JP2018506460A - 車両制御装置並びに方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、特定数の、即ち、一つ乃至複数の互いに独立した、第一ロジックレベルに配置され、且つ、予め定められている第一車両制御機能を計算し、第一計算結果を出力する様に構成された第一制御装置、並びに、特定数の、互いに独立した、第一ロジックレベルの上位におかれ、且つ、互いに階層的に配置されたロジックレベルに配置され、且つ、予め定められている更なる車両制御機能を計算し、更なる計算結果を出力するように構成された更なる制御装置とを備え、但し、該更なる制御手段が、計算結果が、該当する、階層的にそれぞれの制御装置のロジックレベルの下位に配置されたロジックレベルに配置されている車両制御機能用の入力値として該当する制御装置によってのみ使用されるように構成されている、ことを特徴とする車両用の車両制御装置を、開示する。本発明は更に、対応する方法も開示している。

Description

本発明は、車両用の車両制御装置、並びに、対応する方法に関する。

本発明は、以下、主に乗用自動車との関連において説明されるが、それに制限されることなく、如何なる種類の車両においても使用可能である。

最新の車両では常に、複雑なドライバー・アシスタント・システムが、用いられている。この様なドライバー・アシスタント・システムや、高度に自動化された走行などの機能は、車両周辺部を正確に捕捉することを可能にする多くの車載センサー類を必要としている。車両を自律的に操縦するため、例えば、車両を、認識した走行レーン内において、ガイドするには、走行レーンを、信頼性をもって認識することが必要である。

現行のアシスタント・システム用としては、周辺センサー用のフュージョン・コンセプトが、研究されている。例えば、レーダー・センサー、カメラ、走行ダイナミクスセンサー、ＧＰＳやデジタル地図など様々なデータソースから、車両周辺部の描写、所謂「周辺モデル」が、作成される。データ・フュージョンの目的は、個々のデータソースと比べてより高い精度と安全性、並びに、より広い視野範囲を達成することにある。

特に、高度に自動化された走行では、高いシステム可用性が必要である。現在実用化されているフュージョン・アーキテクチャでは、認識の精度、視野領域、並びに、より高い安全性に重点がおかれている。

そのため、個々のコンポーネントやソフトウェア・モジュールの大きなネットワークが形成され、一つのモジュールの不具合が、システム全体の機能を阻害してしまう。

しかしこれは、自動化された走行が必要とする高いシステム可用性と矛盾している。

例えば、車両ポジションの計算は、近年、ＥＳＣセンサークラスター（ＥＳＣ： Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に基づき、オブジェクト・トラッキングやオキュパシー・グリッド乃至占有グリッドが用いられている。しかし、ＥＳＣセンサークラスターに不具合が有ったり、ポジショニング・モジュールにエラーがあったりした場合、他のモジュール全てに影響が及び、システム全体が、機能しない。

よって、本発明の課題は、車両用の改善された制御を提供することである。

そのために本発明は、請求項１に記載の特徴を有する車両制御装置、並びに、請求項１０に記載の特徴を有する方法を開示する。

即ち：
特定数の、即ち、一つ乃至複数の互いに独立した、第一ロジックレベルに配置され、且つ、予め定められている第一車両制御機能を計算し、第一計算結果を出力する様に構成された第一制御装置、並びに、
特定数の、互いに独立した、第一ロジックレベルの上位におかれ、且つ、互いに階層的に配置されたロジックレベルに配置され、且つ、予め定められている更なる車両制御機能を計算し、更なる計算結果を出力するように構成された更なる制御装置
とを備え、
但し、該更なる制御手段が、計算結果が、該当する、階層的にそれぞれの制御装置のロジックレベルの下位に配置されたロジックレベルに配置されている車両制御機能用の入力値として該当する制御装置によってのみ使用されるように構成されている、
ことを特徴とする
車両用の車両制御装置が、開示される。

即ち、更には：
特定数、即ち、一つの乃至複数の第一装置から互いに独立した制御装置を第一ロジックレベルに配置するステップ、
第一制御装置内の予め定められている第一車両制御機能を計算するステップ、
特定数の更なる互いに独立した制御装置を、特定数の第一ロジックレベルの上位におかれ、且つ、互いに階層的に配置されたロジックレベルを配置するステップ、並びに、
互いに独立した更なる制御装置内の予め定められている更なる車両制御機能を計算結果に基づいて、制御装置内の、該当する車両制御機能の制御装置のロジックレベルの階層的に下に配置されているロジックレベル内の制御装置内に配置されている車両制御機能のみに計算するステップ
を包含する
ことを特徴とする
車両を制御するための方法が、開示される。

本発明では、上位機能をその下位のセンサーと密接につなぐことは、個々のシステムコンポーネントの高い依存性につながっていると言う知見が、基になっている。

本発明では、上記知見に基づき、この様な依存性を解除する方法を提供しようと言うアイデアが、基になっている。

そのため本発明では、車両の制御のための計算を複数のロジックレベルに分散している。各レベル内では、個々の機能乃至制御手段のネットワーク化は実施されない。その結果、個々の制御手段は、互いに独立している。よって、あるコンポーネントに不具合が発生しても、それぞれのレベルの他の制御手段は、機能する。

該当するロジックレベルには、それを基にした機能を帰属させることができる。低いロジックレベルの機能は、例えば、車両周辺部に関する不完全且つ不確実な情報しか持っておらず、限定的にしか機能しないかもしれない。上位のロジックレベルに上がれば上がるほど、データ・クオリティ、並びにこれに伴って、機能範囲と機能クオリティも改善する。

よって、該ロジックレベルとは、一つのロジックレベルの機能乃至制御手段が、互いに、ネットワーク化はされず、第一ロジックレベルの機能乃至制御装置は、階層的に第一ロジックレベルの下に配置されて第二ロジックレベルの機能乃至制御装置のデータのみにアクセスするものであると理解できる。しかし、該ロジックレベルは、個々の制御手段の物理的な配列であると解釈してはならない。

好ましい実施形態と発展形態は、従属請求項並びに図に基づいた説明によって開示される。

ある実施形態では、該制御手段は、それぞれの計算結果によって、車両を、特に、車両の横方向加速、及び／或いは、縦方向加速を制御するように構成されている。これにより、それぞれに提供されるデータに基づいて、異なるロジックレベルにおける車両の独立した制御が可能になる。

ある実施形態では、第一制御手段は、それぞれセンサー類を有し、車両の車両運動、及び／或いは、車両に対するオブジェクトの相対運動、及び／或いは、車両ポジション、及び／或いは、車両オリエンテーション（車両の向き）を、自らのセンサー類のデータに基づいて推定する。これにより、第一制御手段は、車両の動きを他の制御手段から独立して、自らのセンサー類にのみ基づいて推定することができる。

ある実施形態では、第一制御手段は、車両が、第一計算結果に基づいて、車両とある障害物との衝突を回避する、或いは、その激しさを緩和する、及び／或いは、車両が走行レーンを逸脱することを回避するように制御できるように構成されている。第一制御手段は、その結果、例えば、車両の迅速な減速のみが必要なシチュエーションにおいて、車両の制御を可能にする。

ある実施形態では、第一制御手段は、計算結果として、車両の周辺部に関する周辺データを出力するように構成されている。

ある実施形態では、周辺データは、特に、占有グリッド、及び／或いは、オブジェクト・リスト、及び／或いは、車両のポジションデータ、及び／或いは、車両のオリエンテーション・データを有している。特に、それぞれ複数の類似する種類の周辺データを出力する第一制御手段が設けられていても良い。これにより、第一制御手段のデータを、更なるロジックレベルにおいて用いることができる。

ある実施形態では、車両制御装置は、特定数の互いに独立し、第一ロジックレベルの上位におかれた第二ロジックレベルに配置され、第一制御手段の同類の計算結果を組合せ、それぞれの車両制御機能用の入力値として用いることができるように構成された第二制御手段を有している。その結果、第二制御手段は、第一制御手段の個々のデータのフュージョン（融合）を実施する。その際、第二制御手段は、同類の計算結果のみを融合する。ここで言う、同類の計算結果とは、同類の内容、即ち、例えば、占有グリッド、乃至、オブジェクト・リストを有している計算結果であると解釈できる。

ある実施形態では、第二制御手段は、車両をそれぞれの計算結果に基づいて、該車両が、予め定められている走行レーンに追従するように制御するように構成されている。これにより、第二制御手段が、既に、車両の部分自律的制御を実施できる。

ある実施形態では、第二制御手段は、少なくとも冗長的計算ユニット、及び／或いは、冗長的エネルギー供給を有する冗長的制御手段として構成されている。これにより、第二制御手段とそれぞれの車両制御機能の稼働率が向上する。

ある実施形態では、車両制御装置は、特定数の互いに独立し、第二ロジックレベルの上位におかれた第三ロジックレベルに配置され、第一制御手段の同類の第二制御手段によって組み合わされた計算結果を組合せ、それぞれの車両制御機能用の入力値として用いることができるように構成された第三制御手段を有している。即ち、第三制御手段は、異なる種類の計算結果を組み合わせる。例えば、第三制御手段のうちの一つは、占有グリッド、オブジェクト・リスト並びに車両のポジションデータを組み合わせることができる。

ある実施形態では、第三制御手段は、第一制御手段の同類の第二制御手段によって組み合わされた計算結果の組合せに基づいて、車両の周りにある使用可能空間を包含し、他の交通参加者の動きの計算を可能にする車両の周辺モデルを算出することができるように構成されている。これにより先見的かつ計画的な車両制御と他の交通参加者の動きの推測が可能になる。

上記の実施形態やその発展形態は、有意義である限り、互いに自由に組み合わせることが可能である。更なる可能な形態や発展形態、並びに、本発明の実施形態には、上記の本発明に係る特徴や以下に実施例と関連して述べる本発明に係る特徴の具体的には記述されない組み合わせも包含される。更に、本発明の各々の基本形に対する改善や捕捉として当業者が個別的アスペクトを加えた場合も包含される。

以下本発明を、概略的な図として描かれている実施例を参照しながら詳しく説明する。

本発明に係る車両制御装置の一実施形態のブロック図。 本発明に係る方法の一実施形態のフローチャート。 本発明に係る車両制御装置の更なる一実施形態のブロック図である。

全ての図において、同じ、或いは、同じ機能を有するエレメント、並びに、手段に対しては − 特に記さない限り − 同じ符号がつけられている。

図１は、本発明に係る車両制御装置１−１の一実施形態のブロック図を示している。

図１の車両制御装置１−１は、第一制御手段３−１と第二制御手段３−１が描かれ、その間は、三つの点によって、更なる複数の制御手段が示唆されている第一ロジックレベル４を有している。

第一制御手段３−１は、二つの車両制御機能５−１， ５−２を有しており、第二制御手段３−ｎも、二つの車両制御機能５−３， ５−４を有している。

視覚的かつ階層的に第一レベル４の上位に配置されている更なる第二ロジックレベル１０には、二つの第二制御手段９−１， ９−ｎが、描かれており、その間にも、三つの点によって更なる制御手段が描かれている。制御手段９−１は、二つの車両制御機能５−５と５−６を有しており、他方の制御手段９−ｎは、車両制御機能５−（ｎ−１）と５−ｎを有している。

図１では、第一ロジックレベル４の制御手段３−１と３−ｎは、互いにはネットワ−ク化されていない、乃至、情報を互いには、交換しない。同様に、第二ロジックレベル１０の制御手段９−１と９−ｎも、互いにはネットワ−ク化されていない、乃至、情報を互いには、交換しない。

第二ロジックレベル１０の制御手段９−１と９−ｎは、対応する車両制御機能５−５， ５−６， ５−（ｎ−１）と５−ｎの計算のための情報を、第一ロジックレベル４の制御手段３−１と３−ｎの計算結果としてのみ受け取る。

車両制御機能５−１ − ５−ｎは、複数の異なる車両制御機能５−１ − ５−ｎであることができる。ある実施形態では、制御手段３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎは、それぞれの計算結果６−１ − ６−ｎに基づいて、車両を、特に車両の横方向加速、及び／或いは、縦方向加速を制御できるように構成されていることができる。

例えば、ある一つの可及的車両機能５−１ − ５−ｎは、衝突を回避する、或いは、その激しさを緩和するためだけの緊急ブレ−キを有している。更なる車両制御機能は、例えば、工事現場、或いは、予め定められている走行レ−ン内の、例えば、レ−ン維持機能、車両追跡、車両の横方向ガイド、或いは、複雑な交通状況における車両のガイド用の軌道計画、並びに、これらに類似する機能を有している。個々の制御手段３−１ − ３−ｎ乃至９−１ − ９−ｎによって提供される計算結果６−１ − ６−ｎは、その際、個々の制御装置が、各々の計算ステップにおいて、対応する車両制御機能を実施するために算出する計算結果６−１ − ６−ｎであることができる。例えば、計算結果６−１ − ６−ｎの一つは、周辺モデル、乃至、車両の周辺の占有グリッド、車両の周辺において認識されたオブジェクトのオブジェクト・リスト、車両のポジション、或いは、該車両に関するオリエンテ−ション・デ−タ、或いは、これらに類するものであることができる。

図１では、周辺モデルと機能が、複数のロジックレベル４， １０に分割されることが見て取れる。図１の二つのロジックレベル４と１０の描写は、この際、単なる例に過ぎない。図３では、例えば、三つのロジックレベル４， １０と１２を有する実施形態が描かれている。

一つのロジックレベル内では、個々の制御手段３−１ − ３−ｎ乃至９−１ − ９−ｎのネットワ−ク化は無い、即ち、一つの制御手段３−１ − ３−ｎ乃至９−１ − ９−ｎに不具合が発生しても、他の制御手段３−１ − ３−ｎ乃至９−１ − ９−ｎは、機能し続ける。その際、制御手段３−１ − ３−ｎ乃至９−１ − ９−ｎは、独立したハ−ドウェア、例えば、車両内の独立した制御装置、或いは、独立したプログラムモジュ−ル、例えば、ＡＵＴＯＳＡＲ互換の制御装置内で独立して実施されるＡＵＴＯＳＡＲ互換コンポ−ネントとしえ構成されていることができる。

ロジックレベル４， １０には、その上に構成される車両制御機能５−１ − ５−ｎを帰属させることができる。低いロジックレベルの車両制御機能５−１ − ５−ｎは、例えば、自らのセンサ−７−１ − ７−ｎによって捕捉された（図３参照）車両周辺部に関する不完全で不確実な情報のみを有しているため、その能力も制限されている。ロジックレベル４， １０が高くなるにつれ、デ−タ・クオリティと、それに伴い、機能範囲と機能クオリティも向上する。しかし、ネットワ−ク化が進むため、下方のロジックレベル４， １０， １２のエラ−が、機能制限の要因になり得る。車両制御機能５−１ − ５−ｎは、ロジックレベル４， １０， １２に応じて、それらが、介入する時点によって、区別できる。高いロジックレベル１２（図３参照）において、タイムリ−に介入し快適性の高い車両制御機能５−１ − ５−ｎ、例えば、緩慢な加速など、が実施される一方、低いロジックレベル４では、特に、衝突を、快適性を考慮することなく、回避する、或いは、その結果を緩和することが実施される。

図２は、車両を制御するための本発明に係る方法の一実施形態のフロ−チャ−トを示している。

該方法では、特定数の第一装置から互いに独立した制御装置３−１ − ３−ｎを、第一ロジックレベル４に配置するステップＳ１と、第一制御装置３−１ − ３−ｎ内の予め定められている第一車両制御機能５−１ − ５−ｎを計算するステップ（Ｓ２）が、設けられている。更には、特定数の更なる互いに独立した制御装置９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎを、特定数の第一ロジックレベル４の上位におかれ、且つ、互いに階層的に配置されたロジックレベル４， １０， １２を配置するステップＳ３、並びに、互いに独立した更なる制御装置９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ内の予め定められている更なる車両制御機能５−１ − ５−ｎを計算結果６−１ − ６−ｎに基づいて、制御装置内の、該当する車両制御機能５−１ − ５−ｎの制御装置３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎのロジックレベル４， １０， １２の階層的に下に配置されているロジックレベル４， １０， １２内の制御装置３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ内に配置されている車両制御機能５−１ − ５−ｎに対してのみ計算するステップＳ４も設けられている。

該車両制御機能５−１ − ５−ｎは、ある実施形態では、計算結果６−１ − ６−ｎを用いて車両を制御する役割を有している。その際、車両の、特に、横方向加速、及び／或いは、縦方向加速が制御される。

個々の第一車両制御機能５−１ − ５−ｎの分離を達成するため、第一車両制御機能５−１ − ５−ｎは、該当する車両制御機能５−１ − ５−ｎが実行される各第一制御手段３−１ − ３−ｎのセンサ−類７−１ − ７−ｎのセンサ−デ−タのみを基にしている。その際、ある実施形態では、第一車両制御機能５−１ − ５−ｎは、車両の車両運動、及び／或いは、該車両に対するオブジェクトの相対運動、及び／或いは、車両ポジション、及び／或いは、車両オリエンテ−ションを計算することができる。

該第一車両制御機能５−１ − ５−ｎ は、その際、車両を、第一計算結果に基づいて、車両とある障害物との衝突を回避する、或いは、その激しさを緩和する、及び／或いは、車両が走行レ−ンを逸脱することを回避するように制御する。

更なる制御手段９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎは、該第一車両制御機能１１−１ − ５−ｎを、計算結果６−１ − ６−ｎとして、ある実施形態では、車両の周辺部に関する周辺デ−タを提供するが、該周辺デ−タは、特に、占有グリッド、及び／或いは、オブジェクト・リスト、及び／或いは、車両のポジションデ−タ、及び／或いは、車両のオリエンテ−ション・デ−タを有している。

本発明では、車両制御機能５−１ − ５−ｎの煩雑さは、より高いロジックレベル１０， １２において増している。その際、互いから独立した特定数の第二制御手段９−１ − ９−ｎは、第一ロジックレベル４に対して上位の第二ロジックレベル１０に配置されている。該第二制御手段９−１ − ９−ｎは、その際、第一制御手段３−１ − ３−ｎの同種の計算結果６−１ − ６−ｎのみをそれぞれの車両制御機能５−１ − ５−ｎの入力値として用いる。

その際、該第二制御手段９−１ − ９−ｎは、例えば、第一計算結果６−１ − ６−ｎに基づいて車両が、予め定められている走行レ−ンに追従する、或いは、これに似たような初歩的な快適機能を実施することができる。

本方法のある実施形態では、互いから独立した特定数の第三制御手段１１−１ − １１−ｎは、第二ロジックレベル１０に対して上位の第三ロジックレベル１２に配置されている。該第三制御手段１１−１ − １１−ｎは、第一制御手段３−１ − ３−ｎの同類の第二制御手段９−１ − ９−ｎによって組み合わされた計算結果６−１ − ６−ｎを組合せ、これらを、車両制御機能５−１ − ５−ｎの入力値として用いている。

第二制御手段９−１ − ９−ｎが、例えば、オブジェクト・リスト等の同種の計算結果６−１ − ６−ｎのみを融合するのとは異なり、第三制御手段１１−１ − １１−ｎは、例えば、オブジェクト・リスト、占有グリッド、車両オリエンテ−ション情報などの異なる種類の計算結果６−１ − ６−ｎを組み合わせる。

該第三制御手段１１−１ − １１−ｎは、第二制御手段９−１ − ９−ｎによって融合された同類の計算結果６−１ − ６−ｎの組合せに基づいて、車両の周りにある使用可能空間を示し、他の交通参加者の動きの計算を可能にする車両の包括的な周辺モデルを算出することができる。これにより第三制御手段１１−１ − １１−ｎ用に、複雑な状況における車両の複雑な動きを計画できる。

図３は、本発明に係る車両制御装置１−２の更なる一実施形態のブロック図を示している。

図３の車両制御装置１−２は、図１の車両制御装置１−１をベ−スに、三つのロジックレベル４， １０と１２を有している。第一ロジックレベル４では、四つの第一制御手段３−２ − ３−５が、描かれている。第二ロジックレベル１０は、第一ロジックレベル４の上位に描かれ、三つの第二制御手段９−２ − ９−４を有している。第二ロジックレベル１０の上位に配置された第三ロジックレベル１２には、二つの第三制御手段１１−１； １１−ｎが、描かれている。全てのレベルにおいて、制御手段は異なっていても良い。

第一制御手段３−２は、レ−ダ−・センサ−７−１、乃至、レ−ダ−・センサ−７−１のネットワ−クからなるレ−ダ−システム３−２を有している。第一制御手段３−３は、センサ−７−２として、カメラ７−２を有するカメラベ−スの制御手段３−３である。第一制御手段３−４は、車両をロ−カライゼ−ションすることができる、ロ−カライゼ−ション制御手段３−４である。そのためセンサ−７−３として、例えば、ＧＰＳセンサ−、慣性センサ−手段、及び／或いは、オドメトリ−センサ−を有している。最後に、第一制御手段３−５は、地図デ−タ１４を提供できるバックエンドとして実施されている。バックエンド３−５は、車両内のロ−カルなバックエンド３−５、或いは、ネットワ−クを介してアクセス可能なセントラル・バックエンド３−５であることができる。

第一ロジックレベル４では、各々の第一制御手段３−２ − ３−５乃至センサ−類７−１ − ７−３は、互いにネットワ−ク化されていない。その結果、一例として、各々の制御手段３−２ − ３−５乃至センサ−類７−１ − ７−３が、それぞれのデ−タから車両運動を推定、乃至、算出しなければならないと言う要求が課せられる。レ−ダ−システム３−２では、例えば、静的なレ−ダ−クラスタ−をトラッキングするＳＬＡＭアプロ−チ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ、即ち、リアルタイムにロ−カライゼ−ションし、地図を作成する）１５を用いることができる。これを基に構成される車両制御機能５−７は、ある実施形態では、例えば、衝突回避、乃至、緊急ブレ−キである。

カメラベ−スの制御手段３−３用としては、例えば、光学的流れを基にしたバ−チャル・オドメトリ−・アプロ−チ１６を用いることができる。これを基にした車両制御機能５−８， ５−９は、ある実施形態では、例えば、衝突回避、乃至、緊急ブレ−キ、或いは、レ−ン逸脱予防、乃至、レ−ン維持機能である。

更に第一制御手段３−２， ３−５は、其々のセンサ−デ−タに基づいたオブジェクト認識１７−１， １７−２を実施できる。

上記の車両制御機能５−７ − ５−９の例は、車両操縦を快適に実施するものではなく、衝突を常に回避できるものでもないが、デ−タソ−スを分散したことにより、複数のコンポ−ネントに不具合が発生しても、車両制御装置１−２は、機能を維持し、自律的走行機能が故障しドライバ−による再担当が、遅れたり、実施されなかったりした場合でも、車両の操縦を続けることができる。

車両制御機能５−７ − ５−９は、ある実施形態では、必要とされるデ−タを提供する制御装置、乃至、制御手段３−２ − ３−５に分散されている。これにより、ハ−ドとソフトウェアの分離も確実に実施されている。

第一ロジックレベル４の車両制御機能５−７ − ５−９が、最下位のレベルを形成している。そのため車両制御機能５−７ − ５−９は、確実な認識の場合にのみ作動するような仕様にすることができる。車両制御機能５−７ − ５−９は、複数、即ち、例えば、レ−ダ−ベ−スとカメラベ−スの緊急ブレ−キとして実施されていることができる。

制御手段３−２ − ３−５は、センサ−７−１， ７−２と７−３、乃至、レ−ダ−ＳＬＡＭアプロ−チ１５、バ−チャル・オドメトリ−１６、或いは、オブジェクト認識１７−１， １７−２のそれぞれのデ−タ、乃至、計算結果を、第二制御手段９−２ − ９−４に提供する。

第二制御手段９−２は、第一制御手段３−２と第一制御手段３−３から提供された占有グリッドを融合する制御手段９−２である。第二制御手段９−３は、第一制御手段３−３と第一制御手段３−３から提供されたオブジェクトを融合する制御手段９−２である。第二制御手段９−４は、ランドマ−ク・ベ−スの車両のロ−カライゼ−ションを、第一制御手段３−３のバ−チャル・オドメトリ−と制御手段３−４のデ−タを基にして実施する制御手段９−４である。

その結果、第二ロジックレベル１０上では、同じ入力デ−タが融合、即ち、例えば、複数の第一制御手段３−２ − ３−５のオキュパシ−・グリッド乃至占有グリッド、或いは、オブジェクト・リストが互いに融合される。これにより、より高度なネットワ−ク化が形成され、従って、モジュ−ル間の依存度も高くなる。同種のデ−タの融合により、これらは、必要最小限に削減される。要するに、オキュパシ−・グリッドの融合には、ポジショニング用のセンサ−デ−タは、取り込まれない。

ポジションの推定は、ある実施形態では、これにより、融合された占有グリッド内における該占有グリッドの最適な向きが割り出される所謂レジストレ−ション法による新しい占有グリッドの統合によって実施される。

同様に、オブジェクト・マッチングからのオブジェクト融合の場合、例えば、拡張カルマンフィルタ−ＳＬＡＭを用いて割り出し、続いて、オブジェクトの状態推定が実施される。第一ロジックレベル４の場合と同様、第二ロジックレベル１０のデ−タを基に車両制御機能５−１０ − ５−１２が実施されるが、これらは、改善されたデ−タベ−スを用いることができる。この様な車両制御機能５−１０ − ５−１２に内の一つとしては、例えば、浮き出たオブジェクトにも反応する、車両の改善された横方向ガイド、乃至、縦方向コントロ−ルがある。これにより、例えば、工事現場シナリオにおける横方向ガイドを実施できる。即ち、カメラが故障した場合や車線マ−クが無い場合でも、車両が、車線を逸脱することを回避できる。車両に正しい範囲内を走行させるためには、例えば、フリ−領域の右側の三分の一を認識するなど、経験則を応用することもできる。このロジックレベルでは、第一制御手段３−２ − ３−５間のネットワ−ク化が行われているため、第一制御手段３−２ − ３−５の一つが不足した、乃至、故障した場合、機能性は制限され得るが、個々のアルゴリズム間のリンクは行われていない。更に、異なる第一制御手段３−２ − ３−５が、類似している入力デ−タ、乃至、計算結果６−２ − ６−８を提供する（デ−タは、同種であり、違いは、視野と精度にある）ため、第一制御手段３−２ − ３−５のうちの一つが故障すると、デ−タ・クオリティは、制限を受けるが、本質的な機能は、維持される。

第二制御手段９−２ − ９−４にエラ−が発生した場合、他の第二制御手段 ９−２ − ９−４は、使用可能であり、個々の車両制御機能５−１０ − ５−１２は、停止するが、システム全体が完全に影響を受けることはない。

よって、ある実施形態では、車両制御機能５−１０ − ５−１２は、第二ロジックレベル１０では、稼働率の高い、乃至、冗長的な制御装置によって実施されている。

第三制御手段１１−１と第三制御手段１１−ｎは、第二制御手段９−２ − ９−４から其々全ての計算結果６−９ − ６−１１を受け取る。更に、該第三制御手段１１−１と第三制御手段１１−ｎは、第一制御手段３−２ − ３−５の計算結果６−２ − ６−８を得ることができる。これに関しては、第一制御手段３−５の地図デ−タ１４用のものを、図３に例示した。

第三ロジックレベル１２では、個々のデ−タソ−ス間の関係が作成される。少なくとも一つの占有グリッド、乃至、オキュパシ−・グリッド、少なくとも一つのオブジェクト・リストと地図デ−タから、マヌ−バのために実際に使用可能な空間を算出する、或いは、オブジェクト・リストと地図デ−タから、他の交通参加者が、取るであろう挙動を推定することができる。

その結果、第三ロジックレベル１２には、シ−ンを理解した略完全な状況描写がある。これにより、車両制御機能５−１３では、複雑なマヌ−バの計画と実施、即ち、例えば、車線変更や、車両運動の快適で、十分なゆとりのある計画と実施が可能になる。

モジュ−ル間の高度なネットワ−ク化により、特に、一つのアルゴリズムが欠けている（例えば、エラ−のために占有グリッドの融合が用いられない）場合、第三ロジックレベル１２の車両制御機能５−１３は、使用することができない。

この様なケ−スでは、第二ロジックレベル１０少なくとも一部の車両制御機能５−１０ − ５−１２と、エラーケースの種類にも依存するが、第一ロジックレベル４の全範囲を用いることができるため、衝突しない走行は、可能である。

例えば、車線変更を実施できなかったり、急ブレーキがかかるシチュエーションは発生したりするかもしれないが、車両は、例えば、現時点の走行レーンを衝突することなく追従することは可能である。

好ましい実施例によって上記のごとく説明されはしたが、本発明は、これらに制限されるものではなく、多種多様な方法や構成によって変更することが可能である。特に、本発明は、本発明の趣旨から逸脱することなく、多種多様に変更や修正することが可能である。

１−１， １−２ 車両制御装置
３−１ − ３−ｎ 第一制御手段
４ 第一レベル
５−１ − ５−ｎ 車両制御機能
６−１ − ６−ｎ 計算結果
７−１ − ７−ｎ センサー類
９−１ − ９−ｎ 第二制御手段
１０ 第二レベル
１１−１ − １１−ｎ 第三制御手段
１２ 第三レベル
１４ 地図データ
１５ レーダーＳＬＡＭ
１６ ビジュアル・オドメトリー（走行距離計測法）
１７−１， １７−２ オブジェクト認識
Ｓ１ − Ｓ４ 方法ステップ

Claims (14)

1. 特定数の互いに独立した、第一ロジックレベル（４）に配置され、且つ、予め定められている第一車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）を計算し、第一計算結果（６−１ − ６−ｎ）を出力する様に構成された第一制御装置（３−１ − ３−ｎ）、
   特定数の、互いに独立した、第一ロジックレベル（４）の上位におかれ、且つ、互いに階層的に配置されたロジックレベル（１０， １２）に配置され、且つ、予め定められている更なる車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）を計算し、更なる計算結果（６−１ − ６−ｎ）を出力するように構成された更なる制御装置（９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）を備え
   但し、該更なる制御手段（９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）が、計算結果（６−１ − ６−ｎ）が、該当する、階層的にそれぞれの制御装置（３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）のロジックレベル（４， １０， １２）の下位に配置されたロジックレベル（４， １０， １２）に配置されている車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）用の入力値として該当する制御装置（３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）によってのみ使用されるように構成されている、
   ことを特徴とする車両用の車両制御装置（１−１， １−２）。
2. 制御手段（３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）が、それぞれの計算結果（６−１ − ６−ｎ）に基づいて、車両を、特に車両の横方向加速、及び／或いは、縦方向加速を制御できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
3. 該第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）が、それぞれセンサー類（７−１ − ７−ｎ）を有し、車両の車両運動、及び／或いは、車両に対するオブジェクトの相対運動、及び／或いは、車両ポジション、及び／或いは、車両オリエンテーション（車両の向き）を、自らのセンサー類（７−１ − ７−ｎ）のデータに基づいて推定する、及び／或いは、
   該第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）が、車両が、第一計算結果（６−１ − ６−ｎ）に基づいて、車両とある障害物との衝突を回避する、或いは、その強さを緩和する、及び／或いは、車両が走行レ−ンを逸脱することを回避するように制御できるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１と２のうち何れか一項に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
4. 該第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）が、計算結果（６−１ − ６−ｎ）として、車両の周辺部に関する周辺データを出力するように構成されている；
   但し、該周辺データが、特に、占有グリッド、及び／或いは、オブジェクト・リスト、及び／或いは、車両のポジションデータ、及び／或いは、車両のオリエンテーション・データを有している
   ことを特徴とする請求項１から３のうち何れか一項に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
5. 特定数の互いに独立し、第一ロジックレベル（４）の上位におかれた第二ロジックレベル（１０）に配置され、第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）の同類の計算結果（６−１ − ６−ｎ）を組合せ、それぞれの車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）用の入力値として用いることができるように構成された第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）を有していることを特徴とする請求項１から４のうち何れか一項に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
6. 該第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）が、車両をそれぞれの計算結果（６−１ − ６−ｎ）に基づいて、該車両が、予め定められている走行レーンに追従するように制御するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
7. 該第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）が、少なくとも冗長的計算ユニット、及び／或いは、冗長的エネルギー供給を有する冗長的制御手段（９−１ − ９−ｎ）として構成されていることを特徴とする請求項５と６のうち何れか一項に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
8. 特定数の互いに独立し、第二ロジックレベル（１０）の上位におかれた第三ロジックレベル（１２）に配置され、第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）の同類の第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）によって組み合わされた計算結果（６−１ − ６−ｎ）を組合せ、それぞれの車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）用の入力値として用いることができるように構成された第三制御手段（１１−１ − １１−ｎ）を有していることを特徴とする請求項５から７のうち何れか一項に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
9. 該第三制御手段（１１−１ − １１−ｎ）が、第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）の同類の第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）によって組み合わされた計算結果（６−１ − ６−ｎ）の組合せに基づいて、車両の周りにある使用可能空間を包含し、他の交通参加者の動きの計算を可能にする車両の周辺モデルを算出することができるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置（１−１， １−２）。
10. 特定数の第一装置から互いに独立した制御装置（３−１ − ３−ｎ）を第一ロジックレベル（４）に配置するステップ（Ｓ１）；
    第一制御装置（３−１ − ３−ｎ）内の予め定められている第一車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）を計算する、対応する計算結果（６−１ − ６−ｎ）を出力するステップ（Ｓ２）；
    特定数の更なる互いに独立した制御装置（９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）を、特定数の第一ロジックレベル（４）の上位におかれ、且つ、互いに階層的に配置されたロジックレベル（４， １０， １２）を配置するステップ（Ｓ３）；並びに、
    互いに独立した更なる制御装置（９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）内の予め定められている更なる車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）を計算結果（６−１ − ６−ｎ）に基づいて、制御装置内の、該当する車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）の制御装置（３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）のロジックレベル（４， １０， １２）の階層的に下に配置されているロジックレベル（４， １０， １２）内の制御装置（３−１ − ３−ｎ， ９−１ − ９−ｎ， １１−１ − １１−ｎ）内に配置されている車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）のみに対して計算するステップ（Ｓ４）
    を包含することを特徴とする車両を制御するための方法。
11. 車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）が、それぞれの計算結果（６−１ − ６−ｎ）に基づいて、車両、特に車両の横方向加速、及び／或いは、縦方向加速を制御することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 其々対応する車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）が実行される各々の第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）のセンサー類（７−１ − ７−ｎ）のセンサーデータにのみ基づいて該第一車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）が、車両の車両運動、及び／或いは、該車両に対するオブジェクトの相対運動、及び／或いは、車両ポジション、及び／或いは、車両オリエンテーションを計算する；及び／或いは、
    該第一車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）が、該車両を、車両とある障害物との衝突を回避する、或いは、その激しさを緩和する、及び／或いは、車両が走行レーンを逸脱することを回避するように制御する；及び／或いは、
    該第一車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）が、計算結果（６−１ − ６−ｎ）として該車両の周辺部に関する周辺データを出力する、但し、該周辺データが、特に、占有グリッド、及び／或いは、オブジェクト・リスト、及び／或いは、車両のポジションデータ、及び／或いは、車両のオリエンテーション・データを有している
    ことを特徴とする請求項１０と１１のうち何れか一項に記載の方法。
13. 特定数の互いに独立した第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）が、第一ロジックレベル（４）の上位におかれた第二ロジックレベル（１０）に配置され、第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）の同類の計算結果（６−１ − ６−ｎ）を組合せ、それぞれの車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）用の入力値として用いる；
    第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）が、該車両を、第一計算結果（６−１ − ６−ｎ）に基づいて、特に、該車両が、予め定められている走行レ−ンに追従するように制御する
    ことを特徴とする請求項１０から１２のうち何れか一項に記載の方法。
14. 互いから独立した特定数の第三制御手段（１１−１ − １１−ｎ）が、第二ロジックレベル（１０）の上位におかれた第三ロジックレベル（１２）に配置され、第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）によって組み合わされた第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）の同類の計算結果（６−１ − ６−ｎ）を組合せ、対応する車両制御機能（５−１ − ５−ｎ）の入力値として用いる；
    該第三制御手段（１１−１ − １１−ｎ）が、第二制御手段（９−１ − ９−ｎ）によって組み合わされた第一制御手段（３−１ − ３−ｎ）の同類の計算結果（６−１ − ６−ｎ）を組合せに基づいて、車両の周りにある使用可能空間を包含し、他の交通参加者の動きの計算を可能にする車両の周辺モデルを計算する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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