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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugsteuervorrichtung und ein System für autonomes Fahren.
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht auf der Grundlage der am 21. September 2021 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr.
2021-153263 , deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Stand der Technik
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Um den Fahrkomfort eines Fahrzeugs zu verbessern, ist es notwendig, die Aufhängung des Fahrzeugs an verschiedene Straßenbedingungen anzupassen. Kürzlich wurde eine Technik zum Verbessern des hervorragenden Fahrkomforts (mit anderen Worten der Lenkstabilität und des Mitfahrkomforts) entwickelt, bei der der Straßenoberflächenzustand vor einem Fahrzeug mittels einer an einer Windschutzscheibe angebrachten Stereokamera detektiert wird und eine Aufhängung des Fahrzeugs basierend auf dem detektierten Straßenoberflächenzustand entsprechend angepasst wird.
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Beispielsweise offenbart die unten angegebene PTL 1 ein System, das umfasst: eine Stereosensoreinheit, die eine Stereokamera umfasst und Bilddaten erzeugt, eine Berechnungseinheit, die einen zugehörigen Bildabschnitt aus den Bilddaten auf der Grundlage zukünftiger Fahrzeugroutendaten extrahiert und eine ungleichmäßige Straßenänderung einer zukünftigen Fahrzeugroute eines Fahrzeugs basierend auf den erzeugten Bilddaten berechnet, und eine Aufhängungssteuereinheit, die ein Signal zum Anpassen einer Aufhängung des Fahrzeugs basierend auf der berechneten ungleichmäßigen Straßenänderung erzeugt.
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Entgegenhaltungsliste
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Patentdokument(e)
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Wenn jedoch eine Stereokamera verwendet wird, tritt aufgrund der Einschränkung des Detektionsbereichs der Kamera das folgende Problem auf. Wie es in 6 genauer dargestellt ist, ist insbesondere dann, wenn die Stereokamera beispielsweise an einer Windschutzscheibe angebracht ist, ein Detektionsbereich S der Stereokamera in vertikaler Richtung durch das Leistungsvermögen der Kamera, die Höhe h einer Befestigungsposition und die Größe des Blickwinkels θ der Kamera in vertikaler Richtung und dergleichen eingeschränkt. Bei einem solchen Detektionsbereich S wird ein detektierbarer Abschnitt der Stereokamera in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs durch eine untere Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm1) und eine obere Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm2) bestimmt. Wenn dann eine holprige Straße, beispielsweise eine Unebenheit, vorliegt und die holprige Straße innerhalb des detektierbaren Abschnitts der Stereokamera vorhanden ist, wird die holprige Straße von der Stereokamera detektiert.
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Wie jedoch beispielsweise in 7A gezeigt ist, ist es dann, wenn das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt und der Abstand zwischen dem Trägerfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug kleiner als die obere Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm2) ist, der Stereokamera nicht möglich, eine holprige Straße zu detektieren, auch wenn innerhalb des detektierbaren Abschnitts eine holprige Straße vorhanden ist. Wenn das Fahrzeug in einem solchen Zustand parallel zu dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt, wie es in 7B gezeigt ist, passiert das Fahrzeug die untere Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm1) in einem Zustand, in dem die holprige Straße nicht detektiert wird, (d. h. die Position von dem Trägerfahrzeug zu der holprigen Straße ist kleiner als Deadlm1) und es besteht das Problem, dass die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird. Dadurch fährt das Fahrzeug auf der holprigen Straße, ohne dass die Aufhängung angepasst wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde ersonnen, um ein solches technisches Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugsteuervorrichtung und ein System für autonomes Fahren zu schaffen, die das Versäumen der Detektion einer holprigen Straße verhindern können.
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Lösung für das Problem
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrzeugsteuervorrichtung eine Positionsschätzeinheit, die eine Position eines Fahrzeugs schätzt, eine Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit, die Außenumgebungsinformationen einschließlich Straßenoberflächeninformationen basierend auf einem Bild erfasst, das durch eine fahrzeuginterne Kamera aufgenommen wird, die ein Bild einer Vorderseite des Fahrzeugs aufnimmt, eine Karteninformations-Erfassungseinheit, die Karteninformationen einschließlich einer Position einer holprigen Straße erfasst, eine Fahreinheit für holprige Straßen, die eine Aufhängung und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs anpasst und auf einer holprigen Straße fährt, eine Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen, die basierend auf der Position des Fahrzeugs, die durch die Positionsschätzeinheit geschätzt wird, und der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit erfasst wird, bestimmt, ob innerhalb eines vorgegebenen Bereichs vor dem Fahrzeug eine holprige Straße vorhanden ist oder nicht, und basierend auf den Straßenoberflächeninformationen, die durch die Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit erfasst werden, bestimmt, ob eine holprige Straße detektiert wurde oder nicht, und eine Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen, die basierend auf der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit erfasst wird, und eines detektierbaren Abschnitts der fahrzeuginternen Kamera bestimmt, ob die Detektion der holprigen Straße versäumt wird oder nicht, wenn basierend auf der Position des Fahrzeugs, die durch die Positionsschätzeinheit geschätzt wird, und der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit erfasst wird, bestimmt wird, dass sich die holprige Straße innerhalb des vorgegebenen Bereichs vor dem Fahrzeug befindet, und basierend auf den Straßenoberflächeninformationen, die durch die Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit erfasst werden, bestimmt wird, dass die holprige Straße nicht detektiert wird.
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Wenn bei der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung basierend auf der Position des Fahrzeugs, die durch die Positionsschätzeinheit geschätzt wird, und der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit erfasst wird, bestimmt wird, dass sich innerhalb des vorgegebenen Bereichs vor dem Fahrzeug eine holprige Straße befindet, und basierend auf den Straßenoberflächeninformationen, die durch die Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit erfasst werden, bestimmt wird, dass die holprige Straße nicht detektiert wird, bestimmt die Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen basierend auf der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit erfasst wird, und dem detektierbaren Abschnitt der fahrzeuginternen Kamera, ob die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird oder nicht. Auf diese Weise ist es selbst dann, wenn der detektierbare Abschnitt der fahrzeuginternen Kamera durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird, möglich, zuverlässig zu verhindern, dass die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Versäumen der Detektion einer holprigen Straße zu vermeiden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- [1] 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt.
- [2] 2 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerverarbeitung der Fahrzeugsteuervorrichtung zeigt.
- [3] 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Bestimmungsprozess zum Bestimmen, ob die Detektion holpriger Straßen versäumt wird oder nicht, zeigt.
- [4] 4 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Fahrzeuggeschwindigkeitsanpassung einer Fahreinheit für holprige Straßen.
- [5] 5 ist ein Blockdiagramm, das ein System für autonomes Fahren gemäß der Ausführungsform zeigt.
- [6] 6 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Detektionsbereichs und eines detektierbaren Abschnitts einer Stereokamera.
- [7A] 7A ist eine Darstellung zur Erläuterung eines herkömmlichen Problems.
- [7B] 7B ist ein Diagramm zur Erläuterung des herkömmlichen Problems.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer Fahrzeugsteuervorrichtung und eines autonomen Fahrsystems gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung basieren die vertikalen, horizontalen und Vorwärts-Rückwärts-Richtungen und Positionen auf einem Fahrzeug, an dem die Fahrzeugsteuervorrichtung montiert ist. Darüber hinaus wird in der folgenden Beschreibung, sofern nichts anderes angegeben ist, davon ausgegangen, dass es für ein Fahrzeug nicht möglich ist, einer holprigen Straße auszuweichen (mit anderen Worten, es ist für das Fahrzeug nicht möglich, die holprige Straße zu umgehen).
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[Zur Fahrzeugsteuervorrichtung]
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1 ist ein Blockdiagramm, das eine Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform darstellt. Eine Fahrzeugsteuervorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform ist an einem Fahrzeug 10 montiert. Obwohl 1 ein Beispiel eines Personenkraftwagens als Fahrzeug 10 darstellt, ist das Fahrzeug 10 nicht auf einen Personenkraftwagen beschränkt und kann ein Bus, ein Lastkraftwagen, ein Anhänger oder dergleichen sein. Zusätzlich zu der Fahrzeugsteuervorrichtung 100 umfasst das Fahrzeug 10 eine Stereokamera 200, einen Gyrosensor 300, eine Aufhängung 400 und dergleichen.
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Die Stereokamera 200 entspricht einer in den Ansprüchen beschriebenen „Fahrzeugkamera“ und nimmt ein Bild eines Zustands vor dem Fahrzeug 10 auf. Die Stereokamera 200 umfasst beispielsweise ein Paar aus einer rechts und einer links angeordneten Kamera in einem vorgegebenen optischen Achsenintervall (Basislinienlänge), so dass die optischen Achsen der Kameras parallel zueinander sind. Die Stereokamera 200 ist an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 10 angebracht. Sowohl die rechte als auch die linke Kamera umfasst jeweils einen Bildsensor wie etwa einen CMOS, eine optische Linse und dergleichen. Es ist zu beachten, dass es sich bei der Fahrzeugkamera neben der Stereokamera auch um eine Monokularkamera oder dergleichen handeln kann.
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Der Gyrosensor 300 detektiert Beschleunigung und Vibration des Fahrzeugs 10. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 500 detektiert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10.
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Die Aufhängung 400 ist an jedem Rad des Fahrzeugs 10 angeordnet. Bei der Aufhängung 400 handelt es sich beispielsweise um eine elektromagnetische Aufhängung mit einem Elektromotor (Linearmotor, Drehmotor) als elektrischen Aktor oder eine semiaktive Aufhängung mit Hydraulikpuffer (hydraulischem Dämpfer, hydraulischem Stoßdämpfer) als Flüssigkeitsdruck-Aktor, der eine Dämpfungskraft anpassen kann, eine vollaktive Aufhängung mit einem Antriebszylinder (Hydraulikzylinder, Luftzylinder) als Flüssigkeitsdruck- oder Atmosphärendruck-Aktor und eine Luftaufhängung mit einer Luftfeder als Atmosphärendruck-Aktor, der auch als Fahrzeughöhenanpassungsvorrichtung dient und die Höhe (Fahrzeughöhe) des Fahrzeugs anpassen kann. Der Aktor (Elektromotor, Hydraulikpuffer, Antriebszylinder, Luftfeder und dergleichen) wird von der Fahrzeugsteuervorrichtung 100 (genauer gesagt der Fahreinheit für holprige Straßen 1008 der Fahrzeugsteuervorrichtung 100) gesteuert. Mit anderen Worten: Die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 passt die Aufhängung 400 an, indem sie den Aktor (Elektromotor, Hydraulikpuffer, Antriebszylinder, Luftfeder und dergleichen) steuert.
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Die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 umfasst beispielsweise einen Mikrocomputer, der durch die Kombination einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU), die Berechnungen durchführt, eines Nur-Lese-Speichers (ROM) als sekundäre Speichervorrichtung, in der ein Programm zur Berechnung aufgezeichnet ist, und eines Direktzugriffsspeichers (RAM) als temporäre Speichervorrichtung, die den Berechnungsfortschritt und temporäre Steuervariablen speichert, ausgebildet ist. Eine solche Fahrzeugsteuervorrichtung 100 führt jede Steuerung des gesamten Fahrzeugs 10 durch, indem sie das gespeicherte Programm ausführt.
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Wie es in 1 dargestellt ist, umfasst die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 in der vorliegenden Ausführungsform eine Positionsschätzeinheit 1001, eine Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002, eine Gyrodaten-Erfassungseinheit 1003, eine Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004, eine Kommunikationssteuereinheit 1005, eine Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen 1006, eine Abstandshalteeinheit für die Detektion holpriger Straßen 1007, eine Fahreinheit für holprige Straßen 1008, eine Kalibrierungseinheit 1009, eine Lernwert-Speichereinheit 1010, eine Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 und eine Kartendatenbank (Karten-DB) 1012.
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Die Positionsschätzeinheit 1001 schätzt die Position des Fahrzeugs 10 unter Verwendung eines in dem Fahrzeug 10 oder der Fahrzeugsteuervorrichtung 100 eingebauten Satellitensignalempfängers (nicht dargestellt). Insbesondere schätzt die Positionsschätzeinheit 1001 die Position des Fahrzeugs 10, d. h den Breitengrad und Längengrad, durch Analysieren von Signalen, die der Satellitensignalempfänger von mehreren Satelliten empfängt, die ein Satellitennavigationssystem bilden. Es ist zu beachten, dass die Positionsschätzeinheit 1001 die Position des Fahrzeugs 10 basierend auf dem Detektionsergebnis des Gyrosensors 300 schätzen kann.
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Die Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002 erfasst Außenumgebungsinformationen basierend auf einem von der Stereokamera 200 aufgenommenen Bild. Die Außenumgebungsinformationen umfassen beispielsweise Straßenoberflächen-Bilddaten, die Straßenoberflächeninformationen angeben, Bilddaten des vorausfahrenden Fahrzeugs und des entgegenkommenden Fahrzeugs und Bilddaten von Verkehrszeichen, Spuren und dergleichen.
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Die Gyrodaten-Erfassungseinheit 1003 entspricht einer in den Ansprüchen beschriebenen „Vibrationserfassungseinheit“ und erfasst die Vibration des Fahrzeugs 10 basierend auf Detektionsdaten des Gyrosensors 300.
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Die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 bestimmt basierend auf der Position des Fahrzeugs 10, die von der Positionsschätzeinheit 1001 geschätzt wird, und der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird, ob sich innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (z. B. innerhalb von 2 km) vor dem Fahrzeug eine holprige Straße befindet oder nicht. Darüber hinaus bestimmt die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 basierend auf den Straßenoberflächen-Bilddaten, die durch die Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002 erfasst werden, ob vor dem Fahrzeug 10 eine holprige Straße detektiert wird oder nicht. Wenn darüber hinaus die Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen 1006 bestimmt, dass die Detektion von holprigen Straßen versäumt wird, und die Position der holprigen Straße, die durch die Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002 erfasst wird, innerhalb des vorgegebenen Bereichs vor dem Fahrzeug 10 liegt, bestimmt die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004, dass sich auf der Fahrbahnoberfläche eine holprige Straße befindet. Es ist zu beachten, dass sich der Begriff „holprige Straße“ hier auf eine Straßenoberfläche, die einen Höhenunterschied wie beispielsweise eine Unebenheit, eine Stufe oder einen Vorsprung auf der Straßenoberfläche aufweist, und auf eine Straßenoberfläche, auf der Vibrationen, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug auf der Straßenoberfläche fährt, größer oder gleich einem vorab festgelegten Vibrationsschwellenwert sind, bezieht.
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Die Kommunikationssteuereinheit 1005 steuert das Senden und Empfangen von Informationen an und von einem externen Server oder dergleichen über eine in dem Fahrzeug 10 bereitgestellte Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt). Insbesondere führt die Kommunikationssteuereinheit 1005 eine Steuerung durch, um regelmäßig ein Senden des Lernwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lernwerts der Aufhängungsanpassung, die in der Lernwert-Speichereinheit 1010 gespeichert sind, an den externen Server, beispielsweise eine Cloud, und ein Empfangen des Lernwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lernwerts der Aufhängungsanpassung, die auf dem externen Server gespeichert werden, durchzuführen. Bei Empfang des Lernwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lernwerts der Aufhängungsanpassung, die in dem externen Server gespeichert sind, speichert die Kommunikationssteuereinheit 1005 die empfangenen Lernwerte in der Lernwert-Speichereinheit 1010.
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Wenn die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 basierend auf der Position des Fahrzeugs 10, die durch die Positionsschätzeinheit 1001 geschätzten wird, und der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird, bestimmt, dass sich eine holprige Straße innerhalb des vorgegebenen Bereichs vor dem Fahrzeug befindet, und die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 basierend auf den Straßenoberflächeninformationen, die von der Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002 erfasst werden, bestimmt, dass die holprige Straße nicht detektiert wird, bestimmt die Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen 1006 basierend auf der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird, und dem detektierbaren Abschnitt der Stereokamera 200, ob Die Detektion der holprigen Straße versäumt wird oder nicht. Es ist zu beachten, dass, wie es oben beschrieben ist, der detektierbare Abschnitt der Stereokamera 200 ein Abschnitt zwischen einer unteren Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm1) und oberen Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm2) ist (siehe z. B. 6).
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Die Abstandshalteeinheit für die Detektion holpriger Straßen 1007 hält den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug aufrecht, so dass der detektierbare Abschnitt der Stereokamera 200 nicht durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird.
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Die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 passt die Aufhängung und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs an, um auf der holprigen Straße zu fahren. Insbesondere passt die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 die Aufhängung 400 basierend auf den Bilddaten der Straßenoberfläche, die von der Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002 erfasst werden, an, um auf der holprigen Straße zu fahren. Wenn die Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen 1006 bestimmt, dass die Detektion der holprigen Straße versäumt wurde, passt die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 außerdem die Aufhängung 400 des Fahrzeugs 10 basierend auf dem Lernwert der Aufhängungsanpassung, der in der Lernwert-Speichereinheit 1010 gespeichert ist, an und fährt.
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Wenn die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen1004 basierend auf der Position des Fahrzeugs 10, die durch die Positionsschätzeinheit 1001 geschätzt wird, und der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird, bestimmt, dass sich eine holprige Straße innerhalb des vorgegebenen Bereichs vor dem Fahrzeug befindet, passt die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf dem Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit, der in der Lernwert-Speichereinheit 1010 gespeichert ist, an und fährt.
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Die Kalibrierungseinheit 1009 kalibriert die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Vibration des Fahrzeugs, die von der Gyrodaten-Erfassungseinheit 1003 erfasst wird, wenn das Fahrzeug auf einer holprigen Straße fährt. Insbesondere berechnet die Kalibrierungseinheit 1009 dann, wenn das Fahrzeug 10 auf einer holprigen Straße fährt, die Vibration des Fahrzeugs 10 basierend auf den von der Gyrodaten-Erfassungseinheit 1003 erfassten Gyrodaten. Dann, wenn die berechnete Vibration des Fahrzeugs 10 einen Schwellenwert überschreitet, der vorab festgelegt wird, wird erkannt, dass die Vibration groß ist, und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird für die nächste Fahrt auf der holprigen Straße kalibriert. Darüber hinaus aktualisiert die Kalibrierungseinheit 1009 den Lernwert, indem sie die kalibrierte Fahrzeuggeschwindigkeit in Zuordnung der Position der holprigen Straße in der Lernwert-Speichereinheit 1010 speichert.
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Die Lernwert-Speichereinheit 1010 speichert die von der Kalibrierungseinheit 1009 kalibrierte Fahrzeuggeschwindigkeit als Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit in Zuordnung zu der Position der holprigen Straße. Darüber hinaus speichert die Lernwert-Speichereinheit 1010 einen Anpassungswert der Aufhängung, der von der Fahreinheit für holprige Straßen 1008 angepasst wird, als den Lernwert der Aufhängungsanpassung in Zuordnung zu der Position der holprigen Straße.
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Die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst Karteninformationen aus der Kartendatenbank 1012. Die Karteninformationen umfassen die Position einer holprigen Straße, Spurinformationen und dergleichen.
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Nachfolgend wird die Steuerverarbeitung der Fahrzeugsteuervorrichtung 100 unter Bezugnahme auf Fig. w beschrieben. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerverarbeitung der Fahrzeugsteuervorrichtung zeigt.
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Zuerst erfasst die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 in Schritt S100 die Position einer holprigen Straße aus der Karten-DB 1012. Zu diesem Zeitpunkt erfasst die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 die Position einer holprigen Straße, die auf der Straßenoberfläche der Fahrtroute vorhanden ist, aus der Karten-DB 1012 basierend auf der Fahrtroute des Trägerfahrzeugs.
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In Schritt S101, der auf Schritt S100 folgt, bestimmt die Bestimmungseinheit für holprige Straßen 1004 basierend auf der in Schritt S100 erfassten Position der holprigen Straße und der Position des Trägerfahrzeugs, die durch die Positionsschätzeinheit 1001 geschätzt wird, ob eine holprige Straße innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (z. B. innerhalb von 2 km) voraus liegt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass keine holprige Straße vorliegt, kehrt die Steuerverarbeitung zu Schritt S100 zurück. Wenn hingegen festgestellt wird, dass eine holprige Straße vorliegt, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S102 über.
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In Schritt S102 erfasst die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 den Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit, der in der Lernwert-Speichereinheit 1010 gespeichert ist. Dabei ist der Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit Position einer holprigen Straßen auf der Fahrtroute zugeordnet, wenn das Trägerfahrzeug die Fahrtroute bisher befahren hat. Wenn das Trägerfahrzeug zum ersten Mal auf der Fahrtroute fährt, wird der Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit vorab aus einem externen Server wie einer Cloud heruntergeladen und in der Lernwert-Speichereinheit 1010 gespeichert.
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In Schritt S103, der auf Schritt S102 folgt, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 basierend auf der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 500 erfassten aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem in Schritt S102 erfassten Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst werden muss oder nicht. Hier wird unter Bezugnahme auf 4 ein Verfahren zum Bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst werden muss oder nicht, beschrieben.
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4 zeigt ein Beispiel des Lernwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn das Fahrzeug auf einer holprigen Straße mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit für die Fahrt auf holprigen Straßen von 40 km/h gefahren ist. Wie es in 4 dargestellt ist, berechnet die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 zunächst den Abstand zu der holprigen Straße basierend auf der in Schritt S100 erfassten Position der holprigen Straße und der von der Positionsschätzeinheit 1001 geschätzten Position des Trägerfahrzeugs. In 4 wird beispielsweise davon ausgegangen, dass der Abstand zu der holprigen Straße 100 m beträgt. Dann vergleicht die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. 60 km/h) mit dem Lernwert (hier beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit für die Fahrt auf holprigen Straßen 40 km/h) der Fahrzeuggeschwindigkeit, der in Schritt S102 erfasst wird. Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit als Ergebnis des Vergleichs größer als der Lernwert ist, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst werden muss.
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Anschließend berechnet die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 eine Bremsstrecke, die erforderlich ist, wenn das Fahrzeug mit einer vorgegebenen Verzögerung von G oder weniger von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Lernwert abbremst. In 4 beträgt die Bremsstrecke beispielsweise 50 m. Anschließend bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 eine Verzögerungsstartposition, indem sie eine umgekehrte Berechnung von der Position der holprigen Straße auf der Basis der berechneten Bremsstrecke durchführt. Auf diese Weise ist es durch Abbremsen des Fahrzeugs gemäß der Anpassung der Aufhängung des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug auf einer holprigen Straße fährt, im Vergleich zu dem Fall, in dem nur die Aufhängung angepasst wird, möglich, die Vibrationen während der Fahrt auf der holprigen Straße stärker zu unterdrücken und plötzliches Bremsen zu vermeiden.
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Wenn dann in Schritt S103 bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht angepasst werden muss, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S105 über. Wenn hingegen bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst werden muss, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S104 über.
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In Schritt S104 passt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 wie oben beschrieben die Fahrzeuggeschwindigkeit an, so dass der Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird.
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Im Schritt S105, der auf Schritt S104 folgt, hält die Abstandshalteeinheit für die Detektion holpriger Straßen 1007 den Fahrzeugabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf mindestens gleich der oberen Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm2), so dass der detektierbaren Abschnitt der Stereokamera 200 nicht durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird. Indem verhindert wird, dass der detektierbare Abschnitt der Stereokamera 200 wie oben beschrieben durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird, ist es möglich, das Versäumen der Detektion einer holprigen Straße oder dergleichen zu verhindern.
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In Schritt S106, der auf Schritt S105 folgt, erfasst die Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002 Bilddaten der Straßenoberfläche, die von der Stereokamera 200 aufgenommen werden.
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In Schritt S107, der auf Schritt S106 folgt, bestimmt die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 basierend auf den in Schritt S106 erfassten Bilddaten der Straßenoberfläche, ob eine holprige Straße detektiert wurde oder nicht. Es ist zu beachten, dass eine bekannte Technik zum Detektieren der holprigen Straße auf der Grundlage der Bilddaten der Straßenoberfläche verwendet werden kann und daher eine genaue Beschreibung davon weggelassen wird.
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Wenn bestimmt wird, dass die holprige Straße detektiert wurde, dann geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S108 über. In Schritt S108 passt die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 die Aufhängung 400 basierend auf den in Schritt S106 erfassten Bilddaten der Straßenoberfläche an. Eine bekannte Technik kann zum Anpassen der Aufhängung des Fahrzeugs basierend auf den Bilddaten der Straßenoberfläche verwendet werden und daher wird auf eine genaue Beschreibung davon verzichtet. Wenn Schritt S108 beendet ist, geht die Steuerverarbeitung dann zu Schritt S111 über.
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Wenn hingegen in Schritt S107 bestimmt wird, dass keine holprige Straße detektiert wurde, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S109 über.
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In Schritt S109 bestimmt die Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen 1006, ob die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird oder nicht. Es ist zu beachten, dass die Bestimmung, ob die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird, später beschrieben wird. Wenn dann bestimmt wird, dass die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S110 über. Wenn bestimmt wird, dass die Detektion einer holprigen Straße nicht versäumt wird, geht die Steuerungsverarbeitung zu Schritt S112 über.
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In Schritt S110 erfasst die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 den Lernwert der Aufhängungsanpassung, der in der Lernwert-Speichereinheit 1010 gespeichert ist, und passt die Aufhängung 400 basierend auf dem erfassten Lernwert der Aufhängungsanpassung ein. Dabei wird der Lernwert der Aufhängungsanpassung der Position der holprigen Straße auf der Fahrtroute zugeordnet, wenn das Trägerfahrzeug die Fahrtroute bisher befahren hat. Wenn das Trägerfahrzeug zum ersten Mal auf der Fahrtroute fährt, wird der Lernwert der Aufhängungsanpassung vorab von einem externen Server wie einer Cloud heruntergeladen und in der Lernwert-Speichereinheit 1010 gespeichert.
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In Schritt S111, der auf Schritt S108 oder S110 folgt, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 basierend auf der in Schritt S100 erfassten Position der holprigen Straße und der durch die Positionsschätzeinheit 1001 geschätzten aktuellen Position des Trägerfahrzeugs, ob das Fahrzeug 10 die holprige Straße durchfahren hat oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug die holprige Straße durchfahren hat, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S112 über.
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In Schritt S112 bringt die Fahreinheit für holprige Straßen 1008 die für das Fahren auf der holprigen Straße angepasste Fahrzeuggeschwindigkeit und die Aufhängung 400 zurück in den Zustand vor der Anpassung.
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In Schritt S113, der auf Schritt S112 folgt, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, ob die Gyrodaten (d. h. Vibration des Fahrzeugs), die durch die Gyrodaten-Erfassungseinheit 1003 erfasst werden, wenn das Fahrzeug auf der holprigen Straße fährt, größer als ein im Voraus festgelegter Schwellenwert sind oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Gyrodaten größer als der Schwellenwert sind, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S114 über. Wenn hingegen bestimmt wird, dass die Gyrodaten kleiner oder gleich dem Schwellenwert sind, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S115 über.
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In Schritt S114 kalibriert die Kalibrierungseinheit 1009 die Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn das Fahrzeug auf der holprigen Straße fährt, und speichert die kalibrierte Fahrzeuggeschwindigkeit in der Lernwert-Speichereinheit 1010 in Zuordnung zu der Position der holprigen Straße, wodurch der Lernwert aktualisiert wird.
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In Schritt S115 wird der Lernwert der Aufhängungsanpassung aktualisiert, indem der Aufhängungsanpassungswert dann, wenn das Fahrzeug auf der holprigen Straße fährt, in der Lernwert-Speichereinheit 1010 in Zuordnung zu der Position der holprigen Straße gespeichert wird. Dadurch endet eine Reihe von Steuerverarbeitungen.
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Der Bestimmungsprozess in Schritt S109 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Bestimmungsprozess zum Bestimmen, ob die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird oder nicht, zeigt.
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Wie es in 3 dargestellt ist, erfasst die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 in Schritt S1091 den Abstand (das heißt den Fahrzeugabstand L1) zu dem vorausfahrenden Fahrzeug.
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In Schritt S1092, der auf Schritt S1091 folgt, berechnet die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 einen Abstand L2 von dem Trägerfahrzeug zu der holprigen Straße basierend auf der von der Positionsschätzeinheit 1001 geschätzten Position des Trägerfahrzeugs und der in Schritt S100 erfassten Position der holprigen Straße.
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In Schritt S1093, der auf Schritt S1092 folgt, erfasst die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 einen detektierbaren Abschnitt der Stereokamera 200. Zu diesem Zeitpunkt erfasst die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 eine untere Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm1) und eine obere Grenze des detektierbaren Abschnitts (Deadlm2) zum Definieren eines detektierbaren Abschnitts.
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In Schritt S1094, der auf Schritt S1093 folgt, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, ob innerhalb des detektierbaren Abschnitts der Stereokamera 200 eine holprige Straße vorhanden ist oder nicht (das heißt, ob eine Beziehung Deadlm1 ≤ L2 ≤ Deadlm2 erfüllt ist oder nicht). Wenn bestimmt wird, dass die holprige Straße innerhalb des detektierbaren Abschnitts der Stereokamera 200 vorhanden ist, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S1095 über. Wenn hingegen bestimmt wird, dass innerhalb des detektierbaren Abschnitts der Stereokamera 200 keine holprige Straße vorhanden ist, wird der Prozess von Schritt S1094 wiederholt ausgeführt.
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In Schritt S1095, der auf Schritt S1094 folgt, bestimmt die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 basierend auf der in Schritt S106 erfassten Bilddaten der Straßenoberfläche, ob eine holprige Straße detektiert wurde oder nicht. Wenn dann bestimmt wird, dass die holprige Straße detektiert wurde, geht die Steuerverarbeitung zu dem oben beschriebenen Schritt S108 über. Wenn hingegen bestimmt wird, dass keine holprige Straße detektiert wurde, geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S1096 über. Es ist zu beachten, dass der Prozess von Schritt S1095 dem oben beschriebenen Schritt S107 ähnelt und daher weggelassen werden kann.
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In Schritt S1096 bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, ob der detektierbare Abschnitt der Stereokamera 200 durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird oder nicht (das heißt, ob eine Beziehung L1 ≤ L2 erfüllt ist oder nicht).
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Wenn L1 > L2, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, dass der detektierbare Abschnitt nicht durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird. Im Ergebnis geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S1099 über. In Schritt S1099 bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, dass die Detektion der holprigen Straße nicht versäumt wurde und die holprige Straße repariert wurde. Wenn dann Schritt S1099 beendet ist, geht die Steuerverarbeitung zu dem oben beschriebenen Schritt S112 über.
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Wenn hingegen L1 ≤ L2 in Schritt S1096, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, dass der detektierbare Abschnitt durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird. Im Ergebnis geht die Steuerverarbeitung zu Schritt S1097 über. In Schritt S1097 bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, ob die holprige Straße außerhalb des detektierbaren Abschnitts der Stereokamera 200 liegt oder nicht (das heißt, ob eine Beziehung L2 < Deadlm1 erfüllt ist oder nicht).
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Wenn dann L2 ≥ Deadlm1 ist, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, dass die holprige Straße nicht außerhalb des detektierbaren Abschnitts der Stereokamera 200 liegt. Im Ergebnis kehrt die Steuerverarbeitung zu Schritt S1095 zurück.
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Wenn hingegen L2 < Deadlm1 ist, bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 100, dass die holprige Straße außerhalb des detektierbaren Abschnitts der Stereokamera 200 liegt, und die Steuerverarbeitung geht zu Schritt S1098 über. In Schritt S1098 bestimmt die Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen1006, dass ein Versäumen einer Detektion einer holprigen Straße vorliegt. Im Ergebnis geht die Steuerverarbeitung zu dem oben beschriebenen Schritt S110 über.
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In der Fahrzeugsteuervorrichtung 100, die wie oben beschrieben ausgelegt ist, bestimmt die Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen 1006 dann, wenn die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 basierend auf der Position des Fahrzeugs 10, die durch die Positionsschätzeinheit 1001 geschätzt wird, und die Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird, bestimmt, dass sich die holprige Straße innerhalb des vorgegebenen Bereichs vor dem Fahrzeug befindet, und die Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen 1004 basierend auf den Bilddaten der Straßenoberfläche, die von der Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit 1002 erfasst werden, bestimmt, dass die holprige Straße nicht detektiert wird, basierend auf der Position der holprigen Straße, die durch die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird, und dem detektierbaren Abschnitt der Stereokamera 200 bestimmt, ob die Detektion einer holprigen Straße versäumt wurde oder nicht. Selbst dann, wenn der detektierbare Abschnitt der Stereokamera 200 durch das vorausfahrende Fahrzeug blockiert wird, ist es auf diese Weise möglich, zuverlässig zu verhindern, dass die Detektion einer holprigen Straße versäumt wird.
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Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform davon ausgegangen wird, dass es für das Fahrzeug 10 nicht möglich ist, eine holprige Straße zu vermeiden, allerdings kann das Fahrzeug 10 fahren, um die holprige Straße zu vermeiden. In diesem Fall erfasst die Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 beispielsweise ferner Spurinformationen, die in den Karteninformationen enthalten sind, und die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 führt basierend auf den Spurinformationen und der Position der holprigen Straße, die von der Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird. ein Fahren auf eine Spur ohne holprige Straße durch. Auf diese Weise ist es möglich, eine Fahrt zu realisieren, bei der eine holprige Straße vermieden werden kann, indem auf eine Spur ohne holprige Straße gewechselt wird.
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Darüber hinaus kann die Fahrzeugsteuervorrichtung 100 ferner mit einer Routenerzeugungseinheit versehen sein, die eine Fahrtroute zu einem Ziel erzeugt. Die Routenerzeugungseinheit kann eine Fahrtroute zum Vermeiden einer holprigen Straße basierend auf der Position der holprigen Straße, die von der Karteninformations-Erfassungseinheit 1011 erfasst wird, erzeugen. Da es auf diese Weise möglich ist, eine Route zu erzeugen, die eine holprige Straße vermeiden kann, ist es möglich, eine Fahrt zu realisieren, bei der eine holprige Straße vermieden werden kann.
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[Zum System für autonomes Fahren]
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5 ist ein Blockdiagramm, das ein System für autonomes Fahren gemäß der Ausführungsform zeigt. Ein System für autonomes Fahren 1 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform das oben beschriebene Fahrzeug 10 und eine Cloud 20, die kommunikationstechnisch mit dem Fahrzeug 10 verbunden ist.
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Eine Cloud 20 entspricht einem in den Ansprüchen beschriebenen „externen Server“ und umfasst eine Kommunikationseinheit 201, die mit dem Fahrzeug 10 kommuniziert, und eine Informationsspeichereinheit 202, die den Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Lernwert der Aufhängungsanpassung, die durch die Kommunikationseinheit 201 empfangen werden, speichert.
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Die Kommunikationseinheit 201 sendet und empfängt Informationen zu und von dem Fahrzeug 10 über ein Netz (nicht dargestellt). Die Informationsspeichereinheit 202 filtert den empfangenen Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit und den empfangenen Lernwert der Aufhängungsanpassung sowie die Spezifikation des Fahrzeugs 10 und speichert die Ergebnisse der Filterung.
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In dem System für autonomes Fahren 1, das wie oben beschrieben ausgelegt ist, speichert und sammelt die Cloud 20 den Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Lernwert der Aufhängungsanpassung, die aus mehreren Fahrzeugen 10 gesendet werden, und sendet beispielsweise den gespeicherten Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit und Lernwert der Aufhängungsanpassung als Antwort auf die Anforderung des Fahrzeugs an das anforderende Fahrzeug. Auf diese Weise ist es möglich, die Lernwerte unter mehreren Fahrzeugen zu teilen. Da außerdem der Lernwert der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lernwert der Aufhängungsanpassung der Position der holprigen Straße zugeordnet sind, kann ein Fahrzeug auf der Grundlage dieser Lernwerte auch dann fahren, wenn ein anderes Fahrzeug zum ersten Mal auf der holprigen Straße fährt, so dass ein hervorragender Fahrkomfort erzielt werden kann.
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Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bisher im Einzelnen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und es können verschiedene Entwurfsänderungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken der in den Ansprüchen beschriebenen vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System für autonomes Fahren
- 10
- Fahrzeug
- 20
- Cloud
- 100
- Fahrzeugsteuervorrichtung
- 200
- Stereokamera (Fahrzeugkamera)
- 300
- Gyrosensor
- 400
- Aufhängung
- 500
- Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
- 1001
- Positionsschätzeinheit
- 1002
- Außenumgebungsinformations-Erfassungseinheit
- 1003
- Gyrodaten-Erfassungseinheit (Vibrationserfassungseinheit)
- 1004
- Einheit zum Bestimmen holpriger Straßen
- 1005
- Kommunikationssteuervorrichtung
- 1006
- Einheit zum Bestimmen eines Versäumens der Detektion holpriger Straßen
- 1007
- Abstandshalteeinheit für die Detektion holpriger Straßen
- 1008
- Fahreinheit für holprige Straßen
- 1009
- Kalibrierungseinheit
- 1010
- Lernwert-Speichereinheit
- 1011
- Karteninformations-Erfassungseinheit
- 1012
- Karten-DB
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2021153263 [0002]
- JP 2017100705 A [0005]
