspunkts mit den Koordinateninformationen verglichen werden, die auf der Karte registriert sind. Zum Beispiel wird unter den auf der Karte registrierten Orientierungspunkten der Orientierungspunkt, der den Beobachtungskoordinaten des Orientierungspunkts am nächsten liegt, als derselbe Orientierungspunkt geschätzt. Beim Vergleichen der Orientierungspunkte, ist es vorzuziehen, Orientierungspunkte mit einem höheren Übereinstimmungsniveau des Merkmals durch Verwendung von Merkmalsgrößen, wie beispielsweise Form, Größe und Farbe, anzunehmen. Wenn die Korrelation zwischen dem beobachteten Orientierungspunkt und dem Orientierungspunkt auf der Karte abgeschlossen ist, legt die Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 als die Längsrichtungsposition des Eigenfahrzeugs auf der Karte eine Position fest, die in Längsrichtung von der Position des Orientierungspunkts auf der Karte um den Abstand zwischen dem beobachteten Orientierungspunkt und dem Eigenfahrzeug verschoben ist.
Wie zuvor beschrieben, wird gemäß der Konfiguration, in der Detaillierte-Position-Berechnungseinheit F5 die Position des Eigenfahrzeugs nicht nur in Seitenrichtung, sondern auch in Längsrichtung berechnet, ein verbleibender Abstand zu einem Merkmalspunkt (auch als Punkt von Interesse bezeichnet, POI) der Straße kann mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Der Merkmalspunkt kann eine Kreuzung, eine Kurveneinfahrt, eine Kurvenausfahrt, das Ende eines Verkehrsstaus, eine Straßenkreuzung oder dergleichen enthalten. Durch Schätzen der Position des Eigenfahrzeugs in Seitenrichtung ist es möglich, zu bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel zum Zweck des Rechts- oder Linksabbiegens notwendig ist, und das Zeitlimit des Fahrspurwechsels, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel notwendig ist. Der Prozess des Spezifizierens der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs auf der Karte durch Verwendung der erfassten Positionsinformationen von Orientierungspunkten und Straßenkanten, wie zuvor beschrieben, wird auch als Lokalisierungsprozess bezeichnet. Die Position des Eigenfahrzeugs kann als ein Ergebnis des Lokalisierungsprozesses im selben Koordinatensystem wie die Kartendaten dargestellt werden, wie beispielsweise Breite, Länge und Höhe. Es ist möglich, die Positionsinformationen des Eigenfahrzeugs in einem beliebigen absoluten Koordinatensystem darzustellen, wie beispielsweise dem World Geodetic System 1984 (WGS84).
(Fahrspurspezifizierungsprozess)
Im Folgenden wird ein Fahrspurspezifizierungsprozess beschrieben, der von der Positionsschätzeinrichtung 20 (hauptsächlich von der Fahrspurspezifizierungseinheit F4) in Bezug auf das in 4 gezeigte Ablaufdiagramm ausgeführt wird. Zum Beispiel werden Prozesse in dem in 4 gezeigten Ablaufdiagramm in einem vorgegebenen Zyklus (zum Beispiel alle 100 Millisekunden) während eines Einschaltzustands einer Fahrenergieversorgung für das Fahrzeug durchgeführt. Zum Beispiel ist die Fahrenergieversorgung eine Zündenergieversorgung in einem Motorfahrzeug. In einem Elektrofahrzeug entspricht ein Systemhauptrelais der Fahrenergieversorgung. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Fahrspurspezifizierungsprozess S0 bis S10 als ein Beispiel. Die Fahrspurspezifizierungseinheit F4 führt den Prozess in S1 bis S10 aus. Der Fahrspurspezifizierungsprozess wird wiederholt ausgeführt. Wenn der Fahrspurspezifizierungsprozess erfolgreich ist, werden die in diesem Prozess berechneten Fahrzeugpositionsinformationen in dem Speicher gespeichert. Die Kartenbezugseinheit F2 bezieht die Kartendaten der Fahrstraße in S0 des Fahrspurspezifizierungsprozesses. Der Prozess, in dem die Kartenbezugseinheit F2 die Kartendaten der der Fahrstraße bezieht, kann unabhängig von dem Prozess in S1 bis S10 als ein vorläufiger Vorbereitungsprozess ausgeführt werden. Der in S0 ausgeführte Prozess entspricht einem Kartenbezugsschritt.
In S1 berechnet der Prozess Seitenpositionen (X-Koordinaten) verschiedener Straßenobjekte, wie beispielsweise Straßenkanten und Fahrspurgrenzlinien an einem Bestimmungspunkt. Der Bestimmungspunkt befindet sich in einem vorgegebenen Abstand vor dem Eigenfahrzeug. Der in S1 ausgeführte Prozess entspricht einem Positionsbezugsschritt. Zum Beispiel kann der Bestimmungspunkt auf einen Punkt festgelegt werden, der sich 10,0 Meter vor dem Eigenfahrzeug befindet. Als weiteres Beispiel kann der Bestimmungspunkt auf einen Punkt festgelegt werden, der sich 5,0 Meter vor oder 8,5 Meter vor dem Eigenfahrzeug befindet. Der Bestimmungspunkt kann als ein vorgegebener Punkt festgelegt werden, der in einem Bildgebungsbereich der Frontkamera 11 enthalten ist. Der Bestimmungspunkt kann einen Punkt enthalten, der sich in einem vorgegebenen Abstand vor dem Eigenfahrzeug befindet, und Punkte, die links und rechts von dem Punkt vorhanden sind. Der Bestimmungspunkt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein lineares Konzept. Somit entspricht der Bestimmungspunkt auch einer Bestimmungslinie. Zum Beispiel berechnet der Prozess die Seitenposition der Straßenkante in Bezug auf den Bestimmungspunkt basierend auf dem Regressionslinienparameter der Straßenkante.
Die Positionen verschiedener Straßenobjekte werden zum Beispiel in dem Fahrzeugkoordinatensystem ausgedrückt, das mit dem Eigenfahrzeug als der Bezugspunkt definiert ist. Wie in 5 gezeigt, wird die Seitenposition (entsprechend der X-Koordinate) der Fahrspurgrenzlinie oder der Straßenkante an dem Bestimmungspunkt auf die Seitenposition entlang der Kurvenform durch Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gierrate des Eigenfahrzeugs korrigiert, bevor sie verwendet wird. Insbesondere berechnet der Prozess durch Verwendung der Geschwindigkeit und der Gierrate des Eigenfahrzeugs die Ankunftszeit t, bis das Eigenfahrzeug tatsächlich an dem Bestimmungspunkt ankommt. Dann berechnet der Prozess einen Verschiebungsbetrag ΔX in der Seitenrichtung (X-Achsenrichtung), wenn das Eigenfahrzeug den Bestimmungspunkt erreicht, basierend auf der Ankunftszeit an dem Bestimmungspunkt, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Insbesondere wenn die Ankunftszeit am Bestimmungspunkt t ist, der Abstand zum Bestimmungspunkt D ist, die Gierrate ω ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit v ist, ist eine Beziehung D=(v/ω)sin(ωt) erfüllt. Die Ankunftszeit t wird durch Lösen dieser Gleichung berechnet. Der Verschiebungsbetrag ΔX in Seitenrichtung kann aus der Formel ΔX= (v/ω){1-cos(ωt)} berechnet werden.
Die Fahrspurspezifizierungseinheit F4 korrigiert die Seitenpositionskoordinate der Straßenkante zu der Seitenpositionskoordinate entlang der Kurvenform durch Subtrahieren von ΔX von der Seitenposition der Straßenkante, die gegenwärtig von der Frontkamera 11 erfasst wird. In 5 stellen ein Punkt P1 und ein Punkt P2 die Positionskoordinaten der Fahrspurgrenzlinien dar, die auf der linken und rechten Seite des Eigenfahrzeugs am Bestimmungspunkt vor der Korrektur vorhanden sind, und ein Punkt P1a und ein Punkt P2a stellen die Positionskoordinaten der Fahrspurgrenzlinien nach der Korrektur dar. Durch Korrigieren der Positionen der Fahrspurgrenzlinien und der Straßenkanten an dem Bestimmungspunkt durch Verwendung der Gierrate kann ein nachteiliger Einfluss der Straßenkrümmung unterbunden werden. Nachdem S1 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S2 voran.
In S2 führt der Prozess eine Straßenkantenneigungsbestimmung aus. Der Stra-ßenkantenneigungsbestimmungsprozess wird ausgeführt, um basierend auf der Neigung der Straßenkantenregressionslinie die Verwendung von Informationen bezüglich der Straßenkante, welche die Position falsch erkennen können, in der nachfolgenden Verarbeitung zu vermeiden. Die Details des Straßenkantenneigungsbestimmungsprozesses werden später beschrieben. Nachdem S2 abgeschlossen ist, werden Straßenkanteninformationen mit einem bestimmten Gültigkeitsgrad erhalten, indem Straßenkanten ausgeschlossen werden, deren Positionen wahrscheinlich falsch erkannt werden. Nachdem S2 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S3 voran. Zum Beispiel kann der in S2 gezeigte Prozess gegebenenfalls weggelassen werden. Durch Ausführen des Prozesses in S2 ist es möglich, eine Möglichkeit einer Fehlberechnung der Breite des Straßenrandbereichs oder einer falschen Spezifizierung der Fahrspur zu reduzieren.
In S3 führt der Prozess eine Fahrspurgültigkeitsbestimmung aus. Der Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess bestimmt, ob die erfasste Fahrspurgrenzlinie ein bestimmtes Gültigkeitsniveau als eine Grenzlinie der Fahrspur hat. Das heißt, der Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess entfernt Informationen bezüglich einer Fahrspurgrenzlinie, die gegebenenfalls falsch erfasst werden kann. Im Hinblick auf die Bestätigung der Gültigkeit des Fahrspurgrenzlinienerfassungsergebnisses kann der Prozess zum Beispiel bestimmen, ob die Seitenposition der erfassten Fahrspurgrenzlinie außerhalb der Straßenkantenposition positioniert ist, oder kann bestimmen, ob ein Abstand zwischen der linken und der rechten Fahrspurgrenzlinie unmöglich kleiner als ein allgemeiner Wert der Fahrspurbreite ist. Die Details des Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess werden später beschrieben. Durch Ausführen von S3 werden Grenzlinieninformationen mit einem bestimmten Gültigkeitsniveau erhalten, indem Fahrspurgrenzlinien ausgeschlossen werden, die mit hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft erfasst werden. Nachdem S3 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S4 voran.
In S4 führt die Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit F41 einen Stra-ßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess aus. Der Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess berechnet die Breite des Straßenrandbereichs an dem Bestimmungspunkt. Der Straßenrandbereich bezieht sich auf einen anderen Bereich als die Fahrspur auf der Straße. Der Straßenrandbereich kann einen Straßenstreifen beinhalten. Zum Beispiel kann der Straßenrandbereich einen Bereich beinhalten, der zwischen der Fahrbahnaußenlinie und der Straßenkante angeordnet ist. Die Fahrbahnlinie bezieht sich auf eine Trennlinie, die an einer Kante der Fahrbahn gezogen ist. Der Stra-ßenrandbereich kann auch eine Zebrazone (mit anderen Worten eine Pufferzone) neben der Straßenkante umfassen. Die Zebrazone bezieht sich auf einen Straßenoberflächenbereich mit Streifenmuster. Die Details des in S4 ausgeführten Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess werden später beschrieben. Durch Ausführen von S4 wird der berechnete Wert der Straßenrandbereichsbreite erhalten. Nachdem S4 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S5 voran.
In S5 führt der Prozess eine Straßenkantengültigkeitsbestimmung aus. Der Stra-ßenkantengültigkeitsbestimmungsprozess bestimmt eine Gültigkeit der in S1 berechneten Seitenpositionskoordinate der Straßenkante. Wenn zum Beispiel die in S1 berechnete Seitenposition der Straßenkante innerhalb eines Fahrspurerfassungsbereichs liegt, der ein Bereich ist, in dem das Vorhandensein einer Fahrspur durch die Frontkamera 11 bestätigt wird, wird die Seitenposition der Straßenkante als falsch bestimmt, und die falsch berechnete Seitenposition der Straßenkante wird verworfen. Die Details des Stra-ßenkantengültigkeitsbestimmungsprozesses werden später beschrieben. Der in S5 ausgeführte Bestimmungsprozess kann in dem in S3 ausgeführten Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess enthalten sein. Als ein Beispiel kann der in S5 ausgeführte Prozess weggelassen werden. Nachdem S5 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S6 voran.
Der Prozess führt in S6 eine Kartenkonsistenzbestimmung aus. Der Kartenkonsistenzbestimmungsprozess bestimmt die Konsistenz zwischen den durch den vorherigen Prozess erhaltenen Straßeninformationen und den in der Karte registrierten Stra-ßeninformationen. Details des Kartenkonsistenzbestimmungsprozesses werden später beschrieben. Durch Ausführen des Kartenkonsistenzbestimmungsprozesses ist es möglich zu bestimmen, ob die in S4 berechnete Breite des Straßenrandbereichs ein gültiger Wert oder ein fehlerhafter Wert ist. Der in S6 ausgeführte Prozess kann weggelassen werden. Durch Ausführen des Prozesses in S6 ist es möglich, eine Möglichkeit einer fehlerhaften Spezifikation der Fahrspur zu reduzieren. Nachdem S6 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S7 voran.
Der Prozess berechnet die Breite der Fahrspur in S7. Zum Beispiel berechnet der Prozess als die Breite der Fahrspur einen Abstand von der nächsten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des Fahrzeugs zu der nächsten Fahrspurgrenzlinie auf der linken Seite des Fahrzeugs. Wenn drei oder mehr Fahrspurgrenzlinien erfasst werden, kann die Breite der Fahrspur berechnet werden, indem die Intervalle zwischen zwei angrenzenden Fahrspurgrenzlinien gemittelt werden. Der Prozess berechnet in S7 eine Breite einer Fahrspur, auf der ein anderes Fahrzeug fährt, das heißt eine Breite einer anderen Fahrspur als der Fahrspur des Eigenfahrzeugs. Die Breite der Fahrspur, auf der das Eigenfahrzeug fährt, kann als die Breite einer anderen Fahrspur betrachtet werden. Durch Ausführen von S7 wird die Fahrspurbreite der Fahrstraße bestimmt. Nachdem S7 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S8 voran.
In S8 führt der Prozess eine Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmung aus. Bei dem Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess wird ein vorhandener Bereich jeder Fahrspur berechnet. Der Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess verwirft Fahrspuren, die sich an falschen Positionen befinden. Details des Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess in S8 werden später beschrieben. Nachdem S8 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S9 voran. Mit dem zuvor beschriebenen Prozess wird die Position jeder Fahrspur basierend auf der Breite des Straßenrandbereichs bestimmt. Insbesondere wird unter Berücksichtigung der Breite des Straßenrandbereichs bestimmt, wie weit die erste Fahrspur und die zweite Fahrspur von der Straßenkante entfernt sind.
In S9 spezifiziert der Prozess die Fahrspur des Eigenfahrzeugs basierend auf dem Abstand von der Straßenkante zu dem Eigenfahrzeug und der berechneten Breite des Straßenrandbereichs. Da die Position jeder Fahrspur in dem Fahrzeugkoordinatensystem in Bezug auf das Eigenfahrzeug ausgedrückt wird, entspricht die Fahrspur, die den Punkt mit der Koordinate X=0,0 enthält, der Fahrspur des Eigenfahrzeugs. Wenn zum Beispiel die X-Koordinate des linken Endes der zweiten Fahrspur -2,0 ist und die X-Koordinate des rechten Endes der zweiten Fahrspur +1,0 ist, wird bestimmt, dass das Eigenfahrzeug auf der zweiten Fahrspur fährt. Die Fahrspur kann durch eine Fahrspur-ID dargestellt werden, welche die Nummer der Fahrspur angibt, wenn von der linken Seite der Straße gezählt wird. Da die Position jeder Fahrspur unter Berücksichtigung der Breite des Straßenrandbereichs bestimmt wird, entspricht der zuvor beschriebene Prozess einer Konfiguration, bei der die Fahrspur, die an den Straßenrandbereich angrenzt, als eine Referenzfahrspur (zum Beispiel als erste Fahrspur) verwendet wird, um die Fahrspur des Eigenfahrzeugs zu bestimmen. Der Fahrspur-ID kann die rechte Straßenseite als Referenz zugeordnet werden. Der in S9 ausgeführte Prozess entspricht einem Fahrspurspezifizierungsschritt. Nachdem S9 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S10 voran.
In S10 gibt der Prozess Informationen aus, wie beispielsweise die spezifizierte Fahrspur und die Straßenrandbereichsbreite. Ein Ausgabeziel kann die Fahrassistenz-ECU 30, die Fahraufzeichnungsvorrichtung 50, eine Navigationsvorrichtung, einen außerhalb des Fahrzeugs bereitgestellten Kartenerzeugungsserver oder dergleichen enthalten. Das Ausgabeziel, wie zum Beispiel die Fahrassistenz-ECU 30, die Fahraufzeichnungsvorrichtung 50, die Navigationsvorrichtung, der Kartenerzeugungsserver oder dergleichen, entspricht einer externen Vorrichtung.
(S2: Straßenkantenneigungsbestimmungsprozess)
Wie in 6 gezeigt, hat in dem Bild die Regressionslinie der linken Straßenkante eine negative Neigung und die Regressionslinie der rechten Straßenkante eine positive Neigung. Wenn ein anderes Fahrzeug in dem Bild an einer Position nahe einem Ende des Bildes oder nahe der Straßenkante aufgenommen wird, die in dem Bild von 7 enthalten ist, kann eine Kante des anderen Fahrzeugs fälschlicherweise als Teil der Straßenkante erkannt werden. Als Ergebnis kann die Regressionslinie der Straßenkante stark von der tatsächlichen Straßenkante abweichen. Wenn die Regressionslinie der Straßenkante stark von der tatsächlichen Straßenkante abweicht, nimmt ein Abstand zwischen der erkannten Position der Straßenkante an dem Bestimmungspunkt und der tatsächlichen Position der Straßenkante zu, wodurch eine fehlerhafte Bestimmung der Fahrspur verursacht wird. In 6 geben gestrichelte Linien konzeptionell Fahrspurgrenzlinien an, die Einpunkt-Strichlinie gibt konzeptionell die Regressionslinie der linken Straßenkante an und die Zweipunkt-Strichlinie zeigt die Regressionslinie der rechten Straßenkante an. Die in 7 gezeigten Elemente sind denen in 6 ähnlich, die relativ dünne Einpunkt-Strichlinie auf der linken Seite gibt die tatsächliche linke Straßenkante an, und die relativ dicke Einpunkt-Strichlinie gibt die von der Kamera-ECU 41 berechnete Regressionslinie der linken Straßenkante an.
Der Straßenkantenneigungsbestimmungsprozess wird angesichts einer solchen Situation und einer fehlerhaften Erfassung ausgeführt. Durch Ausführen des Stra-ßenkantenneigungsbestimmungsprozesses wird an dem Bestimmungspunkt, wenn das Erkennungsergebnis der Neigung außerhalb eines normalen Bereichs liegt, das Erkennungsergebnis verworfen. Im Folgenden wird der Straßenkantenneigungsbestimmungsprozess in Bezug auf 8 beschrieben. Der in 8 gezeigte Ablauf wird als der Stra-ßenkantenneigungsbestimmungsprozess S2 in 4 ausgeführt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Straßenkantenneigungsbestimmungsprozess S201 bis S205 als ein Beispiel. Die positive oder negative Neigung der Straßenkante kann je nach Definition des Bildkoordinatensystems unterschiedlich sein. Der normale Neigungsbereich jeder Straßenkante kann je nach Definition des Bildkoordinatensystems unterschiedlich sein. Im folgenden Beispiel wird die obere linke Ecke des Einzelbilds bzw. Bildrahmen als Ursprung festgelegt, die Richtung nach rechts wird als positive Richtung der X-Achse festgelegt und die Richtung nach unten wird als positive Richtung der Y-Achse festgelegt.
In S201 bezieht der Prozess Regressionslinienparameter von linken und rechten Straßenkanten und schreitet dann zu S202 voran. In S202 berechnet der Prozess die Neigungen linker und rechter Straßenkanten an dem Bestimmungspunkt in dem Bild. Der Prozess kann die Neigungen von Straßenkanten zum Beispiel durch Einsetzen des Y-Koordinatenwerts des Bestimmungspunkts in den funktionalen Ausdruck berechnen, der durch Differenzieren erster Ordnung der Regressionslinie erhalten wird. Nachdem die Neigungen der linken und rechten Straßenkanten an dem Bestimmungspunkt in dem Bild berechnet sind, das heißt, die Neigungen in dem Bildkoordinatensystem berechnet sind, schreitet der Prozess zu S203 voran.
In S203 bestimmt der Prozess, ob die Neigung der Straßenkante an dem Bestimmungspunkt in dem Bildkoordinatensystem innerhalb eines vorgegebenen normalen Bereichs liegt. Der Prozess in S203 wird für jede der linken und rechten Straßenkanten ausgeführt. Das heißt, der Prozess bestimmt, ob die Neigung der linken Straßenkante an dem Bestimmungspunkt in dem Bildkoordinatensystem in den vorgegebenen normalen Bereich fällt, der für die linke Straßenkante festgelegt ist. Ähnlich bestimmt der Prozess, ob die Neigung der rechten Straßenkante an dem Bestimmungspunkt in dem Bildkoordinatensystem in den vorgegebenen normalen Bereich fällt, der für die rechte Straßenkante festgelegt ist. Zum Beispiel kann der für die linke Straßenkante festgelegte normale Bereich auf einen Bereich größer als null festgelegt werden. Zum Beispiel kann der für die rechte Straßenkante festgelegte normale Bereich auf einen Bereich kleiner als null festgelegt werden. Es sei angemerkt, dass der normale Neigungsbereich jeder Straßenkante in dem Bild unter Berücksichtigung der in den Kartendaten gespeicherten Krümmung der Straße dynamisch angepasst werden kann.
Wenn die Neigung der Straßenkante in dem Bild (d.h. die Neigung der Regressionslinie) in den normalen Bereich fällt, wird die erkannte Position der Straßenkante als die tatsächliche Position der Straßenkante übernommen. Wenn die Neigung der Straßenkante in dem Bild außerhalb des normalen Bereichs liegt, wird die erkannte Position der Straßenkante verworfen. Das heißt, wenn bestimmt wird, dass die Neigung der Regressionslinie an dem Bestimmungspunkt außerhalb des normalen Bereichs liegt, werden die Informationen über die Straßenkante in der darauffolgenden Verarbeitung nicht verwendet. Als Ergebnis ist es möglich, die Möglichkeit einer fehlerhaften Erkennung einer Fahrspur aufgrund einer fehlerhaften Erkennung einer Straßenkante zu reduzieren.
(S3: Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess)
Im Folgenden wird in Bezug auf 9 der in S3 von 4 ausgeführte Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess beschrieben. Als ein Beispiel enthält der Fahrspurgültigkeitsbestimmungsprozess S301 bis S311. In S301 bezieht der Prozess die Anzahl von Fahrspurgrenzlinien, die von der Frontkamera 11 erfasst wird, und der Prozess schreitet zu S302 voran. In S302 berechnet der Prozess eine Kandidatenanzahl Cn von Fahrspuren basierend auf der in S301 bezogenen Anzahl von erfassten Fahrspurgrenzlinien. Die Fahrspurkandidatenanzahl Cn entspricht der Anzahl von Fahrspurkandidaten, die jeweils zwischen erfassten zwei angrenzenden bzw. nebeneinanderliegenden Grenzlinien angeordnet sind. Die Fahrspurkandidatenanzahl Cn ist ein Wert, der durch Subtrahieren von Eins von der Anzahl erfasster Grenzlinien erhalten wird. Wenn zum Beispiel sechs Fahrspurgrenzlinien erfasst werden, wie in 10 gezeigt, ist die erhaltene Fahrspurkandidatenanzahl Cn fünf.
In 10 bezeichnen „B1“ bis „B6“ erfasste Fahrspurgrenzlinien. In 10 bezeichnet „EgL“ die linke Straßenkante und „EgR“ bezeichnet die rechte Straßenkante. In 10 bezeichnet „Hv“ das Eigenfahrzeug. Im Folgenden wird der von der linken Seite gezählte i-te Fahrspurkandidat als der i-te Fahrspurkandidat bezeichnet. In dem in 10 gezeigten Beispiel ist das Eigenfahrzeug auf dem dritten Fahrspurkandidaten positioniert. Im vorliegenden Beispiel werden die Fahrspurkandidaten und die Fahrspurgrenzanzahl von der linken Straßenseite gezählt und zugewiesen. Als ein weiteres Beispiel können die Fahrspurkandidaten und die Fahrspurgrenzanzahl für Spezifizierungszwecke von der rechten Seite der Straße gezählt und zugewiesen werden.
Nachdem der Prozess in S302 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S303 voran. In S303 wird eine Variable k für Verarbeitungszwecke initialisiert (insbesondere auf 1 festgelegt), und der Prozess schreitet zu S304 voran. In S304 wird ein k-ter Fahrspurkandidat als ein Ziel einer darauffolgenden Verarbeitung festgelegt, und der Prozess schreitet zu S305 voran.
In S305 bestimmt der Prozess, ob eine Breite WLC des k-ten Fahrspurkandidaten kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist. Wenn die Breite WLC des k-ten Fahrspurkandidaten kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, schreitet der Prozess zu S306 voran. Wenn die Breite WLC des k-ten Fahrspurkandidaten gleich oder größer als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, schreitet der Prozess zu S307 voran. Wenn die Breite WLC des k-ten Fahrspurkandidaten kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, wird bestimmt, dass der k-te Fahrspurkandidat der Straßenrandbereich ist, aber nicht die tatsächliche Fahrspur oder die erfasste Fahrspurgrenzlinie des k-ten Fahrspurkandidaten ist eine fehlerhaft erkannte Fahrspurgrenzlinie. Wenn die Breite WLC des k-ten Fahrspurkandidaten gleich oder größer als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, ist es möglich, dass der k-te Fahrspurkandidat eine tatsächliche Fahrspur ist.
Die minimale Fahrspurbreite LWmin ist der minimale Wert des möglichen Fahrspurbreitenbereichs. Die minimale Fahrspurbreite LWmin kann basierend auf Gesetzen und Vorschriften eines Gebiets festgelegt werden, in dem das Eigenfahrzeug fährt. Zum Beispiel kann die minimale Fahrspurbreite LWmin auf 2,5 m festgelegt werden. Als ein weiteres Beispiel kann die minimale Fahrspurbreite LWmin auf 2,2 m, 2,75 m, 3,0 m, 3,5 m oder dergleichen festgelegt werden. Um eine fehlerhafte Bestimmung zu unterbinden, kann die minimale Fahrspurbreite LWmin, die in dem vorliegenden Prozess verwendet wird, auf einen Wert festgelegt werden, der um einen vorgegebenen Betrag kleiner als die tatsächliche minimale Fahrspurbreite ist, die unter den Gesetzen und Vorschriften definiert ist (zum Beispiel 0,25 m). Der festgelegte Wert der minimalen Fahrspurbreite LWmin kann gemäß dem Straßentyp geändert werden, auf dem das Eigenfahrzeug fährt. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel auf einer Autobahn fährt, kann die minimale Fahrspurbreite LWmin größer festgelegt werden als die minimale Fahrspurbreite LWmin, die festgelegt wird, wenn das Fahrzeug auf einer allgemeinen Straße fährt. Da gemäß einer solchen Konfiguration ein Wert der minimalen Fahrspurbreite LWmin entsprechend dem Straßentyp, auf dem das Eigenfahrzeug fährt, festgelegt und angewendet wird, ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung zu unterbinden, bei der die Gültigkeit der erfassten Fahrspurgrenzlinie bestimmt wird.
In S306 wird unter den zwei Fahrspurgrenzlinien des k-ten Fahrspurkandidaten die außenseitige Fahrspurgrenzlinie als fehlerhaft erfasst erachtet. Gleichzeitig wird die innenseitige Fahrspurgrenzlinie des k-ten Fahrspurkandidaten als ein Ende eines Fahrspurerfassungsbereichs festgelegt. Durch diese Konfiguration wird ein Bereich mit der innenseitigen Fahrspurgrenzlinie des k-ten Fahrspurkandidaten als äußeres Ende als der Fahrspurerfassungsbereich bestimmt.
Wenn zum Beispiel die Breite WLC des fünften Fahrspurkandidaten kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, wird unter den zwei angrenzenden Fahrspurgrenzlinien B5 und B6 des fünften Fahrspurkandidaten die Fahrspurgrenzlinie B6, die sich auf der von dem Eigenfahrzeug aus gesehenen Außenseite befindet, verworfen und die Fahrspurgrenzlinie B5, die sich auf der von dem Eigenfahrzeug aus gesehenen Innenseite befindet, als das äußere Ende des Fahrspurerfassungsbereichs festgelegt. Durch Ausführen von S305 und S306 ist es möglich, das Risiko der Verwendung von Fahrspurgrenzlinieninformationen zu reduzieren, die mit hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft in der darauffolgenden Verarbeitung erfasst werden. Das rechte Ende des Fahrspurerfassungsbereichs entspricht der rechten äußersten Fahrspurgrenzlinie, die sich an der äußersten rechten und effektiven Fahrspurgrenzlinie unter den Fahrspurgrenzlinien befindet, die von der Frontkamera 11 erfasst werden. Die effektive Fahrspurgrenzlinie ist eine Fahrspurgrenzlinie, die in der darauffolgenden Verarbeitung verwendet wird, da die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Erfassung der effektiven Fahrspurgrenzlinie gering ist. Bei der Bestimmung der Möglichkeit einer fehlerhaften Erfassung werden ein Abstand zur angrenzenden Fahrspurgrenzlinie und eine relative Position zu der Straßenkante berücksichtigt. Das linke Ende des Fahrspurerfassungsbereichs entspricht der linken äußersten Fahrspurgrenzlinie, die sich an der äußersten linken und effektive Fahrspurgrenzlinie unter den Fahrspurgrenzlinien befindet, die von der Frontkamera 11 erfasst werden.
In S307 bestimmt, unter den zwei Fahrspurgrenzlinien des k-ten Fahrspurkandidaten, der Prozess, ob die linke Grenzlinie, welche die auf der linken Seite befindliche Fahrspurgrenzlinie ist, sich auf der Außenseite (in diesem Beispiel auf der linken Seite) als die linke Straßenkante der Straße von dem Eigenfahrzeug aus gesehen befindet. Wenn bestimmt wird, dass sich die linke Grenzlinie auf der Außenseite der linken Straßenkante befindet, schreitet der Prozess zu S308 voran. Wenn bestimmt wird, dass sich die linke Grenzlinie nicht auf der Außenseite der linken Straßenkante befindet, schreitet der Prozess zu S309 voran.
In S308 legt der Prozess unter den zwei Fahrspurgrenzlinien des k-ten Fahrspurkandidaten die rechte Grenzlinie, welche die auf der rechten Seite befindliche Fahrspurgrenzlinie ist, als ein linkes Ende des Fahrspurerfassungsbereichs fest. Wenn zum Beispiel, wie in 10 gezeigt, die Fahrspurgrenzlinie B1, die der linken Grenzlinie des ersten Fahrspurkandidaten entspricht, sich auf der Außenseite der linken Straßenkante EgL befindet, wird das Erfassungsergebnis der Fahrspurgrenzlinie B1 verworfen. Dann wird die Fahrspurgrenzlinie B2 als das linke Ende des Fahrspurerfassungsbereichs festgelegt. Dieser Prozess entspricht einem Prozess zum Bestimmen, dass die erfasste linke Grenzlinie des k-ten Fahrspurkandidaten ein fehlerhaftes Erfassungsergebnis ist.
In S309 bestimmt der Prozess, ob sich die rechte Grenzlinie des k-ten Fahrspurkandidaten auf einer Außenseite (in diesem Beispiel entsprechend der rechten Seite) als die rechte Straßenkante der Straße von dem Eigenfahrzeug aus gesehen befindet. Wenn bestimmt wird, dass sich die rechte Grenzlinie auf der Außenseite der rechten Straßenkante befindet, schreitet der Prozess zu S310 voran. Wenn bestimmt wird, dass sich die rechte Grenzlinie nicht auf der Außenseite der rechten Straßenkante befindet, schreitet der Prozess zu S311 voran. In S310 wird die linke Grenzlinie des k-ten Fahrspurkandidaten als das rechte Ende des Fahrspurerfassungsbereichs festgelegt. Dieser Prozess entspricht einem Prozess zum Bestimmen, dass die erfasste rechte Grenzlinie des k-ten Fahrspurkandidaten ein fehlerhaftes Erfassungsergebnis ist.
Durch Ausführen von S307 bis S310 werden die Daten von Fahrspurgrenzlinien, die sich außenseitig der Straßenkanten befinden, in der darauffolgenden Verarbeitung nicht verwendet. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die erfasste Fahrspurgrenzlinie, die sich außenseitig der Straßenkante befindet, fehlerhaft erfasst wird. Durch Ausführen von S307 bis S310 ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass die Fahrspurgrenzlinieninformationen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit fehlerhaft erfasst werden, in der darauffolgenden Verarbeitung (das heißt dem Fahrspurspezifizierungsprozess) verwendet werden.
In S311 wird der Wert der Variablen k um eins erhöht, und der Prozess schreitet zu S312 voran. In S312 bestimmt der Prozess, ob die Variable k gleich oder kleiner als die Anzahl Cn von Fahrspurkandidaten ist. Wenn die Beziehung k ≤ Cn erfüllt ist, kehrt der Prozess zu S304 zurück. Wenn die Beziehung k > Cn erfüllt ist, beendet der Prozess den in 9 gezeigten Ablauf und schreitet zu S4 voran, der in 4 gezeigt ist. Der in S312 ausgeführte Prozess entspricht einem Prozess zum Bestimmen, ob ein unverarbeiteter Fahrspurkandidat unter allen Fahrspurkandidaten verbleibt. Das heißt, der in S312 ausgeführte Prozess entspricht einem Prozess zum Bestimmen, ob der Prozess in S304 bis S310 für alle Fahrspurkandidaten ausgeführt wurde. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Variable k von 1 auf die Anzahl von Fahrspurkandidaten Cn inkrementiert bzw. erhöht wird. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann die Variable k von der Anzahl Cn von Fahrspurkandidaten auf 1 dekrementiert bzw. verringert werden.
Durch Ausführen des vorstehenden Prozesses wird zum Beispiel das in 10 gezeigte Erfassungsergebnis auf den in 11 gezeigten Erkennungsinhalt korrigiert. Das heißt, durch Ausführen des vorstehenden Prozesses werden die Informationen bezüglich der Fahrspurgrenzlinie B1, die sich auf der linken Seite der linken Straßenkante befindet, und die Informationen bezüglich der Fahrspurgrenzlinie B6, die einen Abstand zwischen sich selbst und der angrenzenden Fahrspurgrenzlinie aufweist, der kleiner kürzer als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, verworfen und nicht verwendet.
(S4: Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess)
Im Folgenden wird der Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess in Bezug auf 12 beschrieben. Der in 12 gezeigte Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess wird in S4 des in 4 gezeigten Ablaufs als Beispiel ausgeführt. Als ein Beispiel enthält der Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess S401 bis S404. Der in S401 bis S404 ausgeführte Prozess kann einzeln für das rechte Ende und das linke Ende des Fahrspurerfassungsbereichs ausgeführt werden. Das folgende Beispiel beschreibt den Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess, der für das rechte Ende des Fahrspurerfassungsbereichs zum Zwecke der Vereinfachung ausgeführt wird. Der Straßenrandbereichsbreitenberechnungsprozess wird jedoch auch für das linke Ende des Fahrspurerfassungsbereichs auf ähnliche Weise ausgeführt.
In S401 bestimmt der Prozess, ob ein Abstand zwischen dem rechten Ende des Fahrspurerfassungsbereichs und der rechten Straßenkante kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist. Dieser Prozess wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob sich die Straßenkante um zumindest die minimale Fahrspurbreite außenseitig des Fahrspurerfassungsbereichs befindet. Wenn der Abstand zwischen dem rechten Ende des Fahrspurerfassungsbereichs und der rechten Straßenkante kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, schreitet der Prozess zu S403 voran. In einem Fall, in dem der Abstand zwischen dem rechten Ende des Fahrspurerfassungsbereichs und der rechten Straßenkante kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, kann bestimmt werden, dass der Bereich zwischen dem Ende des Fahrspurerfassungsbereichs und der Straßenkante der Straßenrandbereich aber nicht die Fahrspur ist. Wenn der Abstand zwischen dem rechten Ende des Fahrspurerfassungsbereichs und der rechten Straßenkante gleich oder größer als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, schreitet der Prozess zu S402 voran.
In S402 bestimmt der Prozess das Fehlen einer nicht erfassten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs. Wenn zum Beispiel die Straßenkante innerhalb eines erkennbaren Fahrspurbereichs durch die Frontkamera 11 aufgenommen wird oder wenn die Straßenoberfläche von dem Fahrspurerfassungsbereich bis zu der Straßenkante in dem Bild aufgenommen wird, bestimmt der Prozess in S402 eindeutig, dass es keine unerkannte Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs gibt, und schreitet zu S403 voran. Der durch die Frontkamera 11 erfassbare Fahrspurbereich kann durch die Spezifizierung der Frontkamera 11 definiert sein, zum Beispiel ein horizontaler Winkelbereich, der drei Fahrspuren entspricht. Ein Fall, in dem die Straßenoberfläche vom Fahrspurerfassungsbereich bis zu der Straßenkante von der Kamera aufgenommen wird, kann eine spezifische Situation enthalten, in der kein anderes Fahrzeug auf der rechten Seite des Fahrspurerfassungsbereichs vorhanden ist.
Wenn der Prozess in S402 das Fehlen einer nicht erfassten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs nicht eindeutig bestimmen kann, schreitet der Prozess zu S404 voran. Ein Fall, in dem der Prozess das Fehlen einer nicht erfassten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs nicht eindeutig bestimmt, kann eine spezifische Situation enthalten, in der sich die Straßenkante an einer Position befindet, die von dem erfassbaren Fahrspurbereich der Frontkamera 11 um eine oder mehrere Fahrspuren in Richtung zu der Außenseite der Straße entfernt ist. Der Fall, in dem der Prozess das Fehlen einer nicht erfassten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs nicht eindeutig bestimmt, kann auch eine spezifische Situation enthalten, in der ein Teil oder die gesamte Straßenoberfläche von dem Fahrspurerfassungsbereich zu der Straßenkante aufgrund des Vorhandenseins des anderen Fahrzeugs auf der rechten Seite des Fahrspurerfassungsbereichs nicht aufgenommen werden kann. Der Fall, in dem der Prozess das Fehlen einer nicht erfassten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs nicht eindeutig bestimmt, kann auch eine spezifische Situation enthalten, in der ein Fehlen der nicht erfassten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des Fahrspurerfassungsbereichs nicht eindeutig bestätigt werden kann. Das heißt, wenn immer noch die Möglichkeit besteht, dass eine nicht erfasste Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des Fahrspurerfassungsbereichs vorhanden ist, kann der Prozess in S402 das Fehlen einer nicht erfassten Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des Fahrspurerfassungsbereichs nicht eindeutig bestimmen, und schreitet dann zu S404 voran. Wenn die Möglichkeit besteht, dass eine nicht erfasste Fahrspurgrenzlinie auf der rechten Seite des Fahrspurerfassungsbereichs vorhanden ist, wird eine Erfassungszuverlässigkeit der Fahrspurgrenzlinie, die das rechte Ende des Fahrspurerfassungsbereichs definiert, als niedrig bestimmt, oder eine Erfassungszuverlässigkeit der Straßenkante wird als niedrig bestimmt.
In S403 wird der Abstand vom rechten Ende des Fahrspurerfassungsbereichs zu der rechten Straßenkante als die Breite des Straßenrandbereichs berechnet, der auf einem rechten Abschnitt der Straße vorgesehen ist. Dieser Prozess entspricht einem Prozess, der bestimmt, dass ein Bereich vom Ende des Fahrspurerfassungsbereichs bis zu der Straßenkante ein Straßenrandbereich ist, aber keine Fahrspur ist. In S404 wird die Breite des Straßenrandbereichs, der sich auf dem rechten Abschnitt der Straße befindet, auf einen vorgegebenen Wert (zum Beispiel 2,5 m) festgelegt, und der in 12 gezeigte Ablauf endet. In S404 kann bestimmt werden, dass die Straßenrandbereichsbreite unbekannt ist, und der in 4 gezeigte Fahrspurspezifizierungsprozess kann unterbrochen werden. Wenn der Fahrspurspezifizierungsprozess unterbrochen wird, wird bestimmt, dass die Fahrspur des Eigenfahrzeugs unbekannt ist.
Durch Ausführen des vorherigen Prozesses an den Straßenkomponenten, die sich auf der linken Seite des Eigenfahrzeugs befinden, das heißt, am linken Ende des Fahrspurerfassungsbereichs und an der linken Straßenkante, kann die Breite des Stra-ßenrandbereichs, der sich an einem linken Abschnitt der Straße befindet, ebenfalls berechnet werden. Die durch den in 12 gezeigten Prozess berechnete Straßenrandbereichsbreite wird in S6 verifiziert, und Details von S6 werden später beschrieben. Somit entspricht die Straßenrandbereichsbreite, die durch den in 12 gezeigten Prozess berechnet wird, einer Breite des Bereichs ähnlich dem Straßenrandbereich, das heißt einer Straßenrandbereichskandidatenbreite.
Da gemäß der vorstehenden Konfiguration der Abstand zwischen dem Fahrspurerfassungsbereich und der Kante der Straße als die Breite des Straßenrandbereichs berechnet wird, ist es im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der die Breite des Stra-ßenrandbereichs auf einen festen Wert festgelegt ist, möglich, einen tatsächlichen Wert als Breite des Straßenrandbereichs festzulegen. In einer Konfiguration, in der die Breite des Straßenrandbereichs auf einen festen Wert festgelegt ist, gibt es eine signifikante Abweichung zwischen dem festen Wert der Straßenrandbereichsbreite und dem tatsächlichen Wert, wenn ein breiter Straßenrandbereich, wie beispielsweise ein Evakuierungsabschnitt, auf der Straße vorgesehen ist. In diesem Fall kann das Eigenfahrzeug die Fahrspur fehlerhaft spezifizieren. Mit der zuvor beschriebenen Konfiguration ist es möglich, das Risiko einer fehlerhaften Spezifikation der Fahrspur aufgrund der Differenz zwischen dem festen Systemnutzungswert der Straßenrandbereichsbreite und dem tatsächlichen Wert der Straßenrandbereichsbreite zu reduzieren.
Wenn in dem vorherigen Prozess der Abstand zwischen der äußersten Erfassungslinie, welche die erkennbare äußerste Fahrspurgrenzlinie ist, und der Straßenkante kleiner als die vorgegebene minimale Fahrspurbreite ist, werden die erfassten Straßenkanteninformationen für den Fahrspurspezifizierungszweck verwendet. Wenn der Prozess eindeutig bestimmt, dass keine Fahrspurgrenzlinie zwischen der äußersten Erfassungslinie und der Straßenkante ist, werden die erfassten Straßenkanteninformationen für den Fahrspurspezifizierungszweck verwendet. Die äußerste Erfassungslinie ist ein Konzept, das individuell auf die linke und rechte Seite des Fahrzeugs angewendet wird. Der zuvor beschriebene Prozess entspricht einem Prozess, der einen Bereich von der äußersten Erfassungslinie bis zu der Straßenkante als den Straßenrandbereich unter einer Bedingung bestimmt, dass der Abstand zwischen der äußersten Erfassungslinie und der Straßenkante kleiner als die vorgegebene minimale Fahrspurbreite ist.
(S5: Straßenkantengültigkeitsbestimmungsprozesses)
Im Folgenden wird der Straßenkantengültigkeitsbestimmungsprozess in Bezug auf 13 beschrieben. Dieser Prozess verifiziert, ob die Seitenposition der Straßenkante, die durch die Regressionslinie der Straßenkante definiert ist, falsch ist. Die Straßenkante ist nicht in der Fahrspur enthalten, das heißt dem Fahrspurerfassungsbereich. Dieser Prozess wird unter einer solchen Positionsbeziehungsbedingung ausgeführt und enthält S501 bis S506 als ein Beispiel. Der in 13 gezeigte Ablauf wird als Stra-ßenkantengültigkeitsbestimmungsprozess S5 in 4 ausgeführt.
In S501 bestimmt der Prozess, ob die geschätzte Position der linken Straßenkante, die durch die dem Bestimmungspunkt entsprechende Regressionsgleichung definiert ist, sich auf der linken Seite des in S3 berechneten Fahrspurerfassungsbereichs befindet. Zum Beispiel bestimmt der Prozess, ob die Seitenposition der linken Straßenkante, die basierend auf der Regressionsgleichung definiert ist, sich auf der linken Seite der Seitenposition des linken Endes des Fahrspurerfassungsbereichs befindet. Wenn sich die Seitenposition der linken Straßenkante auf der rechten Seite der Seitenposition des linken Endes des Fahrspurerfassungsbereichs befindet, bestimmt der Prozess, dass die berechnete Position der linken Straßenkante basierend auf der Regressionsgleichung innerhalb des Fahrspurerfassungsbereichs liegt.
Wenn sich die geschätzte Position der linken Straßenkante auf der linken Seite des Fahrspurerfassungsbereichs befindet, trifft der Prozess in S501 eine positive Bestimmung und schreitet dann zu S502 voran. Wenn sich die geschätzte Position der linken Straßenkante auf der rechten Seite des linken Endes des Fahrspurerfassungsbereichs befindet, trifft der Prozess in S501 eine negative Bestimmung und schreitet dann zu S503 voran.
In S502 wird die durch die Regressionsgleichung bestimmte geschätzte Position der linken Straßenkante als Seitenposition der linken Straßenkante festgelegt, und der Prozess schreitet zu S504 voran. In S503 wird die durch die Regressionsgleichung bestimmte geschätzte Position der linken Straßenkante verworfen, und der Prozess der Prozess schreitet zu S504 voran. Der Prozess in S503 entspricht einem Prozess zum Bestimmen, dass die berechnete Position der linken Straßenkante fehlerhaft ist. Wenn S503 ausgeführt wird, wird die Position der linken Straßenkante als unbekannt behandelt.
In S504 bestimmt der Prozess, ob die geschätzte Position der rechten Straßenkante, die durch die Regressionsgleichung definiert ist, sich auf der rechten Seite des in S3 berechneten Fahrspurerfassungsbereichs befindet. Zum Beispiel bestimmt der Prozess, ob die Seitenposition der rechten Straßenkante, die basierend auf der Regressionsgleichung definiert ist, sich auf der rechten Seite der Seitenposition des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs befindet. Wenn sich die Seitenposition der rechten Straßenkante auf der linken Seite der Seitenposition des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs befindet, bestimmt der Prozess, dass die basierend auf der Regressionsgleichung geschätzte Position der rechten Straßenkante innerhalb des Fahrspurerfassungsbereichs liegt.
Wenn sich die geschätzte Position der rechten Straßenkante auf der rechten Seite des Fahrspurerfassungsbereichs befindet, trifft der Prozess in S504 eine positive Bestimmung und schreitet dann zu S505 voran. Wenn sich die geschätzte Position der rechten Straßenkante auf der linken Seite des rechten Endes des Fahrspurerfassungsbereichs befindet, trifft der Prozess in S504 eine negative Bestimmung und schreitet dann zu S506 voran.
In S505 wird die durch die Regressionsgleichung bestimmte geschätzte Position der rechten Straßenkante als die Seitenposition der rechten Straßenkante festgelegt, und der in 13 gezeigte Prozess wird beendet. In S505 wird die durch die Regressionsgleichung bestimmte geschätzte Position der rechten Straßenkante verworfen, und der in 13 gezeigte Prozess ist beendet. Der Prozess in S506 entspricht einem Prozess zum Bestimmen, dass die berechnete Position der rechten Straßenkante fehlerhaft ist. Wenn S506 ausgeführt wird, wird die Position der rechten Straßenkante als unbekannt behandelt.
Gemäß dem zuvor beschriebenen Prozess, wenn die Seitenposition der Straßenkante an dem durch die Regressionsgleichung bestimmten Bestimmungspunkt aufgrund des falschen Spezifizierens einer Kante eines anderen Fahrzeugs als ein Teil der Straßenkante ein falscher Wert ist, ist es möglich, das falsche Spezifikationsergebnis der Straßenkante zu erfassen und das Berechnungsergebnis zu verwerfen. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Bestimmung der Fahrspur aufgrund einer fehlerhaften Erkennung der Position der Straßenkante zu reduzieren.
(S6: Kartenkonsistenzbestimmungsprozess)
Im Folgenden wird der Kartenkonsistenzbestimmungsprozess in Bezug auf 14 beschrieben. Der Kartenkonsistenzbestimmungsprozess bestimmt, ob die Straßenrandbereichsbreite, der Fahrspurerfassungsbereich, die Straßenkantenposition, die in den vorherigen Prozessen berechnet wurden, gültig sind, indem die Berechnungsergebnisse mit Daten verglichen werden, die auf der Karte registriert sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Kartenkonsistenzbestimmungsprozess zum Beispiel S601 bis S606. Der in 14 gezeigte Ablauf wird als der Kartenkonsistenzbestimmungsprozess S6 in 4 ausgeführt.
In S601 bestimmt der Prozess, ob die Seitenposition der linken und rechten Straßenkanten an dem Bestimmungspunkt bezogen sind. Wenn zum Beispiel in S205 des Straßenkantenneigungsbestimmungsprozesses und in S503 und S506 des Straßenkantengültigkeitsbestimmungsprozesses die Positionsinformationen von zumindest einer der linken oder rechten Straßenkante verworfen werden, trifft der Prozess eine negative Bestimmung S601. Wenn die Seitenpositionen sowohl der linken als auch der rechten Straßenkante an dem Bestimmungspunkt bezogen sind, trifft der Prozess in S601 eine positive Bestimmung, und der Prozess schreitet zu S602 voran. Wenn das Beziehen der Seitenposition entweder der linken oder der rechten Straßenkante an dem Bestimmungspunkt fehlgeschlagen ist, trifft der Prozess in S601 eine negative Bestimmung, und der Prozess schreitet zu S606 voran.
In S602 wird eine Differenz zwischen der linken und der rechten Straßenkante als die Straßenbreite RW berechnet, und der Prozess schreitet zu S603 voran. In S603 berechnet der Prozess eine geschätzte Fahrspuranzahl Nf, die eine geschätzte Gesamtzahl von Fahrspuren ist, durch Dividieren eines Werts, der durch Subtrahieren des berechneten Werts RsW der Straßenrandbereichsbreite von der in S602 berechneten Straßenbreite RW erhalten wird, durch eine Standardfahrspurbreite LWstd. Das heißt, die geschätzte Fahrspuranzahl Nf wird durch eine Formel (RW-RsW)/LWstd berechnet. Die geschätzte Fahrspuranzahl Nf ist eine reelle Zahl und enthält Dezimalwerte. Die geschätzte Fahrspuranzahl Nf kann zum Beispiel in Gleitkommadarstellung ausgedrückt werden.
Die Standardfahrspurbreite LWstd kann als eine Standardbreite einer Fahrspur basierend auf Gesetzen und Vorschriften eines Gebiets festgelegt werden, in dem das Eigenfahrzeug fährt. Zum Beispiel kann die Standardfahrspurbreite LWstd auf 3,0 m festgelegt werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Standardfahrspurbreite LWstd auf 2,5 m, 2,75 m, 3,5 m oder dergleichen festgelegt werden. Der festgelegte Wert der Standardfahrspurbreite LWstd kann gemäß dem Straßentyp geändert werden, auf dem das Eigenfahrzeug fährt. Wenn das Fahrzeug zum Beispiel auf einer Autobahn fährt, kann die Standardfahrspurbreite LWstd größer festgelegt werden als die Standardfahrspurbreite LWstd, die festgelegt wird, wenn das Fahrzeug auf einer allgemeinen Straße fährt. Da gemäß einer solchen Konfiguration ein Wert der Standardfahrspurbreite LWstd entsprechend dem Straßentyp festgelegt und angewendet wird, auf dem das Eigenfahrzeug fährt, ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung in S604 zu unterbinden. Nachdem der Berechnungsprozess in S603 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S604 voran.
In S604 bestimmt der Prozess, ob ein Absolutwert der Differenz zwischen einer Kartenfahrspuranzahl Nm, welche die Gesamtzahl von Fahrspuren ist, die in den Kartendaten registriert ist, und der geschätzten Fahrspuranzahl Nf gleich oder kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Der in S604 verwendete Schwellenwert entspricht einer Obergrenze des zulässigen Fehlerbereichs. Wenn die verschiedenen Erkennungsergebnisse vollständig gültig sind, ist eine Fahrspuranzahldifferenz, welche die Differenz zwischen der Kartenfahrspuranzahl Nm und der geschätzten Fahrspuranzahl Nf ist, null. Da jedoch die geschätzte Fahrspuranzahl Nf eine Dezimalkomponente aufweist, kann die Fahrspuranzahldifferenz 0,1, 0,3 oder dergleichen sein, obwohl die Frontkamera 11 Straßenränder und Fahrspurgrenzlinien korrekt erfassen kann. Der Schwellenwert des Absolutwerts der Fahrspuranzahldifferenz kann in Abhängigkeit davon festgelegt werden, wie viel Fehler zulässig ist. Zum Beispiel kann der Schwellenwert der Fahrspuranzahldifferenz auf 0,5 festgelegt werden. Als weiteres Beispiel kann der Schwellenwert der Fahrspuranzahldifferenz auf 0,3, 1 oder dergleichen festgelegt werden. Wenn die Fahrspuranzahldifferenz größer als eins ist, bedeutet dies, dass die Straßenbreite oder Straßenrandbereichsbreite einen Erkennungsfehler von einer Fahrspur oder mehr aufweist. Somit wird der Schwellenwert der Fahrspuranzahldifferenz auf einen Wert kleiner als eins festgelegt.
Wenn der Absolutwert der Fahrspuranzahldifferenz kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, trifft der Prozess in S604 eine positive Bestimmung und schreitet zu S605 voran. Wenn der Absolutwert der Fahrspuranzahldifferenz gleich oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, trifft der Prozess in S604 eine negative Bestimmung und schreitet zu S606 voran. Wenn der Absolutwert der Fahrspuranzahldifferenz gleich oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, kann eine große Differenz zwischen den auf der Karte registrierten Karteninformationen und den von der Positionsschätzeinrichtung 20 erkannten Ergebnissen bestehen (das heißt Übereinstimmungsfehler). Zum Beispiel können die hier von der Positionsschätzeinrichtung 20 erkannten Ergebnisse zumindest entweder die Straßenbreite oder die Straßenrandbereichsbreite enthalten.
In S605 bestimmt der Prozess, dass die auf der Karte registrierten Informationen mit den von der Positionsschätzeinrichtung 20 erkannten Ergebnissen übereinstimmen, und der in 14 gezeigte Prozess wird beendet. In S606 bestimmt der Prozess, dass einige der bezogenen Daten bezüglich der Straßenstruktur (zum Beispiel der berechnete Wert der Straßenrandbereichsbreite) falsch sind, und der in 4 gezeigte Fahrspurspezifizierungsprozess wird unterbrochen. Wenn der Fahrspurspezifizierungsprozess unterbrochen wird, wird bestimmt, dass die Fahrspur des Eigenfahrzeugs unbekannt ist. In S606 kann der Prozess als ein weiteres Beispiel die Straßenrandbereichsbreite auf einen vorgegebenen Wert zurücksetzen und den Fahrspurspezifizierungsprozess fortsetzen.
Gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration ist es möglich zu bestimmen, ob der berechnete Wert der Straßenrandbereichsbreite und der berechnete Wert der Straßenkantenposition korrekt sind. Wenn zum Beispiel die an der Straßenkante angrenzende Fahrspurgrenzlinie nicht erfasst werden kann, kann ein der Fahrspur entsprechender Bereich als der Straßenrandbereich behandelt werden, und die Breite des Stra-ßenrandbereichs kann gegebenenfalls falsch berechnet werden. Unter Berücksichtigung eines solchen Problems kann, wenn der berechnete Wert der Straßenrandbereichsbreite verglichen mit der tatsächlichen Straßenrandbereichsbreite übermäßig groß ist, die durch den vorstehenden Prozess berechnete Fahrspuranzahldifferenz einen Wert von eins oder mehr haben, wie beispielsweise 1,5. Die Fahrspuranzahldifferenz mit dem Wert eins oder mehr wird als falscher Wert behandelt. Das heißt, gemäß dem vorherigen Prozess kann eine Anomalität in dem berechneten Wert der Straßenrandbereichsbreite erfasst werden, und ein Fehlerbestimmungsprozess kann durchgeführt werden.
In S606 kann der Prozess einen Wert durch Multiplizieren der Kartenfahrspuranzahl Nm mit der Standardfahrspurbreite LWstd als eine kartenbasierte Fahrbereichsbreite berechnen und einen Wert durch Subtrahieren der kartenbasierten Fahrbereichsbreite von der Straßenbreite RW als die Straßenrandbereichsbreite RsW berechnen.
In dem vorherigen beschriebenen Beispiel wird die Differenz zwischen der Kartenfahrspuranzahl und der geschätzten Fahrspuranzahl als ein Index zum Bestimmen der Konsistenz zwischen der Karte, die sich auf die Straßenstruktur bezieht, wie beispielsweise der Straßenrandbereichsbreite, und den Erkennungs- oder Berechnungsergebnissen, die von der Positionsschätzeinrichtung 20 bereitgestellt werden, verwendet. Zum Beispiel kann eine Differenz zwischen (i) einer erkennungsbasierten Fahrbereichsbreite, die durch Subtrahieren der Straßenrandbereichsbreite RsW von der Straßenbreite RW basierend auf den Erkennungsergebnissen erhalten wird, und (ii) einer kartenbasierten Fahrbereichsbreite, die basierend auf den in der Karte registrierten Daten bestimmt wird, als der Bestimmungsindex übernommen werden. Der Fahrbereich bezieht sich hier auf einen gesamten Bereich aller in der Straße enthaltenen Fahrspuren. Mit anderen Worten entspricht der Fahrbereich einem Bereich der Straße ohne den Straßenrandbereich und den Bürgersteig.
Die Fahrspurspezifizierungseinheit F4 berechnet als die kartenbasierte Straßenrandbereichsbreite einen Wert durch Subtrahieren einer kartenbasierten Fahrbereichsbreite von einer Straßenbreite RW. Die Straßenbreite RW kann durch Verwendung der in der Karte registrierten Straßenbreite oder durch Verwendung der Regressionslinie berechnet werden. Die Differenz zwischen der in dem vorherigen Prozess berechneten Straßenrandbereichsbreite RsW und der kartenbasierten Straßenrandbereichsbreite kann als der Bestimmungsindex verwendet werden.
Als ein weiteres Beispiel kann, wenn die Straßenbreite auf der Karte registriert ist, die Differenz zwischen der in S602 berechneten Straßenbreite und der auf der Karte registrierten Straßenbreite als der Bestimmungsindex verwendet werden. In diesem Fall ist es möglich, obwohl die Gültigkeit des berechneten Werts Straßenrandbereichsbreite nicht bewertet werden kann, zu bestimmen, ob das berechnete Ergebnis der Straßenkantenposition gültig ist.
(S8: Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess)
Im Folgenden wird der Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess in Bezug auf 15 beschrieben. In dem Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess wird ein Seitenpositionsbereich jeder erfassten Fahrspur berechnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess als ein Beispiel S801 bis S803. Der in 15 gezeigte Ablauf wird als der Individuelle-Fahrspur-Positionsbestimmungsprozess S8 in 4 ausgeführt.
In S801 berechnet der Prozess eine Gesamtfahrspurbreite durch Multiplizieren der Fahrspurbreite mit der Fahrspuranzahl und berechnet dann als eine Straßenbreite einen Wert durch Addieren der berechneten Straßenrandbereichsbreite RsW zu der berechneten Gesamtfahrspurbreite. Dann bestimmt der Prozess mit der linken Straßenkante oder der rechten Straßenkante als eine Referenz durch Verwendung der berechneten Straßenbreite eine Obergrenze und eine Untergrenze eines Seitenpositionsbereichs (das heißt, X-Koordinatenbereich), in dem eine Fahrspurgrenzlinie vorhanden sein kann. Wenn zum Beispiel die Straßenbreite mit 15 m berechnet wird und die Referenz-X-Koordinate der linken Straßenkante einen Wert von 5 m auf der linken Seite des Fahrzeugs hat, ist der Punkt (X: -5,0), der 5,0 m von dem Fahrzeug auf der linken Seite entfernt ist, als die Untergrenze der Seitenposition der Fahrspurgrenzlinie festgelegt. Dann wird die X-Koordinate (X: +10,0), die einen Punkt angibt, der 10 m von dem Fahrzeug auf der rechten Seite des Fahrzeugs entfernt ist, als Obergrenze der Seitenposition der Fahrspurgrenzlinie festgelegt.
Der Straßenrand für den die Seitenposition berechnet wurde, kann als Referenzstraßenkante verwendet werden. Wenn zum Beispiel die Seitenposition der rechten Straßenkante erfolgreich berechnet wurde und die Seitenposition der linken Straßenkante unbekannt ist, können die Ober- und Untergrenze der Seitenposition der Fahrspurgrenzlinie basierend auf der rechten Straßenkante berechnet werden. Der Fall, in dem die Seitenposition der Straßenkante unbekannt ist, kann eine Situation enthalten, in der die Straßenkanteninformationen in dem Straßenkantengültigkeitsbestimmungsprozess von S4 verworfen werden, und eine Situation, in der die Erkennung der Seitenposition der Straßenkante fehlschlägt. Wenn die Seitenpositionen sowohl der linken als auch der rechten Straßenkante bezogen werden, kann die näher an dem Fahrzeug liegende Straßenkante als Referenzstraßenkante verwendet werden. Dies liegt daran, dass die Positionsschätzgenauigkeit der näher an dem Fahrzeug liegenden Straßenkante höher sein kann als die Positionsschätzgenauigkeit der von dem Fahrzeug entfernten Straßenkante. Zum Beispiel kann die in S7 berechnete Fahrspurbreite als die Fahrspurbreite in S801 verwendet werden. Die auf der Karte registrierte Fahrspuranzahl kann in S801 als Fahrspuranzahl verwendet werden. Nachdem der Prozess in S801 abgeschlossen ist, schreitet der Prozess zu S802 voran.
In S802 wird ein Satz von zueinander angrenzenden erfassten Grenzlinien als ein Fahrspurkandidat festgelegt, und der Prozess schreitet zu S803 voran. In S803 wird der Fahrspurkandidat als die Fahrspur spezifiziert, wenn die Seitenpositionen (das heißt, die X-Koordinaten) der erfassten Grenzlinien sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite innerhalb des Seitenpositionsbereichs liegen, in dem die Fahrspurgrenzlinie vorhanden sein kann. Wie zuvor beschrieben, wird der Seitenpositionsbereich der Fahrspurgrenzlinie in S801 festgelegt. Dann bestimmt der Prozess Positionskoordinaten der rechten Grenzlinie und der linken Grenzlinie, welche die spezifizierte Fahrspur konfigurieren.
Wie zuvor beschrieben, spezifiziert der Prozess die Positionen der Fahrspurgrenzlinien, die von der Frontkamera 11 erfasst werden. Somit kann der Prozess spezifizieren, dass das Fahrzeug auf welcher Spur von der rechten oder linken Seite der Straße fährt. Das heißt, der Prozess kann die Fahrspur-ID der Fahrspur spezifizieren.
(Effekte der zuvor beschriebenen Konfiguration)
Gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration wird die Fahrspur basierend auf dem Abstand von der Straßenkante unter Berücksichtigung der tatsächlichen Breite des Straßenrandbereichs spezifiziert. Somit besteht keine Notwendigkeit, die Fahrortslinie des anderen Fahrzeugs zu verwenden, das um das Eigenfahrzeug herum vorhanden ist. Daher kann die Fahrspur auch dann spezifiziert werden, wenn sich kein anderes Fahrzeug um das Eigenfahrzeug herum befindet.
In der vorstehenden Konfiguration wird die Straßenrandbereichsbreite basierend auf den Erkennungsergebnissen der Straßenkante und der Fahrspurgrenzlinie berechnet, und die Fahrspur wird durch Verwendung des berechneten Werts der Straßenrandbereichsbreite spezifiziert. Als Vergleichsbeispiel kann die Fahrspur durch Verwendung eines geeignet gestalteten festen Werts der Straßenrandbereichsbreite spezifiziert werden. Bekanntlich variiert die Straßenrandbereichsbreite von Ort zu Ort. Zum Beispiel sei angenommen, dass der gestaltete feste Wert der Straßenrandbereichsbreite auf einen relativ kleinen Wert festgelegt ist, wie beispielsweise 0,5 m. Unter dieser Festlegung wird, wenn die Straßenrandbereichsbreite tatsächlich einen relativ großen Wert hat, wie beispielsweise ein Evakuierungsabschnitt, die Differenz zwischen dem gestalteten festen Wert und dem tatsächlichen Wert der Straßenrandbereichsbreite groß. Als Ergebnis kann ein Bereich, der tatsächlich dem Straßenrandbereich entspricht, fehlerhaft als die Fahrspur spezifiziert werden, wie beispielsweise die erste Fahrspur. Alternativ sei angenommen, dass der gestaltete feste Wert der Straßenrandbereichsbreite auf einen relativ großen Wert festgelegt ist, wie beispielsweise 2,2 m. Unter dieser Festlegung kann, wenn die Straße fast keinen Straßenrandbereich hat, ein Bereich, der tatsächlich der ersten Fahrspur entspricht, fehlerhaft als der Straßenrandbereich spezifiziert werden. Als Ergebnis wird die Fahrspur fehlerhaft spezifiziert. In diesem Vergleichsbeispiel ist die Straßenrandbereichsbreite auf den festen Wert festgelegt. Da eine Differenz zwischen der tatsächlichen Straßenrandbereichsbreite und dem gestalteten festen Wert der Straßenrandbereichsbreite besteht, kann die Fahrspur fehlerhaft spezifiziert werden, wenn der feste Wert der Straßenrandbereichsbreite verwendet wird.
Unter Berücksichtigung des Problems des Vergleichsbeispiels wird in der vorliegenden Offenbarung der Abstand zwischen der Seitenposition des Fahrspurexistenzbereichs (Fahrspurerfassungsbereich) und der Straßenkante berechnet und als die Breite des Straßenrandbereichs verwendet. Gemäß einer solchen Konfiguration kann ein Wert nahe der tatsächlichen Straßenrandbereichsbreite dynamisch als die Straßenrandbereichsbreite angewendet werden, die verwendet wird, um die Fahrspur zu spezifizieren. Somit wird es möglich, die Fahrspur des Eigenfahrzeugs mit höherer Genauigkeit als in dem Vergleichsbeispiel zu spezifizieren.
Die Straßenkanten verblassen nicht wie markierte Linien auf der Straßenoberfläche. In den meisten Fällen haben die Straßenkanten eine dreidimensionale Struktur. Somit kann auch bei Schneebedeckung oder Pfützen auf der Straße die Straßenkante mit höherer Genauigkeit erfasst werden als die auf der Straßenoberfläche markierte Fahrspurgrenze. Wie zuvor beschrieben, spezifiziert das vorliegende Ausführungsbeispiel die Fahrspur mit der Straßenkante als die Referenz. Verglichen mit einer Konfiguration, bei der die Fahrspur mit der Fahrspurgrenzlinie als die Referenz spezifiziert ist, kann die Konfiguration des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Robustheit verbessern.
Während die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung zuvor beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und verschiedene nachstehend zu beschreibende Abwandlungen sind im technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten und können durch verschiedene Abwandlungen innerhalb eines Schutzumfangs, der nicht vom Geist der vorliegenden Offenbarung abweicht, implementiert werden, zusätzlich zu den nachfolgend zu beschreibenden Abwandlungen. Zum Beispiel können verschiedene nachfolgend zu beschreibende Abwandlungen in geeigneter Weise in Kombination innerhalb eines Umfangs der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden, der keine technische Inkonsistenz verursacht. Die Komponenten mit den gleichen Funktionen wie die in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel beschriebenen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung der gleichen Komponenten wird weggelassen. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration beschrieben wird, kann die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebene Konfiguration auf den verbleibenden Teil der Konfiguration angewendet werden.
(Berechnungswert der Straßenrandbereichsbreite)
Wenn der berechnete Wert RsW der Straßenrandbereichsbreite einen vorgegebenen Schwellenwert der Straßenrandbereichsbreite überschreitet, wird der berechnete Wert RsW der Straßenrandbereichsbreite als fehlerhaft bestimmt, und der Fahrspurspezifizierungsprozess kann so konfiguriert sein, dass er unterbrochen wird. Der Schwellenwert der Straßenrandbereichsbreite kann auf eine maximal mögliche Breite des Stra-ßenrandbereichs festgelegt werden. Zum Beispiel kann in Japan der Schwellenwert der Straßenrandbereichsbreite auf 2,5 m festgelegt werden. Der Schwellenwert der Stra-ßenrandbereichsbreite kann auch auf 0,75 m, 1,5 m oder dergleichen festgelegt werden. Der Schwellenwert der Straßenrandbereichsbreite kann gemäß lokalen Gesetzen und Vorschriften eines Gebiets oder eines Landes festgelegt werden, in dem die Positionsschätzeinrichtung 20 verwendet wird. Der Schwellenwert der Straßenrandbereichsbreite kann gemäß dem Straßentyp geändert werden, auf dem das Eigenfahrzeug fährt. Für die Autobahn kann der Schwellenwert der Straßenrandbereichsbreite auf einen relativ großen Wert festgelegt werden, wie beispielsweise 2,0 m. Für allgemeine Straßen kann der Schwellenwert der Straßenrandbereichsbreite auf 0,75 m oder 0,8 m festgelegt werden.
Die von der Positionsschätzeinrichtung 20 berechnete Straßenrandbereichsbreite kann auf einen Kartenerzeugungsserver 6 hochgeladen werden. Wie in 16 gezeigt, erzeugt und aktualisiert der Kartenerzeugungsserver 6 eine Straßenkarte basierend auf Sondendaten, die von mehreren Fahrzeugen übertragen werden. Die V2X-Bordvorrichtung 14 kann konfiguriert sein, um die von der Positionsschätzeinrichtung 20 spezifizierten Straßenrandbereichsbreitendaten zusammen mit den Positionskoordinaten des Bestimmungspunkts drahtlos an den Kartenerzeugungsserver 6 zu übertragen. Mit dieser Konfiguration kann der Kartenerzeugungsserver 6 eine hochauflösende Karte erstellen, die Straßenrandbereichsbreiteninformationen basierend auf Straßenrandbereichsbreiteninformationen enthält, die von mehreren Fahrzeugen hochgeladen wurden. In 16 ist die Darstellung verbleibender Teile des Fahrassistenzsystems 1, wie beispielsweise die Frontkamera 11, weggelassen. Die Positionsschätzeinrichtung 20 kann konfiguriert sein, um mit der V2X-Bordvorrichtung 14 zusammenzuarbeiten, um die berechneten Straßenkantenpositionskoordinaten, Fahrspurgrenzlinienpositionskoordinaten und dergleichen auf den Kartenerzeugungsserver 6 hochzuladen.
Die Fahrassistenz-ECU 30 kann die von der Positionsschätzeinrichtung 20 berechnete Straßenrandbereichsbreite wie folgt verwenden. Zum Beispiel kann die Fahrassistenz-ECU 30 beim Ausführen eines Manövers mit minimalem Risiko (MRM) die von der Positionsschätzeinrichtung 20 bezogenen Straßenrandbereichsbreiteninformationen verwenden, um zu bestimmen, ob es einen Straßenrandbereich vor dem Fahrzeug als einen Ort gibt, an dem das Fahrzeug sicher angehalten werden kann. Wenn zum Beispiel die Positionsschätzeinrichtung 20 der Fahrassistenz-ECU 30 das Vorhandensein eines Straßenrandbereichs mit einer ausreichenden Breite mitteilt, kann die Fahrassistenz-ECU 30 einen Fahrplan in Richtung zu dem Straßenrandbereich als das MRM erstellen. Wenn die Positionsschätzeinrichtung 20 mitteilt, dass es keinen Stra-ßenrandbereich gibt, kann die Fahrassistenz-ECU 30 einen Fahrplan erstellen, so dass das Fahrzeug innerhalb der aktuellen Fahrspur angehalten wird. Wenn die Fahrassistenz-ECU 30 in der Lage ist, die Straßenrandbereichsbreiteninformationen von der Positionsschätzeinrichtung 20 zu beziehen, kann die Fahrassistenz-ECU 30 die Halteposition des Eigenfahrzeugs als das MRM zwischen der aktuell befahrenen Fahrspur oder dem Straßenrandbereich auswählen. Wenn die Halteposition des Eigenfahrzeugs als der Straßenrandbereich als der MRM ausgewählt werden kann, ist es möglich, das Kollisionsrisiko durch ein hinteres Fahrzeug zu reduzieren, nachdem das Eigenfahrzeug angehalten wurde. Dadurch hat auch das hintere Fahrzeug den Vorteil, dass es das Risiko einer Berührung mit dem von dem MRM angehaltenen vorausfahrenden Fahrzeug reduzieren kann.
(Straßenkantenerfassungsergebnis)
In einem Fall, in dem die rechte Straßenkante auf der rechten Seite der rechten äußersten Fahrspurgrenzlinie (das heißt, einer rechten äußersten Erfassungslinie) positioniert ist, die von der Frontkamera 11 durch einen Abstand erfasst wird, der einer oder mehreren Fahrspuren entspricht, ist es nicht klar, ob der gesamte Bereich zwischen der rechten äußersten Erfassungslinie bis zu der rechten Straßenkante dem Straßenrandbereich entspricht oder eine nicht erfasste Fahrspur enthält. Wenn somit der Abstand von der rechten äußersten Erfassungslinie zu der rechten Straßenkante gleich oder größer als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, kann die rechte Straßenkante gegebenenfalls nicht als die Straßenkante verwendet werden. In diesem Fall kann die Fahrspurposition durch Verwendung der gegenüberliegenden (das heißt linke) Straßenkante angegeben werden. Wenn der Abstand von der rechten äußersten Erfassungslinie zu der rechten Straßenkante kleiner als die minimale Fahrspurbreite LWmin ist, kann die rechte Straßenkante als die Straßenkante verwendet werden. In diesem Fall kann die rechte Straßenrandbereichsbreite auf einen Abstand von der rechten äußersten Erfassungslinie zu der rechten Straßenkante festgelegt werden. Dasselbe kann auf einen Fall angewendet werden, in dem die linke Straßenkante auf der linken Seite der linken äußersten Fahrspurgrenzlinie (das heißt, einer linken äußersten Erfassungslinie) positioniert ist, die von der Frontkamera 11 durch einen Abstand entsprechend einer oder mehrerer Fahrspuren erfasst wird.
(Ergänzung zum Straßenkantenerfassungsverfahren)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die Frontkamera 11 ein Ende der Straßenoberfläche als die Straßenkante. Wenn zum Beispiel die Außenseite der Straße ein unbefestigter Abschnitt ist, kann die Grenze zwischen dem befestigten Abschnitt und dem unbefestigten Abschnitt durch Analysieren der Helligkeitsverteilung des Einzelbilds (zum Beispiel durch Kantenerfassung) als Straßenkante erfasst werden. Wenn eine am Straßenrand stehende Struktur, die eine dreidimensionale Struktur ist, beispielsweise ein Gehsteigniveauunterschied an der Kante der Straße ausgebildet ist, kann ein Verbindungsabschnitt zwischen der am Straßenrand stehenden Struktur und der Straßenoberfläche, das heißt dem untersten Teil der stehenden Struktur als Straßenkante erkannt werden. Als ein weiteres Beispiel kann ein von der Straßenoberfläche erhabener Abschnitt durch Analysieren der Leuchtdichteverteilung des Einzelbilds als die Straßenkante erfasst werden.
Die Konfiguration, bei der die Grenze zwischen der Straßenoberfläche und der an dem Straßenrand stehenden Struktur, die von der Straßenoberfläche erhöht ist, als die Straßenkante erfasst wird, kann die folgenden Effekte bereitstellen. Normalerweise ist, wie in 17 gezeigt, eine Seitenwand entlang einer Schnellstraße manchmal außerhalb eines gestuften Abschnitts positioniert, der um mehrere zehn Zentimeter von der Straßenoberfläche erhöht ist. Wenn die Position der Seitenwand als die Straßenkante angenommen wird, besteht das Risiko, dass der Abschnitt, in dem der gestufte Abschnitt angeordnet ist, fehlerhaft als ein Bereich erkannt wird, in dem das Fahrzeug fahren kann. Infolgedessen besteht das Risiko, dass der Reifen oder die Fahrzeugkarosserie mit dem gestuften Abschnitt in Kontakt kommt. Unter Berücksichtigung einer solchen angenommenen Struktur kann, wenn das Ende der Straßenoberfläche als die Straßenkante angenommen wird, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das Risiko des Auftretens des zuvor beschriebenen Problems reduziert werden. Als ein weiteres Beispiel kann die Positionsschätzeinrichtung 20 konfiguriert sein, um die Positionen von Seitenwänden, Leitplanken usw. als Straßenkantenpositionen zu verwenden.
(Nutzung von Fahrspurinformationen)
Die durch die Positionsschätzeinrichtung 20 spezifizierte Fahrspur-ID der Fahrspur ist eine wesentliche Information, wenn autonomes Fahren einschließlich Fahrspurwechsel durchgeführt wird. Zum Beispiel kann die Fahrassistenz-ECU 30 als eine autonome Fahrvorrichtung konfiguriert sein, um einen Fahrplan zu erzeugen, der einen Fahrspurwechsel basierend auf der Fahrspur-ID der Fahrspur enthält, die durch die Positionsschätzeinrichtung 20 spezifiziert ist. Die Straße, auf der das autonome Fahren möglich ist, kann in Fahrspureinheiten als Operational Design Domain (ODD, operativer Planungsbereich) definiert werden. Unter solchen Einschränkungen muss das autonome Fahrsystem genau spezifizieren, ob sich das Eigenfahrzeug auf einer Fahrspur befindet, auf der das autonome Fahren möglich ist. Als Reaktion auf das Bestimmen, dass sich das Eigenfahrzeug nicht auf einer Fahrspur befindet, auf der das autonome Fahren möglich ist, oder dass das Eigenfahrzeug auf eine Fahrspur wechseln muss, auf der das autonome Fahren nicht erlaubt ist, wird die Fahrberechtigung auf den Fahrersitz- Insassen oder Bediener geändert oder die Ausführung von MRM wird als Systemreaktion aktiviert. Die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung kann auch für eine solche Situation nützlich sein, da sie eine hohe Robustheit gegenüber der Fahrumgebung aufweist.
In dem HMI-System, das eine Navigationsvorrichtung enthält, besteht ein Bedarf zum Anzeigen von Abbiegeinformationen, Einrichtungsleitinformationen und dergleichen auf einem Head-up-Display in einer Weise, die der realen Welt entspricht. Wenn die Erkennung der Fahrspur des Eigenfahrzeugs sogar um eine Fahrspur von der tatsächlichen Fahrspur abweicht, kann ein signifikanter Unterschied zwischen dem Anzeigebild auf dem Head-up-Display und der realen Welt erzeugt werden. Das heißt, es besteht nicht nur auf dem technischen Gebiet des autonomen Fahrens, sondern auch auf dem technischen Gebiet der Navigation ein Bedarf nach einer Konfiguration, welche die Fahrspur des Eigenfahrzeugs akkurat spezifizieren kann. Die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung kann auch für eine solchen Bedarf nützlich sein.
(Ergänzung zur Systemkonfiguration)
Die Konfiguration, in der die Positionsschätzeinrichtung 20 außerhalb der Frontkamera 11 angeordnet ist, ist in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel beispielhaft dargestellt. Die Anordnung der Positionsschätzeinrichtung 20 ist nicht darauf beschränkt. Wie in 18 gezeigt, kann die Funktion der Positionsschätzeinrichtung 20 in der Kamera-ECU 41 enthalten sein. Wie in 19 gezeigt, kann die Funktion der Positionsschätzeinrichtung 20 in der Fahrassistenz-ECU 30 enthalten sein. Die Fahrassistenz-ECU 30 mit der Funktion der Positionsschätzeinrichtung 20 entspricht einer Fahrsteuervorrichtung. Die Funktion der Kamera-ECU 41 (hauptsächlich der Identifizierer G1) kann auch in der Fahrassistenz-ECU 30 enthalten sein. Das heißt, die Frontkamera 11 kann konfiguriert sein, um die Bilddaten an die Fahrassistenz-ECU 30 auszugeben, und die Fahrassistenz-ECU 30 kann konfiguriert sein, um einen Prozess wie beispielsweise die Bilderkennung auszuführen. In 18 und 19 ist die Darstellung verbleibender Teile des Fahrassistenzsystems 1 weggelassen.
In der vorstehenden Konfiguration erfasst die Positionsschätzeinrichtung 20 die Position der Straßenkante relativ zu dem Eigenfahrzeug durch Verwendung der Frontkamera 11. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Wie in 20 gezeigt, kann ein Millimeterwellenradar 19A, ein Lichterkennungs- und Entfernungsmessungs-/Laserbilderkennungs- und Entfernungsmessungs-(LiDAR)-19B, ein Sonar oder dergleichen die Position der Straßenkante relativ zu dem Eigenfahrzeug erkennen. Das Millimeterwellenradar 19A, das LiDAR 19B und das Sonar entsprechen einem Abstandsmesssensor. In einem anderen Beispiel kann eine Seitenkamera, die eine Seitenrichtungsansicht des Eigenfahrzeugs aufnimmt, oder eine Rückkamera, die eine hintere Richtungsansicht des Eigenfahrzeugs aufnimmt, verwendet werden, um die Straßenkante und die Fahrspurgrenzlinie zu erfassen. Die Frontkamera 11, die Seitenkamera und die Rückkamera entsprechen einer Bildgebungsvorrichtung. Die Positionsschätzeinrichtung 20 kann konfiguriert sein, um Straßenkanten und dergleichen durch Verwendung mehrerer Arten von Vorrichtungen zu erkennen. Das heißt, die Positionsschätzeinrichtung 20 kann die Positionen von Straßenkanten und Fahrspurgrenzlinien durch Sensorfusion bestimmen. Für die Position der Straßenkante kann statt der Berechnung der Positionierung durch Verwendung der Regressionslinie auch die von der Erkennungssoftware erkannte Position verwendet werden.
(Zusätzliche Anmerkung 1)
Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Steuereinheiten und deren Verfahren können durch einen Spezialcomputer implementiert werden, der einen Prozessor enthält, der programmiert ist, um eine oder mehrere durch Computerprogramme implementierte Funktionen auszuführen. Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Vorrichtung und das zugehörige Verfahren können durch eine dedizierte Hardware-Logikschaltung implementiert werden. Des Weiteren können die in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Vorrichtung und das zugehörige Verfahren durch einen oder mehrere dedizierte Computer implementiert werden, die durch eine Kombination aus einem Prozessor, der ein Computerprogramm ausführt, und einer oder mehreren Hardware-Logikschaltungen konfiguriert sind. Das Computerprogramm kann als computerausführbare Anweisungen auf einem computerlesbaren, nichtflüchtigen materiellen Speichermedium gespeichert sein. Zum Beispiel können die Mittel und/oder Funktionen, die von der Positionsschätzeinrichtung 20 bereitgestellt werden, durch Software, die in materiellen Speichervorrichtungen und Computern zum Ausführen gespeichert ist, nur Software, nur Hardware oder eine Kombination davon bereitgestellt werden. Ein Teil oder alle Funktionen der Positionsschätzeinrichtung 20 können durch Hardware implementiert werden. Eine Konfiguration, in der eine bestimmte Funktion durch Hardware implementiert wird, enthält eine Konfiguration, in der die Funktion durch Verwendung eines oder mehrerer ICs oder dergleichen implementiert wird. Die Verarbeitungseinheit 21 kann durch Verwendung einer MPU, einer GPU oder eines Datenflussprozessors (DFP) anstelle der CPU implementiert werden. Die Verarbeitungseinheit 21 kann implementiert werden, indem mehrere Arten von Berechnungsverarbeitungsvorrichtungen wie beispielsweise eine CPU, eine MPU und eine GPU kombiniert werden. Die ECU kann durch Verwendung eines feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGA) oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) implementiert werden. Die zuvor beschriebenen verschiedenen Programme können in einem nichtflüchtigen materiellen Speichermedium gespeichert werden. Als das Speichermedium der Programme können verschiedene Speichermedien, wie beispielsweise ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein Festkörperspeicher bzw. Solid State Drive (SSD), ein löschbares programmierbares ROM (EPROM), ein Flash-Speicher, ein USB-Speicher und eine sicherer digitale (SD) Speicherkarte verwendet werden.
(Zusätzliche Anmerkung 2)
Die vorliegende Offenbarung enthält auch die folgenden Konfigurationen.
(Konfiguration 1)
Straßenrandbereichserkennungsvorrichtung enthält:

eine Grenzlinieninformationsbezugseinheit (F32), die Positionsinformationen von Fahrspurgrenzlinien bezieht, die durch Analysieren eines Bildes, das von einer Bildgebungsvorrichtung (11) aufgenommen wird, erfasst werden, wobei die Bildgebungsvorrichtung eine periphere Umgebung eines Eigenfahrzeugs aufnimmt;
eine Straßenkanteninformationsbezugseinheit (F31), die Positionsinformationen einer Straßenkante relativ zu dem Eigenfahrzeug durch Verwendung von zumindest einer der Komponenten, die Bildgebungsvorrichtung oder ein Abstandsmesssensor (19A, 19B), bezieht, wobei der Abstandsmesssensor ein Objekt erfasst, das in einer vorgegebenen Richtung relativ zu dem Eigenfahrzeug vorhanden ist, durch Übertragen einer Sondenwelle oder eines Laserstrahls; und
eine Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit (F41), die einen Seitenrichtungsabstand zwischen einer äußersten Erfassungslinie, die eine äußerste Grenzlinie unter den erfassten Grenzlinien ist, und der Straßenkante als eine Straßenrandbereichskandidatenbreite berechnet,
wobei ein Bereich von der äußersten Erfassungslinie bis zu der Straßenkante als ein Straßenrandbereich unter einer Bedingung bestimmt wird, dass die Straßenrandbereichskandidatenbreite kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

Üblicherweise variiert eine Breite eines Straßenrandbereichs (auch als Straßenrand bekannt) je nach Straßenabschnitt oder Straßentyp. Somit ist es schwierig, den Straßenrandbereich von der Fahrspur zu unterscheiden. Gemäß der vorherigen Konfiguration ist es möglich, den Straßenrandbereich genau zu erkennen. Als eine angenommene Konfiguration zum Erkennen des Straßenrandbereichs kann ein Linientyp (durchgezogene Linie oder gestrichelte Linie) der Fahrspurgrenzlinie verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Außenseite der Fahrspurgrenzlinie dem Straßenrandbereich entspricht oder nicht. Wenn jedoch die Fahrspurgrenzlinie eine durchgezogene Linie oder eine gestrichelte Linie ist, ist die Außenseite der Fahrspurgrenzlinie nicht immer der Straßenrandbereich. Das heißt, in der angenommenen Konfiguration besteht das Risiko einer fehlerhaften Bestimmung des Straßenrandbereichs.
Unter Berücksichtigung des potenziellen in der angenommenen Konfiguration vorhandenen Problems bestimmt die zuvor beschriebene Konfiguration 1 der vorliegenden Offenbarung, ob der Bereich zwischen der Straßenkante und der erfassten Fahrspurgrenzlinie dem Straßenrandbereich entspricht, basierend auf dem Abstand von der Straßenkante zu der erfassten Fahrspurgrenzlinie. Somit ist es möglich, die Möglichkeit einer fehlerhaften Bestimmung des Straßenrandbereichs zu reduzieren.
(Konfiguration 2)
Straßenrandbereichserkennungsvorrichtung gemäß der vorherigen Konfiguration 1, wobei die berechnete Straßenrandbereichsbreite konfiguriert ist, um an eine autonome Fahrvorrichtung übertragen zu werden.
(Konfiguration 3)
Straßenrandbereichserkennungsvorrichtung gemäß der vorherigen Konfiguration 1, des Weiteren mit
einer Eigenfahrzeugpositionsbezugseinheit (F1, F7), die eine Position des Eigenfahrzeugs bezieht,
wobei Informationen, welche die berechnete Straßenrandbereichsbreite angeben, konfiguriert sind, um zusammen mit Positionsinformationen des Eigenfahrzeugs an einen außerhalb des Eigenfahrzeugs angeordneten Kartenerzeugungsserver übertragen zu werden.
(Konfiguration 4)
Ein Straßenrandbereichserkennungsverfahren enthält
Beziehen von Positionsinformationen von Fahrspurgrenzlinien, die durch Analysieren eines Bildes erfasst werden, das von einer Bildgebungsvorrichtung (11) erzeugt wird, wobei die Bildgebungsvorrichtung eine periphere Umgebung eines Eigenfahrzeugs aufnimmt;
Beziehen (S1) von Positionsinformationen einer Straßenkante relativ zu dem Eigenfahrzeug durch Verwendung von zumindest einer der Komponenten, die Bildgebungsvorrichtung oder ein Abstandsmesssensor (19A, 19B), wobei der Abstandsmesssensor ein Objekt erfasst, das in einer vorgegebenen Richtung relativ zu dem Eigenfahrzeug vorhanden ist, durch Übertragen einer Sondenwelle oder eines Laserstrahls; und
Berechnen (S4) eines Seitenrichtungsabstands zwischen einer äußersten Erfassungslinie, die eine äußerste Grenzlinie unter den erfassten Grenzlinien ist, und die Straßenkante als eine Straßenrandbereichskandidatenbreite berechnet; und
Bestimmen eines Bereichs von der äußersten Erfassungslinie bis zu der Straßenkante als ein Straßenrandbereich unter einer Bedingung, dass die Straßenrandbereichskandidatenbreite kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
(Konfiguration 5)
Eine Straßenrandbereichserkennungsvorrichtung enthält:

eine Grenzlinieninformationsbezugseinheit (F32), die Positionsinformationen von Fahrspurgrenzlinien bezieht, die durch Analysieren eines Bildes, das von einer Bildgebungsvorrichtung (11) erzeugt wird, erfasst wird, wobei die Bildgebungsvorrichtung Außenansichten erfasst, die von einem Eigenfahrzeug aus gesehen werden;
eine Straßenkanteninformationsbezugseinheit (F31), die Positionsinformationen einer Straßenkante relativ zu dem Eigenfahrzeug durch Verwendung von zumindest einer der Komponenten, die Bildgebungsvorrichtung oder ein Abstandsmesssensor (19A, 19B), bezieht, wobei der Abstandsmesssensor ein Objekt erfasst, das in einer vorgegebenen Richtung relativ zu dem Eigenfahrzeug vorhanden ist, durch Übertragen einer Sondenwelle oder eines Laserstrahls;
eine Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit (F41), die einen Seitenrichtungsabstand zwischen einer äußersten Erfassungslinie, die eine äußerste Grenzlinie unter den erfassten Grenzlinien ist, und der Straßenkante als eine Straßenrandbereichsbreite berechnet;
eine Kartenbezugseinheit (F2) zum Beziehen von Karteninformationen einschließlich einer Fahrspuranzahl einer Fahrstraße des Eigenfahrzeugs aus einem Kartenspeicher, der innerhalb oder außerhalb des Eigenfahrzeugs angeordnet ist; und
eine Fahrspurspezifizierungseinheit (F4), die eine Fahrspur des Eigenfahrzeugs spezifiziert, basierend auf (i) den Positionsinformationen der Straßenkante, die von der Straßenkanteninformationsbezugseinheit bezogen werden, und (ii) der Fahrspuranzahl, die in den Karteninformationen enthalten ist, die von der Kartenbezugseinheit bezogen werden, und (iii) der Straßenrandbereichsbreite, die von der Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit berechnet wird,
wobei Informationen über die Fahrspur, die von der Fahrspurspezifizierungseinheit spezifiziert werden, an ein vorgegebenen Fahraufzeichnungsvorrichtung ausgegeben werden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2020 [0001]
JP 107959 [0001]
JP 2013242670 A [0003]
JP 2019091412 A [0003]

Claims

Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung mit: einer Straßenkanteninformationsbezugseinheit (F31), die Positionsinformationen einer Straßenkante relativ zu einem Eigenfahrzeug durch Verwendung von zumindest einer der Komponenten, eine Bildgebungsvorrichtung (11) oder ein Abstandsmesssensor (19A, 19B), bezieht, wobei die Bildgebungsvorrichtung Bilder von einem vorgegebenen Bereich um das Eigenfahrzeug herum aufnimmt, wobei der Abstandsmesssensor ein Objekt erfasst, das in einer vorgegebenen Richtung relativ zu dem Eigenfahrzeug vorhanden ist, durch Übertragen einer Sondenwelle oder eines Laserstrahls; einer Kartenbezugseinheit (F2) zum Beziehen von Karteninformationen einschließlich einer Fahrspuranzahl einer Fahrstraße des Eigenfahrzeugs aus einem Kartenspeicher, der innerhalb oder außerhalb des Eigenfahrzeugs angeordnet ist; und einer Fahrspurspezifizierungseinheit (F4), die eine Fahrspur des Eigenfahrzeugs spezifiziert, auf der das Eigenfahrzeug fährt, basierend auf (i) den Positionsinformationen der Straßenkante, die von der Straßenkanteninformationsbezugseinheit bezogen werden, und (ii) der Fahrspuranzahl, die in den Karteninformationen enthalten ist, die von der Kartenbezugseinheit bezogen werden.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren mit: einer Grenzlinieninformationsbezugseinheit (F32), die Positionsinformationen von Fahrspurgrenzlinien bezieht, die durch Analysieren der Bilder, die von der Bildgebungsvorrichtung aufgenommen werden, erfasst werden; und einer Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit (F41), die als Straßenrandbereichsbreite einen Seitenrichtungsabstand zwischen einer äußersten Erfassungslinie, die eine äußerste Grenzlinie unter den erfassten Grenzlinien ist, und der Straßenkante berechnet, wobei die Fahrspurspezifizierungseinheit die Fahrspur des Eigenfahrzeugs basierend auf (i) einem Abstand von dem Eigenfahrzeug zu der Straßenkante, (ii) der Straßenrandbereichsbreite und (iii) der Fahrspuranzahl, die in den Karteninformationen enthalten ist, spezifiziert.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Fahrspurspezifizierungseinheit einen Bereich von der äußersten Erfassungslinie bis zu der Straßenkante als einen Straßenrandbereich unter einer Bedingung bestimmt, dass die berechnete Straßenrandbereichsbreite kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, und die Fahrspurspezifizierungseinheit die Fahrspur des Eigenfahrzeugs mit einer Fahrspur neben dem Straßenrandbereich als eine Referenz spezifiziert.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei, beim Spezifizieren der Fahrspur des Eigenfahrzeugs die Fahrspurspezifizierungseinheit keine Positionsinformationen einer Fahrspurgrenzlinie verwendet, die auf der Außenseite der Straßenkante erfasst wird.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei, beim Spezifizieren der Fahrspur des Eigenfahrzeugs die Fahrspurspezifizierungseinheit keine Positionsinformationen einer Fahrspurgrenzlinie verwendet, die eine von zwei nebeneinanderliegenden Fahrspurgrenzlinien ist und in Bezug zu dem Eigenfahrzeugs außenseitig angeordnet ist, wenn ein Abstand zwischen den zwei nebeneinanderliegenden Fahrspurgrenzlinien kleiner als eine vorgegebene minimale Fahrspurbreite ist.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei, wenn die Fahrspurspezifizierungseinheit Positionsinformationen sowohl einer linken Straßenkante, die auf einer linken Seite des Eigenfahrzeugs angeordnet ist, als auch einer rechten Straßenkante, die auf einer rechten Seite des Eigenfahrzeugs angeordnet ist, als die Straßenkante bezieht, die Fahrspurspezifizierungseinheit eine geschätzte Fahrspuranzahl, die ein geschätzter Wert der Fahrspuranzahl ist, durch Verwendung (i) eines Abstands zwischen der linken Straßenkante und der rechten Straßenkante und (ii) der Straßenrandbereichsbreite berechnet, und wenn eine Differenz zwischen einer Fahrspuranzahl, die in den Karteninformationen enthalten ist, und der geschätzten Fahrspuranzahl gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, die Fahrspurspezifizierungseinheit die berechnete Straßenrandbereichsbreite als ein fehlerhaftes Ergebnis bestimmt oder die Spezifizierung der Fahrspur das Eigenfahrzeug unterbricht.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Fahrspurspezifizierungseinheit basierend auf den Positionsinformationen der erfassten Fahrspurgrenzlinien einen Fahrspurerfassungsbereich spezifiziert, in dem zumindest eine Fahrspur vorhanden ist, und wenn die Positionsinformationen der Straßenkante, die von der Straßenkanteninformationsbezugseinheit bezogen werden, angeben, dass die Straßenkante auf einer Innenseite des Fahrspurerfassungsbereichs angeordnet ist, die Fahrspurspezifizierungseinheit (i) die Positionsinformationen der Straßenkante als ein fehlerhaftes Ergebnis bestimmt, (ii) die Positionsinformationen der Straßenkante beim Spezifizieren der Fahrspur des Eigenfahrzeugs nicht verwendet, oder (iii) das Spezifizieren der Fahrspur des Eigenfahrzeugs unterbricht.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Straßenrandbereichsbreitenberechnungseinheit Daten in Bezug auf die berechnete Straßenrandbereichsbreite auf einen Kartenerzeugungsserver (6) hochlädt.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Straßenkanteninformationsbezugseinheit eine Straßenkantenneigung an einem vorgegebenen Bestimmungspunkt in dem Bild, das von der Bildgebungsvorrichtung aufgenommen wird, durch Verwendung einer Straßenkantenregressionslinie spezifiziert, die durch Erfassungspunkte der Straßenkante als Population erzeugt wird, und wenn die Straßenkantenneigung außerhalb eines vorgegebenen normalen Bereichs liegt, die Fahrspurspezifizierungseinheit (i) ein Erkennungsergebnis der Straßenkante als ein fehlerhaftes Ergebnis bestimmt, (ii) das Erkennungsergebnis der Straßenkante nicht beim Spezifizieren der Fahrspur des Eigenfahrzeugs verwendet wird, oder (iii) das Spezifizieren der Fahrspur des Eigenfahrzeugs unterbricht.
Fahrzeugpositionsschätzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei, wenn die Fahrspurspezifizierungseinheit die Fahrspur erfolgreich spezifiziert, eine Fahrspurnummer, die der spezifizierten Fahrspur zugewiesen wird, an eine externe Vorrichtung ausgegeben wird.
Fahrpositionsschätzverfahren, das von zumindest einem Prozessor ausgeführt wird, zum Spezifizieren einer Fahrspur, auf der ein Eigenfahrzeug fährt, mit: Beziehen (S1) von Positionsinformationen einer Straßenkante relativ zu einem Eigenfahrzeug durch Verwendung von zumindest einer der Komponenten, eine Bildgebungsvorrichtung (11) oder ein Abstandsmesssensor (19A, 19B), wobei die Bildgebungsvorrichtung Bilder von einem vorgegebenen Bereich um das Eigenfahrzeug herum aufnimmt, wobei der Abstandsmesssensor ein Objekt erfasst, das in einer vorgegebenen Richtung relativ zu dem Eigenfahrzeug vorhanden ist, durch Übertragen einer Sondenwelle oder eines Laserstrahls; Beziehen (S0) von Karteninformationen einschließlich einer Fahrspuranzahl einer Fahrstraße des Eigenfahrzeugs aus einem Kartenspeicher, der innerhalb oder außerhalb des Eigenfahrzeugs angeordnet ist; und Spezifizieren (S9) einer Fahrspur des Eigenfahrzeugs, auf der das Eigenfahrzeug fährt, basierend auf (i) den bezogenen Positionsinformationen der Straßenkante und (ii) der Fahrspuranzahl, die in den bezogenen Karteninformationen enthalten ist.