DE112021003707T5

DE112021003707T5 - Steuervorrichtung, steuerverfahren und programm

Info

Publication number: DE112021003707T5
Application number: DE112021003707.2T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Baba
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2023-06-01
Also published as: JP7472983B2; WO2022009707A1; US20230143805A1; CN115812228A; JPWO2022009707A1

Abstract

Die Gesamt-ECU enthält eine Szenenbestimmungseinheit (110), die bestimmt, ob eine Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs eine Vorfahrtsstraße ist, wenn eine Sichtbarkeit der Querstraße durch ein verdeckendes Objekt an einer Kreuzung eingeschränkt ist, an der die Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs die Querstraße kreuzt, und eine Steuereinheit (150), die das Ego-Fahrzeug steuert, um mit einer Geschwindigkeit zu fahren, die ein Anhalten unmittelbar vor der Kreuzung ermöglicht.

Description

QUERVERWEIS AUF IN BEZIEHUNG STEHENDE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der am 7. Juli 2020 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-117149, auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Technologie, die ein sicheres Passieren einer Straße (Querstraße) mit einer Kreuzung ermöglicht.
STAND DER TECHNIK
Bekannt ist ein System, das ein Fahren eines Fahrzeugs unterstützt, wenn das Fahrzeug in eine Kreuzung einfährt, indem es ein Kollisionsrisiko mit einem anderen Fahrzeug berechnet. Patentdokument 1 offenbart ein System, das ein Fahrzeug auf der Grundlage von Regeln navigiert, die eine Haftung für Unfälle definieren, und offenbart insbesondere eine Fahrzeugnavigation an einer Kreuzung.
Patentdokument 2 offenbart eine Fahrfahrassistenzvorrichtung, die mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt, ob ein Fahrzeug in eine Kreuzung einfahren darf. Die Vorrichtung gemäß Patentdokument 2 berechnet ein Kollisionsrisiko auf der Grundlage einer Kreuzungspassierungsdauer eines Ego-Fahrzeugs und einer Kreuzungspassierungsdauer eines anderen Fahrzeugs. Wenn das Kontakt- bzw. Kollisionsrisiko gleich oder niedriger als ein Schwellenwert ist, steuert das System das Ego-Fahrzeug, um in die Kreuzung einzufahren.
STAND-DER-TECHNIK-LITERATUR
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: WO 2019 / 180 506
Patentdokument 2: JP 6 128 218 B

KURZDARSTELLUNG
Weder Patentdokument 1, noch Patentdokument 2 offenbart spezifische Details darüber, wie die Kreuzung zu passieren ist, wenn eine Sicht an der Kreuzung durch ein verdeckendes Objekt eingeschränkt ist.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung führt ein autonom fahrendes Fahrzeug an einer Stelle, an der sich mehrere Straßen kreuzen, wie z.B. einer Kreuzung, wenn eine Sicht durch ein verdeckendes Objekt eingeschränkt ist und keine Information über einen verdeckten Bereich erhalten werden kann, eine Fahrtsteuerung durch, um die Kreuzung ordnungsgemäß zu passieren.
Um die oben beschriebene Schwierigkeit zu lösen, werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung die folgenden Maßnahmen ergriffen. Die Bezugszeichen in Klammern in den Ansprüchen weisen auf die Übereinstimmung mit dem konkreten Mittel in der Ausführungsform hin, wobei das konkrete Mittel als ein Beispiel beschrieben ist. Folglich ist der technische Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht zwangsläufig hierauf beschränkt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Steuervorrichtung, die eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs steuert, auf: eine Szenenbestimmungseinheit, die eine Szene bestimmt, in der eine Sicht durch ein verdeckendes Objekt an einer Kreuzung, an der sich eine Fahrstraße des Fahrzeugs mit einer Querstraße kreuzt, eingeschränkt ist, wobei die Szenenbestimmungseinheit ferner bestimmt, ob das Fahrzeug auf der Fahrstraße Vorfahrt hat; und eine Steuereinheit, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuert, um unmittelbar vor der Kreuzung anzuhalten, wenn das Fahrzeug auf der Fahrstraße keine Vorfahrt hat.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Steuervorrichtung, die eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs steuert, auf: eine Virtuelles-Bewegungsobjekt-Einstelleinheit, die in einer Szene, in der eine Sichtbarkeit durch ein verdeckendes Objekt an einer Kreuzung, an der sich eine Fahrstraße des Fahrzeugs mit einer Querstraße kreuzt, eingeschränkt ist, ein kreuzendes Bewegungsobjekt, d.h. sich bewegendes Objekt, an einer Position einstellt, die der Kreuzung innerhalb eines durch das verdeckende Objekt verdeckten Bereichs am nächsten ist; eine Geschwindigkeitsevaluierungseinheit, die eine Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts einstellt; und eine Steuereinheit, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuert, um nicht mit dem kreuzenden Bewegungsobjekt zu kollidieren, auf der Grundlage der Position und der Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts.
Mit der obigen Konfiguration kann an der Kreuzung, an der das verdeckende Objekt vorhanden ist, eine ordnungsgemäße Fahrtsteuerung an dem autonom fahrenden Fahrzeug vorgenommen werden, und zwar auch in einem Fall, in dem das kreuzende Bewegungsobjekt in dem verdeckten Bereich des verdeckenden Objekts vorhanden ist und Information über das kreuzende Bewegungsobjekt nicht erhalten werden kann.
Figurenliste

1 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Systemkonfiguration eines autonom fahrenden Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Anwendung, die von einem autonom fahrenden Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform verwendet wird;
3A zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Zustands, in dem eine Sichtbarkeit einer Querstraße durch ein verdeckendes Objekt eingeschränkt ist;
3B zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Zustands, in dem eine Sichtbarkeit einer Querstraße durch ein verdeckendes Objekt eingeschränkt ist;
4 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Risikoevaluierungseinheit;
5A zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Beispiels, in dem ein virtuelles anderes Fahrzeug innerhalb eines verdeckten Bereichs durch eine Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit eingestellt wird;
5B zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Beispiels, in dem ein virtuelles anderes Fahrzeug innerhalb eines verdeckten Bereichs durch eine Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit eingestellt wird;
6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Geschwindigkeitsevaluierungsprozesses;
7A zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung eines sichtbaren Bereichs einer Querstraße;
7B zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung eines sichtbaren Bereichs einer Querstraße; und
8 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs, der unter Verwendung sowohl einer abbremsbaren maximalen Geschwindigkeit als auch einer gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeit erfolgt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend ist ein Fahrzeug mit einer Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein autonom fahrendes Fahrzeug oder um ein Fahrzeug mit Fahrassistenzfunktion handeln. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein autonom fahrendes Fahrzeug als ein Beispiel beschrieben.
1 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Systemkonfiguration des autonom fahrenden Fahrzeugs 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das autonom fahrende Fahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält eine elektronische Gesamtsteuereinheit (ECU) 30, die eine autonome Fahrsteuerung durchführt, einen Sensor 10, der Bedingungen des Fahrzeugs und der Umgebung erfasst, verschiedene weitere ECUs, die jeweilige Fahrzeugvorrichtungen Befehlen von der Gesamt-ECU 30 steuern, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 40, die eine Schnittstelle zu einem Fahrer bereitstellt, und eine Kommunikationsvorrichtung 60, die mit einem Datenzentrum 70 kommuniziert. Das autonom fahrende Fahrzeug 1 kann außerdem eine Kommunikationsvorrichtung aufweisen, die eine V2X-Kommunikation, wie beispielsweise eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation, durchführt.
Als verschiedene ECUs zeigt 1 eine Beschleunigungs-ECU 51, eine Brems-ECU 52 und ein Lenk-ECU 53. Das autonom fahrende Fahrzeug 1 kann ferner ECUs anderen Typs aufweisen, die in 1 nicht dargestellt sind. Die HMI 40 enthält eine Anzeigeeinheit 41, die dem Fahrer Information anzeigt, eine Audioausgabeeinheit 42, die ein Audiosignal ausgibt, und eine Bedieneingabeeinheit 43, die eine Operation bzw. Bedienung vom Fahrer oder einem Insassen des Fahrzeugs empfängt. Die Gesamt-ECU 30 und die verschiedenen weiteren ECUs können jeweils mindestens einen Spezialcomputer enthalten, und zwar getrennt voneinander. Alternativ können die Gesamt-ECU 30 und die verschiedenen anderen ECUs gemeinsam durch mindestens einen Spezialcomputer bzw. Spezialrechner bereitgestellt sein. Der Spezialcomputer verfügt über mindestens einen Speicher und mindestens einen Prozessor. Bei dem Speicher handelt es sich um mindestens eine Art von computerlesbarem, nichtflüchtigem, greifbarem Speichermedium, wie beispielsweise ein Halbleiterspeicher, ein magnetisches Medium oder ein optisches Medium, zum nichtflüchtigen Speichern von computerlesbaren Programmen und Daten. Der Speicher kann zum Beispiel durch ein RAM oder ein ROM bereitgestellt sein. Der Prozessor kann mindestens eine CPU, eine GPU oder eine RISC-CPU als Kern enthalten. Der Spezialcomputer kann zum Beispiel wenigstens entweder eine digitale Schaltung oder eine analoge Schaltung als den Prozessor enthalten.
Der Sensor 10 umfasst als Sensorelemente, die Objekte außerhalb des Fahrzeugs erfassen, ein vorderes Sonar 11, ein seitliches Sonar 12, ein hinteres Sonar 13, einen vorderen Kamerasensor 14, einen seitlichen Kamerasensor 15, einen hinteren Kamerasensor 16, ein vorderes Millimeterwellenradar 17, ein seitliches Millimeterwellenradar 18, ein hinteres Millimeterwellenradar 19, ein LiDAR 20 und ein bildgebendes LiDAR 21. Der Sensor 10 kann als Sensorelemente, die einen Fahrzeugzustand erfassen, einen Schaltpositionssensor 22, einen Geschwindigkeitssensor 23 und einen Beschleunigungssensor 24 umfassen. Der Sensor 10 kann ein GPS 25 umfassen, das eine Position des Fahrzeugs misst. Das autonom fahrende Fahrzeug 1 kann mit weiteren Sensoren ausgestattet sein, die in 1 nicht dargestellt sind.
Die Gesamt-ECU 30 enthält ein RAM 31, eine CPU 32, ein ROM 33, eine Anzeigesteuereinheit 34, eine Audiosteuereinheit 35, eine Karten-Upload-Datenverarbeitungseinheit 36, eine Karten-Download-Datenverarbeitungseinheit 37, eine Beschleunigungssteuereinheit 38 und eine Geschwindigkeitssteuereinheit 39. Die Gesamt-ECU 30 berechnet einen Geschwindigkeitsbereich, der es dem Fahrzeug ermöglicht, eine Kreuzung auf einer Straße mit Kreuzung sicher zu durchfahren. Nachstehend ist eine Straße, die die Straße, auf der das Ego-Fahrzeug fährt, kreuzt, als eine Querstraße bezeichnet, und ein Fahrzeug, das auf der Querstraße fährt, ist als ein kreuzendes Fahrzeug bezeichnet. Das kreuzende Fahrzeug ist ein Beispiel für ein kreuzendes Bewegungsobjekt. Bei dem kreuzenden Fahrzeug kann es sich um einen anderen Verkehrsteilnehmer oder ein sicherheitsrelevantes Objekt handeln.
Die Gesamt-ECU 30 entspricht einer Steuervorrichtung. Ein Teil der Gesamt-ECU 30 kann der Steuervorrichtung entsprechen, oder eine Kombination aus der Gesamt-ECU 30 und den verschiedenen ECUs kann der Steuervorrichtung entsprechen. Die Anzeigesteuereinheit 34 und die Anzeigesteuereinheit 35 kommunizieren mit der HMI 40 und steuern die HMI 40 so, dass sie als Benutzerschnittstelle mit dem Fahrer fungiert. Die Beschleunigungssteuereinheit 38 und die Geschwindigkeitssteuereinheit 39 kommunizieren mit der Beschleunigungs-ECU 51 und der Brems-ECU 52, um einen Beschleuniger und eine Bremse des Fahrzeugs zu steuern. Die Karten-Upload-Datenverarbeitungseinheit 36 und die Karten-Download-Datenverarbeitungseinheit 37 kommunizieren mit dem Datenzentrum 70 über die Kommunikationsvorrichtung 60, um Kartendaten hoch- und herunterzuladen.
Das Datenzentrum 70 enthält eine Kommunikationsvorrichtung 71 und eine Kartendatenverarbeitungseinheit 72. Die Kartendatenverarbeitungseinheit 72 des Datenzentrums 70 verarbeitet die vom Fahrzeug hochgeladenen Kartendaten und aktualisiert die gespeicherten Kartendaten auf die neuesten Kartendaten. Das Datenzentrum 70 verteilt die neuesten Kartendaten periodisch oder auf Anfrage des Fahrzeugs an das Fahrzeug.
2 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration einer Anwendung, die vom autonom fahrenden Fahrzeug 1 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Die Anwendung wird durch die CPU 32 realisiert, wenn die CPU ein im RAM 31 oder im ROM 33 gespeichertes Programm ausführt. Das Programm, das von der CPU als die Anwendung ausgeführt wird, fällt ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Offenbarung.
Die Anwendung umfasst eine Situationserfassungseinheit 100, eine Szenenbestimmungseinheit 110, eine Risikoevaluierungseinheit 140 und eine Steuereinheit 150. Die Situationserfassungseinheit 100 führt eine Lokalisierung 101, Fahrstraßen-FSN (Fusion) 102, Objekt-FSN (Fusion) 103 und Kartenerfassung 104 durch. Die Lokalisierung 101 ist eine Funktion zum Spezifizieren einer Fahrtposition des Ego-Fahrzeugs auf der Karte. Die Fahrstraßen-FSN 102 ist eine Funktion zum Spezifizieren einer Fahrspur (Fahrstraße), auf der das Ego-Fahrzeug fahren soll, und zwar durch Kombinieren von Daten von mehreren Sensoren 10. Die Objekt-FSN 103 ist eine Funktion zum Spezifizieren eines anderen Fahrzeugs auf der Straße, eines Fußgängers, eines Schilds am Straßenrand, eines Verkehrssignals oder dergleichen durch Kombinieren von Daten von mehreren Sensoren 10. Die Kartenerfassung 104 erfasst Kartendaten um die aktuelle Position.
Die Szenenbestimmungseinheit 110 enthält eine individuelle Bestimmungseinheit 120 und eine integrierte Bestimmungseinheit 130. Die Szenenbestimmungseinheit 110 bestimmt eine Umgebung, in der das Fahrzeug unterwegs ist. Die zu bestimmende Umgebung umfasst wenigstens entweder ein Szenario oder eine Szene. Die individuelle Bestimmungseinheit 120 führt eine Kreuzungserfassung 121, eine Haltelinienerfassung 122, eine Vorfahrtserfassung 123, eine Gestopptes-Fahrzeug-Erfassung 124, eine Geparktes-Fahrzeug-Erfassung 125 und eine Strukturerfassung 126 durch.
Die Vorfahrtserfassung 123 in der individuellen Bestimmungseinheit 120 ist eine Funktion zum Erfassen, ob das Fahrzeug Vorfahrt auf der Straße hat, basierend auf dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Vorfahrtsschildes oder eines Straßen- bzw. Verkehrsschildes, das anzeigt, dass die Querstraße eine Vorfahrtsstraße ist. Wenn das Vorfahrtsschild vorhanden ist, wird bestimmt, dass die vom Ego-Fahrzeug befahrene Straße Vorfahrtsrecht besitzt, d.h. wird die vom Ego-Fahrzeug befahrene Straße als Vorfahrtsstraße bestimmt. Wenn das Verkehrsschild, das anzeigt, dass die Querstraße eine Vorfahrtsstraße ist, wie z.B. ein Stoppschild oder ein Abbremsschild, vorhanden ist, wird bestimmt, dass die Querstraße vorfahrtsberechtigt ist, d.h. wird die Querstraße als Vorfahrtsstraße bestimmt.
Wenn das Vorhandensein von Verkehrsschildern wie „4-Way Stop“ (Kreuzung vierer gleichrangiger Straßen) oder „All-Way Stop“ (siehe 4-Way Stop), wie sie in den Vereinigten Staaten verwendet werden, bestimmt wird, wird jede Straße als Nicht-Vorfahrtsstraße bestimmt. Bei Rechtsverkehr hat ein Fahrzeug, das von rechts in die Kreuzung einfährt, Vorfahrt gegenüber dem Ego-Fahrzeug, und das Ego-Fahrzeug hat Vorfahrt gegenüber dem Fahrzeug, das von links in die Kreuzung einfährt. Die hierin beschriebenen Beispiele gehen von Rechtsverkehr aus.
Die Vorfahrtserfassung 123 kann die aktuelle Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs auf der Grundlage von Kartendaten spezifizieren und auf der Grundlage der Straßeninformation erfassen, ob die aktuelle Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs Vorfahrt hat. Die Vorfahrtserfassung kann in Übereinstimmung mit der Farbe einer Verkehrsampel erfassen, ob das Ego-Fahrzeug Vorfahrt hat, d.h. ob die vom Ego-Fahrzeug befahrene Straße (Fahrstraße) die Vorfahrtsstraße ist.
Die integrierte Bestimmungseinheit 130 führt eine integrierte Bestimmung auf der Grundlage verschiedener Bestimmungsergebnisse von der individuellen Bestimmungseinheit 120 aus. Insbesondere führt die integrierte Bestimmungseinheit eine Verkehrsregelbestimmung 131 und eine Verdeckungsbestimmung 132 durch. Als die Verkehrsregelbestimmung 131, wenn die Kreuzung oder ein Einmündungspunkt durch die Kreuzungserfassung 121 vor dem Ego-Fahrzeug auf der Fahrstraße erfasst wird, bestimmt die integrierte Bestimmungseinheit integral, welche Straße von der Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs und der Querstraße das Vorfahrtsrecht besitzt, basierend auf Erfassungsergebnisses der Haltelinienerfassung 122 und der Vorfahrtserfassung 123.
Nachstehend ist ein Beispiel für eine Bestimmungslogik der Verkehrsregelbestimmung 131 beschrieben. Zunächst, wenn die Vorfahrt in Bezug auf die aktuelle Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs durch die individuelle Bestimmungseinheit 120 als die Vorfahrtserfassung 123 erfasst wird, bestimmt die individuelle Bestimmungseinheit 120 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses, ob oder nicht die Straße das Vorfahrtsrecht besitzt. Wenn das Erfassungsergebnis der Vorfahrtserfassung 123 nicht bekannt ist (z.B. wenn ein Vorfahrtsschild oder ein Straßenschild, das anzeigt, dass die Querstraße eine Vorfahrtsstraße ist, nicht erfasst wird), wird das Erfassungsergebnis der Haltelinienerfassung 122 verwendet, um die Vorfahrt zu bestimmen. Wenn die Fahrstraße oder die Querstraße eine Haltelinie hat, wird die Straße ohne Haltelinie als die Vorfahrtsstraße und die Straße mit Haltelinie als die Nicht-Vorfahrtsstraße bestimmt. Wenn eine Mittellinie der Straße durch die Kreuzung verläuft, an der die Querstraße einmündet, wird die Straße, deren Mittellinie durch die Kreuzung verläuft, als die Vorfahrtsstraße bestimmt. Wenn weder die Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs noch die Querstraße eine Haltelinie hat oder die Mittellinie nicht durch die Kreuzung verläuft, kann die Straße mit der größeren Breite als die Vorfahrtsstraße bestimmt werden. Die Straßenbreite kann auf der Grundlage der vom Sensor 10 des autonom fahrenden Fahrzeugs 1 erfassten Sensordaten oder auf der Grundlage der durch die Kartenerfassung 104 erfassten Kartendaten bestimmt werden. Wenn die Vorfahrtsstraße anhand der oben beschriebenen Kriterien nicht bestimmt werden kann, wird bestimmt, dass das von links kommende Fahrzeug Vorfahrt hat. Dieses Beispiel ist unter der Prämisse des Linksverkehrs wie in Japan beschrieben. In einem Land, in dem Rechtsverkehr herrscht, kann z.B. bestimmt werden, dass von rechts kommende Fahrzeuge Vorfahrt entsprechend der Rechtsverkehrsregel haben.
Die Verdeckungsbestimmung 132 erfolgt auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse der Gestopptes-Fahrzeug-Erfassung 124, der Geparktes-Fahrzeug-Erfassung 125 und der Strukturerfassung 126. Wenn die Sichtbarkeit der Querstraße eingeschränkt ist, wird ein verdeckter Bereich der Querstraße bestimmt. Die 3A und 3B zeigen jeweils eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Zustands, in dem eine Sichtbarkeit der Querstraße durch ein verdeckendes Objekt eingeschränkt ist. Wie in 3A gezeigt, kann durch Verlängerung einer geraden Linie zum Verbinden des Ego-Fahrzeugs SC und einer Kante des verdeckenden Objekts in Richtung der Kreuzung bestimmt werden, welcher Bereich der Querstraße sichtbar ist und welcher Bereich verdeckt ist. Das verdeckende Objekt kann ein Gebäude am Straßenrand, einen Baum, einen Hügel oder ein anderes Fahrzeug, das auf der Straße fährt (z.B. ein anderes Fahrzeug, das auf einer benachbarten Fahrspur des Ego-Fahrzeugs fährt), umfassen. Wenn die Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs eine scharfe Kurve voraus aufweist, kann die Sicht als eingeschränkt bestimmt werden.
In 3A ist der mit d_visible bezeichnete Bereich der sichtbare Bereich, und der durch das verdeckende Objekt verdeckte Bereich ist unsichtbar. Wie in 3B gezeigt, kann, wenn das verdeckende Objekt weit vom Ego-Fahrzeug SC entfernt ist oder wenn das verdeckende Objekt klein ist (nicht gezeigt), auch das andere Ende des verdeckenden Objekts mit dem Ego-Fahrzeug SC durch eine gerade Linie verbunden werden, und die gerade Linie kann in Richtung der Kreuzung verlängert werden, um den sichtbaren Bereich und den unsichtbaren Bereich der Querstraße zu bestimmen.
Die Anwendung des autonom fahrenden Fahrzeugs 1 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Risikoevaluierungseinheit 140 verwendet ein Risikomodell 145, um eine Risikoevaluierung bzw. Risikobewertung durchzuführen. 4 zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Konfiguration der Risikoevaluierungseinheit 140. Die Risikoevaluierungseinheit 140 ist konfiguriert, um ein Eigenpositionsschätzergebnis und das Szenenbestimmungsergebnis zu empfangen, das Risiko an der Kreuzung zu evaluieren und Geschwindigkeitsdaten mit Angabe von Obergrenze und Untergrenze an die Steuereinheit 150 zu übermitteln.
Der von der Risikoevaluierungseinheit 140 berechnete Geschwindigkeitsbereich ist ein Geschwindigkeitsbereich, der es dem Fahrzeug erlaubt, die Kreuzung in Bezug auf ein virtuelles anderes Fahrzeug sicher zu passieren, selbst wenn ein anderes Fahrzeug durch das verdeckende Objekt verdeckt ist. Mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug innerhalb dieses Geschwindigkeitsbereichs fährt, kann es selbst dann, wenn sich ein anderes Fahrzeug in dem verdeckten Bereich befindet, eine Kollision mit dem durch das verdeckende Objekt blockierten bzw. verdeckten Fahrzeug vermeiden. Nachfolgend ist dieser Geschwindigkeitsbereich als „sicherer Geschwindigkeitsbereich“ bezeichnet.
Darüber hinaus wird der „sichere Geschwindigkeitsbereich“ auf einen Bereich festgelegt, der es ermöglicht, einen angemessenen Abstand (z.B. einen Sicherheitsabstand) zu einem virtuellen anderen Fahrzeug einzuhalten, d.h. einen Bereich, in dem die Verletzung eines Sicherheitsbereichs vermieden werden kann. Der Sicherheitsbereich definiert eine Reihe von Grenzen und Bedingungen, innerhalb derer das System so ausgelegt ist, dass es Konflikte vermeidet und vorbehaltlich von Einschränkungen oder Kontrollen arbeitet, um den Betrieb innerhalb eines akzeptablen Risikoniveaus aufrechtzuerhalten. Der Sicherheitsbereich kann eine Reihe von Grenzen und Bedingungen definieren, innerhalb derer das Fahrzeug betrieben werden sollte, in der Regel in Kombination mit definierten Annahmen über das vernünftigerweise vorhersehbare Worst-Case-Verhalten anderer, um einen grundlegenden Baustein eines sicherheitsbezogenen Modells zu liefern.
Die Risikoevaluierungseinheit 140 enthält eine Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit 141, eine Evaluierungszielverwaltungseinheit 142, eine Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143, eine Geschwindigkeitsbereichsintegrationsevaluierungseinheit 144 und ein Risikomodell 145. Die Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit 141 stellt ein virtuelles anderes Fahrzeug in einem durch das verdeckende Objekt verdeckten Bereich ein.
Die 5A und 5B zeigen jeweils eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Beispiels, bei dem ein virtuelles anderes Fahrzeug durch die Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit 141 innerhalb eines verdeckten Bereichs eingestellt wird. Die Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit 141 setzt das virtuelle andere Fahrzeug VC an die Position, die der Kreuzung innerhalb des durch das verdeckende Objekt verdeckten Bereichs am nächsten liegt. 5A zeigt ein Beispiel, bei dem ein virtuelles anderes Fahrzeug VC für einen verdeckten Bereich eingestellt wird. 5B zeigt ein Beispiel, bei dem zwei virtuelle andere Fahrzeuge VC für zwei verdeckte Bereiche eingestellt werden. Auf diese Weise stellt die Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit 141 ein oder mehrere virtuelle andere Fahrzeuge VC in Abhängigkeit von der Anzahl verdeckter Bereiche ein. Innerhalb des verdeckten Bereichs kann das virtuelle andere Fahrzeug auf eine andere Position als die der Kreuzung nächstgelegene Position gesetzt werden, sofern eine vernünftigerweise vorhersehbare Position festgelegt wird. Zusätzlich zum virtuellen Fahrzeug VC kann ein virtueller Fußgänger als sicherheitsrelevantes Objekt auf einem verdeckten Fußgängerüberweg oder ein virtuelles Fahrrad als sicherheitsrelevantes Objekt auf einer verdeckten Fahrradspur eingestellt werden.
Der oben beschriebene Prozess bestimmt ein Szenario oder eine Szene, in der sich das Fahrzeug befindet, geht davon aus, dass das sicherheitsrelevante Objekt als dynamisches Element aus dem verdeckten Bereich auftaucht, und bestimmt die Vorfahrt (Priorität bzw. Vorfahrtsrecht) zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem sicherheitsrelevanten Objekt nach dem Verkehrsrecht. Die Bestimmung des Szenarios oder der Szene kann auch als eine Wahl des Szenarios oder der Szene bezeichnet werden. Die Szenarien schließen sich nicht gegenseitig aus, und es können mehrere Szenarien kombiniert werden, um komplexere Fahrsituationen darzustellen. Wenn das Fahrzeug beispielsweise auf einer Bundesstraße (Highway) mit zwei Fahrspuren in jeder Richtung fährt und sich einer Kreuzung nähert, kann ein Szenario der Bundesstraße, in dem verschiedene Fahrzeuge auf der benachbarten Spur fahren, mit einem Szenario der Bundesstraße kombiniert werden, in dem die Kreuzung einen verdeckten Bereich aufweist. In diesem Fall kann die Gesamt-ECU 30 davon ausgehen, dass das virtuelle Fahrzeug VC aus dem verdeckten Bereich heraus erscheint.
Die Bewertungszielverwaltungseinheit 142 verwaltet, als ein Risikobewertungsziel, ein Fahrzeug, das auf der Querstraße fährt. Wenn ein Teilbereich der Querstraße durch das verdeckende Objekt verdeckt wird, kann das Fahrzeug, das auf der Querstraße fährt, durch das verdeckende Objekt verdeckt und unsichtbar werden. Wenn das Fahrzeug, das auf der Querstraße fährt, aus dem verdeckten Bereich herausfährt, wird es wieder sichtbar. Das Fahrzeug, das auf der Querstraße fährt, kann auch als kreuzendes Fahrzeug bezeichnet werden. In diesem Fall verwaltet die Bewertungszielverwaltungseinheit 142 das kreuzende Fahrzeug als das Risikobewertungsziel. Somit kann, selbst wenn das kreuzende Fahrzeug durch das verdeckende Objekt verdeckt wird, die Fahrposition auf der Grundlage des Fahrzustands des kreuzenden Fahrzeugs im sichtbaren Bereich genau vorhergesagt werden. Die Bewertungszielverwaltungseinheit 142 kann auch ein Fahrzeug verwalten, das auf der Querstraße mit guter Sicht und ohne verdeckendes Objekt fährt.
Die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 evaluiert die Ober- oder Untergrenze der Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs, die unter der Prämisse eingestellt wird, dass das Ego-Fahrzeug eine Kollision mit dem virtuellen anderen Fahrzeug VC vermeiden kann. Wie oben beschrieben, wird das virtuelle andere Fahrzeug durch die Virtuelles-anderes-Fahrzeug-Einstellungseinheit 141 eingestellt. Die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 verwendet das Risikomodell 145 bei der Evaluierung der Geschwindigkeit des virtuellen anderen Fahrzeugs VC. Das Risikomodell 145 definiert ein detailliertes Modell des virtuellen anderen Fahrzeugs VC. So kann beispielsweise die zulässige (d.h. gesetzlich vorgeschriebene) Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit eines virtuellen anderen Fahrzeugs VC angenommen werden. Gemäß einem weiteren Beispiel wird die maximale Geschwindigkeit, mit der das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, als die Geschwindigkeit des virtuellen anderen Fahrzeugs angenommen. Wenn ein Objekt verschieden von dem Fahrzeug, wie beispielsweise ein Motorrad, ein Fahrrad oder ein Fußgänger, als das kreuzende Bewegungsobjekt angenommen wird, können die Art und die Geschwindigkeit des Bewegungsobjekts, das als das kreuzende Bewegungsobjekt angenommen wird, in die Information über das kreuzende Bewegungsobjekt aufgenommen werden.
Das Risikomodell 145 kann einen minimalen Satz an vernünftigen Annahmen darstellen, die für die vorhersehbaren Szenarien definiert sind, die von dem bei der dynamischen Fahraufgabe verwendeten sicherheitsbezogenen Modell berücksichtigt werden. Der minimale Satz von Annahmen kann mindestens eine der folgenden Angaben definieren: eine maximal angenommene Geschwindigkeit, eine maximal angenommene Beschleunigung, eine minimal angenommene Verzögerung, einen maximal angenommenen Azimutwinkel (Gierwinkel), eine maximal angenommene Azimutwinkel-Änderungsrate (Gierrate), eine maximal angenommene Positionsverschiebung in Querrichtung und eine maximal angenommene Reaktionszeit. Bei diesen Parametern handelt es sich um Parameter über andere Verkehrsteilnehmer (z.B. ein virtuelles Fahrzeug), die die vernünftigerweise vorhersehbaren Parameter angeben. Die Geschwindigkeit und die Beschleunigung können in Längsrichtung und in Querrichtung getrennt definiert werden.
Wenn mehrere virtuelle andere Fahrzeuge VC existieren, kann die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 die Ober- oder Untergrenze der Geschwindigkeit für jedes virtuelle andere Fahrzeug VC evaluieren. Wenn sich das virtuelle andere Fahrzeug VC näher an der Kreuzung befindet als das Ego-Fahrzeug, legt die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 die obere Grenzgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs fest, bei der das Ego-Fahrzeug eine Kollision mit dem virtuellen anderen Fahrzeug VC vermeiden kann. Wenn sich das Ego-Fahrzeug SC näher an der Kreuzung befindet als das virtuelle andere Fahrzeug, legt die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 die untere Grenzgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs fest, bei der das Ego-Fahrzeug eine Kollision mit dem virtuellen anderen Fahrzeug VC vermeiden kann. D.h., innerhalb des vernünftigerweise vorhersehbaren Annahmebereichs wird eine Kollisionsvermeidung durch das sicherheitsbezogene Modell als die theoretische Garantie unterstützt, die normalerweise angenommen wird. Um die theoretische Garantie mit Hilfe formaler Verifikations- und Falsifikationstechniken zu verifizieren, können die angenommene Geschwindigkeit des virtuellen anderen Fahrzeugs VC, die obere Grenzgeschwindigkeit und die untere Grenzgeschwindigkeit, die für das Ego-Fahrzeug SC eingestellt werden, nacheinander in einem Speicher gespeichert werden. Die Einzelheiten der Einstellung der oberen oder unteren Grenzgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 sind nachstehend noch beschrieben.
Die Geschwindigkeitsbereichsintegrationsevaluierungseinheit 144 evaluiert Ober- und Untergrenze der Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs auf der Grundlage der von der Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 berechneten oberen Grenzgeschwindigkeit und unteren Grenzgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs. Wenn nur ein virtuelles anderes Fahrzeug VC vorhanden ist, wird die von der Geschwindigkeitsevaluierungseinheit 143 berechnete obere Grenzgeschwindigkeit oder untere Grenzgeschwindigkeit übernommen. Wenn mehrere virtuelle andere Fahrzeuge VC existieren, werden die für jedes virtuelle andere Fahrzeug VC berechnete obere Grenzgeschwindigkeit und untere Grenzgeschwindigkeit in integrierter Weise berücksichtigt und ein sicherer Geschwindigkeitsbereich für das Ego-Fahrzeug berechnet. Die Geschwindigkeitsbereichsintegrationsevaluierungseinheit 144 übermittelt Daten, die die Ober- und Untergrenze des sicheren Geschwindigkeitsbereichs angeben.
Die Anwendung des autonom fahrenden Fahrzeugs 1 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Steuereinheit 150 verwendet die von der Risikoevaluierungseinheit 140 übermittelten Daten, die die Ober- und Untergrenze der Geschwindigkeit angeben, um einen Wegplan des Fahrzeugs zu optimieren und eine Steuerungsentscheidung zu einem frühen Timing zu treffen. Diese Funktionen können in den Funktionen der dynamischen Fahraufgabe enthalten sein, die von der Gesamt-ECU 30 oder dergleichen im autonomen Fahrsystem realisiert werden. Die dynamische Fahraufgabe kann die gesamte Echtzeit-Manöver- und Strategiefunktion umfassen, die für den Betrieb des Fahrzeugs im Straßenverkehr erforderlich ist. Die Funktionen der dynamischen Fahraufgabe können eine Funktion zur Planung des strategischen Verhaltens des Fahrzeugs, eine Trajektorieplanungsfunktion, eine Fahrzeugbewegungssteuerungsbedarfserzeugungsfunktion und eine Fahrzeugbewegungssteuerungsfunktion umfassen. Die dynamische Fahraufgabe kann eine Verbesserung bei einem Anzeigen bzw. Hinweisen auf das Ego-Fahrzeug in Richtung des verdeckten Bereichs mittels Beleuchtung oder Hupe umfassen, wenn angenommen wird, dass sich das virtuelle andere Fahrzeug VC im verdeckten Bereich befindet.
Die Optimierung des Wegplans ist eine Funktion zum Optimieren des Weges bzw. Pfads, den das Ego-Fahrzeug zurücklegen muss. Eine Wegplanoptimierung 151 unter Verwendung von Daten, die die Ober- und Untergrenze der Geschwindigkeit angeben, kann z.B. bei einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ACC), einem Spurhalteassistenzsystem (LKA), einem Spurwechselassistenzsystem (LCA) oder einem autonomen Fahren des Automatisierungsgrads 3 oder höher eingesetzt werden. Eine frühzeitige Steuerungsentscheidung 152 ist eine Funktion, die eine frühzeitige Steuerungsentscheidung unter der Prämisse trifft, dass ein virtuelles anderes Fahrzeug existiert, obwohl ein Fahrzeug aufgrund des verdeckenden Objekts nicht bestätigt werden kann. So kann beispielsweise bei einer automatischen Notbremsung (AEB) oder einer automatischen Notlenkung (AES) eine frühzeitige Entscheidung getroffen werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann die vom autonom fahrenden Fahrzeug 1 getroffene Steuerungsentscheidung dazu verwendet werden, vernünftige Verhaltenseigenschaften zu realisieren bzw. zu implementieren, die ein menschlicher Fahrer als sicheres Fahren in verantwortungsbewusster Sicherheit (RSS) betrachtet. Beispielsweise kann die durch das autonome Fahren getroffene Steuerungsentscheidung in einer SFF^®-Risikoüberwachungsfunktion (SFF^®: Safety Force Field) verwendet werden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Prozesses, bei dem das autonom fahrende Fahrzeug eine sichere Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs evaluiert, wenn die Querstraße ein verdeckendes Objekt aufweist. Der in 6 dargestellte Prozess wird von der Gesamt-ECU 30 ausgeführt.
Anhand der von den verschiedenen Sensoren 10 erfassten Daten erkennt das autonom fahrende Fahrzeug 1 die Fahrstraße und Umgebungsobjekte, schätzt die aktuelle Fahrposition des Ego-Fahrzeugs und spezifiziert die Fahrposition auf der Karte. Die Gesamt-ECU 30 verwendet diese Schätzergebnisse, um zu bestimmen, ob vor der Straße eine Querstraße existiert (S10). Wenn bestimmt wird, dass keine Querstraße vorhanden ist (NEIN in S10), stellt die Gesamt-ECU 30 die Ober- und Untergrenze der Geschwindigkeit nicht ein (S20).
Wenn das Vorhandensein einer Querstraße bestimmt wird (JA in S10), bestimmt die Gesamt-ECU 30, ob die Sichtbarkeit der Querstraße durch ein verdeckendes Objekt eingeschränkt ist (S11). Wenn kein verdeckendes Objekt in der Querstraße vorhanden ist (NEIN in S11), stellt die Gesamt-ECU 30 die Ober- und Untergrenze der Geschwindigkeit nicht ein (S20).
Die Gesamt-ECU 30 bestimmt, ob der sichtbare Bereich der Querstraße, in dem die Querstraße sichtbar ist, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist (S12). Wenn bestimmt wird, dass der sichtbare Bereich der Querstraße größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist (NEIN in S12), stellt die Gesamt-ECU 30 die Ober- und Untergrenze der Geschwindigkeit nicht ein (S20). Wenn bestimmt wird, dass der sichtbare Bereich der Querstraße gleich oder kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist (JA in S12), stellt die Gesamt-ECU 30 den Geschwindigkeitsbereich ein. Der vorbestimmte Schwellenwert kann als ein Abstand festgelegt werden, bei dem das kreuzende Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung mit einem gewissen Spielraum anhalten kann. Der sichtbare Bereich der Querstraße nimmt zu, wenn sich das Ego-Fahrzeug der Kreuzung nähert.
7A zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung des sichtbaren Bereichs d_visible, wenn das Ego-Fahrzeug SC von der Kreuzung entfernt ist, und 7B zeigt eine Abbildung zur Veranschaulichung des sichtbaren Bereichs d_visible, wenn das Ego-Fahrzeug SC nahe der Kreuzung ist. Wie in 7A gezeigt, ist der sichtbare Bereich d_visible kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert d_threshold, wenn das Ego-Fahrzeug von der Kreuzung entfernt ist, und wenn sich das Ego-Fahrzeug SC nähert, wird der sichtbare Bereich d_visible größer als der vorbestimmte Schwellenwert d_threshold, wie in 7B gezeigt. Wenn der sichtbare Bereich d_visible größer wird als der vorbestimmte Schwellenwert d_threshold, werden die obere und untere Geschwindigkeitsgrenze nicht eingestellt, und die Fahrzeugsteuerung erfolgt auf der Grundlage der von den verschiedenen Sensoren 10 tatsächlich erfassten Daten. Wenn der Sensor 10 beispielsweise kein kreuzendes Fahrzeug als Erfassungsergebnis erfasst, kann das Ego-Fahrzeug innerhalb des gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbereichs beschleunigt werden.
Wenn die Sicht durch das verdeckende Objekt in einem Ausmaß eingeschränkt ist, das gleich oder kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist (JA in S12), berechnet die Gesamt-ECU 30 die Ober- und Untergrenze der für das Ego-Fahrzeug erforderlichen sicheren Geschwindigkeit. Die Gesamt-ECU 30 bestimmt, ob das Ego-Fahrzeug auf der Vorfahrtsstraße fährt (S13). Wenn das Fahrzeug auf einer Nicht-Vorfahrtsstraße fährt (NEIN in S13), stellt die Gesamt-ECU 30 eine maximale Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs unter der Prämisse, dass das Ego-Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann (im Folgenden als „maximale Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug anhalten kann“ bezeichnet), als die obere Grenzgeschwindigkeit v_limit ein (S14). Die obere Grenzgeschwindigkeit v_limit wird anhand des folgenden numerischen Ausdrucks (1) berechnet.
(Ausdruck 1) $v_{l i m i t} = \sqrt{b^{2} ρ^{2} + a b ρ^{2} + 2 a d_{s t o p}} - (a + b) ρ$
wobei a = a_max,accel
b = a_min,brake
Im obigen Ausdruck (1) ist a_max,accel der maximale Beschleunigungswert im Leerlaufzustand, ρ die Reaktionszeit, a_max,accel die Bremsstärke und d_stop die Entfernung von der Kreuzung zum Ego-Fahrzeug.
Wenn bestimmt wird, dass das Ego-Fahrzeug auf der Vorfahrtsstraße fährt (JA in S13), stellt die Gesamt-ECU 30 ein virtuelles anderes Fahrzeug in dem verdeckten Bereich der Querstraße ein (S15). Gibt es beispielsweise mehrere verdeckte Bereiche auf der Querstraße, wie in 5B gezeigt, wird ein virtuelles anderes Fahrzeug für jeden verdeckten Bereich eingestellt. Anschließend bestimmt die Gesamt-ECU 30 für jedes in Schritt S15 eingestellte virtuelle andere Fahrzeug, ob sich das virtuelle andere Fahrzeug näher an der Kreuzung befindet als das Ego-Fahrzeug (S16). D.h., die Gesamt-ECU 30 bestimmt, welches näher an der Kreuzung ist.
Wenn sich das Ego-Fahrzeug näher an der Kreuzung befindet als das virtuelle andere Fahrzeug (NEIN in S16), stellt die Gesamt-ECU 30 die untere Grenze der Geschwindigkeit für das Ego-Fahrzeug so ein, dass das Ego-Fahrzeug eine Kollision mit dem kreuzenden Fahrzeug vermeiden kann (S17). D.h., wenn das Ego-Fahrzeug die Kreuzung vor dem kreuzenden Fahrzeug passiert, wird die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs nicht verringert, um eine Kollision mit dem kreuzenden Fahrzeug zu vermeiden. Die untere Grenzgeschwindigkeit v_f,min wird anhand des folgenden numerischen Ausdrucks (2) berechnet.
(Ausdruck 2) $v_{ƒ, m i n} = \sqrt{2 b_{ƒ} (v_{r} ρ + \frac{1}{2} a_{r} ρ^{2} + \frac{{(v_{r} + a_{r} ρ)}^{2}}{2 b_{r}} - d)}$
wobei b_f = a_{max, brake}
a_r = a_max,accel
b_r = a_min,brake
Im Ausdruck (2) ist a_max,brake die Bremsstärke, die auf das Ego-Fahrzeug aufgebracht wird, und v_r ist die Geschwindigkeit des virtuellen anderen Fahrzeugs. Als die Geschwindigkeit v_r des virtuellen anderen Fahrzeugs wird die maximale Geschwindigkeit unter der Bedingung eingestellt, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann. Die maximale Geschwindigkeit unter einer Bedingung, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, kann aus dem obigen Ausdruck (1) erhalten werden. Im Ausdruck (2) ist d ein virtueller Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand in der Annahme, dass das virtuelle andere Fahrzeug auf derselben Straße wie das Ego-Fahrzeug fährt. Mit Hilfe der Symbole d_visible und d_xing von 5A kann der Abstand d als d=|d_visible - d_xing| beschrieben werden.
Wenn sich das virtuelle andere Fahrzeug näher an der Kreuzung befindet als das Ego-Fahrzeug (JA in S16), stellt die Gesamt-ECU 30 die obere Grenze der Geschwindigkeit für das Ego-Fahrzeug so ein, dass das Ego-Fahrzeug eine Kollision mit dem kreuzenden Fahrzeug vermeiden kann (S18). D.h., wenn das Ego-Fahrzeug die Kreuzung passiert, nachdem das kreuzende Fahrzeug die Kreuzung passiert hat, wird die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs nicht erhöht, um eine Kollision mit dem kreuzenden Fahrzeug zu vermeiden. Die obere Grenzgeschwindigkeit v_r,max wird anhand des folgenden numerischen Ausdrucks (3) berechnet.
(Ausdruck 3) $v_{r, m a x} = \sqrt{b_{r} (2 d + \frac{v_{ƒ}^{2}}{b_{ƒ}} + b_{r} ρ^{2} + a_{r} ρ^{2})} - (a_{r} + b_{r}) ρ$
wobei b_f = a_{max, brake}
a_r = a_{max, accel}
b_r = a_{min, brake}
Wenn die Einstellung der oberen Grenzgeschwindigkeit und der unteren Grenzgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs für jedes eingestellte virtuelle andere Fahrzeug abgeschlossen ist, führt die Gesamt-ECU 30 eine integrierte Evaluierung des Geschwindigkeitsbereichs aus (S19). D.h., der Bereich, in dem sich die für jedes virtuelle andere Fahrzeug eingestellten Geschwindigkeitsbereiche gegenseitig überlappen, wird als der sichere Geschwindigkeitsbereich eingestellt bzw. festgelegt. Der sichere Geschwindigkeitsbereich wird als eine in der strategischen Verhaltensplanungsfunktion der dynamischen Fahraufgabe formulierte Randbedingung verwendet.
Die Steuervorrichtung, das Steuerverfahren und das Programm der vorliegenden Ausführungsform sind wie oben beschrieben. Die Gesamt-ECU 30 des autonom fahrenden Fahrzeugs 1 der vorliegenden Ausführungsform stellt einen sicheren Geschwindigkeitsbereich so ein, dass das Fahrzeug die Kreuzung sicher passieren kann, auch wenn die Sicht auf die Querstraße bzw. die Sichtbarkeit der Querstraße durch das verdeckende Objekt der Querstraße eingeschränkt ist.
Obgleich vorstehend die Konfiguration und der Betrieb der Gesamt-ECU 30 der vorliegenden Ausführungsform im Detail beschrieben sind, ist die Steuervorrichtung der vorliegenden Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Geschwindigkeit v_r des virtuellen anderen Fahrzeugs unter einer Bedingung auf die maximale Geschwindigkeit eingestellt, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann. Alternativ kann die Geschwindigkeit v_r des virtuellen anderen Fahrzeugs als die gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit für die Querstraße, auf der das virtuelle andere Fahrzeug fährt, als ein Mittelwert von Fahrzeuggeschwindigkeiten von Fahrzeugen, die auf der Straße fahren, auf der das virtuelle andere Fahrzeug fährt, als maximale Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das auf der gleichen Straße wie das virtuelle andere Fahrzeug fährt, oder dergleichen eingestellt werden.
Gemäß einem anderen Beispiel kann, als die Geschwindigkeit v_r des virtuellen anderen Fahrzeugs, sowohl die maximale Geschwindigkeit unter einer Bedingung, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, als auch die gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit verwendet werden. 8 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Einstellprozesses der oberen Grenzgeschwindigkeit und der unteren Grenzgeschwindigkeit unter Verwendung sowohl der maximalen Geschwindigkeit unter einer Bedingung, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, als auch der gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeit.
Der Prozess stellt die maximale Geschwindigkeit unter einer Bedingung, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, und die gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit v_r des virtuellen anderen Fahrzeugs ein (S30). Wenn sich das Ego-Fahrzeug näher an der Kreuzung befindet als das virtuelle andere Fahrzeug (NEIN in S31), verwendet die Gesamt-ECU 30, als die Geschwindigkeit v_r des virtuellen anderen Fahrzeugs, die höhere Geschwindigkeit zwischen der maximalen Geschwindigkeit, die unter einer Bedingung eingestellt wird, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, und der gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeit, und stellt dann die untere Grenzgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs ein (S32). Obwohl eine höhere Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit angenommen wird, mit der das virtuelle andere Fahrzeug in die Kreuzung einfährt, ist es daher möglich, einen Geschwindigkeitsbereich für das Ego-Fahrzeug einzustellen, um eine Kollision mit dem virtuellen anderen Fahrzeug zu vermeiden.
Wenn sich das virtuelle andere Fahrzeug näher an der Kreuzung befindet als das Ego-Fahrzeug (JA in S31), stellt die Gesamt-ECU 30, als die Geschwindigkeit v_r des virtuellen anderen Fahrzeugs, die niedrigere Geschwindigkeit zwischen der maximale Geschwindigkeit, die unter einer Bedingung eingestellt wird, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, und der gesetzlich vorgeschriebenen Geschwindigkeit ein, und stellt dann die obere Grenzgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs ein (S33). Obwohl eine niedrigere Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit angenommen wird, mit der das virtuelle andere Fahrzeug in die Kreuzung einfährt, ist es daher möglich, einen Geschwindigkeitsbereich für das Ego-Fahrzeug einzustellen, um eine Kollision mit dem virtuellen anderen Fahrzeug zu vermeiden. Wenn die richtigen Reaktionen und Verkehrsregeln, wie in diesem Beispiel, im Widerspruch zueinander stehen, kann eine Priorisierung durchgeführt werden, um Konflikte aufzulösen und das Risiko auf der Grundlage eines sicherheitsbezogenen Modells zu minimieren. In diesem Beispiel sind die maximale Geschwindigkeit, die unter einer Bedingung eingestellt wird, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, und die gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit als zwei Optionen beschrieben. Alternativ, zusätzlich oder anstelle der oben beschriebenen zwei Geschwindigkeitsoptionen, kann (i) ein Durchschnittswert von Geschwindigkeiten von Fahrzeugen, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, oder (ii) eine maximale Geschwindigkeit eines Fahrzeugs unter mehreren Fahrzeugen, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, bei der Einstellung des Geschwindigkeitsbereichs des Ego-Fahrzeugs verwendet werden. D.h., (i) die maximale Geschwindigkeit, die unter einer Bedingung eingestellt wird, dass das virtuelle andere Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, (ii) die gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit, (iii) der Durchschnittswert von Geschwindigkeiten von Fahrzeugen, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, und (iv) die maximale Geschwindigkeit eines Fahrzeugs unter mehreren Fahrzeugen, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, können in beliebiger Kombination verwendet werden, oder eine der Geschwindigkeitsoptionen (i) bis (iv) kann verwendet werden, um den Geschwindigkeitsbereich des Ego-Fahrzeugs einzustellen.
Bei der Bestimmung der Vorfahrtsstraße kann, wenn es schwierig ist, zu bestimmen, welche Straße zwischen der Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs und der Querstraße Vorfahrt hat, das Fahrzeug, das von der linken Seitenstraße relativ zum Ego-Fahrzeug fährt, als vorfahrtsberechtigt bestimmt werden. In diesem Fall wird, wenn ein verdeckendes Objekt entlang der Querstraße auf der linken Seite relativ zum Ego-Fahrzeug vorhanden ist, die maximale Geschwindigkeit, die unter einer Bedingung eingestellt wird, dass das Ego-Fahrzeug unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, als die obere Grenzgeschwindigkeit eingestellt. Wenn ein verdeckendes Objekt entlang der Querstraße auf der rechten Seite relativ zum Ego-Fahrzeug vorhanden ist, wird ein virtuelles anderes Fahrzeug innerhalb des verdeckten Bereichs eingestellt und werden die Ober- und Untergrenze der Geschwindigkeit eingestellt. Wenn verdeckende Objekte entlang der Querstraße sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite vorhanden sind, wird der sichere Geschwindigkeitsbereich des Ego-Fahrzeugs als ein Überlappungsbereich der maximalen Geschwindigkeit, die bei Vorhandensein des verdeckenden Objekts auf der linken Seite eingestellt wird, und der Obergrenze und der Untergrenze der Geschwindigkeit, die bei Vorhandensein des verdeckenden Objekts auf der rechten Seite eingestellt werden, bestimmt. Dieses Beispiel ist unter der Prämisse des Linksverkehrs wie in Japan beschrieben. In einem Land, in dem Rechtsverkehr herrscht, wie z.B. in den Vereinigten Staaten, hat das Fahrzeug, das aus der Querstraße auf der rechten Seite relativ zum Ego-Fahrzeug fährt, die Vorfahrt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die Betriebsinhalte auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Vorfahrtsstraße oder der Nicht-Vorfahrtsstraße unterschiedlich eingestellt. Alternativ kann das virtuelle andere Fahrzeug in dem verdeckten Bereich eingestellt werden, und der sichere Geschwindigkeitsbereich des Ego-Fahrzeugs kann auf der Grundlage des eingestellten virtuellen anderen Fahrzeugs berechnet werden, unabhängig davon, ob die Fahrstraße des Ego-Fahrzeugs die Vorfahrtsstraße oder die Nicht-Vorfahrtsstraße ist. Wenn Information über das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines anderen Fahrzeugs im verdeckten Bereich des Ego-Fahrzeug-Sensors per V2X erhalten wird, erfasst die per V2X erhaltene Information nicht notwendigerweise das Vorhandensein aller anderen Fahrzeuge. Folglich kann der sichere Geschwindigkeitsbereich unter der Voraussetzung eingestellt werden, dass der verdeckte Bereich existiert. Mit dieser Konfiguration kann das Ego-Fahrzeug die Kreuzung sicherer passieren.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass das kreuzende Bewegungsobjekt ein Fahrzeug ist. Gemäß einem weiteren Beispiel kann das kreuzende Bewegungsobjekt ein Motorrad, ein Fahrrad, ein Fußgänger oder dergleichen sein. Da in diesem Fall die Bewegungsgeschwindigkeit je nach Art des Bewegungsobjekts unterschiedlich ist, kann die Geschwindigkeit des virtuellen Bewegungsobjekts bestimmt werden, indem auf eine Nachschlagetabelle Bezug genommen wird, in der Bewegungsgeschwindigkeitsdaten für jede Art von Bewegungsobjekt im Voraus gespeichert werden.
(Industrielle Anwendbarkeit)
Die vorliegende Offenbarung kann einen sicheren Fahrgeschwindigkeitsbereich eines Fahrzeugs an einer Kreuzung mit eingeschränkter Sicht bestimmen und kann auf autonomes Fahren und erweiterte Fahrerassistenzsysteme (ADAS: Advanced Driver-Assistance System) angewandt 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 6128218 B [0004]

Claims

Steuervorrichtung (30), die eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs steuert, wobei die Steuervorrichtung aufweist: - eine Szenenbestimmungseinheit (110), die eine Szene bestimmt, in der eine Sicht durch ein verdeckendes Objekt an einer Kreuzung eingeschränkt ist, an der eine Fahrstraße des Fahrzeugs eine Querstraße kreuzt, wobei die Szenenbestimmungseinheit ferner bestimmt, ob das Fahrzeug auf der Fahrstraße Vorfahrt hat; und - eine Steuereinheit, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs steuert, um unmittelbar vor der Kreuzung anzuhalten, wenn das Fahrzeug auf der Fahrstraße keine Vorfahrt hat.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: - eine Virtuelles-Bewegungsobjekt-Einstelleinheit (141), die innerhalb eines Bereichs, der durch das verdeckende Objekt verdeckt wird, ein kreuzendes Bewegungsobjekt an einer Position einstellt, die der Kreuzung am nächsten ist; und - eine Geschwindigkeitsevaluierungseinheit (143), die eine Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts einstellt, wobei - im Ansprechen darauf, dass bestimmt wird, dass das auf der Fahrstraße fahrende Fahrzeug Vorfahrt hat, die Steuereinheit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Position und der Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts steuert, um nicht mit dem kreuzenden Bewegungsobjekt zu kollidieren.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit (143) eine vernünftigerweise vorhersehbare Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts einstellt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei - wenn sich das kreuzende Bewegungsobjekt näher an der Kreuzung befindet als das Fahrzeug, die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit, als die Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts, mindestens eine der folgenden Größen einstellt: (i) eine maximale Geschwindigkeit unter einer Bedingung, dass das kreuzende Bewegungsobjekt unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, (ii) eine gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit, (iii) einen Durchschnittswert von Geschwindigkeiten von Fahrzeugen, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, (iv) einen Höchstwert unter den Geschwindigkeiten der Fahrzeuge, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, oder (v) eine minimale Geschwindigkeit unter den Geschwindigkeiten (i) bis (iv), und - die Steuereinheit das Fahrzeug steuert, um mit der Geschwindigkeit zu fahren, deren Obergrenze eingestellt ist, um eine Kollision mit dem kreuzenden Bewegungsobjekt zu vermeiden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei - wenn sich das Fahrzeug näher an der Kreuzung befindet als das kreuzende Bewegungsobjekt, die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit, als die Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts, mindestens eine der folgenden Größen einstellt: (i) eine maximale Geschwindigkeit unter einer Bedingung, dass das kreuzende Bewegungsobjekt unmittelbar vor der Kreuzung anhalten kann, (ii) eine gesetzlich vorgeschriebene Geschwindigkeit, (iii) einen Durchschnittswert von Geschwindigkeiten von Fahrzeugen, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, (iv) einen Höchstwert unter den Geschwindigkeiten der Fahrzeuge, die auf derselben Straße wie das kreuzende Bewegungsobjekt fahren, oder (v) eine maximale Geschwindigkeit unter den Geschwindigkeiten (i) bis (iv), und - die Steuereinheit das Fahrzeug steuert, um mit der Geschwindigkeit zu fahren, deren Untergrenze eingestellt ist, um eine Kollision mit dem kreuzenden Bewegungsobjekt zu vermeiden.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei - die Virtuelles-Bewegungsobjekt-Einstelleinheit, wenn die Sicht durch mehrere verdeckende Objekte eingeschränkt ist, für jeden von Bereichen, die durch die mehreren verdeckenden Objekte verdeckt sind, das kreuzende Bewegungsobjekt an der Position einstellt, die der Kreuzung am nächsten ist, - die Geschwindigkeitsevaluierungseinheit die Geschwindigkeit jedes kreuzenden Bewegungsobjekts einstellt, und - die Steuereinheit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Position und der Geschwindigkeit jedes kreuzenden Bewegungsobjekts steuert, um nicht mit jedem kreuzenden Bewegungsobjekt zu kollidieren.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuereinheit, wenn ein Abstand von der Kreuzung zu einem sichtbaren Bereich der Querstraße, der nicht durch das verdeckende Objekt verdeckt ist, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, während sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage von Erfassungsdaten eines kreuzenden Bewegungsobjekts, das auf der Querstraße fährt, steuert.
Steuervorrichtung, die eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs steuert, wobei die Steuervorrichtung aufweist: - eine Virtuelles-Bewegungsobjekt-Einstelleinheit (141), die in einer Szene, in der eine Sichtbarkeit durch ein verdeckendes Objekt an einer Kreuzung, an der sich eine Fahrstraße des Fahrzeugs mit einer Querstraße kreuzt, eingeschränkt ist, ein kreuzendes Bewegungsobjekt an einer Position einstellt, die der Kreuzung innerhalb eines durch das verdeckende Objekt verdeckten Bereichs am nächsten ist; - eine Geschwindigkeitsevaluierungseinheit (143), die eine Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts einstellt; und - eine Steuereinheit, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Position und der Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts steuert, um nicht mit dem kreuzenden Bewegungsobjekt zu kollidieren.
Steuerverfahren, das ein Fahren eines Fahrzeugs steuert, wobei das Steuerverfahren umfasst: - Identifizieren, mit einer Steuervorrichtung, einer Szene mit eingeschränkter Sicht an einer Kreuzung, an der sich eine Fahrstraße des Fahrzeugs mit einer Querstraße kreuzt; - Bestimmen, mit der Steuervorrichtung, ob das Fahrzeug an der Kreuzung Vorfahrt hat; und - Steuern, mit der Steuervorrichtung, des Fahrzeugs, um unmittelbar vor der Kreuzung anzuhalten, im Ansprechen auf eine Bestimmung, dass das Fahrzeug an der Kreuzung keine Vorfahrt hat.
Steuerverfahren, das ein Fahren eines Fahrzeugs steuert, wobei das Steuerverfahren umfasst: - Identifizieren, mit einer Steuervorrichtung, einer Szene, in der eine Sicht an einer Kreuzung, an der sich eine Fahrstraße des Fahrzeugs mit einer Querstraße kreuzt, durch ein verdeckendes Objekt eingeschränkt ist; - Annehmen, mit der Steuervorrichtung, eines kreuzenden Bewegungsobjekts in einem Bereich, der durch das verdeckende Objekt verdeckt wird, in der Szene, in der die Sicht an der Kreuzung eingeschränkt ist; - Annehmen, mit der Steuervorrichtung, einer Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts; und - Steuern, mit der Steuervorrichtung, des Fahrzeugs auf der Grundlage des angenommenen kreuzenden Bewegungsobjekts, um nicht mit dem kreuzenden Bewegungsobjekt zu kollidieren.
Programm, das eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs steuert, wobei das Programm Befehle enthält, die von einem in einer Steuervorrichtung enthaltenen Computer auszuführen sind, wobei die Befehle umfassen: - Identifizieren, mit der Steuervorrichtung, einer Szene mit eingeschränkter Sicht an einer Kreuzung, an der sich eine Fahrstraße des Fahrzeugs mit einer Querstraße kreuzt; - Bestimmen, mit der Steuervorrichtung, ob das Fahrzeug an der Kreuzung Vorfahrt hat; und - Steuern, mit der Steuervorrichtung, des Fahrzeugs, um unmittelbar vor der Kreuzung anzuhalten, im Ansprechen auf eine Bestimmung, dass das Fahrzeug an der Kreuzung keine Vorfahrt hat.
Programm, das eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs steuert, wobei das Programm Befehle enthält, die von einem in einer Steuervorrichtung enthaltenen Computer auszuführen sind, wobei die Befehle umfassen: - Einstellen, mit der Steuervorrichtung, eines kreuzenden Bewegungsobjekts in einer Szene, in der eine Sicht durch ein verdeckendes Objekt an einer Kreuzung eingeschränkt ist, an der sich eine Fahrstraße des Fahrzeugs mit einer Querstraße kreuzt, wobei das kreuzende Bewegungsobjekt an einer Position eingestellt wird, die der Kreuzung innerhalb eines durch das verdeckende Objekt verdeckten Bereichs am nächsten ist; - Einstellen, mit der Steuervorrichtung, einer Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts; und - Steuern, mit der Steuervorrichtung, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Position und der Geschwindigkeit des kreuzenden Bewegungsobjekts, um nicht mit dem kreuzenden Bewegungsobjekt zu kollidieren.